中美贸易关系再掀新波澜。特朗普威胁向中国加征100%关税之际,中国宣布在11月8日起实施一系列出口限制措施。而与以往的稀土禁令不同,北京当局似乎看到了新的贸易武器——电池。

中国此次的出口禁令包括大型储能锂电池、正负极材料以及电池制造机械。这些技术领域覆盖电池供应链的广泛领域,而中国几乎在所有领域都占领主导地位。根据彭博新能源经济(BloombergNEF)数据,中国长期控制全球约七成的锂电池产量。在彭博最新公布的锂电池供应链排名上,中国再度名列第一。分析指出,中国较低的电价和基础设施建设是夺冠的因素。

起步虽晚产量少 亚细安区域分工渐成形

麦肯锡(McKinsey)研究发现,在中国、欧洲和北美以外的地区,锂电池的供应缺口仍会扩大,从2025年的80吉瓦时上升到2030年的300吉瓦时。研究指出,在东南亚国家,电动车数量大增是电池缺口的主要原因。

数据显示,2024年亚细安6国的电动车销量达到约35万辆,占乘用车市场总量的13%。这种增长势头若持续,预计到2035年,区域的电动车年销量将达约850万辆。

随着全球加快迈向绿色能源,锂电池、电动车以及储能系统等关键技术,逐步成为各国政策焦点与产业升级新引擎。在能源需求高涨与可再生需求并行之下,亚细安是否具备形成完整电池产业链的潜力?

与中国相比,亚细安电池不仅产量杯水车薪,起步也较晚。国际能源署(IEA)一份报告指出,印度尼西亚拥有全球一半的镍矿开采量,但当地的首批电动车电池制造厂和石墨阳极厂在2024年才投产。

不过,亚细安的电池产量稳步增长。在彭博最新的锂电池供应链排名中,印尼前进4个名次来到第13位,也是亚细安各国唯一进入前15的。

在亚细安各国的生产线上,较廉价的铅酸电池,仍然占据主导地位,泰国和马来西亚的出口最强劲。然而,随着全球市场转向更清洁、高效的锂替代品,铅酸电池出口量正在下降。

锂电池主导地位稳固 多元替代材料发展中

由新加坡电池科研企业联合平台(Singapore Battery Consortium)联合亚细安多国机构发布的《探索东南亚电池相关领域》报告指出,与其他区域邻国不同,新加坡在电池价值链中不具备大规模的制造能力。

但我国在其他多个关键环节发挥关键作用。这包括材料研发、电池组装与热管理、电池测试以及再回收。

不过,在种类繁多的电池中,哪一种技术更具未来潜力?

“锂电池系统,仍会在将来的5年到10年中,占据主导地位。”

锂电池发明者之一、2019年诺贝尔化学奖得主惠廷厄姆(Michael Stanley Whittingham)接受《联合早报》采访时,如此斩钉截铁地说道。但他指出,锂电池仍有提升的空间,而发展核心仍将围绕锂展开。

他指出,为确保安全,目前电池的阳极材料主要是石墨(graphite,由碳组成)。“要储存7克的锂,就须要用上大约72克的碳。这些碳就占了电池一半的体积。”

不过,如果能解决全锂金属阳极(lithium metal anode)的安全隐患,锂电池的性能,还可显著提升。

“事实上,这假设在50多年前已经提出。如果我们能让全锂阳极变得安全,就能把电池的能量密度翻倍。到时,电动车的电池只需原来的一半体积,智能手表的续航也能从一天延长到两天。”

虽然锂电池仍是当前储能与电动车的主流技术,但也有专家指出,它并非适用于所有场景,也难以满足未来储能需求的多样性。

钠在自然界取之不尽 未来能让飞机飞上天

麻省理工学院(MIT)材料科学与工程教授蒋业明受访时说:“就满足所有应用而言,锂离子电池的发展空间是有限的。”

例如,在需要大容量的电网储能(grid storage)方面,锂电池的成本效益就不理想。“如果越长时间才放一次电,那么单位能量的成本就必须越低。”

