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5亿美元：特斯拉为其超级电池工厂开出选址条件

美国电动汽车厂商特斯拉的超级电池工厂“Gigafactory”筹建计划已经进入选址阶段，目前有5个州入围，分别为亚利桑那、加利福尼亚、内华达、新墨西哥和得克萨斯。日前，特斯拉的CEO埃隆·马斯克针对Gigafactory的选址州开出了条件：希望最终的获胜州能够拿出5亿美元的资金，占总投资额的10%——这对于每个州来说都是不小的数目。

特斯拉的营销副总裁西蒙·斯普劳尔最近在接受《福布斯》采访时罗列了为何要求选址州拿出5亿美元的理由。

5亿美元并不多

Gigafactory是一家规模超大的电池工厂，厂房总面积将达到1000万平方英尺（约合93万平方米），其生产的电池将主要被组装到特斯拉计划在2017年推向市场的廉价电动车Model 3上。而美国国内目前最为先进的汽车组装厂的厂房面积也只有200万平方英尺左右，其建设成本在10亿～20亿美元。相比之下，让选址州拿出10%的建设资金并不过分，这其实和为总投资额10亿美元的工厂投入1亿美元是一个意思。同时，特斯拉计划2020年通过这家电池工厂提供约6500个工作岗位，而普通的汽车组装厂只能提供1000～3000个工作岗位，所以规模越大，所能解决的就业人数也就越多。

特斯拉要求选址州投入5亿美元并不是为了创下什么投资记录，实际上早在2008年，田纳西州为了吸引大众汽车公司到该州建厂，就主动拿出了5.8亿美元的建设资金，而大众的出资额也不过10亿美元，并且最终只提供了3200个工作岗位，只有特斯拉承诺的一半左右。

为投资者利益着想

为了给Gigafactory找到一个最合适的选址地点，特斯拉在权衡之后将经济实力比较雄厚的加州也纳入到备选州之列，而此前特斯拉并没有考虑加州。

马斯克希望Gigafactory的最终地点对于所在州和特斯拉来说都是正确的选择，因为这对于公司保持投资者的兴趣非常重要。“任何一家上市公司都希望自己的每一笔投资都是正确的，”斯普劳尔说，“这是公司管理层的责任之一，所以我们自然会倾向于选择那些经济基础比较稳固的州进行合作。”

符合现代工业发展的趋势

在过去的30多年中，美国境内几乎每一次与汽车相关的选址投资都会引起各州的激烈竞争。“基本上每家大型工业公司在制定类似的决策时都会这样做。”斯普劳尔指出，以波音公司为例，该公司最近决定将787 Dreamliner的组装厂选址地点定为南加州地区，而不是第一架787 Dreamliner的诞生地华盛顿州。

而在特斯拉今年年初公布的Gigafactory备选地中，特斯拉的诞生地加州并不在备选之列，随后加州政府开始与特斯拉高层频繁接触和谈判，甚至出台多种税收措施，力争加入到备选名单之中。斯普劳尔表示，所有的备选州都非常了解特斯拉未来的增长潜力，到目前为止还没有一个州由于投资额的问题而退出。

特斯拉的“险招”

马斯克表示，在Gigafactory 50亿美元的总投资中，其合作伙伴将拿出30%～40%，其他供应商拿出10%，选址州拿出10%，剩下的40%～50%则由特斯拉负责。

根据斯普劳尔的介绍，特斯拉之所以列入多个备选州是为了最大限度地降低选址风险，因为只有这样才能保证Gigafactory顺利投产，毕竟对于特斯拉来说，中低价位的Model 3在其未来的布局中有着非常重要的地位。“如果由于电池问题而延缓了Model 3的推出，将会造成非常严重的后果，这种风险对于选址州来说可能没什么，但对于特斯拉来说却是致命的。”

特斯拉表示近期会从目前的5个备选地选择2～3个进入“决赛圈”来进行进一步的考察，而最终结果会在今年年底公布。就目前情况来看，内华达州的里诺市有望成为首个入围“决赛圈”的备选地，相对于其他备选地来说，里诺在地理位置、厂房用地和税收政策上都有着一定的优势。

