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易津新能源(国内有哪些消费级激光雷达厂商)首页 > 产品相册

发布时间 2024-04-19 18:59:43    作者: 产品相册

  激光雷达是一种利用激光来实现精确测距的传感器,在广义上可以认为是带有3D深度信息的摄像头,被誉为“机器人的眼睛”。

  激光雷达产业自诞生以来,紧跟底层器件的前沿发展,呈现出了技术水平高的突出特点。从激光器发明之初的单点激光雷达到后来的单线扫描激光雷达,以及在无人驾驶技术中获得广泛认可的多线扫描激光雷达,再到技术方案不停地改进革新的固态式激光雷达、FMCW激光雷达,以及近年来朝向芯片化、阵列化持续发展,激光雷达一直以来都是新兴技术发展及应用的代表。

  2020年,国家发改委首次官方明确“新基建”七大板块,激光雷达作为终端传感器设备,在无人驾驶、车路协同等智能交通、智慧城市领域的作用不断凸显。中国政府对无人驾驶的支持,也将对全球激光雷达产业高质量发展起到积极的推动作用。

  根据沙利文的统计及预测,至2025年激光雷达全球市场规模为135.4亿美元,较2019年可实现64.5%的年均复合增长率。至2025年,中国激光雷达市场规模将达到43.1亿美元,较2019年实现63.1%的年均复合增长率。

  激光雷达全球市场近来年逐渐开放,海外厂商在上游和中游都存在着领跑的优势,在技术和客户群等方面都领先于国内厂商。国外激光雷达技术早在2010年前就开始尝试应用于ADAS辅助避障和导航项目。作为未来无人驾驶核心传感器的代表,激光雷达核心技术主要掌握在Velodyne、Quanergy、Ibeo三家国外企业中。

  美国Velodyne成立于1983年,其机械式激光雷达起步较早,技术领先,同时与谷歌、通用汽车、福特、Uber、百度等全球无人驾驶领军企业建立了合作伙伴关系,占据了车载激光雷达大部分的市场份额。

  Quanergy成立于2012年,2014年推出其第一款产品M8-1,并在奔驰、现代等公司的实验车型上得到应用,M8之后Quanergy相继发布的产品都开始走固态路线,采用了OPA光学相控阵技术,规模量产后将大幅度降低传感器价格。

  Ibeo成立于1998年,是全球第一个拥有车规级激光雷达的企业,其于2017年推出了全固态激光雷达A-Sample样机。

  但国内厂商近年来奋起直追,取得了许多突破性的进展,中国势力正在慢慢地崛起。

  国内玩家早期分为两个流派,一类研发机械式激光雷达与Velodyne等老牌玩家抢市场,另一类则直接锁定固态激光雷达产品。

  国内激光雷达领域目前有近50家入局,开发方向也不局限在汽车行业。玩家的身份很复杂,有禾赛、速腾、镭神等明星初创企业,也有跨界而来的华为、大疆,有资格较老的,如北醒、北科天绘、国科光芯,还有一些后起之秀,如洛微、探维、光勺等。很多初创公司后面都有科技巨头和国际Tier1的影子。总体而言,国内市场之间的竞争激烈,呈现出百花齐放的市场格局。

  高工智能汽车研究院基于国产激光雷达厂商技术储备、差异化优势、前后装量产项目进程以及市场曝光度等因素,首次综合发布年度激光雷达供应商品牌影响力TOP10企业榜单。

  一径科技(zvision)成立于2017年11月,总部在北京,是一家专注于全固态激光雷达产品和技术开发的高科技公司。

  自成立开始,该公司已进行了三轮融资,投资方包括明势资本、英诺天使基金、臻云创投、云天使基金、东科创星、复星锐正资本、松禾资本等。

  作为国内首家宣布量产进程的公司之一,一径科技已经与嬴彻科技就干线物流卡车无人驾驶解决方案商业化达成战略合作,成为嬴彻科技量产MEMS激光雷达供应商,其最新的ML系列激光雷达将会供应于嬴彻科技干线物流的量产无人驾驶车型。

  目前,嬴彻已经与国内头部重卡主机厂启动L3量产合作项目,并在无人驾驶卡车领域首次完成L3重卡A样车,将于2021年底率先实现L3量产。考虑到卡车领域对于车载传感器的要求高于乘用车,这也代表着国产激光雷达已经可完全满足大规模车载应用的要求。

  2020年7月,一径科技常熟工厂落地,标志着车规级规模量产正式开启。常熟工厂一期投资总额达1.02亿元,目标建成世界首条年产能5万台的车规级MEMS激光雷达。

  此外,一径科技还与全球多家顶尖无人驾驶公司、汽车主机厂签订合作协议,主要客户有通用、福特、吉利和三一等公司,目前量产落地的主攻方向为向特定区域的各种场景的相关车辆提供整体激光雷达解决方案,如高速物流、智慧矿区、智慧港口、智慧园区、智能公交、Robotaxi等。

