No sólo los vehículos de nueva energía, el modelo de negocio del litio abrirá la era de la electrificación
En las tres últimas décadas, las baterías de litio se han visto estimuladas una y otra vez por su excelente potencial electroquímico, desde la alimentación de teléfonos móviles hasta la conducción de automóviles. En la actualidad, los vehículos de nueva energía se han convertido en el centro de atención más deslumbrante. Sin embargo, los vehículos de nueva energía no son el final de la aplicación de las baterías de litio, sino el punto de partida.
¿Qué significa "Nueva energía +"? Nueva energía + quiere expresar principalmente que la popularidad de la nueva energía sigue siendo muy alta, pero las empresas dominantes han sido totalmente valoradas y totalmente investigadas, y la dificultad de obtener rendimientos excesivos ha aumentado bruscamente, y la nueva energía (especialmente la batería de litio) es importante para toda la cadena de la industria e incluso para el mundo empresarial. Los plásticos están teniendo lugar y se espera que generen más oportunidades.
En 2022, también dedicaremos más energía a esta dirección. De lo que quiero hablarles hoy es de una tendencia que ya no puede ignorarse: la batería de litio que rompe el círculo, es decir, la forma de negocio "nueva energía +" representada por la batería de litio.
Las baterías de litio son muy conocidas debido a la popularidad de los vehículos de nueva energía, pero en realidad esta batería secundaria ligera y potente lleva cambiando el estilo de vida de la gente desde sus inicios, desde los primeros productos digitales hasta los teléfonos inteligentes y los vehículos eléctricos.
Las baterías de litio han sido inseparables de nuestras necesidades cotidianas, por lo que, de hecho, los vehículos de nueva energía son sólo una rama de las aplicaciones de las baterías de litio, y lo más destacado está aún por llegar.
Como visión general de la tendencia futura de la electrificación del litio, este artículo abordará dos cuestiones: la primera es qué ámbitos son "electrificación del litio". La segunda es qué nuevas oportunidades traerá consigo la penetración de las baterías de litio.
Hay que señalar aquí que en este artículo sólo utilizamos las pilas de litio como muestra. Con el avance de la tecnología de baterías a nivel electroquímico, el portador de la "nueva energía +" en el futuro no serán sólo las baterías de litio, sino las baterías recargables miniaturizadas diversificadas. nuevo panorama empresarial.
Batería de litio de triple salto
En primer lugar, es necesario presentar la historia del desarrollo de las baterías de litio.
Las baterías recargables son una parte indispensable de la vida de las personas. En la actualidad, se han comercializado baterías de plomo-ácido, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidrógeno y baterías de litio.
Entre ellas, las baterías de litio son las últimas en industrializarse, pero han alcanzado un gran desarrollo en sólo 30 años. Han sustituido con éxito a otros tipos de pilas recargables en muchos campos, se han convertido en el elemento dominante e incluso están reemplazando a las fuentes de energía tradicionales.
Repasando la historia del contraataque de los rezagados, las baterías de litio han experimentado principalmente tres saltos.
Los productos digitales sientan las bases para el desarrollo del litio
En 1991, Sony se puso a la cabeza de la producción en masa de baterías de litio, abriendo la puerta a su comercialización. En aquella época, Sony había construido un enorme reino de la electrónica de consumo, que abarcaba desde walkmans, grabadoras y videocámaras hasta ordenadores portátiles y teléfonos móviles.
Las baterías de iones de litio que acaban de lanzarse al mercado se están popularizando rápidamente en los productos digitales portátiles gracias a sus ventajas de pequeño tamaño, peso ligero, alta densidad de capacidad y ausencia de efecto memoria.
En 1998, Panasonic lanzó una batería cilíndrica de iones de litio para ordenadores portátiles, lo que abrió el espacio de crecimiento de los ordenadores portátiles. Hacia 2000, la electrónica de consumo representaba 90% de la demanda de baterías de litio.
Entre ellos, los teléfonos fijos y los portátiles representan hasta 75%. Gracias al rápido desarrollo de los productos digitales portátiles, la cadena industrial de las baterías de litio ha empezado a tomar forma.