欧洲科学家研发高抗拉强度碳纤维锂电池材料

来自瑞典皇家理工学院的研究人员正在研发可用于电动汽车的碳纤维锂电池电极材料，该材料具有非常高的抗拉强度，将被用于电动汽车的多功能锂离子结构电池。

多功能锂离子结构电池能够将电池储能物质集成到汽车车身中。由于碳纤维材料具有很高的抗拉强度和极限拉伸强度，以及非常强的锂离子集成能力，因此常被用作锂离子电池中的结构电极。瑞典皇家理工学院的研究人员表示，这一研发项目的主要目的是提升电池的机械特性，使电池不仅可以存储能量，而且还可以被设计集成为结构的一部分。

围绕多功能锂离子结构汽车电池，目前已经有多个研究项目相继设立，其中包括由伦敦帝国学院和沃尔沃汽车技术人员组成的研究团队。该研究团队致力于研发一种多功能锂离子结构汽车电池原型。该电池采用的是碳纤维材料和聚合物树脂，不仅可以存储、释放电能，而且电池的结构强度高、质量轻，因此又可以用来设计制造集成到汽车零部件中。项目研发人员计划利用复合材料替换掉备胎舱中的金属底板。沃尔沃汽车公司正在努力尝试将该备胎舱复合材料应用到原型车中以进行试验研究。目前，沃尔沃汽车研究小组已经研发出了两种多功能复合材料组件，这两种新组件分别为后备箱盖和充气罩，均在沃尔沃S80车型中进行了实车试验，这为以上技术的后续研究打下了基础。

2014年全球电动汽车锂电池市场规模将达57亿美元

据清洁技术市场调研与咨询公司Navigant Research研究报告显示，锂电池成为各大应用市场领先的电池技术，包括移动设备、电网储能、电动汽车等。Navigant Research预计，2014年全球电动汽车所需的锂电池市场将达到57亿美元(约合人民币350.7亿元)；到2023年，这一数据将突破241亿美元(约合人民币1482.8亿元)，其中纯电动车所需的锂电池市场占151亿美元(约合人民币929.1亿元)。

Navigant Research高级研究员亚历山大表示：“目前，锂电池的技术已经超越了其他小功率电气化运输交通工具的技术水平，其效率高达95%，使用寿命可达20年。未来几年，随着电动汽车进入量产化时代，其成本还将大幅降低。”

报告指出，汽车领域的锂电池性能标准不统一是锂电池供应商所面临的最大挑战。现在，几乎每一家汽车制造商都有自己的锂电池应用规格，在一定程度上限制了锂电池供应商实现生产设施优化。

此外，报告还对目前市场上主要的锂电池种类进行了对比分析，对插电式混合动力汽车、混合电力电动车、纯电动车也进行了横向比较和销售预计。

日本研究机构指出锂电池三元材料市场份额快速上升

据日本锂电池知名研究机构IIT近期统计，目前钴酸锂的市场份额已明显下降，而三元材料的市场份额却呈现快速上升趋势，磷酸铁锂和锰酸锂的市场份额也有所扩大。上述材料常被用作新能源汽车用锂离子电池的正极材料。

电池用三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，有业内人士预计，三元材料在正极材料中所占比例有望提升至45%，而目前占比仅为22.80%。

一位券商分析师指出，目前三元材料研究最深入的国家是日本和韩国，特斯拉Model S车型采用了松下定制的三元材料电池，其成本较特斯拉Roadster车型减少了30%。目前正极材料占锂电池成本的33%左右，因此三元材料的应用亦将有效降低锂电池成本，增加生产企业的利润。

上海交通大学一位研究电池的教授表示，中国目前基本采用磷酸铁锂路线，但由于磷酸铁锂受能量密度限制，难以达到150瓦时/千克，在新能源汽车对动力电池能量密度要求不断提升的背景下，三元材料作为高能量密度正极材料有望进一步拓展市场份额。

美国能源部ARPA-E机构巨额资助燃料电池开发

美国能源部ARPA-E机构宣布投入3300万美元资助13个燃料电池项目，用于低成本发电和电网平衡技术的开发。资金来源于ARPA-E于2013年秋季宣布的电化学系统(REBELS)计划。

REBELS计划集中研究中温燃料电池(200～500℃)，中温燃料电池也被称为ITFCs。该计划的下一个步骤是整合ITFCs和电储存系统，使得燃料电池可以用于电网平衡，目标是在现代化批量安装规模下，每千瓦成本低于1500美元。另外，计划还会推动液态烃类等液体燃料的发展。

在众多项目中，Redox Power Systems项目已经得到了500万美元资助，用于发展固体氧化物燃料电池(SOFC)。研究人员表示，SOFC成本已经下降到每千瓦800美元。Redox将会使用计划基金开发400℃运行的燃料电池，使用新的材料配制，提高功率密度的同时保证燃料电池稳定工作。

