重点关注，欧洲协会发布2030电池路线图，雄心勃勃，锂电战略不容小觑！
2030电池创新路线图是对2019-2024年活动宣言的补充，并为关键电池技术的创新潜力提供了技术背景，以支持和指导决策。
该路线图强调了在开发电池产品创新时独立考虑每种应用的重要性。例如，欧盟战略能源技术计划（SET计划）中选定的电池特性和目标侧重于插电式HEV/EV推进系统的锂电池和二次EV锂电池的使用，并为这些应用开发最合适的技术。
该路线图将重点关注各种关键应用，并确定需要改进的关键电池特性以满足未来应用的需求。
四大研发创新领域
除了监管之外，欧洲电池创新历来主要由应用开发推动，导致市场上共存着各种特定的电池产品、尺寸、技术和化学成分。几十年来，该行业通过领先的国家和国际标准服务于大众市场和小众市场，并在众多应用的开发中贡献了创新产品。
路线图选定了四个关键应用领域：汽车移动、物料搬运和物流、越野运输和固定存储。当然，还有其他由创新驱动的关键市场，例如军事和医疗应用。
其中一个领域
锂电池抢占汽车出行市场
道路运输行业占欧盟二氧化碳排放量的 20%，具有强大的脱碳潜力。电池是提高车辆（所有传动系统）和道路运输基础设施能源效率的关键。
如今，电动汽车受到广泛关注，电池发展潜力仍然很大。全球统一轻型车辆测试程序 (WLTC) 为使用真实驾驶数据评估油耗和排放带来了变化。汽车电池面临的主要挑战是实现不同混合动力和电气化水平下的车辆动能，包括从启停到轻度混合动力、插电式混合动力汽车 (PHEV) 和纯电动汽车 (BEV)。
根据应用情况，不同类型的电池将继续共存。PHEV/EV 可以减少局部排放并缩小内燃机 (ICE) 的尺寸。低压和高压电气化策略对能源系统提出了不同的要求，如下所示。
1. 辅助 12V 电池引线仍在
12V 辅助电池仍然存在
辅助 12V 电池用于汽车、内燃机和各种 PHEV。从微型混合动力汽车、轻度混合动力汽车 (HEV) 到纯电动汽车和 PHEV，电池的主要功能是支持 12V 负载、保证车载网络的质量以及确保紧急情况下的安全运行。此外，启动/停止功能、循环稳定性和启动功能都是根据特定车辆架构量身定制的，尽管启动功能将来可能会消失。
虽然铅酸电池使用量很大，但锂电池可以在这个类别中占有一席之地，以满足未来的要求。两者在性能、回收和成本方面是互补的。锂离子电池的优势在于其能量和功率密度以及常温下的循环寿命。为了与铅酸电池竞争，锂电池应在高成本、安全性、可回收性和极端温度性能方面进行改进。
2.重型商用深循环锂电池有望
非怠速商用车为锂电池带来机遇
如今，许多城市卡车在夜间充电或卸货时不能空转，一些欧盟成员国正在出台进一步的立法，禁止车辆空转超过几分钟。立法变化导致了新的电池要求，并开辟了一个全新的市场，尤其是重型商用车 (HCV) 备用电池市场。
这些电池可以在发动机不运转且电力需求高时确保高能量供应。这需要深循环（放电深度（DOD）高于80％）的性能，而现有的传统启动或两用铅电池无法实现这一点。今天，这个新市场只有铅可用，锂可能在未来进入。然而，锂的温度窗口和总拥有成本将是一个需要解决的挑战。
3. 电动汽车电池面临诸多挑战
磷酸铁锂与镍锰钴氧化物平分秋色
IEA 2019年全球电动汽车报告显示，全球电动汽车市场目前为330万辆，到2030年将增至2700万辆。市场驱动因素包括政府政策补贴、日益严重的排放问题以及充电基础设施的进一步发展，例如支持电网功能的双向车辆到电网（V2G）系统。
