終結石油霸權！一場能源革命已在中國爆發(fā)，世界格局或將“大洗牌”

 

 

 

 

人類的元素周期表戰(zhàn)爭，已經(jīng)進入了新的周期。

 

中國在這場橫跨全球的戰(zhàn)役中能做到什么程度，將直接決定未來30年的發(fā)展格局。

 

上周四，寧德時代發(fā)布新一代的鈉離子電池技術。漆黑的會場，巨幅精美的PPT， 不知道的人還以為又是哪一家“性感”的消費科技公司。

 

 

會場上沒有精神領袖喬布斯，沒有馬斯克跳熱舞、賈老板為夢想窒息的一幕幕，但全球的目光還是被緊緊牽引。

 

所有人，都盯著新品發(fā)布會上的一舉一動。

 

為什么？

 

因為放到全人類的能源發(fā)展的歷史長河里里，這一天都會占有一席之地。

 

過去，人類的文明史是能源史，本質上是元素的開發(fā)史：

 

在漫長的農業(yè)時代，銅、鐵元素的冶煉技術，曾主導了不同文明的興衰。

 

過去一個世紀的工業(yè)文明時代，則是碳和硅大放異彩。

 

碳隨著工業(yè)革命和化石能源而興起，占據(jù)了人類經(jīng)濟活動的前端，供應最基礎的能源；

 

硅隨著信息革命、電子技術而壯大，處于人類經(jīng)濟活動的后端，通過各類終端產品深刻影響整臺社會大機器的方方面面。

 

可以說，對碳和硅這兩種元素的認知時間與利用程度，決定了過去一百年國與國之間的實力格局。

 

不可否認的是，中國在這一百年中是追趕者，在兩方面都有軟肋。

 

中國石油對外依存度

 

 

碳氫化合物就不用說了，西方最早大規(guī)模地運用煤炭和石油，率先完成了工業(yè)革命。中國不僅遲到了，還是現(xiàn)在全球最大的石油進口國和煤炭消費國。幾代人的聰明才智和心血都耗在了保衛(wèi)能源安全上。

 

硅元素更是如此。

 

數(shù)字時代到來之前，唯有小小的U盤，是二十年來極少屬于中國人的原創(chuàng)性發(fā)明專利成果。幾乎所有底層技術都是歐美日的發(fā)明。

 

雖然二氧化硅是這個世界上最廉價的原料。一粒大米的成本，可以買好幾百個晶體管。

 

但經(jīng)過科技的加工，卻是今天這個星球上最硬的通貨。

 

像華為明明是5G規(guī)則的引領者，其發(fā)布的P50手機，因為芯片仍然受限，暫時只能主要供貨4G版本，被硬生生壓制在4G時代。

 

盡管我們非常努力，上海微電子的28納米工藝的沉浸式光刻機，馬上就能交付了。中芯國際的14納米芯片良品率已經(jīng)達到95%……但未來還有遠路要走。

 

兩輪元素戰(zhàn)爭中，中國一直處于比較被動的局面。

 

現(xiàn)在進入新能源革命、碳中和進程的時代，中國這樣的制造大國終于有了突破困局的新賽道。

 

就像這次寧德時代推出的新一代鈉離子電池，讓中國少有的站在了全球領先的位置，把元素周期表引到了另一個新的戰(zhàn)場。

 

全球的爭奪點都將隨之發(fā)生改變。

 

 

 

在鈉離子電池之前，人類為了開發(fā)新能源，尋找過各類載體，氫、核能等。后來鎖定了最輕的金屬元素——鋰，由鋰離子電池作為全球新能源事業(yè)的核心。

 

與碳、硅一樣，鋰元素最初的開發(fā)也是由西方主導的。

 

在二戰(zhàn)時期，鋰被添加在戰(zhàn)斗機的潤滑油里；在冷戰(zhàn)時期，鋰作為核武器制造要用到的材料被美蘇大量生產。

 

冷戰(zhàn)結束后，鋰才由軍轉民，進入尋常百姓家。1991年，日本索尼公司接棒歐洲人，率先將鋰電池技術商業(yè)化，并應用到其錄像機等電子產品上。

 

