電池供應是電動汽車的致命弱點。至少目前是這樣的。解決這一問題,以及支持公眾接受電動汽車的方法,是對電池生產(chǎn)設(shè)施進行數(shù)十億美元的投資。
當前電動汽車約占新車銷量的4%左右(比方說2020年上半年歐洲的情況)。預測顯示,這一比例到2023年會躍升至10%,而到2030年會進一步提高到28 %至30%,到2040年,這個數(shù)字會躍升至58%至60%。
盡管不同地區(qū)之間的差異仍然會很大,但是中國和歐洲的轉(zhuǎn)型會更快。前者是出于對清潔空氣的基本關(guān)切所驅(qū)動,后者則是由于監(jiān)管和公眾壓力。在最終跟上之前,美國可能要落后一段時間。以下是Bloomberg New Energy Finance做出的一些預測(預測值包括電池EV + 充電式EV ):
未來汽車Daily原文配圖
隨著這些圖表的數(shù)字在增加,對電池的需求也在增加。調(diào)整電池供應需要大力推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,因為預計到2030年對電池的需求會增長14倍,達到約1800 GWh 的年產(chǎn)能。這大概是什么水平呢?像Tesla在內(nèi)華達州沙漠運營規(guī)模的那種設(shè)施要40到60個。
這么龐大的增長需求會讓我們面臨兩個迫在眉睫的緊張局勢:全球電池生產(chǎn)的不平衡以及關(guān)鍵礦物的獲取。
目前,中國是這場競賽的領(lǐng)先者
就原始而言,到2030年,72%的電動汽車都將銷往歐洲和中國。與此同時,屆時計劃投產(chǎn)的115座大型工廠里面,有88座會設(shè)在中國。一些聲音已經(jīng)在發(fā)出警報,比方說研究公司Benchmark Mineral Intelligence的價格評估主管Caspar Rawles。
“盡管中國仍然是動力之源,但歐洲汽車工業(yè)對于能不能大規(guī)模提供高質(zhì)量的一級鋰離子電池組仍然感到擔憂,擔心這回成為電動汽車加速發(fā)展的主要障礙?!?/span>
就復雜性和范圍而言,制造用于電動汽車的電池與制造電動機無關(guān)。盡管全世界的汽車制造商均已經(jīng)掌握了電動機的制造并內(nèi)化,但電池需要的工廠和裝配線的規(guī)模是獨一無二的。
“Gigafactory(超級工廠)”這個詞是馬斯克創(chuàng)造出來的。Giga表示千兆瓦時(十億瓦特小時),也暗示了工廠規(guī)模的“巨大”。
在Model S推出不到一年后的2013年,這位Tesla的創(chuàng)始人兼CEO就向自己的經(jīng)理講了以下這番運算:鑒于公司目標是本個十年末之前實現(xiàn)500000輛汽車的年產(chǎn)能,假設(shè)每輛汽車的電池容量為100KWh的話,馬斯克發(fā)現(xiàn), 全世界的電池產(chǎn)量可能都會被Tesla給消化掉。講話結(jié)束時,他向負責電池供應的工程師求助,問什么樣的工廠才能實現(xiàn)自給自足。工程人員回答:“那會是一個巨大的設(shè)施。” 不出所料,馬斯克很喜歡這個主意。他下令進行全面研究,后來決定與當時最大的鋰離子電池供應商松下聯(lián)合建立一個規(guī)模創(chuàng)紀錄的工廠,并承擔50億美元投資的一半。
以下這段話來自馬斯克 2014年對傳記作家Ashlee Vance說的話:
“競爭對手對Gigafactory各種的嘲諷 。他們認為這個主意很愚蠢,像這樣的東西應該由電池供應商去制造。但是我可以告訴你,據(jù)我所知,所有的供應商都不喜歡要給電池工廠投入數(shù)十億美元的想法。
你遇到了一個雞生蛋還是蛋生雞的問題,車企不會大量投入資金,因為他們不確定自己能不能賣掉足夠的電動汽車。所以,我知道,除非我們自己把這座血汗工廠給造出來,否則就沒法拿到足夠的鋰離子電池,而且我知道沒有人造這個玩意兒。第一座不是Tesla做的超級工廠什么時候會建成?我想起碼要到六年后。大型車企太過畏首畏腳了。
他們希望在批準這種項目并繼續(xù)推進之前先看看別人能不能做成。我看他們可能要落后我們七年。但我希望我是錯的。”
在行業(yè)對Gigafactory 概念的響應時機方面,馬斯克的預測還是稍微有點錯誤。在他做出預測的六年后,樂金化學(韓國)、寧德時代(中國)、比亞迪(中國)以及松下(日本)等電池制造商的運營設(shè)施已經(jīng)可與Tesla的媲美。
關(guān)于電池組的規(guī)模,馬斯克的預測也有些偏離。Tesla這里,目前的均值為接近60 KWh(而不是他估算的100 KWh),龐然大物Cybertruck 的電池組是250KWh——但這是極端情況。
但他在其余方面的預測是正確的:事實證明,超級工廠對于確保汽車制造商的自給自足至關(guān)重要。Tesla今年似乎有望生產(chǎn)500000輛汽車,而超級工廠的產(chǎn)能有望達到54 GWh ,也就是相當于每天生產(chǎn)約800萬個電池。
至于第一家超級工廠,的確是超級巨大:這座工廠位于內(nèi)華達州Reno市以東,整個建筑物長500米,占地200000平方米,是美國最大的單屋頂設(shè)施之一。在全世界也只有飛機裝配廠能夠超越它的規(guī)模。
目前,全球汽車電池供應的天平明顯向亞洲傾斜,尤其是中國,后者控制著全球70%以上的產(chǎn)能:
資料來源:Benchmark Mineral Intelligence
但是,隨著歐洲正在醞釀多個工廠項目,產(chǎn)業(yè)的版圖正在快速發(fā)展。在斯堪的納維亞半島,一家叫做Northvolt 的瑞典公司計劃于明年開始為包括大眾汽車和寶馬公司在內(nèi)的客戶設(shè)立一家大型工廠,另外一家工廠則計劃到2025年在德國建成。其他的項目甚至更加野心勃勃,比方說中國制造商寧德時代打算在德國建設(shè)100 GWh 的產(chǎn)能。
這張圖說明了一件事,歐洲目前的項目令人不安。
歐洲擬建的超級工廠,資料來源:Benchmark Mineral Intelligence與Monday Note
在歐洲計劃的14個項目里面,其中有10個要靠碳排放密集型的電力生產(chǎn),項目地點分別在德國,匈牙利和波蘭。主要靠58個核反應堆制造88%的無碳電力的法國,到目前為止籌建的工廠只有一個。
但凡牽涉到要對工業(yè)設(shè)施進行數(shù)十億歐元的投資時,德國由于其所具備的工業(yè)知識總會更具吸引力。至于法國,雖然我不愿這么說,但我懷疑法國的勞資關(guān)系,其一連串引人注目的社會沖突,正在對投資者起到威懾的作用。除非法國做出路線調(diào)整,否則可能會帶來可怕的社會影響:與內(nèi)燃機和動力總成制造相關(guān)的數(shù)千個工作崗位將會消失,需要通過在電池制造領(lǐng)域創(chuàng)造數(shù)千個工作崗位來抵消影響。