新能源是什么?为什么锂电池叫新能源呢?
新能源的定义为:
以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能(原子能)。
因为锂电池具有蓄电量大,无记忆,可充放次数多,质量轻,可回收,污染小等优点所以叫新能源。
特点
1)资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用;比如,陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用,预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW,而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从的0.03GW增加1至2个GW。
2)能量密度低,开发利用需要较大空间。
3)不含碳或含碳量很少,对环境影响小。
4)分布广,有利于小规模分散利用。
以上内容参考百度百科-新能源
新能源汽车采用的都是锂电池,因为锂电池的续航里程比较远,充放电的循环次数比较多,寿命比较长。
由于低速电动四轮车的续航里程还是比较有限的,不能完全满足大众的日常出行需求,如果想要增加其续航里程,可以装上一台增程器,以此来增加其续航里程,增加其活动范围,满足大众日常出行需求,实现出行往返自如,不再因半途没电而举步维艰。
增程器可以直接找厂家购买,厂家直接发货,这样会便宜一些。需选择大厂家大品牌出品的增程器才会有全方位的保障,不然如果是小作坊式的厂家就容易坏也没有各方面的保障了。
锂是一种稀有金属,可它与我们的生活却有着紧密联系。手机中的锂电池就以它为主要原料,电视机的荧光屏使用锂玻璃可以防止爆炸,航空航天工业也离不开锂,在核工业中锂同样扮演着重要角色:1千克锂具有的能量,相当于2万吨优质煤炭,可以发出340万千瓦时的电力,比铀裂变产生的能量还要大8倍。因此,锂又被称为21世纪的能源新星。
最轻的金属
锂是一种银白色的金属,密度为0.534克/立方厘米,跟干燥的木材差不多。作为最轻的金属元素,锂具有独特而优秀的物理化学性质。
在室温条件下,锂能在空气中“燃烧”,和空气中的氮气和氧气发生强烈的化学反应,遇到水也要发生剧烈反应,因此通常只能贮藏于液体石蜡中。发现金属锂的是瑞典化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特森,时间是在1817年,贝齐里乌斯将这一新金属命名为Lithium,元素符号定为Li。该词来自希腊文lithos,意为“石头”。
锂号称“稀有金属”,其实它在地壳中的含量不算稀有,地壳中约有0.0065%的锂,其丰度居第27位。已知含锂的矿物有150多种,其中主要有锂辉石、锂云母石等。海水中锂的含量不算少,总储量达2600亿吨,可惜浓度太小,提炼困难。有些矿泉水和植物机体里也含有锂,可供开发利用。
我国的锂矿资源丰富,以目前我国的锂盐产量计算,仅江西云母锂矿就可供开采上百年。西藏高原锂资源开发前景诱人,在海拔4421米的扎布耶盐湖发现了碳酸锂。目前,碳酸锂全球的年产量为6万多吨,主要生产国是智利。几年后,扎布耶盐湖将成为世界上最大的锂产业基地,它作为全球为数不多的超百万吨级盐湖之一,具有重大的经济意义。
广泛的应用
我们知道,彩色电视机的荧光屏十分重要,荧光屏使用的不是普通玻璃,是加进了锂的锂玻璃。因为在玻璃中加进锂或锂的化合物,可以大大提高玻璃的强度和韧性,而不会影响透明度。
