Yurt içi lityum batarya üreticileri düşük yükseklikteki ekonomik eVTOL (elektrik dikey kalkış ve iniş uçağı) için rekabet ediyorlar.
Yakın zamanda, batarya üreticisi Xinwanda, en son havacılık güç bataryasını "Xin Yunxiao 2.0" yayınladı ve ilk nesil ürününün seri üretildiğini açıkladı.Batarya devi CATL ayrıca uluslararası havacılık kalite yönetim sistemi sertifikasını aldığını ve resmi olarak havacılık endüstrisi standartlarını karşıladığını açıkladı.Mart ayının başlarında,Yiwei Lityum Enerji, uçan araba şirketi Xiaopeng Huitian'in bir sonraki nesil uçak prototipi için düşük voltajlı lityum pil tedarikçisi olacağını açıkladı.China Times'ın bir muhabirinin bulgularına göre CATL (300750.SZ), Xinwanda (300207.SZ), Farasis Energy (688567.SH), Yiwei Lithium Energy (300014.SZ) gibi birçok batarya üreticisi,Zhongxin Havacılık (HK3931), ve Guoxuan High-tech (002074.SZ), birbiri ardınca havacılık güç bataryaları alanına girdi.
Lityum batarya üreticileri için neden havacılık enerji bataryası bir savaş alanı haline geldi?
Pek çok endüstri uzmanı China Times muhabirine bunun arkasında iki önemli faktörün olduğunu söyledi. Birincisi, lityum batarya endüstrisi son yıllarda ciddi bir iç rekabete girdi.Ve şirketlerin bu ikilemden kurtulmak için acilen yeni bir pazar alanı bulma ihtiyacı var.İkincisi, düşük yükseklik ekonomisi yeni bir yol ve onun türetilen havacılık güç batarya pazarı hala araştırma ve geliştirme aşamasındadır.piyasa rekabet modeli henüz belirlenmediGuojin Securities, bu yılın Nisan ayında bir araştırma raporu yayınladı ve 2030 yılına kadar yerli eVTOL pil pazarının 112.6 milyar yuan'a ulaşacağını öngördü.
"Şu anda, birçok yerli önde gelen batarya üreticisi düşük irtifa endüstrisi alanında aktif olarak dağıtılıyor ve havacılık güç bataryalarını stratejik bir yol olarak görüyor.ve yatırım yoğunluğu önemli ölçüde arttıÇin Kimyasal ve Fiziksel Güç Endüstrisi Derneği Genel Sekreteri Wang Zeshen, China Times muhabirine verdiği röportajda söyledi.
"Şimdi lityum batarya endüstrisi ciddi bir şekilde dahil oldu ve çoğu üreticinin sadece denemesi değil, bunu yapmak için büyük çabalar göstermesi gerekiyor.Çünkü bu, endüstrinin mevcut iç durumunu kırmak için iyi bir giriş noktasıdır.Zhenli Araştırma Enstitüsü'nün baş editörü Mo Ke bu muhabirlere söyledi.
Ancak şu anda "ideal" ve "gerçek" arasında hala büyük bir boşluk var. Yeni bir uçak tipi olarak, eVTOL'un dikey kalkış için gereken güç, kara yolculuğundan 10 ila 15 kat daha fazladır.ve batarya enerji yoğunluğu gereksinimleri otomotiv güç bataryalarından çok daha yüksektir.Günümüzde, ana akım lityum pillerin enerji yoğunluğu genellikle 150Wh-250Wh/kg civarındadır.Büyük ölçekli ticari uygulaması için enerji yoğunluğu ≥400wh/kg olan piller gereklidir..
Bu, çoğu lityum batarya üreticisi için, havacılık güç bataryalarının "keki" ni kazanmak için hala uzun bir yol var demektir.