从加州技术研究所分拆的机构——SAFcell得到了第二大项目资助，金额达到370万美元。该项目正开发在250℃运行的燃料电池，其最大特点是几乎不使用贵金属，而使用碳纳米管作为催化剂载体。

FuelCell Energy得到了350万美元资助，开发甲烷转换甲醇技术。康涅狄格州的联合技术研究中心获得了320万美元，用于发展住宅用燃料电池，该燃料电池将结合建筑物供暖与电力系统共同开发。

美国麻省理工学院研制出可打印太阳电池的新型“墨水”

美国麻省理工学院的科学家研制出一种新型“墨水”，将其沉积在纸或其他柔软织物甚至塑料的表面，能够打印出太阳电池。

最新技术与现在制造太阳电池的普遍做法迥然不同。新技术使用的是蒸汽而非液体，温度也不到120℃，这些相对温和的环境使人们能将常用的、不经处理的纸张、布料、塑料作为衬底，在其上打印出太阳电池。这种名为气相沉积的技术比印刷普通文档要复杂一点，为了在纸上打印出一个光伏电池阵列，需要在这张纸上沉积5层物质，而且这个过程必须在真空中进行。

新技术可以使用普通的、未经处理的纸，包括印刷纸、薄纸、复写纸甚至报纸，并且效果都很好，甚至将纸折成纸飞机后，纸上的太阳电池仍然能工作。科学家还在一块薄薄的塑料上打印出了一块太阳电池，并将其折叠打开了1000次，电池性能也不受影响。

新技术提供了一种大规模制造太阳电池的廉价方法。这种纸上太阳电池的转换效率约为1%，但科学家相信，随着他们持续对该材料进行改进，转换效率可以大大提高。

麻省理工学院的这一研究令人兴奋。太阳电池研究领域的很多科学家都专注于研制大规模太阳电池，其实，小型太阳电池的应用领域也很广泛。

美国斯坦福大学研发太阳电池散热技术

美国斯坦福大学的研究人员在美国光学学会的新期刊《Optica》上发布了一项太阳电池散热新技术。该项技术是由斯坦福大学电气工程教授范善辉（音译）带领研发团队完成的。他们通过在晶体硅太阳电池表面附加一层特殊的石英玻璃(SiO2)，有效地降低了太阳电池多余的热辐射，从而提高太阳电池的转换效率。

太阳电池易于制造，但一直存在着太阳能转换率过低的问题。除去不可避免的能量损失，太阳电池过热是导致转换效率低的主要原因。在正常工作条件下，太阳电池很容易达到55℃以上的高温，限制光电转换率的同时也降低了电池寿命。据介绍，如果在气温约27℃的条件下受到能量密度为800瓦/平方米的日照，未采取措施的太阳电池的表面温度就会上升至约69℃。而室外型太阳电池发电性能的额定值大部分是在25℃下测定的。而且，晶体硅类太阳电池对温度上升的耐受性较差，温度每升高1℃，电池效率就降低0.5%。电池表面温度达到69℃时，输出功率下降约19%，如果是转换效率额定值为20%的太阳电池，在这一条件下实际能发挥出的效率仅为16%左右。另外，温度的升高也会加快太阳电池的老化速度，每升高10℃，老化速度加快一倍。

“这种程度的转换率降低是非常严重的。”该研究报告的共同作者Aaswath Raman说，“在光伏行业，大量的资金被用来解决转换率问题。”目前的冷却手段主要是利用通风装置和液体冷却剂，但这些方式都缺乏经济性而且影响光伏性能。“我们的新方法可以被动地降低太阳电池的工作温度，显著提高其能源转换效率和使用寿命。”斯坦福大学物理学家和该论文的第一作者朱林晓（音译）说。此次斯坦福大学通过同时采取这三项措施，实现了太阳电池的高散热性能。

不过，以上结果均是通过模拟获得。研究团队的下一步是演示太阳电池在室外环境的冷却效果。“我们认为这项工作解决了光伏发电的一个重要技术问题，而且优化太阳电池性能，因此拥有很大的商业化潜力。”朱林晓说。

在光谱里，可见光携带更多能量，而红外线携带更多热量。不同光线有着不同的波长，不同波长的光线在通过不同种类和形状的表面时折射和反射率都不同。“石英对于可见光是可穿透的，但是又能调整某些特殊波长光线的折射和反射率。”范善辉解释说，他们设计的石英薄层，在反射掉红外线的同时，不会影响电池对可见光的吸收，也不会降低电池性能，是种近乎理想的方案。他们的目标是降低太阳电池的工作温度，从而提高太阳能转换率。