由于锂的性质非常活泼,和氢、氧、氮、碳及氧化物等物质结合能力很强,冶金工业常把锂用作“捕气剂”,可以很好地消除金属铸件中的孔隙气泡、杂质和其他缺陷。
金属锂与铝、镁、铍等“合作”组成的合金,既轻便,又特别坚硬,已被大量用于导弹、火箭、飞机等的制造上。用这种合金来制造飞机,能使飞机重量大大减轻,一架锂合金小飞机几个人就可以抬起来。
把含锂的陶瓷涂到钢铁的表面,形成一层轻薄而耐热的涂层,可用作喷气发动机燃烧室和火箭、导弹外壳的保护层。我们生活中使用的瓷碗,上面那层亮晶晶的釉也含有锂。
润滑剂中加进锂的化合物,可以大大改善润滑效能。这种润滑剂适用的温度非常广,50℃~200℃范围都可以,因此被广泛应用于航空、动力机械装置。如果在汽车的一些零件上加一次锂润滑剂,就足以用到汽车报废为止。
氢化锂遇水发生猛烈的化学反应,产生大量的氢气。2千克氢化锂分解后,可以放出氢气56.6万升,的确是名不虚传的“制造氢气的工厂”。第二次世界大战期间,美国飞行员备有轻便的氢气源——氢化锂丸作为应急之用。飞机失事坠落在水面时,只要一碰到水,氢化锂就立即与水发生反应,释放出大量的氢气,使救生设备充气膨胀起来。
当然,与我们生活关系最密切的金属锂当属锂电池了,其突出优势是能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应和绿色环保等。锂电池在手机、笔记本电脑等产品中被广泛使用,并逐步向其他应用领域发展。大到电动车、小到心脏起搏器,都要用到锂电池。但是锂电池也有不安全因素,比如,要注意不要剧烈碰撞,不要在高温下使用,电池出现破损就不要使用,也不要碰触。
核聚变的主角之一
真正使锂成为举世瞩目的“明星”金属的原因,还是它在核聚变反应中的突出作用被发现之后,人们称誉它为“高能金属”。
自然界中实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变(氘又叫重氢、氚又叫超重氢),可控核聚变俗称“人造太阳”,因为太阳的原理就是核聚变反应(也叫热核反应)。目前,受控核聚变反应已取得突破性进展,世界各国争相建立受控核聚变反应试验装置。核聚变反应将给人类带来源源不断的清洁能源,就像太阳带给我们的一样。
科学家发现,人类现在还无法控制“氘-氘”反应,它太猛烈了,需要的温度极高!除了在实验室条件下一次性的反应外,很难让它持续链式反应下去。而“氘-氚”反应的烈度要小很多,反应速度仅是“氘-氘”反应的百分之一,而点火温度也相对低,比较适合人类现有条件下的利用。但问题是,氚不同于氘,在地球上几乎没有,人工制造极其昂贵。如何大量制造出来氚呢?科学家们想到了锂。果然,锂的同位素被中子轰击之后,就会裂变变成氚和氦。
更令科学家高兴的是:“氘-氚”聚变反应后,除了形成一个氦原子核之外,还有一个多余的中子,并且能量很高。这样,人们只需要在核聚变的反应体内保持锂核的浓度,那么这个多余的中子就会轰击锂核,促使锂核裂变,产生一个新的氚,这个氚则继续参与“氘-氚”反应,继而产生新的多余中子,链式反应就形成了! 也就是说,人们只需要给反应体提供两种原料——氘和锂,提供足够的点火温度,就能实现“氘-氚”核聚变反应,并且维持它的连续进行。这两种原料还是比较容易取得的,氘在海水中的含量比较高,锂的资源总量虽然不如氘多,但是更容易取得一些。明白了这些,锂被称誉为“高能金属”就不足为奇了。
导电涂层:
导电涂层也称为预涂层,在锂电池行业内通常指涂覆于正极集流体铝箔表面的一层导电涂层,涂覆导电涂层的铝箔称为预涂层铝箔或简称涂层铝箔。导电涂层在锂电池中能有效提高极片附着力,减少粘结剂的使用量,同时对于电池的电性能也有显著提升。
