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这个发明是否有望冲击现有的能源体系?

 化工平头哥 2021-08-11
平头哥看到,7 月 29 日,宁德时代发布第一代钠离子电池。根据新闻报道显示,其电芯单体能量密度 160Wh/kg,为全球最高水平。常温下 15min 快充可达 80%电量,低温性能优异,-20℃有90%以上的放电保持率。系统集成效率超过 80%,热稳定性超过国家强制标准,且其独特的 AB 电池解决方案可实现钠离子电池与锂离子电池集成混合共用,宁德时代计划将于 2023年形成基本产业链。

图:宁德时代发布钠离子电池

大家可能忽视了这个低调的新闻,何为钠离子电池?

根据百度百科显示,钠离子电池,是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。

钠离子电池的研究可以追溯到 20 世纪 70 年代,与锂离子电池的研究齐头并进,主要原因是它们具有相近的原子结构和电化学特征。由于钠离子电池在能量密度和循环寿命方面的劣势及锂离子电池顺利商业化,在 1990 后的 20 年里几乎停滞发展,随着锂资源的稀缺和新能源产业的快速发展,钠离子电池开始受到产业和科研界重视。

图:钠离子电池工作原理(图片来源:中科海钠官网)


平头哥认为,如果宁德时代推出的第一代钠离子电池,其性能如宣传所说,那么,这极有可能会成为掀起一场新的能源革命最开始的序幕,有望改变目前延续半个世纪的全球能源霸权体系,也有可能被列入全球能源发展过程中的重要事件。想想就觉得兴奋!

目前全球能源霸权体系中只有一个头号玩家就是石油,而操纵这个头号玩家的国家,天天会绞尽脑汁想出各种办法,来控制石油的供给和消费,予以通过操纵石油来巩固其美元霸权。所以,目前谁操纵了石油,谁就操纵了全球能源结构。

平头哥认为,人类的历史,其实就一部能源史,人类历史的发展进程,更多依赖能源禀赋和消费的利益链条在发展。在漫长的农耕时代,各个文明古国之间,是以抢夺金属和炼制技术为核心目的,各个战争背后的核心原因,在于对能源的抢夺。谁掌握了先进的能源冶炼技术,谁就是当时历史时代的强盛国家。

而过去一个世纪的工业时代,主导大国文明兴衰的主要资源为“碳”和“硅”,由碳产生的各种化合物,在我们身边围绕,以煤炭、石油、天然气为原料的化工生产,延伸出目前的化学工业体系结构和水平。以碳为原料的化学品,组成了目前工业时代的基础,如汽车、飞机的基础材料和燃料。目前来看,化学工业成为组成当地国家GDP的重要支柱产业。

而硅大家也都很清楚,就是组成了目前计算机、手机及各种电子设备的关键材料,它是制造芯片、半导体的必须材料。所以,硅是组成了目前信息时代高新技术发展水平的关键材料。

但是,碳和硅却成为了中国发展的两条软肋。西方国家率先发展石油化工,主导了目前世界能源格局至今,而当时中国并没有相关的石油资源,石油化工发展水平远不及西方国家,所以导致了中国受到了操作石油化工西方国家的资源掠夺。

虽然如此,但是在如此背景下,经过了多年的努力发展,目前中国实现了完美逆袭,中国已经是全球最大的石油进口国和煤炭消费国,在全球能源结构中占据了重要的席位。但是,中国虽然在全球能源结构中影响巨大,但是在大宗商品定价层面并没有完全话语权,其中全球石油的定价,全部依照美国纽约和英国伦敦的原油定价体系,这种定价模式,还对中国的成品油及依附于原油为定价的油品产品,都形成直接的价格操纵权,对中国形成直接的危害。

中国上市原油期货的初衷,也是在积极争夺原油定价市场份额,但是其影响力,还需要长时间的积累。


虽然中国作为全球原油的进口国,但是原油主产区却在中东和美国,需要漂洋过海运到中国。中东自古是原油主产区,原油储量丰富,中国无法比拟。而美国以技术提升驱动页岩气革命,已经成为了全球最大的原油出口国。