  近年来快速占据自动驾驶测试市场主力份额的禾赛科技,已在2021年1月7日,提交了招股说明书,拟在科创板上市募资20亿元,有望成为国内首家以激光雷达为主营业务的上市公司。

  禾赛科技2013年成立于美国硅谷圣何塞,2014年将总部搬迁至上海。公司主要营业业务为研发、制造、销售高分辨率3D激光雷达以及激光气体传感器产品。其中,面向广义机器人应用的激光雷达为公司核心产品。

  禾赛科技公司创始人兼董事长孙恺毕业于斯坦福大学机械和电子系,创始人兼首席执行官李一帆为清华大学学士和美国伊利诺伊大学博士;创始人兼首席技术官向少卿拥有斯坦福大学电子工程和机械工程双硕士。

  自成立以来,禾赛科技历经5轮融资,融资金额累计接近15亿元,最近一次融资总额1.73亿美元(约11.3亿元人民币),刷新了激光雷达行业的最高单笔融资记录。投资方包括百度、博世、真格基金、安森美半导体等。

  镭神智能成立于2015年,总部在广东深圳市,是全球唯一一家同时掌握了TOF时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量方法的激光雷达公司,已经打造出较全的激光雷达矩阵,以此为基础提出针对不一样行业软件的整体解决方案,覆盖无人驾驶、智慧交通、轨道交通、机器人、物流、测绘、安防、港口和工业自动化等九大产业生态圈应用。

  自成立以来,镭神智能前后进行过5轮融资,投资方包括北极光创投、招商资本、陕西鸿创、如山资本、达晨财智、Fortune Capital、仁爱智汇、易津资本、信业基金和同威资本等。

  镭神智能是国内为数不多与主机厂达成战略合作的激光雷达公司之一,该公司已与陕汽控股达成战略合作,瞄准车规级激光雷达的研发与商用车前装量产项目。

  此外,陕汽控股旗下基金也是镭神智能的投资方之一,考虑到陕汽重卡在国内重卡销量排名靠前(2019年排名第四),未来市场想象空间巨大。

  早前,该公司还成功入选国家工信部新一代AI产业创新重点任务开展128线混合固态激光雷达技术攻关。

  目前,在MEMS、Flash以及OPA三种主流固态激光雷达技术路线上,镭神都有研发布局。

  镭神智能是国内唯一一家自主研发出激光雷达专用16通道TIA芯片、激光雷达自动化及半自动化生产线nm光纤激光器的激光雷达公司,目前公司产品有车规级128线线混合固态激光雷达。

  镭神智能的MEMS固态激光雷达LS20B凭借MEMS微振镜、16通道TIA芯片等核心技术与创新工艺,内部结构部件得以大大简化,整机组装效率也大幅度的提高;其最远测距可至300m,拥有丰富的点云和精细的角度分辨率;采用车载前装设计,可直接嵌入车头与车身完美融合,不仅简化安装、兼顾美观,还可降低多传感器的融合算法的复杂性,大大节约了车辆的改造成本;其售价为999美元(约合人民币6998元)到1299美元(约合人民币8998元)。

  此外,在车路协同市场,镭神智能目前提供的激光雷达车路协同解决方案已在北京、上海、广州、苏州、重庆、郑州、许昌等多个城市落地。

  无人机巨头大疆科技孵化的Livox(览沃)成立于2016年,能够说是今年国内激光雷达领域的一匹“价格”黑马。千元级低成本激光雷达成为市场关注的焦点,Horizon的价格为800美元,Tele-15的价格为1200美元,开创了激光雷达性价比的新高。

  不过,该公司创新的非重复式扫描技术还有待汽车行业验证,好处是可以最大化覆盖率,但在快速场景特征提取和匹配上与传统技术路线有所不同。

  以浩界Horizon产品为例,其0.1秒的计分时间之内可以等效64线的机械式激光雷达。依据市场反馈,在低速场景下,效果较好,但由于是单线扫描模式,中高速场景效果一般。

  此后,Livox推出了用于近距离盲区探测的Mid-70和用于改进远程探测的Avia,后者可以在不同的扫描模式(新增重复线扫描模式)、范围和不同场景之间切换。

  为了满足多种操作场景的需求,Livox Avia提供了两种扫描模式(一种是之前的非重复扫描),都能够同时发射多个高速扫描激光束,点云数据速率为24万点/秒。

  不过,背靠大树好乘凉,借助大疆强大的供应链、管理、采购及生产体系,Livox的量产降本能力毋庸置疑,尤其是非车规级产品能通过大疆无人机渠道进行销售。且价格和可实现大规模量产是览沃科技的最大竞争优势。