欧盟委员会越来越认识到整个电动汽车电池价值链的重要性，欧洲电池联盟 (EBA) 的许多举措以及电池特性和目标都被直接纳入了欧盟为该应用制定的计划中。
所选技术为镍锰钴氧化物 (NMC) 和磷酸铁锂 (LFP) 锂离子电池。铅技术不适用于 PHEV/EV 推进，但仍有助于维持车载网络的质量并确保主电池的安全功能。
与内燃机相比，锂动力电池的挑战仍然是成本高、续航里程有限。此外，更快的充电速度和安全性仍然是创新的关键性能指标。为了应对这些挑战，业界正在寻找能够提高体积和重量密度并保持电池安全性的材料。NMC 和固态技术是这方面的目标。锂电池回收率目前为 50%，预计到 2030 年将取得进展，使其更具经济可行性。
字段 2
锂电池在物料搬运和物流应用方面更加灵活
1. 锂离子电池材料处理才刚刚起步
锂电池的优势在于多班次作业
物流是供应链管理的重要组成部分。不同的车辆和各种类型的叉车具有不同的应用特点。这些包括拣选机、前移式叉车、托盘搬运车、窄巷道叉车、大容量叉车和侧装机，以及自动导引车 (AGV) 和先进的机器人叉车。
用于物料搬运的牵引和半牵引电池估计是一个较老的市场，铅电池约占 90% 的市场份额，锂电池才刚刚进入。全球电池叉车市场规模为 32GWh，年增长率约为 8%。在噪音和排放法规的推动下，电池叉车正在稳步取代内燃机叉车，预计到 2030 年市场规模将达到 73GWh。
CBI/ 报告称，2030 年锂电池的份额将增长至 15-30%。铅的优势在于，在单班操作或使用现场电池更换基础设施时，有足够的充电时间。在小型叉车市场，锂在多班操作中具有优势，这些操作对能量的要求更高，电池充电时间有限。这是因为锂受充电时间的影响较小，从而为全天候使用的机器提供了额外的优势。镍基电池的市场份额较小，但在极端温度条件下（如冷藏）也能发挥重要作用。
2. AGV 需要高有效载荷
承受高负荷是关键
自动导引车 (AGV)，又称“工业卡车”，是现代生产和装配线与传统运输之间的顺畅连接。坚固的镍基技术镍镉 (NiCd) 具有宽工作温度范围（-40°C 至 60°C），传统上一直是极端环境下 AGV 应用的选择，尽管铅基电池在当今的 AGV 市场中占有最大份额。
高能量和功率密度的锂电池已进入市场，为AGV提供动力，但由于电池空间有限，且重负载产生更大的电流，锂电池需要提高其体积能量密度和循环容量，这是创新的关键。
第三区域
越野运输
由于现有和/或新兴市场在众多应用领域的增长，交通电动化也对非公路用电池市场产生了积极影响。非公路用电池市场非常多样化，包括农业、清洁机械、休闲车和高尔夫球车，以及铁路、海运和空运。
1. 铁路用锂离子电池增长最快
镍基电池是主流技术
就二氧化碳排放和安全性而言，铁路基础设施是欧洲最高效的交通方式。这依赖于更高性能电池的开发，以支持车辆和基础设施的创新，从而进一步提高系统的性能和能源效率。
预计铁路电池市场具有较高的增长潜力，到2025年锂离子、镍镉和铅酸电池的年增长率预计分别达到25%、5%和4%。
电池系统的新应用是铁路电力牵引的混合动力化和电气化，主要用于通勤列车和地铁列车。锂电池尤其能够满足此类应用所需的高能量、功率密度和循环特性，并有望因免维护、寿命更长等优势成为增长最快的市场。
对于高速列车和地铁列车中的辅助功能电池以及灯光和风扇，镍基化学是首选技术。在这一领域，对电池的需求正在增长，尤其是受亚洲市场的推动。由于车载设备趋向于更小的占地面积、重量限制和持续的可靠性，未来对储能系统的要求主要包括体积能量密度、使用寿命和工作温度范围的改进。