Giriş: Enerji yoğunluğu koşusu
Akü enerji yoğunluğu ≥400wh/kg, eVTOL'un gerçekten büyük ölçekte uçabilmesi için gerekli ön koşuldur.Ayrıca lityum batarya üreticilerinin düşük yükseklik ekonomisine girmek için geçmesi gereken ilk engeldir..
Xinwanda, yakın zamanda düzenlenen 17. Shenzhen Uluslararası Pil Teknolojisi Fuarı'nda 360Wh/kg enerji yoğunluğu olan "Xin Yunxiao 2.0" havacılık güç pil ürününü resmi olarak piyasaya sürdü.Bu Xinwanda'nın 2023'te düşük yükseklik ekonomisini ortaya koyduğundan bu yana piyasaya sürdüğü ikinci nesil ürün.İlk nesil ürününün seri üretildiği ve 100 kilogramlık bir uçağın 100 kilometrelik uçuş denemesini tamamladığı söyleniyor.
Xinwanda Araştırma Enstitüsü'nün müdürü Xu Zhongling, şirketin aynı zamanda 400Wh/kg'lık havacılık güç bataryalarını da önceden araştırmakta olduğunu açıkladı.Beş nesil teknoloji yükseltme yolu formüle edildi., ve 2027'de tüm katı durumlu pillerin enerji yoğunluğunun 500Wh/kg'ını kırma hedefine ulaşmak planlanıyor.
Buna karşılık, endüstri lideri CATL oyuna daha erken girdi ve araştırma ve geliştirme sürecinde bir adım önde.CATL ve COMAC ve COMAC Times (Şanghay) Aviation Co. tarafından ortak olarak kurulan diğer kurumlar., Ltd. Ağustos 2024'te CATL, havacılık güç bataryalarının uygulama düzenini resmen başlatmak için önde gelen yerli eVTOL ana bilgisayarı olan Fengfei Aviation'a yüz milyonlarca dolar yatırım yaptı.O yılın Haziran ayında, Zeng Yuqun, CATL başkanı,Halka açık bir etkinlikte, şirketin 4 tonluk sivil elektrikli bir uçağı başarıyla test ettiğini ve 8 tonluk bir elektrikli uçağın araştırma ve geliştirilmesini hızlandırdığını açıkladı.Bu projede kullanılan batarya, 500Wh/kg'a kadar tek hücre enerji yoğunluğuna sahip bir yoğunlaşmış durum bataryasıdır.
Bu yılın Ocak ayında, CATL pilleriyle donatılmış Fengfei Havacılığı'nın 2 tonluk eVTOL uçağı resmi olarak Bahar Festivali Gala'sında gösterime girdi.CATL ayrıca AS9100 sistem sertifikasını geçtiğini açıkladı., küresel havacılık alanındaki en yüksek kalite standardı, şirketin ürünlerinin drone ve eVTOL alanlarında uluslararası niteliklere sahip olduğunu göstermektedir.
Endüstri liderlerinin yanı sıra, bir dizi lityum batarya üreticisi de havacılık güç bataryalarının geliştirilmesi için koşuşuyor.Farasis Energy, şirketin eVTOL pillerini seri olarak üreten ve monte eden ve on binlerce gerçek testi tamamlayan dünyanın birkaç şirketinden biri olduğunu iddia ediyor.Farasis Enerji Araştırma Enstitüsü'nün müdürü Jiang Weiran geçen yıl Aralık ayında yaptığı bir röportajda,Şirketin üçüncü nesil yarı katı durumlu bataryasının ürün doğrulama aşamasında olduğunu ortaya çıkardı., 400Wh/kg enerji yoğunluğu ile.