  此外,考虑到下游客户对于激光雷达的点云处理以及相关软件方面的需求,硬件为先的Livox选择开放数据集及开源算法来帮助客户降低开发门槛。

  览沃科技已与小鹏、部分Tier 1、主机厂及整体解决方案商进行了合作:L4乘用车方面与自动驾驶公司AutoX进行了合作;L4商用车方面与智能重卡公司希迪智驾(CiDi)进行了相关合作;在低速无人驾驶机器人,览沃科技与深度战略合作伙伴高仙机器人(Gaussian Robotics)达成逾万台激光雷达的采购合作。在2021年推出的全新量产小鹏P5车型上,将搭载基于浩界Horiz车规级激光雷达的小鹏定制版车规级激光雷达。

  它的合作伙伴还包括上汽通用五菱、东风汽车公司、图森未来等,产品已销往包括美国、加拿大、中国、日本和欧盟在内的26个国家和地区。

  速腾聚创(RoboSense)成立于2014年,总部在广东深圳,创始人邱纯鑫创业前在哈工大机电工程与自动化学院读博士,而速腾聚创的前身,就是邱纯鑫的户外移动机器人环境感知小组。

  速腾聚创围绕激光雷达环境感知方案,在芯片、LiDAR传感器、AI算法等多个核心技术领域有一定成绩。其核心产品有MEMS固态激光雷达系统技术解决方案、机械式系列激光雷达系统技术解决方案,客户有无人驾驶科技公司、车企、一级供应商等。

  自成立以来,速腾聚创经历过8次融资,投资方包括东方富海、普禾资本、昆促资本、复星锐正资本、海通新能源、北汽产业投资基金、菜鸟网络、尚颀资本、众合瑞民、信业基金、康成亨投资、国投创丰等。

  速腾聚创是国内最早一批涉足汽车激光雷达市场的公司之一,最初主攻机器人市场方向,是国内低线数激光雷达的主要供应商之一。早期菜鸟网络、上汽、北汽的战略投资,一时风光无限。

  该公司的激光雷达曾搭载到菜鸟网络无人物流车G Plus上,当时名为“驼峰”的无人物流计划号称三年内打造10万台无人设备。但此后菜鸟网络经历一轮内部调整,达摩院重新接手无人物流研发和落地,后续发展还有待观察。与此同时,该公司还在涉足巡逻机器人、AGV、智慧物流等领域,市场战线进一步拉长。

  MEMS振镜是RS-LiDAR-M1中最核心的器件,速腾聚创设计了共计十组的验证测试,涵盖了温度、湿度、封装工艺、电磁兼容、机械振动/冲击、寿命等每个方面的验证。目前,所有测试样品累计测试时间已超过十万小时。

  2021年1月的线上,速腾聚创展示了其最新的车规级高性能MEMS固态激光雷达RS-LiDAR-M1的量产版本,该款产品在2020年12月批量出货,成为全世界首款批量交付的车规级MEMS固态激光雷达。

  洛微科技(Luminwave)成立于2018年1月,总部在杭州,并在西安、美国洛杉矶等地设立分支机构,是一家专注于研究3D传感器和相应的硬件/软件平台支持的公司,公司通过机器学习和人工智能技术,致力于芯片级集成光子和电子集成电路的研发和生产。

  2020年8月获得中科创星、峰瑞资本的数千万元天使轮投资,将大多数都用在基于CMOS硅光子的纯固态成像级LiDAR芯片和LiDAR模组开发。

  目前,洛微科技(Luminwave)第一代的基于OPA方案的纯固态成像级LiDAR已经开发完成并无人驾驶客户提供样品,MicroLiDAR已确定进入量产并开始为消费类电子等客户批量供货。

  洛微科技(Luminwave)通过自主研发的硅光OPA芯片和光学方案,分辨率高达200线,远高于目前市场上别的类型LiDAR的分辨率。同时因为采用芯片方案有效控制了LiDAR的成本,可以将整机成本降到几百美元级别。

  MicroLiDAR的第一款产品,是该公司在今年初推出的全球尺寸最小的基于3D ToF原理的手势识别传感器LW-FS8864系列,同时可为深度学习AI算法为手势/姿态识别应用提供支持。

  纯固态LiDAR无论在无人驾驶还是消费类电子的应用都将推动新一轮智能产业升级,而洛微科技(Luminwave)两条主要产品线将同时覆盖最热门的这两大应用领域。

  华为是目前全球首家公开宣布涉足激光雷达领域的通讯巨头,但其实华为进入激光雷达生产领域应该算是无心插柳,原本在这块华为只是想和供应商合作硬件,自己进行软件系统的开发,但一是国内供应商技术不成熟,二是国际厂商不卖最先进的产品,因此改为了自研硬件。

