15年磨炼“内力”与“外功”,远景动力如何造出真正的好电池?

类别:化工资讯 时间:2023-06-01 浏览:22
日前,时值500万颗储能电芯下线之际,远景动力正式宣布,将在现有鄂尔多斯一期项目的基础上,投建产能20GWh的二期项目,继续扩大自己的“零碳”电

日前,时值500万颗储能电芯下线之际,远景动力正式宣布,将在现有鄂尔多斯一期项目的基础上,投建产能20GWh的二期项目,继续扩大自己的“零碳”电池产能布局。

相比行业里频繁造势的诸多同行,远景动力不是那么“高调”。不过,在远景动力中国区总裁赵卫军看来,他们也并不是有意“低调”。

“我觉得远景动力一点也不低调,我们只是会在做出成绩之后才对市场宣布。”赵卫军表示,“就像之前我们说要做零碳电池的时候,很多人其实是不相信的,只有做出来,大家才会理解和相信。”

这种务实的态度,也体现在远景动力的动力电池和储能电池制造布局上:将深度制造与零碳融合,面向全球交付可靠的产品。

围绕远景动力在零碳电池制造领域的探索,未来的战略布局计划,日前在远景动力鄂尔多斯基地对赵卫军进行了一次深度访谈。

深度制造筑牢根基

2019年4月,远景科技集团宣布收购日产汽车公司旗下的动力电池业务AESC,成立远景动力,由此开始跨界进入锂电池研发和制造行业。结合AESC 15年锂电池开发经验,远景动力率先实现了零碳电池产线的落地和量产。

远景动力取得如此成绩背后的奥秘,就在于“深度制造”这四个字。

“电池制造本质上是连续性生产的流程制造业,对良率有着非常高的要求,再加上本身的工序又特别复杂,所以要比远景此前擅长的风机制造更具挑战”,赵卫军告诉。

        

从工艺流程上看,远景动力目前储能电池采用的是卷绕方壳生产工艺,需要匀浆、涂布、辊分、模切、卷绕、装配到化成等数十个高速高精度全自动化工序。最终电池产品的良率,就是每一个工序良率的乘积,只要有一个工艺做不好,就会影响整个工厂的效率。

“工艺的复杂度就摆在这里,传统制造中依靠手艺精湛的老师傅聚焦单点工艺,没办法完全达成我们最终的良率目标。”赵卫军表示,“如果没有一个深度制造的系统来监控整个工艺流程,提出整个流程中的问题并解决,仅依靠人的能力是很困难的。”

远景动力打造的深度制造体系,实际上就是让物理生产线与虚拟生产线这一对“双胞胎”之间实现高度耦合,从而提升生产效率。其核心内容包含两个方面:

首先是架构模型。在电池制造过程中,任何一个工序产生的偏差演变到最后,都有可能对产品本身带来巨大影响。以锂电池极片涂布工艺为例,在金属箔片上涂抹的正极和负极材料,其厚薄都需要严格的控制,哪怕有微米级偏差,在最终电池封装环节都会造成不小的影响。

这时,深度制造体系的作用,就是建立一个架构模型,来对工艺的具体细节进行计算,将不同的参数严格控制在一个范围之内。“这个建模并不是简单地机械设备模型,而是整个生产工艺流程的模型。”赵卫军说,“这种模型对工艺流程的检测结果,过去都是在生产出现问题之后才能得到,现在就可以提前感知,使得整个制造过程更加弹性。”

其二,生产设备的全栈自研。在风机制造上,远景是率先开启核心零部件自研自造的企业之一。而进入锂电池行业之后,远景动力发觉当对自身产线提出更高要求时,还是需要对关键制造设备进行硬件及软件上的自研。

“在电池制造过程中,我们内部积累了很多的Know-How,而这些Know-How都是来自于我们日常制造过程中的积累。”赵卫军表示,“因为我们是天天用这个设备的,我们在磨的过程中最理解它,而这些经验最终都应该沉淀到设备的底层控制程序中。”

因此,远景动力将自己积累的数据整合在了控制程序中,并下沉到底层的控制系统中。如同自动驾驶之于特斯拉,这些数字化的生产经验对于远景动力来说,就是公司的核心资产,也是公司的“独家”本领。

“横向对比来看,电池行业整体的制造水平,跟全球其他顶级行业比还是有着不小的差距。”赵卫军表示,“随着现在电池的材料越来越稳定,电池制造就必须向生产要效益,而在电池制造环节,现在基本处于初期阶段,在深度制造的基础之上,未来还会有巨大的提升空间。”

零碳带来“绿色收益”

如果说深度制造让远景动力具备了深厚的“内力”,在零碳产业园的落地和生产,则让这家企业具备了行业中独一份的“外功”。

2021年,比尔·盖茨的一本《气候经济与人类未来》让“绿色溢价”的概念被市场熟知。在这本书中,比尔·盖茨将各行各业因低碳产生的额外成本进行了综合核算,形成了所谓“绿色溢价”的概念,进而提出了一个结论:

“在零碳转型的过程中,资本因绿色产生的溢价必须被满足”。

随着远景动力零碳电池工厂的落地和零碳电池的量产,这个概念也有了新的演绎:当新能源发电的成本持续下降,在一些高能耗行业中,“绿色溢价”带来的并非是额外成本,而是额外收益。

        