2.船舶电气化推动锂电池使用量增长
船用锂电池有很多机会
海洋行业是欧洲乃至全球二氧化碳排放和污染的主要来源。电池是海上和内河船队转型的推动力。
各类船舶迫切需要电气化，这对锂电池来说是一个机遇。由于其高能量密度和循环寿命，锂电池非常适合推进需求，而铅电池更适合用于船上安全辅助服务和柴油发动机启动。
对于大型船舶和渡轮，动力系统采用不同程度的混合。一些长途邮轮配备了热机，通过发电机为电池充电，为电力推进发动机提供动力，在长时间全功率运行时减少燃料消耗和排放，同时还能够在短时间内以纯电动模式运行，例如进入港口时。电池还可用于反馈过大的负载（调峰）。
对于小型船舶推进，正在开发其他混合电力系统，包括太阳能和风能的整合。此外，还开发了全电动插电式结构，并在港口建立了充电基础设施。一旦船上电池系统充满电，它就可以让船舶在不消耗任何燃料或排放的情况下使用。标准化是降低成本并满足船上系统高安全要求的挑战。
对于使用 48V 推进电池的小型船舶，创新的潜力在于重量/体积能量密度，以增加推进功率和续航里程。
区域 4
固定式储能锂电池相互竞争
欧洲电力系统正在经历重大转型，需要更大的灵活性和互联互通性来优化能源资源。应用成熟度各不相同，从早期示范到非常成熟的部署。电池储能有可能为欧洲的脱碳目标、能源安全和自主性做出有效贡献。电池的优势在于可以针对特定功能进行定制，并且可以在现场快速安装。创新将侧重于长寿命、总拥有成本、可靠性、安全性和转换效率。
由于其多样性，所有电池技术在电网的各个层面都发挥着重要作用：从发电和输电到配电和家庭，电池将提供可再生能源整合和电网稳定等重要服务。电池可以为气候友好、安全可靠的能源供应系统提供灵活性，实现系统的分散化和高比例可再生能源的整合，并支持大型电动汽车充电基础设施。储能系统也是域耦合（）路径的核心要素，并提供必要的灵活性来支持关键功能，例如：
• 稳定中低压电网电压
• 确保全球能源平衡和频率
• 防止电网过载
• 平衡发电和可再生能源需求
• 剩余能源管理
固定电池业务不仅限于电网功能，还服务于贫困和离网能源系统。欧洲电池行业在这些市场中占据强势地位，这些市场是全球性的，并且逐年增长。固定电池的主要应用是不间断电源 (UPS)、电信、电表后住宅/商业储能和公用事业规模的储能系统，包括发电机级、输电 (TSO) 和配电 (DSO) 系统运营商级。
固定式储能细分：储能系统 (ESS) 服务的 20 个细分市场
1.UPS电池锂电池开机
锂电池开始蚕食市场
UPS 是一个较老的市场，全球市场将从 15GWh 增长至 24GWh，年增长率为 4%。这一增长是由于大数据的使用增加以及对新数据存储中心的需求。在同一时期，锂的市场渗透率将达到 7-18%。另一个驱动因素将是新兴经济体的增长，它们需要大量的 UPS 容量，而欧洲是领先的电池供应商。
UPS 电池是连接在一起以形成不间断电源的备用电池组或电池组。如果主电源发生故障，UPS 电池可为系统提供瞬时电力。电池电压取决于 UPS 的大小，其范围可以从一台计算机到数据中心或建筑物。
该应用的关键性能指标是能量和功率密度、系统成本、充电可接受性、能量吞吐量、工作温度范围和减少冷却。随着关键负载进一步充电，需要电池提供更多输出，因此需要增加功率密度。这对铅和锂技术都有影响。UPS 备用应用有望将其用途扩展到 UPS 之外以产生更多价值，例如 UPS 和峰值削减以及 UPS 作为备用电源（）。多功能 UPS 的另一个关键性能指标是能量吞吐量能力。