 

 

隨著鋰在工業(yè)上的重要性越發(fā)顯著，有越來越多的人將它稱為“白石油”。

 

2019年的諾貝爾化學獎，頒給了美國科學家約翰·古德納夫、斯坦利·惠廷厄姆，以及日本科學家吉野彰，認可他們在上世紀70、80年代共同完成了鋰離子電池的研發(fā)。

 

 

 

諾貝爾獎評選委員會稱，正是鋰離子電池在手機、電腦、汽車、儲能等領域的使用，證明了無化石燃料社會的可能性。

 

也就是說，鋰有可能會是碳時代的終結者。

 

很多人擔心，圍繞稀有金屬的新元素戰(zhàn)爭，會不會演變成一次新的“石油戰(zhàn)爭”？

 

不會的。

 

鋰取代碳，是清潔能源對化石能源的取代，也是一種更高級的能源利用方式，是對粗放能源利用方式的取代。

 

因此，鋰仍然是今后的時代主題，不可替代。不過，由鈉所開辟出的新戰(zhàn)場，仍然具有極其重大的意義。未來鈉鋰技術很可能會共存互補，共同支撐起龐大的電池市場：

 

鋰電池通常會添加鈷、鎳、錳、鐵等其他元素改善性能，比如說三元鋰電池，只有加入鈷后才能發(fā)揮電池的最大效用。

 

但是作為動力電池中最貴的材料，鈷資源極度稀缺，全球已探明的鈷資源儲量只有約700萬噸。

 

其主要產出國是剛果（金），一國占到約70%的產量。而非洲國家最大的特點，就是政治容易不穩(wěn)定。

 

 

 

1978年，蘇聯(lián)支持的安哥拉反抗者奪取了剛果（金）的鈷儲量重地加丹加省，接下來的戰(zhàn)爭遲滯了全球的鈷工業(yè)。

 

全球的武器制造商和航空業(yè)經(jīng)營者坐立不安，因為鈷合金對于噴氣式飛機引擎和其他軍用器械來說必不可少，但是他們又找不到替代品。

 

全球制造商為了原料手忙腳亂，陷入了一片慌亂。

 

這也是為什么，直到今天馬斯克就算搶到了鈷訂單，還是會一手推動特斯拉的“含鈷量”下降。就是不想被卡脖子。現(xiàn)在，一輛Model3所需要的鈷已經(jīng)從11kg降到了4.5kg。

 

而相比起鈷等稀有金屬，地球上的鈉原料實在太豐富了，像我們隨處可見的鹽，其實就是氯化鈉。

 

所以，寧德時代推出的新一代鈉離子電池，其實就是一條全新的技術路線，可以為不同的客戶提供多功能、多元化的選擇，進而維護產業(yè)鏈的安全。

 

在新能源革命的大樹上，需要多元化賽道的根系，不可能只依賴單一路徑，而大樹的樹干，永遠是科技的創(chuàng)新。

 

 

 

7月30日的政治局會議，首次明確指出了“支持新能源汽車加快發(fā)展”。毫無疑問，如今全球的技術焦點就是新能源汽車。

 

據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)，2021年上半年，新能源汽車零售量突破100萬輛，同比增長了218.9%。

 

 

 

2020年，中國新能源汽車在銷量占比達到了5.8%，這被業(yè)內視作走向質變、拐點信號，也是這5-10年新能源技術集中爆發(fā)的結果。

 

不管是國民神車五菱宏光，馬斯克和他的特斯拉，蔚來、小鵬、理想，對電池的需求只會越來越大。

 

2021年1-5月，動力電池的裝車量達到88.4GWh（百萬千瓦時），同比上升了223.9%。行業(yè)前10的龍頭中，中國占到5家，韓國3家，日本2家。

 

 

這是一個令無數(shù)人垂涎三尺的市場，而單一技術路徑是不可能支撐起這么龐大的市場規(guī)模的，它一定會要求多元化發(fā)展，需要不同層次的產品來一起托住。

 