Ek olarak, Ji Yajuan, EVE Enerjisi'nin Sınır Malzemeleri Araştırma Enstitüsü müdürü,Bu yılın Nisan ayında yapılan bir etkinlikte, şirketin silikon tabanlı yumuşak paket pil teknolojisinin önemli bir ilerleme kaydettiği açıklandı.Bu yılın Mart ayında, düşük yükseklikteki uçaklar için güç desteği sağlayabilecek 380Wh/kg'a kadar bir ürün enerji yoğunluğu ile,Yiwei Lityum Enerji, şirketin uçan araba şirketi Xiaopeng Huitian'dan tedarikçi belirlenmiş bir geliştirme bildirimi aldığını açıkladı., ve sonuncusuna bir sonraki nesil prototip düşük voltajlı lityum bataryası sağlayacaktı.
"Şu anda, önde gelen pil üreticileri havacılık güç pillerini 'ikinci büyüme eğrisi' olarak görüyor ve Ar-Ge yatırımları artmaya devam ediyor.Tüm endüstri "teknik doğrulama-küçük parti deneme üretimi" aşamasındadır."Zhang Ruifeng, Shenzhen Otomobil ve Havacılık Araştırma Enstitüsü Başkanı,China Times'ın bir muhabirine verdiği röportajda, düşük yükseklik ekonomisinin pil üreticileri için stratejik bir kale haline geldiğini söyledi.Çekirdek, politik temelleri, teknolojik yükseltmeleri ve piyasa mavi okyanuslarının üçlü sürüşünde yatıyor.Geleneksel otomotiv güç batarya teknolojisi doymaya yaklaşıyor., ve havacılık güç bataryaları, yeni bir pist olarak, daha yüksek enerji yoğunluğu, daha yüksek güç yoğunluğu ve aşırı çevre güvenilirliği gerektirir.Bu, batarya üreticilerine teknolojik atılımlar için "yeni bir savaş alanı" sağlıyorLityum metal piller ve katı durumlu piller gibi en son teknoloji, geleneksel lityum pil patent engellerini atlatabilir ve şeritlerde geçiş sağlayabilir.
"Havacılık güç bataryaları alanındaki mevcut uluslararası rekabet, 'Üç Krallık' durumunu ortaya koyuyor. international giants such as SES in the United States and Bosch in Germany have entered the supply chain of eVTOL leading manufacturers such as Joby by virtue of their leading lithium metal battery technology, ancak maliyet kontrol yetenekleri zayıf ve Ah başına maliyet yerli şirketlerin 2-3 katıdır.Yerel önde gelen şirketler, orta ve düşük güç alanlarında (örneğin 100kW'dan küçük dronelar) egemen olmak için tedarik zinciri maliyet avantajlarına ve politika desteğine güveniyorlar., ancak yüksek seviye piyasası (insanlı eVTOL gibi) hala hava uygunluğu sertifikasyonu bariyerini aşması gerekiyor; üçüncüsü, GAC Aion gibi sınır ötesi oyuncular,Geely ve diğer araba şirketleri kendi pillerini geliştirdiler., "araç-batarya" kapalı döngüsünü açmaya çalışıyorlar, ancak havacılık teknolojisi birikimi yetersizdir,ve kısa vadede profesyonel pil üreticilerinin pozisyonunu sarsmak zordur.Zhang Ruifeng dedi.
Dilema: Ulaşılmaz üçgenin çözümü
Sözde havacılık güç bataryası, düşük irtifada uçaklar eVTOL tarafından kullanılan güç bataryasına atıfta bulunur. eVTOL, insanlı ve kargo taşıyan eVTOL'a bölünebilir.Kargo taşımacılığı için eVTOL büyük drone'lara eşittir., insanlı eVTOL ise küçük uçaklara eşittir. Sonuncusu düşük irtifa ekonomik gelişiminin ana yönü ve büyük lityum batarya üreticilerinin ana hedefi.