另一项发展是将网络中较小的UPS电池连接起来，形成更大的UPS系统，甚至虚拟发电厂（VPP）。5G和人工智能的发展将实现分布式能源生产、存储和消费。VPP可以包括来自数据中心和基站收发器的传统商用和工业UPS电池，以及来自电动汽车、叉车、公用电网规模和电表后的电池。
由于这些创新，需要研究 UPS 电池的充电接受度及其对快速充电产生的高温的耐受性。延长运行时间还需要显著提高能量吞吐量；成本也是一个关键因素。
2. 通信用锂电池增长率
电信电池需要高吞吐量
目前，全球电信电池市场总产能为 17GWh，到 2030 年可能增至 25GWh。锂将占市场份额的 9-23%，甚至更多，具体取决于电池的原材料成本。这意味着铅市场在未来十年将保持稳定，锂将吸收市场份额。
电信电池是 48V 直流 (DC) 储能系统的电池或电池组，当主电源不可用或不足时，可为信息和通信技术或电信站点供电。此应用的关键性能指标是能量和功率密度、系统成本、能量吞吐量、充电接受度、工作温度范围和回收利用。与 UPS 不同，电信电池仅用于电信应用。一个重要的驱动因素是需要提高能量吞吐量能力，尤其是随着 5G 网络的推出。
3.锂离子电池在电表后储能领域占据主导地位
锂具有空间优势
住宅和商业部门占欧盟二氧化碳总排放量的 12%。到 2022 年，预计电池年容量增量将超过 4GWh，这不仅是因为设备销量增加，还因为对大型存储系统的需求增加，包括自用电量增加。使用不同的电化学方法可以为住宅脱碳带来整体效益，而电池是实现这一目标的关键。
用于在住宅和商业建筑中将可再生能源储存在电表后面的固定电池还可以发挥其他作用，例如调峰或 UPS。它们的主要任务是在电力成本高或可再生能源产量低的情况下为负载供电。另一个功能是，该电池可以兼作电动汽车家庭（快速）充电站的电池。
锂和铅都可以在这个市场上竞争。锂目前占据主导地位，在空间方面具有优势，但室内存储要求的安全性需要进一步提高，这需要转向固态技术。还需要在回收方面取得进展，以使锂在 2030 年前更具经济可行性。
4. 电网规模储能灵活性是当务之急
现场安装和扩展很重要
公用事业规模的储能是电池与水电和燃料电池等其他储能技术竞争的市场。电池具有相当大的优势，因为它们易于现场安装，并且可以根据功率和容量要求进行扩展。电池市场前景看好，预计到 2025 年，该领域的全球电池市场将达到 60GWh，销售额将超过 100 亿欧元。
电池可以通过多种方式实现电网稳定，快速储存能量或在几毫秒内将能量馈入电网进行补偿，避免频率不稳定，并补偿发电和负载波动造成的偏差。电池还为电网提供备用容量，承担传统发电厂的运行备用功能。在完全断电后重新启动（黑启动），或为整合可再生能源的孤岛电网供电时，也需要电池储能。由于响应时间短（毫秒级），电池储能系统适合提供短至几分钟的能源控制。如今，通过集中和分散的电池储能提供控制电源已经相当经济。创建和使用本地灵活性来支持网络是优化配电网容量使用的关键。
公平竞争最重要
需要强调的是，欧洲必须为所有电池技术保持公平的竞争环境，因为每一种互补的技术对于将欧盟转变为一个公平、繁荣的社会、一个现代、资源高效、具有竞争力的经济、到2050年实现净零排放都是必需的。欧洲不能为了另一种电池技术而逐步淘汰一种电池技术，因为所有技术都有助于实现欧盟的脱碳目标。