寧德時代推出的鈉離子電池能量密度為160Wh/kg，正在研發(fā)的下一代鈉電池能量密度為200Wh/kg，而現(xiàn)在的三元鋰電池能量密度在200-300Wh/kg，頂尖公司在往350-400這個能級探索。

 

鈉離子稍顯落后。

 

但是這個水平，已經(jīng)超越了鉛酸電池，并且與磷酸鐵鋰電池180Wh/kg的水準相差無幾。因此，鈉離子電池的應用前景仍然非常廣闊。

 

像國內最熱銷的電動車五菱宏光Mini EV，用到的電池能量密度只有110Wh/kg左右，鈉離子電池完全能夠滿足。

 

換句話說，未來它將全面滲透入低速新能源車、微型電動車、電瓶車領域。

 

而從這一刻開始，作為鋰離子制造研發(fā)公司的寧德時代也就不存在了，它變成了一個能提供不同解決方案的新能源創(chuàng)新科技公司。

 

 

縱觀人類每一次的能源革命，最重要的兩個環(huán)節(jié)，就是能源轉化與存儲。

 

相比鋰元素，鈉元素在儲能方面有一個非常大的優(yōu)勢——價格便宜。

 

地殼中含量最豐富的元素，鈉可以排到前八位。由于儲量豐富，其價格遠低于稀有金屬，能夠滿足人類不斷膨脹的需求。

 

這一點，至關重要。

 

大家想想看，如果電子信息產業(yè)的原材料不是最最便宜的沙子，會怎么樣？

 

興許，現(xiàn)在集成電路還只能投入到衛(wèi)星、航空母艦等軍事領域，以及只有富人階層才玩得起，普通家庭很少機會消遣。

 

那么，晶體管就不會像今天這樣改變全世界，成為繼“車輪之后最重要的發(fā)明”了。

 

寧德時代的鈉離子電池在量產之后，理論上價格會更具優(yōu)勢，加之能夠實現(xiàn)15分鐘快充80%，在零下20°C低溫的環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率，未來在很多方面都能大展身手。

 

 

比方說，當今最令人頭疼的儲能領域。

 

當前，我們建設的儲能站運用的都是鋰電池，但截至2020年底累計裝機規(guī)模只有區(qū)區(qū)的290萬KW。

 

290萬KW是什么概念？

 

廣州一年的用電量996.72億KW。全國的鋰電池儲能站全部放電，只夠廣州用十天半，更不用說供應給其他大城市了。

 

而在光能、風能豐富的偏遠地區(qū)，比如青海，全年日照時間在2500-3650小時，理論上每年可轉化的太陽能發(fā)電超30萬億千瓦。但這類“日光城”因為儲能、輸送、并網(wǎng)等配套的不便，每年都會造成大量電能空耗和資源未開發(fā)，十分可惜。

 

所以，一種性價比更高的儲能方式有多重要你知道了吧？

 

只有把價格降下來，電池儲能站才能遍地開花。

 

廣東這樣的經(jīng)濟大省，一年用電接近7000億千瓦時，且存在明顯的用電波峰。如果儲能可以跟上，就能在關鍵節(jié)點進行充放電調解，維持經(jīng)濟正常運轉。

 

當然，這還只是小試牛刀。

 

第一，風、水、光伏發(fā)電后，會并入國家級電網(wǎng)輸送。但過去由于調度的問題，并網(wǎng)不暢，各地棄光限電，阻礙了新能源發(fā)電事業(yè)。甘肅、新疆、寧夏等地的新能源電站，每天都在拼命發(fā)電，但當?shù)馗鞠牟坏簦毙?/span>便宜的儲能方式。

 

第二，現(xiàn)在的大城市動不動就一兩千萬人口的規(guī)模。能源多靠外地供給，一旦某個鏈條中斷就會陷入混亂。像2008年的南方雪災，2021年的鄭州洪水，都反映了獨立儲能、安全儲能的重要性。

 

第三，在寒冷地區(qū)，尤其是邊疆地帶，有許多涉及國防安全的重地，能源保障至關重要，穩(wěn)定的儲能模式成為支撐長城鐵哨的一種剛需。

 

鈉離子電池儲能站能夠滿足上述要求。一旦大規(guī)模投入使用，無疑會改變很多地方的生態(tài)，甚至影響地緣政治。

 