Los smartphones toman el relevo
Desde 2007, el crecimiento de los teléfonos fijos y los ordenadores portátiles, que son la fuerza principal de la electrónica de consumo, se ha ralentizado gradualmente, y su contribución a las baterías de litio ha empezado a disminuir. Al mismo tiempo, las turbulencias financieras de 2008 afectaron a la demanda de consumo de la población, y el desarrollo de las baterías de litio se vio inhibido.
Durante este periodo, los teléfonos inteligentes y las tabletas empezaron a aparecer en el escenario de la historia uno tras otro. Por un lado, los teléfonos inteligentes de gran pantalla sustituyeron gradualmente a los feature phones y, por otro, las tabletas abrieron nuevos mercados, las ventas se dispararon y las baterías de litio volvieron a la vía rápida.
Y lo que es más importante, en la era de los teléfonos inteligentes, porque la calidad y la capacidad de la batería afectan directamente a la experiencia y la elección del usuario, especialmente el ordenador tableta se posiciona para las necesidades integrales de la oficina móvil y el entretenimiento de vídeo, lo que requiere que las baterías de litio sean más prominentes en el diseño. Delgado y ligero, batería de larga duración y el rendimiento de disipación de calor, el nivel técnico de las baterías de litio se ha desarrollado aún más.
Por poner un ejemplo sencillo, en los primeros productos digitales y máquinas funcionales, un solo producto electrónico es una sola célula de batería, y el sistema de gestión de baterías (BMS) es relativamente simple, e incluso no existe el concepto de módulo de batería. Sin embargo, los productos inteligentes, como las tabletas, suelen utilizar módulos de baterías ensamblados con 2 o 3 celdas, y los sistemas de gestión de baterías han empezado a desarrollarse como un componente indispensable de los módulos de baterías de litio.
Y ATL, la empresa matriz de la era Ningde, se ha convertido en un campeón invisible de las baterías de litio de consumo apoyándose en las dos brisas primaverales mencionadas.
La ola de electrificación del automóvil
Con el crecimiento de los productos digitales y los teléfonos inteligentes, el rendimiento de las baterías de litio ha mejorado continuamente, y su coste se ha reducido aún más. Al mismo tiempo, las baterías de litio también han formado un sistema completo de cadena industrial, pero son los vehículos eléctricos los que realmente hacen que las baterías de litio logren un salto cualitativo.
En primer lugar, los automóviles necesitan baterías con mayor densidad de capacidad, ciclos de vida más largos y mayor capacidad de carga y descarga.
En segundo lugar, la batería de potencia requiere un mayor número de celdas para formar un paquete de baterías, lo que plantea mayores requisitos para la consistencia de las baterías de litio y supone una prueba límite para las capacidades de fabricación de ingeniería.
En tercer lugar, en lo que respecta a la seguridad, la batería de alimentación necesita gestionar más celdas, y la dificultad del sistema de gestión de la batería aumenta exponencialmente. Al fin y al cabo, un problema con una célula puede provocar fácilmente un desastre en el conjunto.
Por último, en lo que respecta al coste de las baterías, debido a la mayor carga del coche, los materiales necesarios para las baterías se han multiplicado por miles, y el efecto de escala industrial ha provocado un rápido descenso del coste de las baterías.
En los últimos diez años, los fabricantes mundiales de baterías de litio se han dedicado a las baterías de litio para automóviles, y casi todos los recursos se han concentrado en el campo de la automoción. CATL, que nació de ATL, también se ha situado en la cima mundial. Hoy también tenemos la suerte de ver que la tecnología y la escala de las baterías de litio han experimentado cambios vertiginosos.
-Densidad energética
En 2011, la energía de las baterías de litio para automóviles era de solo 80 Wh/kg. Ahora la densidad energética ha superado los 270Wh/kg, que es el doble. La duración de 800 kilómetros de la batería que estaba fuera de alcance ese año se hizo realidad.