  华为激光雷达项目起步于2016年,历经4年多的调研、场景分析、明确需求、设计开发、车规级验证,96线激光雷达已经被推到了生产线万套/线。华为在武汉有一个光电技术研究中心,总计有1万多人,该中心就正在研发激光雷达技术,目标是短期内迅速开发出100线的激光雷达。未来计划将激光雷达的成本降低至200美元,甚至是100美元,从而满足前装量产对于成本的苛刻要求。

  华为2020年12月21日发布的MEMS混合固态激光雷达,采用905nm激光器,分辨率为96线°,满足城区、高速等场景的人、车测距需求;全视野中,水平、垂直线束均匀分布,不存在拼接、抖动等情况,形成稳定的点云对后端感知算法友好;小体积,满足前装量产车型需求。

  在华为发布激光雷达的同日,北汽旗下ARCFOX极狐HBT谍照曝光,成为首个搭载华为激光雷达的电动车;另外,长安汽车也透露,将携手华为、宁德时代打造一个全新的高端智能汽车品牌,非常有可能在首款车上搭载华为的激光雷达。

  基于华为在中央域控制器MDC上的实力布局,打破了传统ECU与传感器的强耦合关系,对于国产激光雷达快速进入量产阶段是一种全新的战术打法。

  同时,考虑到未来华为手机一旦也开始采用类似苹果公司搭载的消费级激光雷达,将对于车载激光雷达业务产生一定的协作效应。

  此外,消息称华为计划把智能汽车BU划归消费者BG,目前整体架构和业务逻辑层面已经在规划中。这一点,未来和大疆科技非常类似,同样的产品系列可以同时覆盖工业级、消费级和车规级,最大化研发效率和产出。

  万集科技是本次榜单前十名企业中,唯一一家上市公司。该公司曾在2020年6月宣布拟定增募资不超过9亿元,其中就涉及用于自动驾驶汽车用低成本、小型化激光雷达研发及量产。

  该公司从单线激光雷达入局,两年前开始8线线激光雷达的小批量试制。由于公司在智能交通领域的客户和项目优势,车路协同是其主要立足点之一。

  同时,此前该公司在仓储、机器人领域已经拿到多个导航及避障单线激光雷达项目订单。后续,车载激光雷达和V2X是其面向智能网联汽车行业的主要市场方向。

  森思泰克作为进入激光雷达领域的新军,此前已经在前装毫米波雷达市场实现国产份额的领先。背靠海康威视,该公司几年前开始部署激光雷达研发。

  早期,海康威视旗下的安防、机器人以及智慧交通业务将成为森思泰克激光雷达业务的直接受益板块。同时,借助毫米波雷达的前装量产经验,有利于加快汽车市场导入。

  此外,已经开工建设的总投资规模8亿元的海康威视石家庄科技园(其中包括森思泰克),计划5年内将建设20条全自动生产线及装配线万台,建设专业毫米波及激光雷达试验室20余个。

  后续,毫米波雷达和激光雷达产能将覆盖无人驾驶/车载安全、智能交通、智慧停车、平安城市/安防监控、道闸控制等领域。

  探维科技公司创始人兼CEO王世玮是清华大学精仪系博士、美国亚利桑那大学访问学者,在精密光学测量和微纳制造方面有多年研究经验,曾就职于中国信息通信研究院,参与制定多项车载设备的国家标准。

  该公司从2017年成立之初就选择专攻固态激光雷达,开始研发Tensor系列激光雷达。今年4月,探维的Tensor-Pro固态激光雷达产品就已经完成量产,陆续完成交付数千台,年产量也已经达到5000台。

  今年年底,探维科技计划开始给客户交付下一代的高分辨率固态激光雷达产品Scope系列,分辨率可达64x1200,测距范围达300米,精度为2厘米,视场角为25x120度。

  激光雷达的发展将促进汽车行业无人驾驶技术和ADAS发展,也将提高服务型机器人的应用范围和普及度。未来随着自动驾驶技术的进一步普及,激光雷达市场规模将会进一步扩大,而单车价值量下降将会进一步有利于激光雷达的量产使用。

  随着人工智能、5G技术的逐渐普及,无人驾驶、ADAS、服务型机器人和车联网等多方面的需求推动,激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势。

  与高速发展态势相对应的,眼下,全球激光雷达行业也正在经历一轮资本热潮,但是从这些初创公司的财务情况来看,短期内盈利希望并不大。

  比如,禾赛科技的招股说明书也明确写道,截至2020年9月末,禾赛科技合并层面累计未弥补亏损为3873.85万元,并预测未来一段时间保持较高的研发投入将是常态,这也就意味着将来禾赛科技可能会持续亏损。