在这一情况下,低成本的铁空气(iron-air)与硫基(sulfur-based)电池是更好的选择。此外,锂电池的另一个“平替”或许就在厨房。

食盐的主要成分钠,在元素周期中接近锂,同样适合用来储能。吸引业界目光的,是它的丰富与低成本。与集中在地缘敏感地区,开采过程复杂的锂相比,海水和岩层中的钠几乎取之不尽。

目前,中国企业宁德时代(CATL)和比亚迪(BYD)已推出商用钠电池,并计划大规模量产。业内预测,若量产顺利,钠电池成本有望比锂电池低三至七成。

蒋业明说,他的研究团队研究的钠空气燃料电池(sodium-air fuel cell),下来或可以驱动飞机。

他指出,若要用于航班,电池的能量密度至少要达到每公斤1000瓦时,大约是电动车电池的四倍甚至八倍,而实验中的单体电池已接近这一目标。

随着可持续能源的应用增加,大型的电池储能系统(BESS)也正成为行业的焦点。

彭博数据显示,在美国,十年前公用事业规模的电池容量几乎为零,而到2024年,这一数字已达到26吉瓦。而未来十年,美国预计将新增多达136吉瓦的电池容量。

储能系统需求上升 融资成本与技术标准是瓶颈

在本区域,新加坡和各邻国正致力于建设亚细安电网,增加能源贸易互通性,特别是太阳能等清洁能源。

不过,由于许多清洁能源具有间歇性,意味它们的产量会因天气条件而发生剧烈变化,这也对电网稳定性构成威胁。而储能系统就像电网的大型充电宝,可在需要时储存和释放能量,以提供缓冲。

电池业资深人士、南都电源(Narada)亚太公司顾问黄顺炫受访时指出,亚细安地区储能系统项目的规模正在大幅扩大。

“过去,我们谈论的是几百千瓦时级的项目,认为那已是大事了。如今我们已经进入了吉瓦级领域。”

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例如,胜科工业(Sembcorp)2023年在裕廊岛启用的储能系统,每次充满电相当于可满足约2万4000个四房式组屋单位一天的用电量。这在当时是东南亚规模最大的。

黄顺炫也认为,随着亚细安电网一体化加强,储能系统不再局限于当地需求:“我们不再谈论仅限于新加坡的储能系统,也不再局限于当地的物理规模或地理位置;我们谈论的是区域性的支持。”

不过,融资与成本压力仍是储能行业的一大瓶颈,中小企业或初创项目难以承担前期投入与回本周期。

新加坡储能公司Green Tenaga副总裁李增光受访时说,公司正在马来西亚和菲律宾探索发展机会,并可能探索一个项目将太阳能微电网与储能系统相结合,为城镇或工业园区提供电力。

他说,即使电池成本多年来逐步下降,但整体启动成本仍然很高。“新来者很难轻易进入。你需要雄厚的资金才能支撑两三年,并看到良好的投资回报。”

黄顺炫认为,亚细安各国在电池生产各环节仍缺乏统一的技术标准,导致跨境合作与产品认证困难。其次,供应链布局分散,使各国难以形成高效的一体化体系。而大规模储能系统的部署也在法规上存在不确定性,致使审批流程复杂。

电池起火成隐患 亚细安推动安全标准合作

今年9月26日,韩国大田的数据中心烧起大火。匪夷所思的是,这个储存行政信息的中心竟没有任何后备,近860太字节(TB)的资料永久遗失,导致政府工作瘫痪。

当地媒体嘲讽,数码时代的作业程序,竟比不上古代王朝的纸质史料。后续调查显示,中心的大火是由电池爆炸,进而产生热失控(thermal runaway)引起。

除数据中心外,电动车火灾也是另一个不容忽视的风险。在本地,与电动车有关的火灾约占全部汽车火灾的0.7%。

比率看似不高,但内政科技局法证专业研究中心署长林靖静在接受《联合早报》访问时指出,随着电动车数量日增,相关风险成为一项必须正视的公共安全课题。

今年4月起,法证专业研究中心、新科研(A*STAR)及电池科研企业联合平台等行动了起来,与亚细安各国的电池业机构,建立一个有关电池安全的合作机制。

林靖静说:“我们请各国分享他们面临的挑战,包括法规制定、基础设施、充电站布局,甚至是车辆或数据中心在使用过程中的问题。”