此次开发的技术是在太阳电池表面粘贴约100微米厚、表面形成有棱锥体图案的石英薄膜。棱锥体的高度为20微米，以4微米的间距紧密排列。将薄膜贴到电池表面后，与不贴薄膜的状态相比，可将800瓦/平方米日照下的电池表面温度控制在约52℃，输出功率仅下降约11%，而转换效率为20%的太阳电池实际以约18%的效率工作。

该薄膜可抑制温度上升的原因大致有3点：（1）材料采用石英，石英对可视光的透射率高，而对波长在4微米以上的红外线的透射率低；（2）实施了棱锥状表面加工，其表面形状对于波长4微米以上的红外线也具有可提高其与空气的阻抗匹配的作用，这样，从棱锥体的尖端到底部，实际折射率会慢慢发生变化，有助于降低反射，提高辐射性能；（3）厚度减薄，只有100微米，有利于电池的热量向薄膜表面传递，还可确保可视光的透射率。上述三种技术已分别被现有技术单独使用。

行情逆转全球光伏电池板自2006年以来首次供不应求

据全球最大的金融信息服务供应商彭博社报道，太阳能产业或将面临光伏电池板短缺的问题，逆转此前因全球性过剩引发的低迷行情。

此前，供大于求的状况拉低了光伏电池板的价格，使得太阳能发电更具竞争力，推高了市场需求。以往的过剩状况曾让数十家光伏电池板制造商破产，减缓了资本投资的流入。但2014年光伏电池板的安装量将上涨29%，自2006年以来全球第一次出现光伏电池板短缺的问题。

光伏电池板的供不应求将让制造商受益。如果制造商重点保障亚洲、北美等主要市场的需求，其他地区的太阳能发展脚步将放缓。制造商将优先向大型的公用事业规模太阳能发电场供货，而小型的屋顶太阳能系统市场将受到威胁。标准普尔Capital IQ公司分析人士安杰洛·季诺表示，光伏电池板短缺的时候，制造商将优先照顾大型客户。

IHS公司的太阳能分析师斯特凡·德哈恩表示：“电池和组件过剩的状况已不复存在，目前太阳能行业已经不存在产能过剩的问题。”

即将到来的供不应求状况也折射出太阳能产业快速发展的步伐。2014年全球太阳能发电装机容量将达到5200万千瓦，而2015年会升至6100万千瓦。

New Energy Finance公司预计，全球太阳能产业的产能约为7000万千瓦，但是斯特凡·德哈恩预估实际产能约为5900万千瓦。

挪威光伏电池板生产商REC SolarASA公司高级副总裁吕克·格莱尔表示，目前太阳能产业的供需基本持平。而一些制造商已经开始扩大产能，今年5月，加拿大太阳能公司与保利协鑫能源控股有限公司打造合资公司，开始在中国建造新的电池工厂。加拿大太阳能公司首席执行官瞿晓铧表示，太阳能行业是周期性的，并且接近了转折点。“每一个行业都会经历周期变化，太阳能行业也不例外。”

丰田车用旧电池变身储能电源

作为混合动力车领域的先行者，日本丰田汽车公司步伐匆匆。几百万辆混合动力车的售出意味其成绩不菲，但随之而来的大量旧电池也将给环境带来沉重负担。对此，丰田提出了一个新的解决方案，即将旧电池用于建筑物供电。

丰田的具体做法是，将凯美瑞混合动力车的旧电池，安装在美国黄石国家公园拉玛尔野牛牧场园区的5座建筑内，为其提供电力。该项目于2014年秋季开始运行。

拉玛尔野牛牧场园区是美国黄石国家公园历史较久的园区，可以说是美国最偏远、最原始的地区之一。为了给园区内的历史教育活动及研究设施提供电力支持，丰田计划提供208套氢镍电池组，可储存大约85千瓦时的电能，足以满足5座建筑的日常用电需求。

与汽车不同，固定设施的电力不需要超高密度蓄电，电池充电更加自由灵活。所以在拉玛尔野牛牧场园区内，这些旧电池并没有使用汽油发动机或再生制动系统进行充电，而是采用一套由太阳电池板与微型水力发电机组成的发电系统，形成了一个可持续、自给自足的离网电源。在整个电力生产、储存和运输的过程中，这套系统不会产生污染物，非常环保。