Yeni enerji taşıtları bataryalarına kıyasla, havacılık güç bataryalarının performans göstergeleri konusunda daha katı gereksinimleri vardır.İlk olarak, enerji yoğunluğunun, uçağın dayanıklılık ve yük gereksinimlerini karşılamak için otomotiv pillerinin 200-300Wh/kg'ını çok daha fazla olan 400-500Wh/kg'ı geçmesi gerekir.Güç çıkışı 8-10C kalkış ve iniş hızı ve 3-5C kruvazörü dikkate almalıdır., ve bataryanın yüksek oranlı boşaltma kapasitesine sahip olması gerekir; Son olarak, güvenliğin aşırı koşullarda (örneğin 15 metre düşme, 20 ° C düşük sıcaklık) sıfır arıza riskini karşılaması gerekir,ve artan güç kaynağı arıza durumunda garanti edilmelidir.
Bu nedenle, yüksek enerji yoğunluğu, yüksek şarj ve boşaltma hızı ve yüksek güvenlik, aynı zamanda havacılık güç bataryalarının "elverişsiz üçgeni" olarak da adlandırılır.Büyük lityum batarya üreticileri için çözüm, yeni teknolojilerle üç arasında bir denge sağlamakÖrneğin CATL, yoğunlaştırılmış piller yoluyla enerji yoğunluğunu 500wh/kg'a yükseltti.Xinwangda ilk olarak yarı katı pil yoluna geçti ve enerji yoğunluğunu ve güvenliğini artırmak için tamamen katı durumlu piller geliştiriyor.
Bununla birlikte, mevcut katı durumlu batarya teknolojisi henüz olgunlaşmamıştır, bu nedenle batarya üreticilerinin hala üç arasında takas yapmaları gerekir."Örneğin,, bazı yüksek frekanslı kısa mesafeli kalkış ve iniş senaryolarında,Batarya şarj hızını feda edeceğiz ve diğer performansların güvenilirlik sorunlarını çözmek için batarya değişimini kullanacağız. "
Wang Zeshen, gazetecilere şu anki havacılık güç bataryalarının hala üç büyük teknik engelle karşı karşıya olduğunu söyledi.Katı madde pillerin 400-500Wh/kg'a ulaşması bekleniyor., arayüz temas, termal kararlılık ve yüksek maliyet nedeniyle sınırlıdır ve kısa vadede ticarileştirilmesi zordur.Güç ve enerji yoğunluğunu dengelemek zordurUçuşun tüm aşamalarının gereksinimlerini karşılamak için malzeme yeniliği ve yapısal tasarım yoluyla "salkım etkisini" kırmak gerekir.Batarya aşırı ortamlara uyumlu değil., ve havacılığa özel bir sertifika sisteminin eksikliği, bu nedenle maliyet yüksek olmaya devam ediyor.Sistem tasarımı ve hava uygunluk standartları.
An eVTOL company executive told our reporter that the aviation power batteries of domestic battery manufacturers are just starting out and cannot fully meet the performance requirements of large-scale commercial use of eVTOL, ve "Sınır anksiyeti hala nesnel olarak var".
"Bildiğim kadarıyla, ev içi eVTOL ürünleri artık genellikle ev içi pil kullanıyor.Yerel batarya üreticilerinin havacılık güç bataryaları henüz yeni başlıyor ve eVTOL'un büyük ölçekli ticari kullanımının performans gereksinimlerini tam olarak karşılayamıyor., ve menzil kaygısı nesnel olarak var". Chen Yan, Zero Gravity Aircraft Industry (Hefei) Co., Ltd., yerli bir eVTOL makine üreticisinin baş strateji müdürü,Gazetecimizle bir röportajda, "Sınır anksiyeti problemini etkili bir şekilde çözmek için,, şirketin sabit kanatlı uçakları ve çok rotorlu eVTOL ürünleri, pil değiştirme tasarımını benimsemişlerdir.Uçak güç bataryalarının önümüzdeki beş yıl içinde yeni enerji taşıtları gibi büyük ölçekli bir pazara dönüşmesi bekleniyor., ve endüstriyel zincirin OEM'leri ve batarya fabrikaları gibi yukarı ve aşağı akımları nispeten uyumlu bir gelişim durumu oluşturacak.