  通用汽车旗下自动驾驶子公司Cruise的联合创始人兼总裁凯尔·沃格特(Kyle Vogt)表示:“现在激光雷达行业正在发生一件有趣的事情。它们的价值基于完全重叠的潜在客户,以及这些客户带来的预计收入,大家对未来的预测几乎都是非常理想化。”

  对此,汽车商业评论认为,激光雷达近期广受关注,和其性能的提升、适应能力的增强及价格的大幅下降有密切关系,但车规级高性能激光雷达,是否能在短期内实现在量产车上的大规模使用,可能是决定主攻汽车领域的激光雷达公司命运的关键。

  题记:在30·60的号角下,中国正进入一个全新的且富有绝对想象空间的新能源大时代,这其中既有浮沉十年走向平价的光伏,也有逐步大放异彩的锂电池、储能以及被寄予厚望的氢能,它们将共同推动中国走向碳中和的星辰大海。

  同样是新能源,上述几个行业,既有共性与融合,也有其独特的发展路径与特点。本文作者试图从技术路线、发展路径、潜力空间、数据测算等多个维度就新能源涉及的多个行业进行剖析。

  2021年宁德时代(CATL)的全球市场份额将进一步攀升,比亚迪刀片电池批量供应,刀片一出安天下。预计前五大:宁德时代(CATL)、LG、松下、比亚迪、三星会占据全球市场份额的85%以上,前十名占据95%的份额。锂电池行业既是资金密集型行业,又是技术密集型行业。

  锂电池行业竞争比光伏更加惨烈,光伏设备投资也会面临技术路线和成本之争,但是一般不会清零。而锂电如果没有合适的客户和过硬的产品,极有可能面临设备投资打水漂,这方面已经有案例出现。

  本质上光伏产品及组件相对标准化同质化,一线品牌和一般产品差异不大,很难卖出产品溢价;而锂电池涉及到电化学,易学难精,一线产品往往比一般产品溢价5%以上,有些细分产品甚至会更极端;导致有效优质产能严重不够,差的产品即使低价也无人问津。

  关于磷酸铁锂和三元:宁德时代董事长曾毓群认为,磷酸铁锂电池的增长速度会非常快,因为它比较便宜。随着充电桩越来越多,电动 汽车 的续航里程就不需要那么长。“没开过电动车的人比较焦虑,真正开过的人就不大焦虑,所以应该来说磷酸铁锂比例会逐渐的增加,三元占比会减少。”

  随着磷酸铁锂占有率提高,现阶段再布局锂电池首先得明确产品定位,确保产品有市场机会,市场得精准细分,专注做好一款磷酸铁锂动力电芯兼顾储能可能有大的市场机会。

  磷酸铁锂的巨大想象空间不仅体现在对续航要求较低的乘用车上,更大空间在对寿命要求更高的商用车领域,储能领域。

  电池是能源的储存介质,大能源领域本质是成本为王,效率优先;光伏、锂电概莫如是。

  像早年的光伏领域,2016年前都是成本更低的多晶硅片电池占据主流,一度市占率超过85%。在光伏巨头隆基持续产业投入的影响下,金刚线切割硅片工艺异军突起,彻底打破单晶硅片成本瓶颈,2020年单晶市占率超过85%。在下一代大硅片,薄片化工艺趋势下,N型单晶topcon工艺将引领下一代光伏技术变革,单晶将淘汰掉多晶硅片;N型topcon电池与HJT电池之争,同样基于成本考虑,topcon将成为下一代光伏电池主流;

  主要考虑以下三方面因素:1、即使量产情况下,设备投资HJT是topcon的2倍左右,而且老产线没有办法改造,所有产线得重置,这是所有巨头们最头疼的;2、HJT及topcon效率相当,在叠加钙钛矿方面机会均等(钙钛矿市场机会尚未出现),需处决于钙钛矿的成本和方案;3、耗材成本HJT的银浆远远高于topcon,topcon浆料未来有可能全面使用更低成本浆料,成本差距会更加巨大。

  电动车领域的电池情况稍微温和些,三元和铁锂,不存在谁淘汰谁,基于用户多元化选择。

  三元能量密度更高,体积更小,低温性能更好,将在部分高端车型始终占据一席之地。而磷酸铁锂以低成本长寿命等特性快速抢占其他其他市场,尤其以电动重卡,工程机械,储能领域最为瞩目。

  2021年将是大力出奇迹的一年,电动车及动力电池领域将迎来未来十年增长最快的一年,也是行业巨擘疯狂布局奠定江湖地位的一年;之前的各种预测都有可能出现极大偏差。半年前笔者曾做过一个预测,回头看行业已经发生重大变化,新能源替代的脚步,正以大家难以估量的速度在加速替代;我们通常会高估1-2年的变化,而低估未来10年的变化,确实替代的速度将更加猛烈。