目前,中国锂电储能市场尚未出现龙头企业,各大企业均处于布局阶段,产值达10亿企业尚未出现,产值均在5亿以下。由于国内储能政策不明朗,锂电储能电池价格交贵、且还存在一定的技术瓶颈。
中商产业研究院《2017-2022年中国锂电池市场调研及预测报告》显示,2016年中国储能锂电池市场规模约52亿元。其中,储能电池市场占比最大的是比亚迪,为14%;其次是富朗特及圣阳股份,均为7%。
数据来源:中商产业研究院整理
值得关注的是,我国动力电池市场正处于高速发展阶段,企业处于疯狂扩张时期,虽然目前前三企业占比较大,数据显示2016年中国动力电池市场规模为645亿元,其中,CATL和比亚迪市场占比均为23%,另外沃特玛市场占比为11%,三大企业市场占比超50%。但随着企业扩张完成,未来前十格局将被打破,行业高速洗牌期即将来临。
数据来源:中商产业研究院整理
锂电数码市场:增速放缓
值得关注的是,目前我国数码锂电电池趋于饱和;现阶段国内高端型数码电池呈现大者恒大趋势;目前数码电芯市场总体平均毛利以下降至10%-15%。另外大企业不断挤压,中小企业面临被并购和倒闭风险。数据显示2016年中国数码锂电池市场规模483亿元,其中ATL占比30%,其他企业占比44%。可见,目前我国数码锂电池仍是一家独大的局面。
数据来源:中商产业研究院整理
2014-2015年新一批设备企业大举进入锂电行业企业大举进入锂电领域,加大行业竞争,主要集中在中、后端设备;预计未来两年锂电设备数量开始逐步减少,行业进入高速竞争洗牌时期;行业技术要求逐步提高,未来实力型企业逐步集中化,前端设备企业数量快速减少。
2016年我国锂电池设备企业462价,同比增长2.4%,随着锂电池设备企业数量增长逐年下滑,中商产业研究院预计2017年中国锂电池设备企业约435家。
数据来源:中商产业研究院整理
数据来源:中商产业研究院整理
据统计,2017年国内动力电池设备拖入最多的是GAIL,其次是比亚,但比亚迪投入仅GAIL的一半,再次是亿纬锂能,与比亚迪投入相当。
2017年国内动力电池厂商扩产计划对设备的需求
数据来源:中商产业研究院整理
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爱投资官方05-1014:27
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据战新产研预计至2020年,中国动力锂电池产业将呈以下十大发展趋势:
趋势一、中国动力电池市场需求量超过140GWH,产量超过180GWH,中国动力锂电池产量有望占据全球50%以上的市场份额不仅能供应国内汽车企业需求,并且开始大规模出口
趋势二、新能源汽车领域,锂动力电池仍然是主流市场地位巩固,占据98%以上的市场份额
趋势三、锂动力电池阶段时间内主流技术路线地位确定,市场不再讨论未来新能源汽车电池可能采取的路线
趋势四、锂电池性能仍然有较大的发展空间,特别是新材料应用增多,电池核心材料性能指标仍然有较大的上升空间
趋势五、新能源汽车中铝空气动力电池、氢气燃料动力电池、甲醇燃料动力电池、甲烷燃料动力电池以及其他品种动力电池,在中国仍然处于试验和示范阶段
趋势六、全球十大动力电池企业,中国企业超过5家,比亚迪、CATL仍然位列前十名企业之内
趋势七、单位容量动力电池平均价格比目前降低40%以上,占新能源汽车的成本比重下降至30%左右
趋势八、国内动力电池市场竞争激烈,竞争淘汰情况开始明显
趋势九、前五大企业占据中国70%以上的产量
