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欧洲汽车制造商提出新千兆工厂承诺,是欧盟国家在“欧洲电池创新项目”下承诺的29亿欧元投资具体结果

墨眉朱砂 2021-08-27 16:45:03

电池是“明天的内燃机”,在母公司大众汽车集团的“动力日”(Power Day)活动上,保时捷首席执行官奥利弗·布卢姆(Oliver Blume)这样说。


大众的这一活动在2020年9月的特斯拉“电池日”(Battery Day)之后不久推出,这标志着欧洲汽车制造商首次宣布了一系列计划,将用电池驱动的推动系统取代内燃机。


这其中包括:大众3月份的“动力日”,雷诺6月份的“eWays ElectroPop”活动,Stellantis 7月份的“电动汽车日”(EV Day),以及戴姆勒7月份宣布的电动汽车战略。


据IHS Markit估计,欧洲要想在2030年前实现欧盟提出的减排55%二氧化碳的目标(称为“Fit for 55”提案),电池容量需要达到468千兆瓦时。


汽车制造商提出的一些新的千兆工厂的承诺(主要是与电池伙伴合作),是欧盟国家在“欧洲电池创新项目”(European Battery Innovation Project)下承诺的29亿欧元投资的具体结果,该项目旨在创造18000个新的就业机会,并帮助取代那些在摆脱内燃机的转变中失去的就业机会。


欧洲汽车制造商提出新千兆工厂承诺,是欧盟国家在“欧洲电池创新项目”下承诺的29亿欧元投资具体结果


网上活动不仅仅是投资声明。


欧洲汽车制造商还以一系列PPT的形式展示了不同程度的细节,概述了他们将如何提供不同的电池化学成分,并统一电池包设计,以平衡客户增加续航里程和降低成本的需求。


与此同时,保时捷的布卢姆等高管提出了这样一个想法:电池绝不仅仅是一种商品,对汽车制造商来说,电池与内燃机一样,是一种差异化产品。


“玩法已经改变”


这些事件表明,汽车制造商最近的想法发生了深刻转变。


咨询公司麦肯锡的副合伙人雅各布·弗莱施曼(Jakob Fleischmann)表示:“就在两年前,他们还在说,‘我们是汽车制造商,不是化工企业’,但游戏已经改变了。电动汽车的未来发展需要电池生产达到千兆工厂规模。”


这些汽车制造商与电池供应商的关系正在发生变化。他们不再与LG化学或三星等一级供应商签署供应协议,而是开始建立合作关系。


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例如,雷诺宣布将收购法国初创企业Verkor 20%的股份,以共同开发和制造用于高端汽车的“高性能电池”。


与此同时,大众还与中国电池制造商国轩高科合作,在其位于德国萨尔茨基特的工厂生产电池,以补充其与Northvolt在当地的现有合作关系。大众持有国轩高科的股份。


“电池生产与汽车制造商的传统战略相距甚远,但这是价值所在,所以他们希望参与进来。”弗莱施曼说。


对价值链更多控制权的渴望,促使汽车制造商们关注原材料等通常与汽车生产无关的投资。


垂直整合


大众谈到了“第二波工业化”,以帮助降低成本。


“垂直整合是关键,”大众集团首席采购官乔格·特驰曼(Joerg Teichmann)在3月份表示,“电池成本的三分之一是制造、工程和集成到汽车上。三分之二是零部件、原材料和原材料加工。”


大众汽车零部件部门负责人托马斯·施茂尔(Thomas Schmall)没有拒绝考虑追随特斯拉的脚步,也在投资电池原材料的开采。


电池原材料开采 ▼

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“我们正在考察从开采到回收的整个流程链。我们必须积极参与原材料业务。”他在6月份对《德国商报》表示。


化学成分竞赛


围绕大多数锂离子电池阴极所需原材料的成本、供应和道德采购的问题,促使欧洲汽车制造商投资于不同的化学成分。


目前电池阴极中通常使用的金属——镍、锰和钴(简称NMC)——价格昂贵。为了解决这个问题,大众宣布将使用三种不同的化学成分,所有这些成分都将减少或去除昂贵的钴。


在“动力日”的展示会上,大众表示其三种新的阴极化学成分将是:


磷酸铁锂(LFP),用于“成本合理的入门市场”


高锰,用于“主要销量市场”


高镍,“用于高端和高性能解决方案”


同时,Stellantis宣布了两种新的无钴电芯化学成分:


