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“双控”转变形势下江西省锂电产业发展现状及对策研究

2023-12-17洪翔彭映辉潘艳

中国工程咨询 2023年12期
关键词:氢氧化锂吉瓦锂电

文/洪翔 彭映辉 潘艳

一、引言

随着中央全面深化改革委员会审议通过《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》,能耗双控向碳排放双控转变(以下简称双控转变)已成为全社会发展的共识。在此背景下,发展锂电新能源产业将成为全国乃至各省市推动产业低碳转型与经济社会协同发展的必由之路。

数据显示,2021年中国锂电池生产规模达324 吉瓦,同比增幅106%,占据全球近六成的市场规模,其中消费型锂电池72吉瓦、动力型锂电池220 吉瓦、储能型锂电池32 吉瓦;2022年全国锂电池产量达750 吉瓦,同比增幅超130%,占据全球近七成的市场规模,其中动力型锂电池和储能型锂电池产量分别达到545.9 吉瓦和120.3 吉瓦;2023年1-8月份全国锂电池总产量超过580 吉瓦,同比增长37%,其中储能电池产量约110 吉瓦。近年来,江西省锂电池行业蓬勃发展,产量规模持续扩大,已成为全国重要锂电池生产基地。

江西省作为国内锂电产业链布局最全的省份,众多锂电池材料(赣锋锂业、江铜、江特、天赐、中材锂膜、德福科技等),锂电池(孚能、宁德时代、欣旺达、比亚迪、国轩高科、赣锋锂电等)头部企业在江西省布局。仅以锂电池为例,截止到2023年10月份,江西省已布局落户总产能超300 吉瓦的锂电池项目,产能近全国布局产能的三成。因此,有必要充分掌握江西省锂电产业链项目布局、项目用能、能效水平及工业增加值能耗等情况,对减少或避免低水平重复建设“两高一低”项目具有重要的现实意义,有利于推动锂电产业绿色低碳高质量发展。

二、江西省锂电产业发展现状

为支持锂电产业发展,江西省先后出台了《关于做优做强江西省锂电新能源产业若干政策措施》《江西省制造业重点产业链现代化建设“1269”行动计划(2023-2026年)》等文件,以加强“锂资源开发-锂盐深加工-锂电池制造-锂电池回收”锂全产业链的关键环节招商引资力度,重点支持引进正极材料、下一代负极材料、动力电池等领域龙头企业和重大项目,为锂电新能源汽车产业提供锂产品全生命周期解决方案。近年来,江西省锂电产业发展态势良好,已成为全国重要的锂电产业基地。但在能耗空间有限、节能降耗压力较大的用能形势和向碳排放双控转变的背景下,本文选择2022年1月至2023年10月省级层面已批复的近百个锂电产业项目进行分析。

一是锂电产业链发展较为完整。江西省锂电产业投资项目几乎覆盖整个产业链,包括锂矿采选、锂电池(包括三元锂电池和磷酸铁锂电池等)、上游原材料(包括碳酸锂、氢氧化锂和卤水)、正负极材料(包括磷酸铁锂、三元材料前驱体以及石墨等)、隔膜(包括基膜、涂覆膜和SRS 涂布膜等)、铜箔(包括锂电铜箔、印制板电子铜箔和标准铜箔等)、锂电回收(包括铁、锂、钴、镍、锰类物质以及铜箔、铝箔等)、有机物及其它(包括NMP、导电剂、电解液、电解质及添加剂等)等。

二是锂电产业项目布局过于分散。全省各设区市锂电产业可谓“遍地开花”,产业布局不够科学,集群效应未发挥最大化。除景德镇外,全省10 个设区市均布局锂电类项目,如宜春依托丰富的锂矿资源吸引力,布局省内41%的锂电类项目,赣州布局20%的锂电类项目,其他设区市布局比例依次为九江市(8.2%)、萍乡(7.2%)、南昌(6.3%)、上饶(6.3%)、新余(5%)、鹰潭(3%)、抚州(2%)、吉安(1%)。同时各设区市布局重点不够凸显,如碳酸锂项目在大部分地市均有布局,不利于产业形成集聚效应。

三是锂电产业链各环节发展不均衡。无论是从项目立项数、项目产值,还是从项目总能耗、平均单位产品能耗来看,具有高能耗属性的锂电池上游原材料类项目仍是锂电产业类项目中最集中的,而隔膜、负极材料、有机物料等方面的项目,项目数和项目产值相对偏少。而从项目能耗强度降低目标影响率(以下简称n值)和工业增加值能耗角度来看,有必要加大有机物料、负极材料、锂电池回收等具有高附加值属性项目的招商引资力度。