趋势十、2016-2020将新增至少十家动力电池相关企业上市(不含新三板及以下)
格雨锂电池的寿命长,循环寿命在2000次以上。在同样的条件下,格雨锂电池可使用7到8年的时间,使用安全。格雨锂电池经过严格的安全测试,即使在交通事故中也不会发生爆炸。
格雨锂电瓶使用时要注意的是,电池放置一段时间后就会进入休眠状态,此时电池容量低于正常值,使用时间也会相应缩短。但是锂离子电池很容易被激活,只要经过35次正常的充放电循环就能激活电池,恢复到正常的容量。因为锂离子电池本身的特性,所以几乎不存在记忆效应。所以使用者新的锂离子电池在启动时,不需要特殊的方法和设备。
生产过程的碳排放,由于锂电池的生产需要消耗大量能源,碳排放比燃油车多50%。行驶中的碳排放,无论是火力发电为主的印度,还是以风电、水电、太阳能等可再生能源为主的
欧洲,新能源 车碳排放都明显低于燃油车。随着可再生能源的进一步发展,新能源车碳排放会
更低。保养维护的碳排放,电车不需要换机油,但轮胎消耗大于油车,碳排放差距不大。
一、以一辆车的总生命周期15年计算,在中国,电车能减少37-45%碳排放,新能源车的确能降低碳
排放。在火电占大部分发电量的国家,混合动力由于只需要纯油车的60%油耗,行驶中的碳排放也相应
降低40%,碳排放和纯电车差不多。
的确有一个隐藏的“骗局”:新能源车由于使用费用低,会“鼓励”大家开得更多,如果控制不住
“不费钱多开点”的欲望,很可能会让新能源车变得不环保。
二、衡量车辆的碳排放,不能只看行驶过程中的碳排放,也要看生产车辆过程的碳排放,这就是很多人
认为电车碳排放比油车高的论据生产一辆汽车需要消耗大量的原材料和电能,而同样尺寸大小电车和油车,电车往往要重不少,油
车电车的基本框架是一样的,而电车的电机比油车的发动机加上变速箱还要轻不少,而生产电池的碳排放也占生产整车碳排放的1/3以上。
据汽车安全与节能国家重点实验室的研
究,生产一辆电车比燃油车增加50%碳排放,单纯以生产车辆过程计算,电车碳排放的确高。换
一个角度看,电池越小(续航越短)的纯电车,生产碳排放越低。电车不使用燃料,但行驶依然会产生碳排放,这是因为电能是二次能源,对于采用火力发电为主的
地区,电车的能源来自煤和天然气,跟石油同样是不可再生的化石能源,燃烧煤和天然气同样产碳
排放,这也是很多人抨击电车和油车同样“不环保”的理由。
如果采用风力、水力、太阳能这些清洁能源来发电,电车可以视为零排放。
三、据国际清洁交通委员会ICCT最新统计结果,以现今各国的发电厂进行评估,结合车辆
实际寿命和里程,在火力发电占比较低的欧洲,电动汽车在其整个生命周期(从生产到使用,平均
寿命15-18年)的排放量比汽油车低 66-69%,在美国,电车的排放量比油车碳排放减少60-68%,
在中国,电车能减少37-45%碳排放。火电占绝大部分的印度,电车也能减少19-34%的碳排放。
无论在哪个国家,在占比更大的使用环节,电车碳排放明显低于油车;在占比
较低的生产环节,电车碳排放都比油车明显更高,主要差距在于黄色的电池生产部分。
车辆的保养维护碳排放,电车不需要换机油,但车大胎宽,轮胎消耗大于油
车,保养维护碳排放差距不大。
在未来2030年预估值,随着水电、风电等清洁能源发电进一步发展,电车还会变得更
加低碳环保。
四、上文说到,在中国电车相比油车能减少37-45%碳排放。如果以混合动力跟纯电车相比,混合动力
油耗约为纯油车的60%,行驶中的碳排放也相应降低40%,和电车行驶的碳排放程度接近,加上油
电混合动力生产碳排放比电车更低,现在这个时间点上,油电混合全周期碳排放甚至比纯电车更