此外,现有的部分国际标准或不适用于本地。例如它们要求测试电池在严寒天气中的表现,显然不适合终年是夏的东南亚。对此,林靖静说,相关方面的标准依然缺乏。而随着合作平台建立,各国或有机会厘清现有的盲点,并识别出真正适用的标准。

新科研材料研究与工程研究院副院长詹兴扬博士则提醒,若单方面推出本地标准但缺乏广泛市场认可,反而可能限制产品的出口与合作空间。他也是电池科研企业联合平台技术总监。

“如果我们只按照自己的标准来卖产品,这当然可以,但会有市场接入的难题。这取决于你的市场规模够不够大。车厂、储能系统厂商是否愿意按照这些标准来测试产品。”

规避高关税与过剩产能 亚细安可主攻小众产业

当关税战和地缘政治的危机烧到电池供应链上时,亚细安各国又该如何面对?

华侨银行环境、社会和治理(ESG)分析师王淑仪注意到,电池作为电动车关键部件,是马来西亚和泰国向美国出口的主要清洁能源产品。“尽管美国对电动车产品的关税低于太阳能产品,但关税上调仍可能影响这些国家在全球电动车供应链中的角色。”

她指出,全球电动车普及率增长的势头,可能促使亚细安制造商在美国之外寻求更广泛的客户群。

在被问及其他国家是否有可能建立起本地化的电池供应链时,惠廷厄姆认为,这一目标是可以实现的。但他也坦言,成本将会比目前市面上的电池高出不少。

他指出,结构性的供过于求,使其他国家若要在价格上与中国竞争,几乎不可能。“中国的电池几乎是以低于成本价在销售。这是一种倾销。而当地的电池制造企业也太多了,导致价格不断下滑。”

专家:尚有空间值得开发 可耕耘小型设备电池市场

对于亚细安等地区是否有可能在电池供应链中实现与中国脱钩,惠廷厄姆认为,这在很大程度上取决于所采用的化学原料。如果部分原料与技术能在中国以外建立起替代供应链,或许有助区域国家在产业布局上实现一定程度的多元化。

他以埃克森美孚(ExxonMobil)的经历举例。“最先进的电池隔膜(separator,用以分开电池两极)曾由埃克森美孚在日本制造。不过,它后来撤出日本,不再从事隔膜生产。但近期埃克森美孚又在美国阿肯色州开始开采锂资源,未来有望成为主要的原材料供应商。”

至于本区域国家在产业链中应扮演什么角色、政府又如何介入或扶持,惠廷厄姆建议避开电动车这类高度竞争、利润极薄的主流市场,而选择小众产业。

他指出,电动车电池市场不仅是中国企业的天下,韩国的三星、LG、SK,以及日本的松下等也都实力雄厚。“这是一个残酷的行业,你永远赚不到钱。”

相比之下,用于电网储能系统或穿戴式装置的小型设备电池市场,尚有空间值得开发。

电池技术发展知多少?

电池的历史可追溯至1800年,由意大利科学家伏打(Alessandro Volta)发明“伏打堆”(Voltaic Pile),成为人类首个能持续提供电流的装置。此后,电池技术历经多个阶段演变。

1860年代:法国工程师普兰特(Gaston Planté)发明铅酸电池(lead-acid battery),至今仍广泛用于启动汽车。

1899年:瑞典科学家荣格纳(Waldemar Jungner)研发出镍镉电池(NiCd),适用于便携设备。

1976年:惠廷厄姆提出锂电池的原型。德裔美国物理学家古迪纳夫(John B. Goodenough)之后发现它的正负极材料。日本工程师吉野彰(Akira Yoshino)于1985年推出首款商用锂离子电池。三人因对锂电池的贡献,获颁2019年诺贝尔化学奖。

2000年代:锂电池逐步取代镍氢与铅酸电池,成为智能手机、电动车及储能系统的主力。