四是锂电产业各环节能耗强度及用能情况特点各异。锂电原材料层面,碳酸锂、氢氧化锂或卤水制备的原材料主要包含锂云母或锂辉石精矿、低品位矿或锂渣,由精矿、低品位矿或锂渣制备碳酸锂、氢氧化锂或卤水的单位产品能耗各不相同。但总体而言由原材料制备卤水以及由卤水制备碳酸锂或氢氧化锂的单位能耗偏低,而由精矿制备碳酸锂或氢氧化锂的单位产品能耗明显低于低品位矿或锂渣。此外,项目总用能除与产能相关之外,还与制备碳酸锂或氢氧化锂的原材料相关;受碳酸锂和氢氧化锂价格波动影响,项目产值、工业增加值能耗和n 值波动均较大。总体而言,由低品位矿或锂渣等氧化锂含量较低原材料制备碳酸锂或氢氧化锂的总能耗及单位工业增加值能耗明显偏高,应减少甚至是避免这类项目的大面积建设,预防随时可能出现的产能过剩风险,避免低效益投资。

锂电池层面,按照材料体系分,锂电池主要可分为三元电池和磷酸铁锂电池。按照应用领域分,锂电池主要可分为消费型、动力型和储能型三大类。按照封装技术分,锂电池主要可分为方形、圆柱和软包三大类。按照结构形式分,锂电池可分为刀片、麒麟、弹夹、SPS 等新型电池。从图1 中可以看出:锂电池结构创新,大幅提升了单位产品能效水平,如比亚迪刀片电池,因此有必要支持锂电产业链头部企业将研发机构设在江西省,加大人才引进力度,从工艺、设计和设备等角度寻求技术突破,提升产品附加值,降低项目总耗能和碳排放,提升单位产品能效水平。另外,锂电池项目的单位产品能耗除了与电池结构有关之外,还与电池原材料、封装技术等有关;再者,锂电池项目总产值、工业增加值和工业增加值能耗基本与项目产能呈正相关性。因此有必要吸引单体投资大且能效水平高、工艺技术领先、工业增加值能耗低的优质项目,形成规模集群效应。

图1 江西省锂电池项目工业增加值能耗和n 值

锂电负极材料通常有石墨、硅基材料和金属锂等。其中,石墨是目前应用最广泛的负极材料,其主要成分是碳,具有良好的导电性和稳定性。从图2 可以看出:石墨负极制造过程的项目单位产品能耗与项目总用能与项目原材料密切相关,例如江西省欣荣2 万吨石墨项目以石油焦、沥青等为原料,产品制造过程经历的工序更多,明显与其它项目不同;除该项目之外,其它项目的总产值、工业增加值和项目总能耗基本与产量正相关;另外,江西省2020年全省规上工业增加值能耗是0.7304 吨标煤/ 万元,预计2025年是0.6428 吨标煤/万元,远高于当前负极材料类项目的平均工业增加值能耗0.255 吨标煤/万元,因此,有必要根据市场需要,在江西省锂电产业集聚区多引进布局高能效、高投资、高附加值的负极材料类项目。

图2 江西省锂电负极材料类项目工业增加值能耗和n 值

锂电有机物及其它层面,锂电池制造过程中涉及NMP、电解液溶剂、电解质、粘接剂和导电剂等物质。NMP 作为锂电池制造过程中主要原材料之一,直接影响锂电池拉浆涂布质量和环保要求,它可通过回收处理系统进行余热回收和吸收,不仅可以节能,而且还便于后续提纯后重复使用。从图3 中可以看出:电解质盐、NMP 和纳米导电剂合成过程单位产品能耗均较高,而NMP 精制提纯单位产品能耗偏低;另外,从图4 中可以看出:盛源项目的工业增加值偏低,但项目总产值却不低,这主要是因为除盛源(仅涉及精馏)外,天赐、信敏惠、尚鹏以及理文化工项目均涉及化工合成,因此有必要引进高技术含量、高附加值的有机物料类项目来江西省投资;再者,根据测算江西省2020年规上工业增加值能耗是0.7304 吨标煤/万元,预计2025年是0.6428 吨标煤/万元,而江西省锂电有机物及其它类项目的工业增加值能耗0.181 吨标煤/万元均小于上述两个值,n值平均值约为-0.2698%(属较小影响),说明这类项目仍有较大的投资潜力。