铁锰,用于入门级汽车


镍锰,用于更高能量密度的应用


在中国很受欢迎的LFP,被认为是在欧洲开启更廉价电动汽车的关键。


彭博新能源财经能源存储部门负责人詹姆斯·T·弗里斯(James T. Frith)表示:“过去,欧洲汽车制造商对LFP非常不屑一顾,认为这是一种质量低劣的电动汽车解决方案。”


“但他们现在开始意识到,如果你想让一辆电动汽车的价格低于2万英镑,你就必须提供一种低成本的化学成分,牺牲一定的续航里程。”他说。


Stellantis承诺将在2024年推出铁锰电池包。


费里斯称,中国在LFP工业化方面的领先地位,将意味着欧洲汽车制造商更有可能向中国汽车制造商寻求原材料和合作。


例如,国轩高科预计将在萨尔茨吉特为大众生产LFP电池,而Stellantis很可能会利用与从长城汽车分拆出来的蜂巢能源公司达成的新协议,计划在德国萨尔路易斯的一家工厂生产LFP型电池,预计将于2023年投产。


戴姆勒首席技术官萨加德·汗(Sajjad Khan)在公司7月份的电动汽车战略发布会上表示,戴姆勒还将“根据不同市场的客户需求,采取不同的化学成分”,但他没有透露更多细节。


欧洲汽车制造商雷诺仍坚持目前的NMC模式。该公司表示,在6月份的报告中,NMC“将覆盖所有领域未来推出的纯电动汽车”,并称“与其他化学解决方案相比”续航里程增加了20%,“回收性能也要好得多”。


LFP的一个缺点是,低价值的金属含量使其对回收商的吸引力降低,这意味着汽车制造商可能不得不承担这一成本。


电芯到电池包


降低电池包成本是欧洲汽车制造商压低电池价格的核心举措。


例如,大众表示,将从2023年开始将其电芯标准化,采用方形设计,并称之为“统一化电池”。


大众的方形统一化电池 ▼

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施茂尔在2021年3月表示,这种电芯的设计将包含大众计划中的不同化学成分,到2030年将覆盖大众80%的电池。


7月,Stellantis电气化动力系统工程负责人让·帕森纳兹(Jean Personnaz)说,Stellantis也在研究一种统一化设计,在这种设计中,它的无钴、长程、高镍配方将使用相同的电芯生产工艺、隔膜、电解液和金属箔。


Stellantis正在开发一种所谓的“电芯到电池包”(cell-to-pack)设计,该设计摒弃了目前电池包常用的模组,目标是到2024年将电池包成本降低40%。


届时,该公司将首次推出“电芯到电池包”低成本化学电池,而更高里程的富镍电池将在2026年放弃模组。


雷诺也希望使用“电芯到电池包”的解决方案,该公司认为,到2030年电池包成本将降低60%,并帮助其在同一时间将电池成本从2019年的每千瓦时170美元降至80美元。


戴姆勒研究部主管马库斯·谢弗(Markus Schafer)7月表示,戴姆勒还计划生产“高度标准化的电池”,电池包之间仅有化学成分和电芯高度存在差异。


比“电芯到电池包”更进一步的解决方案被称为“电芯到汽车”,这是大众公司承诺的。该解决方案是将电池包集成到汽车的结构中。


特斯拉也曾表示将这么做,从柏林附近生产的Model Y开始。


特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)在2020年9月的“电池日”活动上表示:“这款电池将首次具有双重用途……既是能源设备,也是结构。”


对固态电池寄予厚望


“固态电池将成为游戏规则的改变者。”大众汽车的施茂尔7月表示,“它将充电时间缩短了一半,续航里程提高了30%。”


大众正计划与合作伙伴QuantumScape在德国建立一条生产固态电池的试点生产线,该公司正试图将一项技术实现工业化。所有欧洲汽车制造商都将这项技术视为他们在电动汽车领域的最终目标。