丰田方面表示，通过这一项目，可以将那些不再适用于车辆的旧电池的寿命延长一倍。电池项目是丰田与美国黄石国家公园合作关系的一部分，丰田还向黄石公园基金会捐赠了一辆RAV4及5万美元基金，以支持拉玛尔野牛牧场园区的可持续发展项目，毕竟玛尔野牛牧场园区是美国黄石国家公园最具有历史意义的园区之一。

除了上述项目外，丰田还参与过其他类似的能源项目。2013年4月，丰田开始向其日本经销商出售能源管理系统，而该系统使用了从丰田混动车上回收的氢镍电池。另外，丰田正在其美国阿拉巴马州工厂测试一套电力系统，该系统利用混动车电池来提供电力，并将其作为应急备用电源。

日产汽车公司致力于电动汽车废旧电池再利用

前不久，日本日产汽车公司公布了聆风纯电动汽车的电池更换价格——5499美元。这是日产为了应对聆风电池衰减问题所采取的一项对策。那么，替换下来的旧电池怎么处理呢？日产有自己的解决之道。

目前，日产和日本住友商事公司的研究人员正在日本大阪市此花区测试一套大型蓄电池系统。该系统采用从16辆日产聆风电动汽车上回收的锂电池，可储存大约400千瓦时的电能，满足一般家庭40天的用电量。今后随着电动汽车废旧电池的增加，研究人员计划将该系统储能提升至10万千瓦时。这一系统将主要作为太阳能发电的辅助系统，减少天气状况对发电量的影响。鉴于电动汽车废旧电池可能会在2017年开始大量涌现，预计该系统将在2017年正式投入市场。

早在2009年10月，日产与住友商事就成立4R ENERGY合资公司一事联合发布了可行性报告，2010年9月，4R ENERGY公司正式成立，致力于电动汽车废旧电池的商业再利用。日产表示，在电动汽车正常使用寿命结束时，电动汽车上的锂电池仍保留有70%～80%的蓄电能力，废旧锂电池可以被重新利用并向其他工业领域销售。日产相信4R ENERGY公司可以发挥电动汽车锂电池的剩余价值。作为日产首款量产纯电动汽车，聆风于2010年12月在日本和美国上市，晚于4R ENERGY公司的成立时间，由此可以看出日产的未雨绸缪。

日产还在考虑旧电池的其他解决方案，应急电源就是其中之一，同时也是目前应用较为广泛的一种方案。2011年日本大地震发生后，应急用蓄电池开始受到人们的关注，车企也加速了相关技术研发。2011年8月，日产对外展示了一套电力供应系统“聆风到家庭”，即在紧急情况下，由聆风搭载的电池向家庭住宅供电；该系统于2012年在日本上市。

在应急电源问题上，美系车企通用与日产的思路倒是一样。通用曾将雪佛兰沃蓝达电动汽车电池重新组装，为50个家庭提供紧急电力供应。

与美国相比，自然灾害频发的日本更容易接受和普及应急电源。在丰田、日产、三菱等车企的推动下，使用电动汽车电池作为应急电源的家庭和企业越来越多。今年4月，从事汽车生产设备业务的日本神技保寿美股份有限公司在其总部大楼导入了一套新的系统，可以将插电式混合动力车及纯电动汽车的电池作为应急电源使用。前不久在日本京都的“万灯会”上，所有提灯均采用电动汽车电池供电。

日本推进镁空气电池的大容量化研究

据《日本经济新闻》近日报道，日本正在推进镁空气电池的大容量化研究，参与的机构包括古河电池、尼康、日产汽车、日本东北大学、宫城县日向市等产业界、学界、政府方面的11个单位。

镁空气电池的工作原理为通过空气中的氧气和金属镁发生化学反应产生电能。作为研究的第一步，古河电池公司计划在2014年内生产出发电量为300瓦的应急电源，用于给手机等设备充电；并争取在5年后研发出能够支持家庭用电的发电量为3千瓦的电源，在10年后构建可供1千千瓦规模的小型发电站使用的发电系统。

古河电池等机构将同时研发发电装置和装置的再利用系统。古河电池研发的发电装置为正极是氧、负极是金属镁的空气电池，这种空气电池的正极制造工艺简单，而且负极镁释放出的电子数量多。因此东北大学方面介绍，该电池的优点是能量密度可达质量相等的锂电池的10倍。