-Coste de la batería
En 2011, el precio de las baterías de litio para automóviles alcanzó los 3.800 yuanes/kWh. Las ventas de vehículos eléctricos se vieron impulsadas por grandes subvenciones. Hoy, el precio ha bajado a 700 yuanes/kWh, y los vehículos eléctricos están entrando en miles de hogares.
-Escala industrial
En 2011, el volumen de ventas de vehículos eléctricos puros en China era inferior a 10.000, y la capacidad instalada de baterías de potencia era casi una fracción de la de las baterías de litio de consumo. Si miramos ahora, en 2021, las ventas de vehículos eléctricos puros en China superarán los 2 millones, y la capacidad instalada de baterías de potencia superará los 50 GWh, lo que se ha convertido en la principal demanda de baterías de litio.
En el momento actual, la atención no debería limitarse a la aplicación de las baterías de litio en la electrónica de consumo y los automóviles, sino que, a medida que las baterías de litio se templen con los automóviles y renazcan, la aplicación de las baterías de litio en otros campos debería surgir de forma natural.
El círculo completo de las pilas de litio
La penetración de las baterías de litio fuera de los campos de la electrónica de consumo y el automóvil ya no es sólo un capricho. Lo que realmente vemos es el círculo completo de las baterías de litio:
Vehículo eléctrico de dos ruedas
Cuando se habla de vehículos de dos ruedas, la gente no puede evitar pensar en las etiquetas de gama baja y barato. Pero en realidad, el número de vehículos eléctricos de dos ruedas en China supera los 300 millones de unidades, al mismo nivel que los coches, y las ventas anuales de vehículos eléctricos de dos ruedas se mantienen estables en más de 30 millones de unidades. Se trata de un mercado real de 100.000 millones.
En el pasado, los vehículos eléctricos de dos ruedas utilizaban básicamente baterías de plomo-ácido de bajo rendimiento, gran peso y grave contaminación, que llegaron a suponer hasta 90%. A partir de mayo de 2018, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información emitió el "Nuevo Estándar Nacional" y lo implementó oficialmente a partir de abril de 2019. Sin embargo, en ese momento, con el fin de promover la política de una manera ordenada, la mayoría de los gobiernos locales dieron un período de transición que va de 2 a 5 años para los vehículos por encima del estándar.
A corto plazo, el intercambio de vehículos por encima de la norma es la mayor oportunidad para las baterías de litio de los vehículos eléctricos de dos ruedas. En referencia a las especificaciones técnicas de la nueva norma nacional, alrededor de 70% de los vehículos eléctricos de dos ruedas en el mercado no cumplen los requisitos de la nueva norma nacional, lo que equivale a casi 200 millones de demanda de vehículos nuevos, la gran demanda de sustitución resultante alcanzará un pico entre 2022 y 2024.
A medio y largo plazo, a medida que el precio unitario de las baterías de litio disminuye año tras año, la diferencia de precio entre las baterías de litio y las de plomo-ácido se reduce gradualmente, y la duración del ciclo de las baterías de litio es básicamente más del doble que la de las de plomo-ácido, por lo que las ventajas de las baterías de litio se pondrán aún más de relieve. Además, los consumidores jóvenes tienen ahora requisitos cada vez más exigentes en cuanto a la duración y el rendimiento de las baterías de los vehículos eléctricos de dos ruedas. Las baterías tradicionales de plomo-ácido son incompetentes, y la elección final son las baterías de litio.
Aunque el índice de penetración actual de los vehículos de dos ruedas de iones de litio es sólo de unos 23%, que no es alto, pero en el caso de una cierta tendencia de litio-ionización, esto puede explicar mejor su considerable margen de crecimiento.
Además, el vigoroso desarrollo de las industrias de entrega urgente, comida para llevar, uso compartido y otras en los últimos años no sólo ha provocado un aumento de las ventas de vehículos eléctricos de dos ruedas, sino que también ha promovido el desarrollo del modelo de intercambio de baterías, lo que ha incrementado la demanda de baterías de litio.
