近期，國際能源署（IEA）發布了《電池與能源安全轉型》（Batteries and Secure Energy Transitions）報告。報告表示電池技術是實現清潔能源轉型和保護能源安全的關鍵，對于實現第28屆聯合國氣候變化大會（COP28）的氣候和能源安全目標意義重大，同時到2030年可再生能源容量將增加兩倍，能源效率將提高一倍，并從化石燃料轉型。

正文結構分為三個章節，分別是電池供需狀況、電池供需展望、政策建議，下面將對其主要核心觀點進行解讀。（文末附完整版報告下載鏈接）

 

一、新能源汽車市場增長拉動動力電池應用快速提升

鋰離子電池銷量需求的增加源于電動汽車滲透率的提高，從2015年到2023年，電動汽車用電池貢獻了電池應用增長的90%以上。電力系統中電池存儲的部署也在加快，重點是電網穩定性備份系統以及可變太陽能光伏和風力發電的持續擴張。2023年，全球電池存儲市場翻了一番，達到90GWh以上，使用的電池存儲量增加到190GWh以上。

 

圖1 2015-2023年不同車型電動汽車電池使用量

2023年，全球電動汽車電池銷量升至超過750GWh的歷史新高，反映出電動汽車的使用量激增。在過去三年中，全球電動汽車電池的數量翻了兩番，其中輕型乘用車電池占增長的90%以上。與中型貨運和重型貨運卡車和公共汽車相比，這一增長歸因于更強有力的支持政策，以及與重型或長途運輸所需的更大電池和電力需求相關的障礙有關。電動汽車在其他模式下也在加速發展，兩輪車/三輪車和城市公交車的電動化發展尤其迅速，尤其是在新興市場和發展中經濟體。

圖2 2015-2023年按地區劃分的電動汽車的電池使用量和電動汽車的市場份額

 

 

二、在清潔能源轉型背景下儲能領域應用電池規模逐漸增大

搭配電池存儲，電力系統可提供更廣泛的服務。除了有助于平衡電力供需的能源轉移外，電池儲能還可以通過提供慣性、電壓控制和頻率調節、電網形成和提供快速啟動儲備等輔助服務，有助于維護電網穩定性和供電安全。

圖3 電力系統中的電池儲能應用

 

新興市場和發展中經濟體越來越多在迷你電網和獨立太陽能系統中使用電池提供存儲，這些系統將電力輸送給那些沒有電網接入或備用電力的場景，以補償電網的不可靠性。隨著電氣化工作的加快，電池存儲的應用將增加。

圖4 分散供電系統

 

三、全球動力電池產業鏈較為集中

受各國對電動汽車大力推廣及電池儲能激勵措施的影響，全球電池市場正在迅速擴大。中國目前是世界上最大的電池市場，同時歐盟、美國、英國、韓國和日本也占有一定的市場份額。

全球電池供應鏈高度集中，從礦石開采、化學物質生產再到最終電池組的制造都具有高度的地理集中度。目前，電池制造商主要依賴少數幾個國家的原材料供應及關鍵礦物開采。中國承擔了全球一半以上的鋰、鈷和天然石墨材料加工，擁有全球近85%的電池生產能力，90%的正極和98%的負極活性材料制造能力。歐洲占全球電池產能的7%，占全球鈷加工產能的10%。美國電池產能占全球的6%。韓國在正極材料生產方面具有較大優勢，占全球正極活性材料產能的10%左右。

圖5 全球電池供應鏈的地理分布

鋰離子電池正極和負極中使用的關鍵礦物的提取、精煉和加工在地理上高度集中，這帶來了相當大的供應鏈風險。鎳、鈷和石墨的開采分別由印度尼西亞、剛果民主共和國和中國主導。前三大銅生產商合計約占全球產量的一半，前三大鈷和鎳生產商控制著全球70%以上的產量，鋰和石墨生產商控制了80%以上的產量，精煉階段更加集中。

圖6 2023年電池關鍵礦物開采和精煉前三名國家的份額

 

四、動力電池不同體系碳排放差異較大，未來有較大碳減排潛力

與電池相關的碳排放主要來自礦物精煉、正負極活性材料生產以及制造過程。盡管有這些排放，但電池的環境效益大于缺點。電動汽車產生的二氧化碳當量排放量是全球內燃機汽車生命周期的一半，隨著電網脫碳的進展，這些排放量預計將下降。

電池化學成分的選擇也至關重要。不同化學體系中，LFP電池的壽命排放量比高鎳NMC電池低約三分之一。NMC排放主要來自關鍵礦物加工，占總排放量的55%，來自正負極活性材料生產占25%，電池制造15%。

圖7 2023年NMC811和LFP電池組的生命周期排放量以及2035年宣布的承諾情景

 

 

五、動力電池仍將保持快速增長，2030年預計突破3TWh

到2030年，高鎳電池將穩定成為主要技術，市場份額約為50%。NMC正極在高鎳電池中占主導地位，在2023年占電動汽車年電池量的近50%，到2030年占比不到40%。NMC電池具有比LFP電池更高的能量密度和回收價值，在某些應用中具有優勢。它們在歐洲、美國和日本等有嚴格電池回收要求的市場上也具有優勢，因為目前LFP電池的大規?；厥詹⒉唤洕?。

圖8 2022-2030年按正極材料劃分的電動汽車電池年容量

 

如果所有宣布的工廠都能按時全面建成，那么到2030年，電池制造能力將增長近四倍。這將使產能增加到約9.4TWh，其中超過7.5TWh將應用于電動汽車市場。到2030年，假設全球產能利用率為85%，每年可生產8TWh。

盡管中國在鋰離子電池制造能力中的份額仍將很高，電池生產也將在未來幾年實現多樣化。中國將從近85%下降到2030年的67%，這一轉變主要是由歐洲和北美的大量投資推動。到2030年，這兩個地區的電池制造能力分別占全球電池制造能力的15%左右，高于目前的6%左右。

圖9 2023年、2030年和2050年按地區和需求劃分的最大鋰離子電池制造能力

 

六、COP28“阿聯酋共識”要求電池部署年均增速達25%

電池是擺脫化石燃料的關鍵，通過電氣化和更多地使用可再生能源來加快能源效率的步伐。在運輸方面，在2050年實現凈零排放的情況下，到2030年，道路上不斷增長的電動汽車車隊每天可替代800萬桶石油的需求。在電力部門，電池存儲支持從有增無減的煤炭和天然氣轉型，同時通過減少電網損耗和擁堵來提高電力系統的效率。

COP28會議達成的“阿聯酋共識”提出了在保持電力安全的情況下，到2030年，將全球可再生能源裝機容量提高兩倍，能效提高一倍目標，這意味著到2030年，能源儲存總量需達到1,500GW，同時電池儲能部署也必須持續以每年25%的速度增長，從而進一步要求政策制定者和行業采取行動，加速電池儲能部署的進度與步伐。

 

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