強大的應用前景，可能會誘導更多的國內外巨頭下場，去進一步開發(fā)和挖掘鈉元素的應用。

 

因此，寧德時代實際上已推倒了第一張多米諾骨牌，把元素周期表戰(zhàn)爭引到了另一個新的戰(zhàn)場。

 

 

之前有人曾議論，電池的化學體系已經(jīng)很難創(chuàng)新了，只能在物理結構上做些改進。但實際上， “電化學的世界就像能量魔方未知遠遠大于已知”。

 

人類歷史上，有很多最聰明的大腦都因為“不敢做夢”而做出過于謹慎的判斷。

 

像計算機之父馮諾依曼就曾預測，全世界只要有4臺計算機就足夠全世界使用。結果，在電子管時代切換成晶體管時代后，全世界每個角落都在發(fā)出0和1.

 

同樣的道理，我們也不能過早地斷言電池技術的極限。

 

它對人類社會的顛覆性作用，可能遠比我們想象中還要高。就如前文所述，鋰、鈉元素的終極使命，是對作為能源的碳元素的替代。

 

過去，煤炭、石油都是遠古植物/生物死亡后埋藏在地下，經(jīng)過千百萬年的反應形成，這些化石能源都是不可再生的。我們想要獲取，基本上只能通過開采的手段（煤制油只是一種補充，而且也要先采煤）。

 

如今，隨著鋰/鈉離子電池的大規(guī)模商業(yè)運用，一幅嶄新的畫卷展現(xiàn)在中國面前：能源制造開始慢慢取代能源開采。

 

通過在戈壁灘上鋪設太陽能牧場，在近海岸建設潮汐電站，在丘陵山坡鋪排大片風機，能源已不再像以前那樣靠天吃飯了，而是可以如同流水一般被生產和轉化出來。

 

去年7月，新能源成為國家電網(wǎng)第二大電源，預計到2030年煤炭在能源消費比例會降到44%。這些能源注入電池而不是內燃機，驅動著汽車行駛，工廠運轉，電視直播，手機通信……

 

與石油燒完就沒了不同，鋰/鈉在電池里面僅起到充放電作用，本身不會消失可以重復使用，成為能量轉化、儲存的關鍵中介物質。正是鋰/鈉電池技術的商業(yè)化，才讓能源制造時代的來臨成為可能。

 

這種切換對于中國而言絕對是福音。

 

因為在能源開采時代，中國900多萬平方公里疆域上，有啥就只能開采啥，其余的依靠進口，相當被動。但是在能源制造方面，我們作為全球產業(yè)鏈最全的制造業(yè)大國，就極具優(yōu)勢。

 

以光伏為例。從上游的硅片、銀漿、PET基膜，到中下游的電池片、光伏玻璃、背板，產業(yè)鏈上每一個環(huán)節(jié)都有無數(shù)中國玩家涌入。

 

上下游的緊密配套，以及規(guī)模集群效益，讓中國牢牢占據(jù)全球光伏產業(yè)鏈龍頭地位。早在2019 年，中國硅料、硅片、電池片、組件就分別占全球產量 67%、98%、83%和 77%。生產成本的下滑，讓光伏發(fā)電經(jīng)濟性愈發(fā)凸顯。

 

在今天這個新能源革命即將爆發(fā)的時代，對中國這樣的制造大國來說，突破資源困局的契機已經(jīng)走到面前。

 

 

縱觀全球，絕大部分資源型國家都深陷“資源詛咒”。就是因為他們開發(fā)元素的技術還停留在“上古時期”。

 

可見，真正決定一國命運興衰的，并不是資源礦產的多寡，而是利用元素的效率。

 

利用資源的能力，比資源本身更重要。

 

我們絕不能形成路徑依賴，否則就很容易在單一賽道上被鎖死。多元化賽道的布局比什么都有價值。

 

人類的未來是軍事之爭，是財力之戰(zhàn)，是科技競賽，但歸根結底是元素周期表的戰(zhàn)爭。

 

誰先找到那個支點，誰就能用科技撬動地球。