Chen Yan, gelecekte havacılık enerji bataryalarının performansını iki önemli açıdan iyileştirmesi gerektiğine inanıyor.Ve diğeri de güvenliği daha da artırmak.Özellikle de termal kaçış.EVTOL'un büyük ölçekli ticari uygulamaları için batarya gereksinimlerinin enerji yoğunluğu ≥ 400wh/kg ve döngü ömrü ≥ 2000 döngüyü içerdiğine inanıyor.
"Üçlü lityum piller açısından, geliştirme yönü, 46 serisi pil hücrelerinin eVTOL için ilk seçim olacağı anlamına gelir.Katı durumlu pillerin bu talebi ne zaman karşılayacağı görülüyor.Şu anda, en yüksek enerji yoğunluğuna sahip yerli üretilen üçlü lityum pilleri kullanıyoruz ve pil hücrelerinin enerji yoğunluğu 320wh/kg'dır.Üçlü lityum batarya üreticilerine ek olarak, ayrıca metal lityum pil ve hidrojen yakıt hücresi şirketleriyle de işbirliği ilişkileri kurduk". dedi.
Gelecek: Ne zaman kârlı olabilir?
Teknolojik araştırma ve geliştirme henüz piyasa talebine ayak uydurmamış olsa da, havacılık güç bataryaları nispeten büyük bir piyasa perspektifi göstermiştir.
Zhang Ruifeng, kısa vadede (2025-2027) havacılık güç bataryalarının uygulama senaryolarının esas olarak drone lojistikleri, gezici geziler vb. olduğunu sundu.5 milyar ila 8 milyar yuan arasında bir talep ölçeği ile, çoğunlukla 300Wh/kg lityum demir fosfat ve 400Wh/kg üçlü pillerde yoğunlaşmıştır.500Wh/kg lityum metal piller ana akım haline gelecek, 30 milyar yuan'ı aşan bir piyasa büyüklüğü ve %50'den fazla yıllık bileşik büyüme oranı ile. Uzun vadede (2030'dan sonra), "hidrojen-lityum pil" hibrit teknolojisinin olgunlaşması ile,Havacılık enerji batarya pazarı daha da genişleyebilir, enerji depolama ve havacılık acil güç kaynağı gibi türevli taleplerle üst üste, toplam ölçekin 100 milyar yuan'ı geçmesi bekleniyor.
Uçak güç bataryaları için 100 milyarlık pazar nereden geliyor? Bunun arkasında iki önemli neden var: Bir yandan, eVTOL'un temel bileşenleri olarak bataryalar,pahalı ve toplam makine maliyetinin büyük bir kısmını oluşturur"EVTOL pillerinin maliyeti doğrudan tedarik zinciri entegrasyon yeteneği ile ilişkilidir ve aynı zamanda doğrudan tedarik hacmiyle ilişkilidir.eVTOL pilleri standart raf ürünleri değildir., ve hepsi özelleştirilmelidir. Bu nedenle, pil fiyatı ucuz olamaz, özellikle de oldukça pahalı olduğu söylenebilecek otomotiv pillerine kıyasla.motor ve elektronik kontrol ile birlikte, eVTOL'un toplam maliyetinin dörtte birini hatta üçte birini oluşturacak. "
Öte yandan, eVTOL pillerinin değiştirme sıklığından etkilenir.bir eVTOL bataryası 5-10 yıl kullanılabilir, pilin kendi döngüsünün sayısına ve özel uygulama senaryosuna bağlı olarak. Genel bir değerlendirmeye göre, eVTOL pil pazarı 3 yıl içinde hacim açısından büyümeye başlayacaktır.Ve sevkiyat hacmi şimdiye göre bir büyüklük derecesi daha yüksek olacak., ve 5 yıl içinde başka bir büyüklük sırası olabilir. "
Guojin Securities tarafından bu yılın Nisan ayında yayınlanan bir araştırma raporuna göre, yurt içi eVTOL pil pazarı 2030 yılına kadar 9'u dahil olmak üzere 112.6 milyar yuan'a ulaşacak.8 milyar yuan orijinal ekipman piyasası ve 102.8 milyar yuan sonrası piyasası.