低。加上日本火电占比约80%+,比中国火电70%+的比例更高,因此在日本本土,油电混合动力
的确碳排放优势更大。所以某些日系厂家鼓吹油电混合动力比纯电车更环保,并不是吹牛。
降低碳排放的终极办法就是少开车,但使用成本较低的电车,似乎“鼓励”大家开得更多。 不同品牌新能源车平均里程,抛开网约车 常见的荣威和比亚迪,大部分热销品牌年均里程
都达到1.7W公里以上,小鹏和蔚来甚至达到2.2W公里,比传统燃油车多了83%里程。(这肯定有
一部分是少开了家里的燃油车,将里程转移到电车上),但电车整体上依然“诱导”大家开得更
多。
五、当前很多人着重论证的部分其实就是使用环节,不过基本上和我的认知没有偏差。同等规格的燃油车和新能源车相比,确实能源利用率要更低,相对而言,新能源 的减排优势也是
比较明显的。
但作为一个本科混过几年能源类专业的,这里还是要说:汽油是从石油里分馏、裂解出来的,这个
环节不涉及太多的能量损耗,但是火电那可是把煤烧了烧开水再去发电的,损耗要大相当多。
那么这里就不得不继续汽车全周期的其他环节来延伸了,这里主要聊两部分:生产制造和发电来
源。
新能源汽车的核心三大件,电机、电控和电池,其零部件和原材料的要求会比燃油车更高,比如大
量逆变器 、控制芯片,就更不用说那一大块锂电池了。
其生产过程中产生的污染和碳排放比燃油车实际上是要高一截的,至少目前是。
如果想把这部分劣势拉回来,当务之急是要将比如电池回收再利用这种产业做起来,比如格林美
、天奇这种企业在做的。
但现阶段还在扩张器,电池循环大规模市场化应该还得再几年,这个阶段的污染和碳排放显然就不
那么乐观。
六、关于新能源汽车制造过程中更多的碳排放,其实可以随着规模持续增大而降低影
响,但是电能来源问题可能才是这个问题的核心。
电也不能算新能源了,如果是燃煤发电,新能源车还真不能保证就能更环保。所以,推动太阳能、
水电、风能、地热能、核能等等真正的新能源发的电,才能从本质上让新能源车真正产生碾压级的
碳排放优势,也才能真正实现减排愿景。
所以,现阶段而言,减少碳排放更多只是指的使用环节,但是早晚新能源汽车会达到全链条新能源
的,届时就不会存在这样的问题了。
数据显示,2019年我国生产消费活动产生的二氧化碳达到100亿吨/年,占全球331亿吨的30%,年增幅约1.5%左右。作为发展中大国,2020年我国一次能源消耗总量达49.8亿吨标准煤,同比增加2.2%,占全球23.61%;一次能源结构中煤炭占比高达56.8%,是世界平均值27.2%的两倍。国家不断出台各种减少炭排放量的政策,那么新能源汽车是否能有效减少碳排放,最直接的方法就是比较燃料到内燃机和电力到电机两条能源消耗路线的总效率。两条路线的终点站分别是汽车和电动车。
从中长期看,纯电动车将成为实现汽车产业“双碳”目标的主要方向。纯电动车在使用过程中不直接产生二氧化碳。不过问题是当今我国电力构成中,煤电仍占近70%。但是,通过燃油车与纯电动汽车碳排放对比来看,即使在使用环节,纯电动车可减排二氧化碳约25%。未来,随着电力中非化石能源占比的提高,其减排效果愈加明显。因此,未来汽车电动化必须放在绿色能源的基础之上。
当然,电动车也有很大的清洁潜力。前面说过,电动汽车的能源来源是多种多样的。根据国情,目前估计还是烧煤,但政府也可以增加清洁能源发电设施。是否这样做是政策问题,但电动车作为消费终端的可操作性比进口油强很多。当新能源车被大力推广后,燃油汽车啃点会同比下降,当燃油汽车的数量下降后,汽车的减少肯定会减少汽车尾气的排放,减少碳排放要从根本上解决问题,所以国家推出新能源肯定对碳排放量有减少作用。