锂电池制造,是典型的高耗能产业。据统计,每1GWh的电池生产,需要消耗3000万-4000万度电。而电池的上游如正极和负极材料,同样有着不小的能耗。

那零碳电力的成本呢?以光伏为例,过去一年,尽管硅料价格出现了一段时间的飙涨,但光伏发电的成本依然处于持续下降通道。

根据CPIA(中国光伏行业协会)数据,2022年全投资模型下,地面光伏电站在1800小时、1500小时、1200小时、1000小时等效利用小时数的平准化度电成本分别为0.18元/度、0.22元/度、0.28元/度、0.34元/度,即便在上述最低等效利用小时数的情况下,光伏平准化度电成本也已低于2022年全国煤电基准价平均值0.38元/度。

按照中国传统的汽车产业布局区位,如果工厂设置在东部沿海汽车制造的主要省份,平均每度电的电价就要高达0.65元;而如果把工厂建在风光资源相对丰富的中西部省份,度电电价可能直接下降超过50%。这对任何能耗相对高的产业来说,都具备非常大的降本价值。

同时,从产品的全球布局来看,零碳电池同样有着现实的商业意义。就在近期,欧盟委员会就《新电池法》提案达成临时政治协议,该项立法将是首个针对电池全生命周期阶段进行规范的法律文件。法案明确要求所有在欧洲的动力/储能电池企业需要根据欧盟的计算法则来提供产品生命周期的碳足迹。欧盟将针对电池企业的碳足迹进行评级,并在2027年设定一定的阈值,若高于该数值,则无法进入欧盟市场销售。

未来,电池碳足迹有可能成为新的贸易壁垒,用来限制中国的优势产能对欧美本地形成冲击,成为每个想要产品出海的中国企业的“标配”。

因此,远景动力选择在鄂尔多斯零碳产业园区落地智能零碳电池制造基地,既考虑到当地丰富且成本低廉的能源成本,又考虑到未来零碳生产的大势。该园区能够协同风机、光伏、储能等绿色能源装备,实现园区内生产100%使用绿色能源。

据介绍,目前产业园给入驻企业提供的电价大概在0.38元/千瓦时左右,相比于现在蒙西地区的一般工商业用电0.45元/千瓦时,下降至少15%。

在这样的绿电优势下,园区已入驻9家新能源头部企业,初步形成以远景科技集团为龙头,华景、万锂泰、镕锂为配套的电池及储能产业链;以隆基为龙头的光伏产业链;以美锦国鸿、协鑫集团为龙头的氢燃料电池及绿氢设备制造产业链;以上汽红岩、捷氢科技为龙头的新能源汽车制造产业链。

这一切的背后离不开远景科技集团在新能源行业十五年的深耕:依托远景在可再生能源、智能物联网、碳管理领域的创新科技,基于“新型能源系统”、“零碳数字操作系统”、“绿色新工业集群”三大支柱,零碳产业园让入驻企业实现了从零碳能源生产到零碳产品生产的全链路打通。

面向未来的储能体系

有了深度制造的“内力”,和零碳体系的“外功”,远景动力的电芯业务进展飞速。

据悉,2023年,远景动力在手储能电芯订单高达70GWh。为满足客户需求,远景动力开启了快速扩产步伐,包括目前即将投产的十堰生产基地,以及刚刚宣布的鄂尔多斯二期产线。海外方面,远景动力宣布预计明年实现美国储能产线的投产,到2026年,其全球动力与储能电池产能将达到400GWh。

大量的在手订单,宏大的产能目标,但远景动力对于业务版图拓展依然保持理性。

“远景动力的布局不是盲目扩张,是有了订单才进行配套布局。”赵卫军告诉,“电池生产是个资本密集型、人力密集型行业,又有像圆柱形、叠片方形等等不同形态的产品体系并存,扩张的布局需要仔细研究。”

在布局的节奏外,远景动力的“自律”,还体现在公司目标上。赵卫军强调,即便有如此大规模的在手订单和扩张计划,远景动力2023年的核心目标依然是在保障产品质量的前提下,持续优化成本,包括材料、设计、制造和系统等等。

同时,从远景科技集团的角度,业务“野心”不止于生产电芯,还将把过去十几年在新能源领域的技术和认知融合,推出面向未来的储能系统产品。

在上个月举办的ESIE 2023展上远景发布了新一代液冷智慧储能产品。产品搭载着远景动力自研的大容量315Ah电芯,较上一代能量密度提升11%,循环次数达12000次以上,提升储能设备的全生命周期内放电总容量,满足全系统25年安全可靠运行要求。

     

“面向未来,还得是有技术门槛,作为储能系统中成本占比最高的环节,电池是其中最重要的门槛之一。”赵卫军告诉,“此外,储能系统的‘大脑’——优秀的管控能力和电力电子技术也必须具备,特别是交易的能力要很强才行。”

早在2018年进入储能行业之初,远景对于储能就有一个核心的底层思考——储能的核心是交易。“储能是利用风险赚钱,必须要有电价的波动才有足够的收益空间。”赵卫军说,“在以新能源为主体的电力市场化体系成型之后,就需要储能系统企业有着足够的能力。”

为此,远景率先在分布式储能,以及与储能系统搭配的电力交易平台领域进行了布局,可以支持风光储的协同参与电力交易,或储能独立参与电力交易,持续积累数据以锻炼自己的预测能力,实现经济收益最大化,为储能开拓更广阔的价值空间。

远景还在行业中率先提出了“智慧储能”的理念,结合自身的创新基因与全栈式的储能系统制造能力,夯实了公司在储能领域的竞争壁垒,也让远景得以推开全球化的大门,实现海外与国内的双轮驱动发展。

“全球化能力是远景动力的核心竞争力之一。”赵卫军表示,“中国的新能源产业,是少见的可以进行对外输出的产业,可以把整个供应链推向海外。对于新能源系统的深度理解,让我们的产品拥有更高的溢价,在全球范围内进行布局和拓展。”

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