Önceden kurulu piyasada, "Yolcu eVTOL Uygulamaları ve Piyasası Beyaz Kitabı"na göre, 2030'da toplam iç eVTOL talebinin 16 olması bekleniyor.316Tek bir eVTOL'un 200kWh şarjı ve 3 yuan/Wh fiyatı olduğunu varsayarsak (havacılık sınıfı pillerin fiyatı otomobil pillerinden bir büyüklük derecesi daha yüksek),Buna karşılık gelen tek makineli pil değeri 600'dür.,000 yuan ve buna karşılık gelen önceden kurulu pazar yaklaşık 9.8 milyar yuan.
Ardından piyasa, değiştirme sıklığı nedeniyle daha esnektir.EVTOL pillerinin değiştirilmesi sayısı 14 katına ulaştı.EVTOL'un 20 yıllık yaşam döngüsünde, 2030'da toplam iç EVTOL talebinin 16 olması bekleniyor.316Ortalama yedekleme fiyatının birim başına 450.000 yuan olduğunu varsayarsak, batarya sonrası pazarı yaklaşık 102.8 milyar yuanlık bir pil sağlayacaktır.
Havacılık güç batarya pazarı umut verici bir perspektife sahiptir, ancak ticarileştirme zamanlaması hala belirsizdir.Wang Zeshen, havacılık güç bataryalarının ticarileştirme sürecinin teknolojik atılımların koordineli teşvik edilmesine bağlı olduğuna inanıyor., hava uygunluğu sertifikasyonu ve piyasa talebi.Yüksek güvenlikli katı durumlu piller ve lityum-küfürlü piller hala Ar-Ge doğrulama aşamasındadır, büyük ölçekli üretim ve maliyet kontrolü henüz olgunlaşmamıştır.endüstri zincirinin yukarı ve aşağı akışlarının bu sorunu çözmek için birlikte çalışmasını gerektirenEVTOL gibi ortaya çıkan senaryolar potansiyel talep getirse de, gösterim operasyonları kısa vadede hala ana odak noktasıdır ve büyük ölçekli ticari kullanımın 5-10 yıl sürmesi beklenmektedir.
Bu nedenle, havacılık güç bataryalarının lityum batarya üreticilerine ne zaman kar getireceği şu anda bilinmemektedir.Havacılık güç batarya teknolojisi gereksinimleri daha katıdır ve brüt kar marjları daha yüksek olacaktır., bu da kurumsal karlılık için üretim eşiğinin yeni enerji taşıtları bataryalarından daha düşük olacağı anlamına gelir.
Zhang Ruifeng, havacılık güç bataryalarının "konseptüel dönemden" "teknik atılımların ve senaryoların paralel olarak uygulanmasının" aşamasına girdiğine inanıyor.Önümüzdeki 3-5 yıl endüstri farklılaşması için kritik bir dönem olacak- Teknik rezervleri olan şirketler (Lityum metal / katı durumlu piller gibi),tedarik zinciri entegrasyon yetenekleri (malzeme üreticileri ile ortak girişimler gibi) ve politika kaynaklarının ilk kar elde etmesi bekleniyor..
İnsansal eVTOL pillerin, lityum metal pillerin hava uygunluğu sertifikasını tamamlaması ve 2026 ve 2028 yılları arasında küçük partilerde kurulması bekleniyor, ancak başlangıç maliyeti yüksektir.ve tek bir pilin maliyeti 1 milyon yuan'dan fazla, şirket devlet sübvansiyonları ile dengeyi sağlayabilir ve uzun vadede maliyetleri azaltmak için ölçek ekonomilerine ihtiyaç duyar, yani hedef maliyet 5.000 yuan/kWh'dan azdır." Zhang Ruifeng dedi ki.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