图3 江西省锂电池有机物及其它类项目工业增加值能耗和n 值

图4 江西省锂电池有机物及其它类项目产值和工业增加值

锂电池回收层面,据统计,锂电回收类项目在江西省布局已超10 个,具有年处理近百万吨的废旧锂电池能力。然而,无论是采用现有的溶液法还是熔盐法回收碳酸锂,均存在能耗高、环境问题严重等现象。根据测算,锂电回收类项目平均单位工业增加值能耗约0.2577 吨标煤/万元,n 值约为-0.041%(属较小影响),远低于江西省2020年单位GDP能耗0.3804 吨标煤/万元和规上工业单位增加值能耗0.7304 吨标煤/万元,有利于拉低江西省规上工业增加值能耗和完成能耗强度降低目标。随着新能源产业的发展,未来锂电回收市场前景广阔。因此,有必要根据全省乃至全国的市场规模,加强布局我省锂电回收类项目,如吸引头部企业或培育高新企业,加强锂电回收技术科技攻关,在提升资源回收效率的同时,进一步降低能耗,减少碳排放。

三、江西省锂电产业发展对策

针对江西省锂电产业发展现状及存在的问题,提出如下对策:

1.推进产业链精准招商,实现均衡发展

结合江西省锂电产业发展形势,根据不同细分产业链各环节实际情况,实施精准招商,不断延链补链强链。既要招大商,及时跟踪行业龙头企业产业布局和投资动态,引导更多的锂电池及原材料龙头“链主”企业布局江西省,实现“强强联合”;又要大招商,发挥龙头企业整合能力,围绕产业链延链补链强链需求,倚商招商,大力引进产业链配套关联企业;更要紧盯薄弱领域环节,增强型招商,尤其是吸引更多附加值高、单位增加值能耗低的锂电回收、锂电负极材料、隔膜等类型企业落户江西省,实现产业链各环节均衡发展。

2.优化产业布局引导,实现集群发展

充分结合江西省资源禀赋、产业基础和比较优势,要不断优化锂电产业布局,引导省域各地市差异化、特色化发展,推动锂电产业向基础好、配套齐、环境承载能力强的地区集聚。不能“千篇一律”,通过强化新能源企业与新能源汽车、储能应用、关键材料等企业协同,推动锂电池企业与新能源汽车企业、锂电回收企业与化工企业、锂电原材料企业与锂资源企业联合布局,形成一批各具特色的锂电产业园区,通过优质项目集聚、特色产业集群,把江西省打造为全国新能源产业重要集聚区。

3.构建产学研用平台,实现永续发展

产业链的长久发展离不开企业的培育和人才的培养。要通过政策扶持等方式,积极鼓励锂电产业链龙头企业将研发机构或重要分支落户江西省,推动组建新能源领域国家级制造业创新中心、重点实验室等重大创新平台,重点支持省内锂电等新能源企业重大技术研发产业化项目,加大研发投入,提升企业研发创新能力,从工艺、设计和设备等角度寻求技术突破,实现能耗、碳排放降低与附加值提升的兼得。同时,优化产业人才供给,大力支持新能源企业加强与省内高校、科研院所合作,打造协同创新链,通过推进产教融合,联合培养与企业需求高度匹配的各类人才,实现人才培养与行业需求的高效对接。

4.强化节能审查及监察,实现同频共振

在能耗双控逐步向碳排放双控转变的时代发展背景下,必须强化项目节能审查及节能监察工作,实现闭环管理。既要加强拟上项目的节能审查及评审,通过工业增加值能耗、能效水平、碳排放强度等约束性指标筛选项目,确保有限的能耗指标向附加值高的优质新能源项目倾斜;又要加强投产项目的节能监察及验收,检验用能情况,改造甚至淘汰“两高一低”项目,腾出用能空间发展高附加值的低碳新能源产业项目,同向发力,助力发展。

四、结论与展望

江西省坚持把锂电新能源产业作为全省制造业重点产业链来强势推进,已形成了规模较大的锂电新能源产业集群。通过对江西省锂电产业链项目的分析,得出如下结论:

一是江西省锂电产业链布局较全面,但具有高附加值属性的正负极材料、锂电回收、有机物及其它方面仍是薄弱环节,有必要加大招商引资力度,并在能耗和排放指标方面给予倾斜。

二是锂电原材料类(如碳酸锂或氢氧化锂)和锂电池项目面临短暂产能过剩和投资效益偏低问题,有必要强化投产项目节能监察和验收工作,支持企业实施技术改造以降低能耗和排放指标。

未来江西省应结合国内国际锂电产业发展现状和趋势,深化数字技术与锂电新能源产业深度融合,通过建设一批数字化、智能化的“零碳工厂”项目,实现锂电新能源产业的低碳高质量发展,将锂电新能源产业发展成为江西省实现“双碳”目标的重要支撑。

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