Herramientas eléctricas inalámbricas
Las herramientas eléctricas son una herramienta indispensable en toda la sociedad. Hoy en día, los consumidores prefieren cada vez más las herramientas eléctricas inalámbricas por su ligereza y portabilidad.
En comparación con las herramientas con cable, las herramientas eléctricas inalámbricas prescinden de los cables y utilizan paquetes de baterías para el suministro de energía, lo que tiene importantes ventajas de seguridad y comodidad, especialmente en escenarios de trabajo al aire libre y a gran altitud. Según Frost & Sullivan, el índice de penetración de las herramientas eléctricas inalámbricas ha alcanzado el 52,3% en 2020.
Bajo la tendencia de los inalámbricos, las principales marcas de herramientas eléctricas han lanzado una plataforma de baterías de litio para herramientas eléctricas, equivalente a la misma batería puede suministrar energía a diferentes tipos de herramientas, lo que aumentará aún más la comodidad y la adherencia del cliente traído por inalámbrico, y es más propicio para la promoción de las herramientas eléctricas inalámbricas.
Electricidad de las herramientas tradicionales
Por otra parte, la tecnología de las baterías de litio aún está abriéndose camino, y las herramientas tradicionales, como las neumáticas, las de combustible y las hidráulicas, pueden ser sustituidas gradualmente por herramientas eléctricas con baterías de litio.
Por ejemplo, los cortacéspedes, el principal tipo de herramienta de exterior, tienen un tamaño de mercado de más de 100.000 millones, y sus baterías de litio se están introduciendo rápidamente. En la actualidad, la tasa de electrificación de litio de los cortacéspedes domésticos es de 30%, y la de los cortacéspedes comerciales es de un solo dígito.
Cherfeng Holdings, que acaba de salir a bolsa en Hong Kong, es uno de los beneficiarios del desarrollo inalámbrico de las herramientas eléctricas. Según el prospecto, los ingresos de la empresa procedentes de los productos de baterías de litio han pasado de unos US$347 millones en 2018 a US$827 millones en 2020, con una tasa de crecimiento anual compuesto del 54,3%.
Electrificación de la maquinaria de construcción
En la actualidad hay en China unos 15 millones de máquinas de construcción y camiones pesados, la mayoría de los cuales utilizan motores diésel de gran potencia. No es bien sabido que las emisiones contaminantes de un camión pesado equivalen aproximadamente a las de 100 coches pequeños. La electrificación de la maquinaria de construcción es inminente.
En 2021, la tasa de penetración de vehículos de pasajeros de nueva energía en China ha superado 10%, e incluso superó 20% en algunos meses, pero la tasa de penetración de maquinaria de construcción y camiones pesados es inferior a 5%, y la tasa de penetración es inminente.
A partir de 2020, el gobierno ha emitido intensamente una serie de políticas para promover la electrificación de la maquinaria de construcción y los camiones pesados. Según los datos de las organizaciones industriales, el consumo de energía de los vehículos de maquinaria de construcción es relativamente grande.
La capacidad media instalada de baterías de litio de una sola unidad es unas 5 veces superior a la de los vehículos ordinarios de nueva energía. En 2025, según el índice de penetración de las baterías de litio 30%, la demanda de baterías de litio para vehículos de maquinaria de construcción superará los 30GWh.
Terminal inteligente
En la conferencia del 11º aniversario de Xiaomi el año pasado, Lei Jun presentó el primer robot cuadrúpedo biónico de Xiaomi, CyberDog, que atrajo la atención de muchos entusiastas de la tecnología. Es de suponer que la atención de todos se centra en su inteligencia.
Pero otro punto que no puede ignorarse es que los terminales inteligentes IoT, incluidos los robots inteligentes, serán uno de los próximos puntos de crecimiento para las baterías de litio. Después de todo, en el pasado, muchos terminales inteligentes han alcanzado el éxito con el apoyo de las baterías de litio.
Por ejemplo, los AGV (robots de manipulación) en el ámbito industrial y los robots de servicio en la industria de servicios de restauración, según los datos, la cuota de ventas al por menor de robots de barrido en China ha aumentado de 2,4% en 2010 a 26,2% en 2020.