并且,石油途径长途海洋运输,只要经过咽喉要塞,都有头号玩家的重点扼守。这一方面,可以对重要海峡实行控制,在非必要时刻起到决定性的战略意义;另一方面,还能够增强在全球能源结构中的影响力,以及起到控制能源价格波动的作用。

并且,目前全球的石油结构,全部需要采用美元结算。

这也就导致,越是依赖石油,就越是依赖美元。美元大放水,必然就引起巨大的通胀,而最终买单的,就是中国。过去以石油为发展方向的全球能源体系,其背后的本质在于美元的霸权体系。

平头哥看到,中国对硅元素的资源缺乏更是厉害。信息革命爆发以来,计算机的底层技术全部是欧美国家发明并设立,中国极少参与,对芯片更是望尘莫及。芯片的加工生产,在光刻机及其他资源缺乏的前提下,中国更是施展不开手脚。刚刚发布的华为P50手机,全系被强压在4G时代。


所以,中国在能源发展方向上,必须选择一条新的赛道,才能摆脱全球能源霸权的束缚。

可能有人会说,我们选择发展的锂能源就是一条新的赛道。锂这种资源,在地壳含量中仅有0.0065%,属于稀有型资源,并且中国含有的锂资源相对稀缺,从储运、开采、挖掘整个产业链中,具有较高的技术难度。所以,中国锂资源80%需要依赖进口,进口依存度较高,并且这与石油资源性质一样,都是需要进口,都是中国无法完全掌握话语权的资源类型。

并且,要想发展锂离子电池,还需要添加钴、镍、锰等其他的元素,这些资源更是被评为严重稀缺型资源。所以,锂资源整个产业链的资源稀缺型属性,跟石油类似。

这就是,刚摆脱了石油霸权的牢笼,又进入了锂霸权的牢笼。

如这样发展,中国永远走不出资源霸权阴影的魔爪。

所以,全球都在寻找替代锂的资源,全球各个国家的主要生产企业,如三星、松下、LG等企业,他们研究的方向,如固态电池、金属空气电池、石墨烯电池等,其中也包括宁德时代发布的第一代钠离子电池。

可以说,宁德时代发布的第一代钠离子电池,让中国在全球能源结构发展中,鲜有占到了全球领先的位置。
图:宁德时代AB电池解决方案



为什么说钠离子电池是全球能源发展中的重要代表?

一方面,钠离子资源丰富,具有明显的获取便利性

在地壳中,纳资源达到了2.75%,明显高于锂资源的0.0065%,储量上占据明显的优势。并且,钠离子在全球分布十分均匀,而锂离子大多分布在在南美洲,其中中南美三国阿根廷(23.87%)、玻利维亚(14.52%)、智利(13.71%)占比超过一半,资源分布集中度较高。

二方面,钠离子获取方式较多,获取成本较低

钠离子盐的制备获取方式较多,目前主要以海水晾晒制备为主,正是因为获取方式较多,也导致其价格波动稳定。当前钠(工业级≥99.7%)价格 2 万/吨左右,但锂离子电池上游原料碳酸锂的价格始终在高位震荡,且因为资源的紧缺,受下游需求影响导致波动明显,2021 年以来上涨幅度达 67.9%,目前碳酸锂价格高达 8.9 万/吨。

三方面,钠离子电池更稳定,更容易接受严苛环境的考验

钠离子电池不易受到温度的影响,在较高温度及较低温度下,都能够正常工作。而锂离子电池,极易受到温度影响而发生燃烧及爆炸,另外,在低温状态下,锂离子电池更容易罢工。

所以,平头哥认为,钠离子电池极有可能会掀起新一轮的新能源革命,也更有可能让中国在全球能源结构变化的赛道上,终结受制于人的石油霸权,实现真正的弯道超车。 

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