  2021年动力电池出货量,全球大概率超过350gwh,比2020年增长150%,全球电动车2021年出货量达到600万辆以上,中国市场有机会成倍增长到250万台,发展势不可挡。笔者之前调研到部分厂家出货量甚至增长3-500%,磷酸铁锂用量接近60%,这种惊人的发展速度可能持续一段时间。锂电前5名,甚至前10名都在疯狂布局产能。

  2025年,全球电动车占有率超过35%,达到3000万辆,按平均60度/车计算,电池用量达到1800gwh,C公司产能可能达到1000gwh,巨头正式步入TWH时代。储能及商用车领域用量估计超过500gwh,三元与磷酸铁锂的比例可能接近35:65,磷酸铁锂将占据市场绝对主流。

  展望2030年,全球电动车出货量会整体超过90% ,达到9000万辆,动力电池用量超过6000gwh,0.6元/kwh,则动力电池市场为3.6万亿人民币,燃油车无限接近禁售,算上储能市场锂电池的出货量极有可能接近1万亿美元。

  全面颠覆传统能源需要解决的问题?实现低成本光伏+低成本储能,综合成本低于火电。光伏的系统成本已经降到3元/W,部分分布式电站已经降到2.35元/W的成本,遥想2007年系统成本达到60元/W,13年时间,成本降到5%;很快磷酸铁锂储能系统降到1元/wh以下,充放次数可以达到10000次。

  2025年光伏系统成本到2元/W,摊到25年折旧加财务成本,1500小时/年发电小时数,度电成本0.1元每度电以内;储能系统成本低于1元/WH,充放次数10000次,按15年折旧,度电存储成本低于0.1元每度,;光伏+储能系统成本0.2元/kw,2030年成本有望降到0.15元每度电以内,成本远低于化石能源。

  2020年全球用电量约30万亿度,随着电动化的迅速发展,则2030年全 社会 用电量将达到50万亿度。2030年大概率发生事件,光伏+储能可以占领全球电力市场30%,约15万亿度电。按全球范围发电条件来看,平均1250小时的年发电量可以期待,1GW(100万千瓦)装机量约12.5亿度电。

  则15万亿度电,需要总装机量12000GW,地面装机占地面积约12万平方公里。预测光伏地面系统成本2025年2元/W(组件1元/W);2030年1.8元/W(组件0.8元/W),光伏市场未来需求10年需求,12000*18-=216000亿,21.6万亿人民币。

  2040年全球电力需求将达到70万亿度,2040年占领全球电力市场60%,约42万亿度电,需要总装机量33600GW,2030-2040年得新增21600GW光伏装机量,地面装机新增土地面积21万平方公里。

  2030年,15万亿度电约需要60%储能,9万亿度电储能,平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要7.5万亿kwh储能,需要250亿kwh储能装机量,约25000GWH。

  储能市场按照均价0.8元/kwh计算,市场总量20万亿,跟光伏市场相当并驾齐驱。

  2040年,42万亿度电约需要60%储能,25.2万亿度电储能。平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要21万亿kwh储能,需要700亿kwh储能装机量,约70000GWH;新增45000gwh。

  储能市场按照均价0.65元/kwh计算,市场总量29.25万亿,跟光伏市场体量相当。

  隆基股份与朱雀投资布局氢燃料,光伏龙头布局氢燃料,给了大家很多想象空间,光伏+氢能战略浮出水面,利用越来越廉价的光伏发电来制备储存氢气,既解决了光伏发展的天花板,也生产出大量可替代石油的清洁能源。日本最近投产了全球最大的光伏制氢项目,国内领先企业阳光电源,隆基抓紧产业布局。中石油,中石化等传统能源企业同样在加快光伏+储能+制氢的产业布局。

  实际上最近中东的光伏招标电价以及达到1.04美分/kwh,真是没有最低只有更低,技术的迅速发展大大超过我们的想象,中东地区的光伏+储能有可能是在2025年达到2美分/kwh,那中国鄂尔多斯高原,青海格尔木地区2025年光伏+储能成本将达到2.5美分/kwh,折合0.1625元/kwh,光储联合制氢将大行其道,电解水制氢的直接能源成本将低于10元/KG。

  氢能市场将异军突起,氢能来源广泛,燃烧性能好且零排放,有望成为碳中和战略中的核心一环。氢是宇宙中分布最广泛的物质,约占宇宙质量的 75%。氢气燃烧性能良好,且安全无毒。氢气空气混合时可燃范围大,具有良好的燃烧性能,而且燃烧速度快。