QuantumScape生产的固态电池电芯 ▼

欧洲汽车制造商提出新千兆工厂承诺,是欧盟国家在“欧洲电池创新项目”下承诺的29亿欧元投资具体结果


这种电池使用固体电解质,在几乎所有参数上都对锂离子电池的性能进行了改善。这项技术仍处于试验阶段,但欧洲的大公司已经宣布了明确的时间表。


大众集团——2025


Stellantis——2026


戴姆勒——2028


宝马——2029


雷诺——2030


固态电池的早期版本将是应用于豪华车,但彭博新能源财经预计,到2030年,固态电池的成本将接近锂离子电池。


一旦能量密度达到这个水平,戴姆勒“将有机会重新考虑电池系统的设计”,首席技术官汗说。


内部制造飙升


汽车制造商考虑的不仅仅是电池,它们正力求降低电动传动系统的成本,并有别于竞争对手。


谢弗表示,戴姆勒将“引入电子驱动技术,使我们能够打造真正差异化、性能无与伦比的产品”。


例如,它最近收购了英国高性能径向永磁电机制造商YASA,该公司也为法拉利的SP90插电式混合动力超级跑车提供了技术。


Stellantis正在开发三种电动驱动模块,包括电机、变速器和逆变器,用于四种计划架构的电动汽车,顶级规格的型号具有800伏特的能力。


雷诺计划到2024年,在其位于法国克里昂的动力总成工厂每年生产50万台电动发动机,该公司正试图将内燃发动机转变为电池动力。


IHS Markit预测,到2030年,约70%的电动汽车将由内部制造,而目前这一比例为33%。


IHS供应链、技术和售后市场主管马蒂奥·芬尼(Matteo Fini)表示:“随着规模经济发挥作用,我们预计电动发动机/电动车桥的整合将越来越多地掌握在汽车制造商的手里。如果每个部件的产量更高,内部制造就更有意义。”


然而,芬尼警告说,电动汽车垂直整合的增加不太可能导致类似的工作替代。


他说:“与内燃机相比,电动汽车的主要零部件自动化程度更高,劳动强度也更低。”


麦肯锡认为,2021年宣布的一系列电池产业化计划意味着,到2030年,欧洲的电动汽车销量将达到54%,这是欧盟“Fit for 55”提案所要求的。(欧盟“Fit for 55”一揽子计划提出到2030年将欧盟的碳排放量减少55%。)


如今,麦肯锡的弗莱施曼警告称,汽车制造商及其合作伙伴在实现电池生产承诺方面面临“极端的执行挑战”。


附录:电池工厂生产计划


IHS Markit估计,欧洲需要468GWh的电池容量才能达到欧盟提出的2030年排放目标。以下是一些宣布了生产计划的主要工厂。


亚洲巨头和合作伙伴


宁德时代:位于德国埃尔福特的一家32GWh工厂将于2022年开业,客户包括宝马和沃尔沃


LG化学:位于波兰弗罗茨瓦夫的一家10GWh工厂,计划扩大到65GWh,为奥迪、戴姆勒、捷豹、沃尔沃和大众提供电池


SK创新:位于匈牙利科玛罗姆的7.5GWh工厂,计划到2022年达到17.3GWh,为大众提供电池


三星SDI:位于匈牙利格德的3Gwh工厂将从2021年开始向宝马和大众供应电池


蜂巢能源:计划于2023年底在德国萨尔路易斯建立工厂,最高可达24GWh,将供应Stellantis等


日产/远景动力:位于英格兰桑德兰的锂离子电池工厂,初始年产量为9Gwh,到2030年将增长至25Gwh,有潜力达到35Gwh,但也可能增加捷豹和路虎等其他品牌


雷诺集团/远景动力:这两家合作伙伴将在法国杜埃开发一个千兆工厂,到2024年产能为9Gwh,目标是到2030年达到24Gwh


大众/国轩高科:位于德国萨尔茨基特的电池工厂,计划于2025年投产;没有宣布产能


欧洲本土种子选手


Northvolt:位于瑞典谢莱夫特奥的16GWh工厂,计划2021年投产,并计划扩大到32GWh;客户包括宝马、大众、斯堪尼亚和沃尔沃(从2024年开始)


大众集团/Northvolt:位于德国萨尔茨基特的16GWh工厂将于2024年初投产


沃尔沃/Northvolt:合资企业将以50/50的比例在欧洲建立一个新的超级工厂,潜在产能高达每年50GWh,生产计划于2026年开始


Automotive Cell Company(ACC):标致雪铁龙与道达尔-萨夫特的合资公司,计划建立两个24GWh工厂,一个在法国杜文,一个在德国凯泽斯劳滕;这两家公司都将于2023年开业


Stellantis:位于意大利泰尔莫利的电池厂


Verkor/雷诺:Verkor计划从2026年开始在法国生产高性能电池,初始产能为10GWh,到2030年可能增至20GWh


Britishvolt:位于英国布莱思的一家30GWh工厂,计划于2023年投产。没有宣布客户名字


更多即将到来


大众“愿意”依靠当地政府的支持在西班牙建造1家千兆工厂;该公司还计划在欧洲增加3家工厂


Stellantis计划在欧洲和北美共建立5家千兆工厂,已经宣布了3家


戴姆勒计划在欧洲建立4家电池工厂,在全球共建立8家;与“现有战略伙伴和一个新伙伴”合作


尚未宣布计划


宝马


福特


现代/起亚


捷豹路虎


丰田


来源:汽车商业评论

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