01人类的元素周期表战争,已经进入了新的周期。中国在这场横跨全球的战役中能做到什么程度,将直接决定未来30年的发展格局。上周四,宁德时代发布新一代的钠离子电池技术。漆黑的会场,巨幅精美的PPT, 不知道的人还以为又是哪一家“性感”的消费科技公司。会场上没有精神领袖乔布斯,没有马斯克跳热舞、贾老板为梦想窒息的一幕幕,
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纵观人类每一次的能源革命,最重要的两个环节,就是能源转化与存储。
相比锂元素,钠元素在储能方面有一个非常大的优势——价格便宜。
地壳中含量最丰富的元素,钠可以排到前八位。由于储量丰富,其价格远低于稀有金属,能够满足人类不断膨胀的需求。
这一点,至关重要。
大家想想看,如果电子信息产业的原材料不是最最便宜的沙子,会怎么样?
兴许,现在集成电路还只能投入到卫星、航空母舰等军事领域,以及只有富人阶层才玩得起,普通家庭很少机会消遣。
那么,晶体管就不会像今天这样改变全世界,成为继“车轮之后最重要的发明”了。
宁德时代的钠离子电池在量产之后,理论上价格会更具优势,加之能够实现15分钟快充80%,在零下20°C低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率,未来在很多方面都能大展身手。
比方说,当今最令人头疼的储能领域。
当前,我们建设的储能站运用的都是锂电池,但截至2020年底累计装机规模只有区区的290万KW。
290万KW是什么概念?
广州一年的用电量996.72亿KW。全国的锂电池储能站全部放电,只够广州用十天半,更不用说供应给其他大城市了。
而在光能、风能丰富的偏远地区,比如青海,全年日照时间在2500-3650小时,理论上每年可转化的太阳能发电超30万亿千瓦。但这类“日光城”因为储能、输送、并网等配套的不便,每年都会造成大量电能空耗和资源未开发,十分可惜。
所以,一种性价比更高的储能方式有多重要你知道了吧?
只有把价格降下来,电池储能站才能遍地开花。
广东这样的经济大省,一年用电接近7000亿千瓦时,且存在明显的用电波峰。如果储能可以跟上,就能在关键节点进行充放电调解,维持经济正常运转。
当然,这还只是小试牛刀。
第一,风、水、光伏发电后,会并入国家级电网输送。但过去由于调度的问题,并网不畅,各地弃光限电,阻碍了新能源发电事业。甘肃、新疆、宁夏等地的新能源电站,每天都在拼命发电,但当地根本消耗不掉,急需便宜的储能方式。
第二,现在的大城市动不动就一两千万人口的规模。能源多靠外地供给,一旦某个链条中断就会陷入混乱。像2008年的南方雪灾,2021年的郑州洪水,都反映了独立储能、安全储能的重要性。
第三,在寒冷地区,尤其是边疆地带,有许多涉及国防安全的重地,能源保障至关重要,稳定的储能模式成为支撑长城铁哨的一种刚需。
钠离子电池储能站能够满足上述要求。一旦大规模投入使用,无疑会改变很多地方的生态。
强大的应用前景,可能会诱导更多的国内外巨头下场,去进一步开发和挖掘钠元素的应用。
因此,宁德时代实际上已推倒了第一张多米诺骨牌,把元素周期表战争引到了另一个新的战场。
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之前有人曾议论,电池的化学体系已经很难创新了,只能在物理结构上做些改进。但实际上, “电化学的世界就像能量魔方未知远远大于已知”。
人类历史上,有很多最聪明的大脑都因为“不敢做梦”而做出过于谨慎的判断。
像计算机之父冯诺依曼就曾预测,全世界只要有4台计算机就足够全世界使用。结果,在电子管时代切换成晶体管时代后,全世界每个角落都在发出0和1.
同样的道理,我们也不能过早地断言电池技术的极限。
它对人类社会的颠覆性作用,可能远比我们想象中还要高。就如前文所述,锂、钠元素的终极使命,是对作为能源的碳元素的替代。
过去,煤炭、石油都是远古植物/生物死亡后埋藏在地下,经过千百万年的反应形成,这些化石能源都是不可再生的。我们想要获取,基本上只能通过开采的手段(煤制油只是一种补充,而且也要先采煤)。
如今,随着锂/钠离子电池的大规模商业运用,一幅崭新的画卷展现在中国面前:能源制造开始慢慢取代能源开采。
通过在戈壁滩上铺设太阳能牧场,在近海岸建设潮汐电站,在丘陵山坡铺排大片风机,能源已不再像以前那样靠天吃饭了,而是可以如同流水一般被生产和转化出来。
去年7月,新能源成为国家电网第二大电源,预计到2030年煤炭在能源消费比例会降到44%。这些能源注入电池而不是内燃机,驱动着汽车行驶,工厂运转,电视直播,手机通信……
与石油烧完就没了不同,锂/钠在电池里面仅起到充放电作用,本身不会消失可以重复使用,成为能量转化、储存的关键中介物质。正是锂/钠电池技术的商业化,才让能源制造时代的来临成为可能。
这种切换对于中国而言绝对是福音。
因为在能源开采时代,中国900多万平方公里疆域上,有啥就只能开采啥,其余的依靠进口,相当被动。但是在能源制造方面,我们作为全球产业链最全的制造业大国,就极具优势。
以光伏为例。从上游的硅片、银浆、PET基膜,到中下游的电池片、光伏玻璃、背板,产业链上每一个环节都有无数中国玩家涌入。
上下游的紧密配套,以及规模集群效益,让中国牢牢占据全球光伏产业链龙头地位。早在2019 年,中国硅料、硅片、电池片、组件就分别占全球产量 67%、98%、83%和 77%。生产成本的下滑,让光伏发电经济性愈发凸显。
在今天这个新能源革命即将爆发的时代,对中国这样的制造大国来说,突破资源困局的契机已经走到面前。
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纵观全球,绝大部分资源型国家都深陷“资源诅咒”。就是因为他们开发元素的技术还停留在“上古时期”。
可见,真正决定一国命运兴衰的,并不是资源矿产的多寡,而是利用元素的效率。
利用资源的能力,比资源本身更重要。
我们绝不能形成路径依赖,否则就很容易在单一赛道上被锁死。多元化赛道的布局比什么都有价值。
人类的未来是军事之争,是财力之战,是科技竞赛,但归根结底是元素周期表的战争。
谁先找到那个支点,谁就能用科技撬动地球。
作者:朝阳、黄汉城 来源:智谷趋势
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