  同时氢气燃烧时主要生成水和少量氨气,不会产生诸如一氧化碳、碳氢化合物等,与其他燃料相比更清洁。同时氢气导热性能、发热值高。氢气的导热系数高出一般气体导热系数的10倍左右,是良好的传热载体。

  氢的发热值 142,351kJ/kg,是汽油发热值的 3 倍,远高于化石燃料、化工燃料和生物燃料的发热值。氢的获取途径多、热值高、燃烧性能好、清洁低碳,更重要的是反应后生成的水,又可在一定条件下分解出氢,实现循环再生可持续发展。

  作为燃料广泛应用于交通运输行业,用于氢燃料电池或者直接燃烧;供热:钢铁水泥造纸氨气应用或者建筑行业直接供热;作为冶金及钢铁行业还原剂还有石化行业的原材料。水泥行业燃烧大量的天然气和煤炭,为了碳减排,需要氢气来中和二氧化碳生产甲醇。

  现阶段大量氢气来源于煤制氢及天然气制氢,即所谓的灰氢,随着风光发电成本进一步下降以及电解水制氢设备成本的快速下降,未来2-3年,绿氢的制备成本可以到10元每公斤,不用储存加压,纯化直接用于石化行业作为原料,水泥行业,冶金钢铁等行业,需求将暴增。

  煤制氢成本约7元每公斤,天然气制氢约10元每公斤,则绿氢的制备成本接近天然气制氢,考虑到未来的碳税和碳交易收益,绿氢将极大的替代现有的煤制氢以及天然气制氢。

  2500万吨的氢气存量空间将形成一定替代,新增场景体现在陆地交通运输场景,海上货运、邮轮、飞机、水泥、冶金等领域将全面采用氢气。

  氢气用途展望:低成本氢气除氢燃料电池车辆使用,石油化工,炼钢等都将得到更大规模使用。

  工业副产氢的热值价值相当于12元/KG,理论上氢气终端销售价格在当下这个是底线价格,按氢燃料电池用于交通行业,16度电/kg氢气的水平,则氢气转化为电能的价格为每度电0.75元,这个是极限假设的价格。

  如果绿氢的价格可以低于12元/Kg,需要考虑制氢设备的折旧和效率,需要光伏风电的价格低于0.15元/kwh,则氢气可以掺杂在天然气管道中,掺杂比例在5-10%,对管道的影响会比较少。可以考虑在天然气管道的周边建设大规模的风光互补电站来来联合制氢。

  这个场景12元/公斤的氢气如果用在电动车上,通过储能、运输、加注到车端成本则可能接近30元每公斤,成本偏高。而直接用于石化,钢铁则减少了大量中间环节。也可以考虑用在水泥行业碳捕捉,将二氧化碳+氢气,制取甲醇。石化,钢铁,水泥行业如果大规模推广氢气应用,需求量将不低于1亿吨,二氧化碳的减排量更是惊人,极大加快推动碳中和。

  按照现阶段城市氢气补贴后的价格一般高于30元/KG,换算成度电成本接近2元/度电,远高于现在的工业电价:谷电约0.3元/度电,平电约0.6元/度电,峰值约电价1.2元/度。氢燃料电池的使用成本会一直高于锂电,乘用车用氢燃料电池的必要性大打折扣。

  那么,氢燃料电池在交通运输的使用应该在广阔的长途运输,商用大卡车,远洋货轮,该场景需要单位体积内的包含的能量较高的氢燃料。

  以商用车领域为例:然而续航超过300公里的49吨牵引车,配置6组氢瓶+110kw燃料电池系统+130kwh锂电,整个系统约2.5吨,比传统天然气车及柴油车的质量多1吨左右。解决方案是氢瓶减重,用全氢燃料电池系统。氢燃料的大规模使用,最终必须满足成本低于化石能源,才有机会普及。目前来看任重道远,而跟纯电动拼使用成本尚不具备优势,只能拼场景;如果能够得到15元/KG的绿色氢气,长途货运,远洋货轮,炼钢这些场景则可以大规模应用氢气。

  光照条件充足的中东地区,可利用光伏+储能+制氢,考虑到光伏和储能成本接近2美分/kwh,在中东地区制氢将变得实际可行。

  用高能量密度氢气来储存新能源以替代石油资源,将是沙特及中东地区最大的机会。如果沙特建设庞大的光伏电站约3000GW,占地面积3万平方公里,年发电量能够达到6.3万亿度,考虑到全天候制氢,则60%需要通过锂电储能,其中6万亿度电用来电解水制取氢气,产生1亿吨氢气,10元每公斤的氢气通过海运将占领全球市场,每年收入1万亿人民币,与沙特现阶段的石油规模相当。