Almacenamiento de energía
En la actualidad, China está construyendo un nuevo sistema eléctrico con las energías renovables como eje principal, y la importancia del almacenamiento de energía es cada vez mayor. En la actualidad, el almacenamiento de energía de la red eléctrica es principalmente de bombeo.
Aunque la tecnología está madura, el coste es bajo y la escala es grande, el tiempo de respuesta es largo y depende en gran medida de la ubicación geográfica, lo que dificulta que cumpla los requisitos futuros del nuevo sistema eléctrico.
En cambio, la flexibilidad y comodidad del almacenamiento electroquímico de energía siempre ha sido incomparable con otros métodos de almacenamiento de energía. Entre todos los métodos electroquímicos de almacenamiento de energía, las baterías de litio tienen intrínsecamente las ventajas de una alta densidad energética y una elevada eficiencia de ciclo. Además, el vigoroso desarrollo de la electrónica de consumo y de los vehículos de nuevas energías ha cultivado una cadena industrial completa de baterías de litio, que ha reducido su coste hasta crear las condiciones para su desarrollo a gran escala.
El 23 de julio del año pasado, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma emitió las "Opiniones orientativas sobre la aceleración de la promoción del desarrollo del almacenamiento de nueva energía", que por primera vez proponían a nivel nacional el objetivo de que la capacidad instalada de almacenamiento de nueva energía alcance más de 30 millones de kilovatios en 2025, y la capacidad instalada de almacenamiento de energía en los próximos cinco años. se multiplicará por 10.
Además del almacenamiento de energía en la red, también hay que prestar atención a los requisitos de almacenamiento de energía de las estaciones base 5G. Según las mediciones reales del operador, el consumo de energía de una sola estación base 5G es 2,5-3,5 veces superior al de la estación base 4G, y 5G tiene alta frecuencia, rápida atenuación de potencia y corta distancia de transmisión.
El número de estaciones base necesarias es tres veces superior al de las estaciones base 4G. Desde 2020, empresas como China Mobile y China Tower han empezado a licitar baterías de almacenamiento de energía para estaciones base. Casi todos los proyectos de licitación pertinentes actualmente abiertos son baterías de litio hierro fosfato.
La marea de la electrificación
En este punto, la comprensión de las baterías de litio debe ser más profunda: las baterías de litio no sólo pueden utilizarse como baterías de potencia para automóviles, sino como un producto industrial básico estándar, con una fuerte ductilidad.
Esto significa que las oportunidades de inversión no solo están relacionadas con los automóviles. En 2022, tenemos que buscar oportunidades relacionadas con la "nueva energía +". Y esta oportunidad puede dividirse en dos partes. Por un lado, la cadena de la industria china de las baterías de litio se encuentra ante la oportunidad de mejorar su valor. Por otro, las empresas tradicionales aceleraron la tecnología de las baterías de litio bajo el lema de la neutralidad del carbono para cultivar su competitividad en la próxima era.
Mejora del valor en el marco de los cambios industriales mundiales
Antes de 2000, las empresas japonesas casi monopolizaban el mercado mundial de baterías de iones de litio gracias a sus ventajas en materia de patentes y a su condición de pioneras, y también crearon gigantes de las baterías de litio como Sanyo y Panasonic. Como puede verse en los datos de 2000, Sanyo, Panasonic y Sony representaban 24%, 21% y 19% del mercado mundial, respectivamente, ocupando los tres primeros puestos.
En los diez años siguientes, las empresas coreanas se pusieron rápidamente a la altura de la cadena de suministro globalizada. Hacia 2008, los envíos coreanos de baterías de litio representaban un tercio de los envíos mundiales, rompiendo el dominio de Japón. También aparecieron empresas líderes como Samsung SDI y LG.
Durante este periodo, la cadena de la industria china de baterías de litio no era prominente, pero se había completado la construcción inicial. Empresas como Betterray, Dangsheng Technology, Xinzhoubang, Xingyuan Materials y Enjie Co., Ltd. se establecieron durante este periodo.
Desde 2011, la industria china de baterías de litio ha comenzado a entrar en el modo abierto. Con el avance paso a paso de las tecnologías básicas, la competitividad integral de las baterías de litio de China ha aumentado gradualmente. La cadena mundial de la industria de las baterías de litio ha pasado gradualmente de Japón y Corea del Sur a China. Los subcampeones se han convertido gradualmente en líderes, y gigantes de las baterías de litio como Panasonic y LG han empezado a dirigir su atención al sistema chino de la cadena de suministro.
En la evolución de la industria de las baterías de litio, un gran número de empresas chinas han emergido de la feroz competencia mundial y se han desarrollado y crecido. En la actualidad, hay empresas punteras como Ningde Times, Enjie, BYD y Yiwei Lithium Energy, que figuran entre las empresas de primera clase del mundo, seguidas de muchas empresas punteras como Guoxuan Hi-Tech y AVIC Lithium.
Por lo tanto, bajo la lógica a largo plazo de la batería de litio totalmente fuera del círculo, la cadena industrial de China marcó el comienzo de la oportunidad histórica de la división internacional de la actualización del valor del trabajo.
Tomemos como ejemplo el sector de las herramientas eléctricas. La aplicación de las herramientas eléctricas inalámbricas se da principalmente en los mercados europeo y estadounidense. Las grandes empresas extranjeras como Makita, Black & Decker, I&T, Bosch y Baostime ocupan la cuota de mercado principal, pero hace tiempo que utilizan Samsung SDI, Panasonic, LG, Murata y otros proveedores de baterías extranjeros. negocio.
En los últimos años, con el auge de los fabricantes chinos de células de baterías, cada vez más fabricantes internacionales han empezado a cambiar las células de baterías de litio de los fabricantes chinos. En la actualidad, empresas chinas de baterías de litio como Yiwei Lithium Energy, Tianpeng Energy, Lishen y BAK Battery están entrando gradualmente en la cadena de suministro de las empresas internacionales.
Industria de las pilas de litio
La penetración de las baterías de litio va a repercutir en los sectores tradicionales. La producción de camiones pesados de combustible debe electrificarse, y la de vehículos de dos ruedas de plomo-ácido debe electrificarse con litio... Esta es la tendencia de la "era de la propulsión eléctrica". Al igual que la transformación de las empresas tradicionales de automóviles de combustible hacia la electrificación, la electrificación del litio ya no es sólo una historia de coches.
El autor siempre ha elogiado la flexibilidad de las empresas chinas. Aunque la tasa de crecimiento es aceptable en comparación con los competidores de otros países, los empresarios chinos, profundamente influidos por el confucianismo, siempre han tenido suficiente sentido de la urgencia. Por ejemplo, los fabricantes chinos de maquinaria para la industria pesada participan activamente en la transformación hacia la electrificación y han lanzado sucesivamente productos electrificados que satisfacen la demanda del mercado.
En marzo de 2020, Zhejiang Dingli lanzó 7 productos de la serie de brazo eléctrico modular de estilo familiar.
En diciembre de 2020, Liugong 856E-MAX cargador eléctrico fue lanzado oficialmente.
En noviembre de 2021, Zoomlion lanzará 16 nuevos productos energéticos en 8 series en su lanzamiento de nuevos productos.
En noviembre de 2021, se presentará la estación de intercambio inteligente de Sany Heavy Industry, que será adecuada para camiones pesados, camiones volquete, camiones hormigonera, cargadoras y otros modelos.
Los pioneros de la industria de maquinaria de construcción han explorado activamente el camino de adoptar las baterías de litio bajo el tema de la neutralidad de carbono, o están llevando a cabo una revolución de las baterías de litio, si el dominio de la tecnología de aplicación de las baterías de litio será similar a la digitalización de los procesos de fabricación y se convertirá en otro núcleo de competitividad de las empresas industriales tradicionales es una cuestión muy digna en el futuro.
La conclusión evidente es que las empresas industriales chinas ya van por delante de la tendencia mundial en este sentido.