  电解海水制氢还可得到副产品氘氚,又是人类终极能源核聚变的主要原材料,实现商用航天的关键。

  全球大规模光伏发电成本最低为沙特等中东地区,沙特土地面积超过190万平方公里,有大量的土地建设光伏系统。传统石油巨头可全面转型为新能源巨头,以提供高单位体积内的包含的能量的氢气为主,2025年沙特光伏成本降到0.8美分/kwh,折合人民币约5.2分/kwh。沙特氢气能源成本低于5元人民币每公斤,全部成本将低于7元/KG,运往全球价格约12元/KG,全球终端销售价格约12-15元人民币每公斤。

  低于15元/KG的氢气,在长途货运,远洋航海,炼钢,石化,建材等都将占有一席之地。考虑沙特得天独厚的地理位置,亚非欧板块中心,从红海通过苏伊士运河运往欧美,马六甲海峡运往亚太地区都将具有成本优势。

  笔者2018年造访日本,曾与软银孙正义的高参岛聪先生交流,岛聪提及:孙正义曾经构想在沙特建设全球最大的光伏基地,再找中国最好的光伏及锂电技术去沙特联合设厂,打造光伏+锂电的黄金能源组合。生产全世界最便宜的电力通过中国的特高压技术建设涵盖中亚、东北亚的电力网络,经过伊朗,中亚,中国,将清洁的电力输送给日本,因为日本的平均电价超过0.2美金/kwh。不得不佩服孙的雄才伟略,异想天开。

  光伏电站易建,不过经过这么多国家建电力网络难度就大了,而光伏储能制氢则就变得更容易实现了,然后通过远洋运输更有可落地性。

  很多人会问,中国会成为新能源领域的沙特吗?中国不一定成为新能源领域的沙特,倒可以成为产业输出方;沙特源于独到的地理位置,如果和中国联手有机会在未来的五十年,仍然成为全球的新能源中心。

  在于中国目前是全球最大的光伏生产基地,光伏技术领先全球,光伏技术具有标准化,可复制的特点。而且形成了独立的装备能力和材料开发能力,行业内又有普遍后进入者优势,可后发制人。

  那么就可以在中东地区发展光伏+锂电储能产业,低成本足以改变全球能源格局,同样中国的锂电技术具有跟光伏类似的特点。沙特可以和中国强强联手共同发展光伏及锂电储能产业,中国通过技术输出在沙特建设全球最大的光伏基地和光伏储能电站,沙特利用强大的资本实力实现从石油到新能源的转型。

  沙特的光伏产品可以行销全球,光伏产生的电可以销售到欧洲及非洲、印度等亚洲缺电国家。光伏制氢可以远销亚洲,欧美,沙特有机会成为新的全球能源中心。

  阿联酋三个国有实体组成了阿布扎比氢能联盟,将富含化石燃料的酋长国定位于未来绿氢气的主要出口国,海湾国家已经认识到了这种替代燃料的重要性,氢能的开发在下一步是至关重要的。从最大的石油输出国成为最大的氢气出口国,这样的机会将刺激沙特阿拉伯以及阿联酋,沙特王国已经计划在特大未来城市中建造世界上最大的由光伏和风能联合制氢工厂,整个城市将是绿色电力,沙特也想实现氢气出口国的伟大的计划,他们认为沙特将成为氢气的全球领导者,给沙特下一个50年机会。

  当然全世界其他的地方,尤其是光照和风电特别发达的地区,例如澳大利亚也在计划发展氢气,宣布要投资1500亿美金用于绿色氢气的制造;中国的西北地区正在大力发展光伏风电联合制氢。沙特有全球最好的光伏资源,全球的光照时间最长,最长时间甚至能够达到一年2800个小时;如果可以全力以赴的发展绿色的氢气,将有机会成为全世界最大的绿色氢气的制造基地,同时成本可以做到全球最低。

  总之,平价的新能源将在下个十年惠及全球,实现大部分国家的能源独立、自由和平。

  作者简介:陈方明,易津资本&博雷顿 科技 创始人,博雷顿 科技 正成为电动工程机械、重卡及相关领域配套储能的领军企业。作为有超过十年风险投资经验的专家,在新能源、新材料领域做了深厚布局。

  他着眼于高精尖技术,聚焦新能源领域的硬 科技 ,投资过常州聚和、拉普拉斯、凯世通、南通天盛、杭州瞩日及量孚等一大批新能源企业。其中量孚作为磷酸铁锂正极材料公司,其利用独特工艺,一步法合成磷酸铁锂,有望将磷酸铁锂正极材料成本降低20%。

  陈方明是上海市五一劳动奖章获得者,他创立的博雷顿获得了高新技术企业、高新技术成果转化、市重点人工智能示范项目、高端装备首台套、交通部国家级行业研究中心、上海市专精特新项目等一系列名号和荣誉。

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