中国拥有全球数量最多的“灯塔工厂”，而全球锂电行业仅有的3座“灯塔工厂”，均来自宁德时代。
文｜刘青青
ID | BMR2004
“全球每3辆新能源车，就有1辆搭载宁德时代生产的电池。”当宁德时代用极限制造点亮智慧工厂，这个锂电池巨头也在TWh时代（太瓦时，即动力电池生产规模达万亿级别）下加速“起飞”。
据了解，宁德时代旗下3座“灯塔工厂”均为全球仅有的锂电池“灯塔工厂”，作为市值超万亿的锂电巨头，宁德时代持续探索更高效、更敏捷、更持续的制造模式，以进一步助力全球制造业的智能化绿色化转型。
2023年，宁德时代发布“零碳战略”，确立碳中和目标；2024年9月底，其又推出全场景“零碳”解决方案，提出构建“零碳新基建”。当全球仅有的3家锂电池“灯塔工厂”竭力向智慧、零碳奔去时，锂电池乃至全社会也必然加速零碳转型，共同呵护人类唯一的家园。
01
“全球唯三”
宁德时代的3座“灯塔工厂”，点亮了锂电池行业“智能制造和数字化的最高水平”。
中国拥有全球数量最多的“灯塔工厂”，而全球锂电行业仅有的3座“灯塔工厂”，均来自宁德时代。
据了解，依托极限制造体系，宁德时代旗下宁德基地、宜宾基地、溧阳基地分别在2021年9月、2022年10月、2023年12月获得由世界经济论坛与管理咨询公司麦肯锡合作开展遴选的“灯塔工厂”称号。
宁德基地是位于宁德时代总部的“灯塔工厂”，工厂建于2019年，为了应对日益复杂的制造工艺和满足高质量产品的需求，从2019年开始，宁德时代利用人工智能等技术，在3年内实现了在生产每组电池耗时1.7秒的速度下仅有十亿分之一的缺陷率，同时将劳动生产率提高了75%，将每年的单位能耗降低了10%，碳排放量降低57%。
2021年宁德基地获得“灯塔工厂”称号时，该工厂已经实现平均1秒生产1个电芯的高效运作。
宜宾基地在宁德基地已取得的成就基础上，进一步应用人工智能、工业物联网和柔性自动化技术，实现生产线速度17%的提升，优率损失降低14%，并成为全球首家零碳排放动力电池生产基地。
在溧阳基地，宁德时代采取多项措施，使产能提升了320%，制造成本每千瓦时降低了32.7%，每千瓦时二氧化碳排放量减少了47.4%。3年间助力年产出提升653.9%，产品单体失效率从百万分之一降低到十亿分之一。
对此，艾媒咨询CEO张毅指出，作为拥有“全球唯三”“灯塔工厂”的锂电池企业，宁德时代无疑是全球行业的领军企业，其智能制造和技术创新方面的卓越表现，成就了其“灯塔工厂”的称号。
无论是2021年发布的能量密度达全球最高水平的第一代钠离子电池，还是2022年面世的第三代CTP技术——麒麟电池；无论是充电10分钟，续航400公里的神行超充电池，还是最高能量密度达500Wh/kg的凝聚态电池；无论是行业中首款同时实现1000公里长续航和4C超充的磷酸铁锂电池——神行Plus电池，还是在行业中首次做到4C超充、500公里长续航的商用电池品牌“天行”……宁德时代的技术产品总是走在行业前沿。
“尤其是宁德时代持续致力于打造极致的制造体系，不断进行研发创新，使其形成了极大的竞争力。同时，宁德时代的相关技术和经验在全球13家基地不停地被复制推广，这也进一步巩固了它在锂电池行业的领先地位。”张毅表示。
宁德时代2024年半年报数据显示，2024年1—6月，公司在国内动力电池装车量市占率达46.4%；国内三元动力电池装车量市占率达68.0%；国内磷酸铁锂动力电池装车量市占率达37.2%，均位列国内首位。
此外，2024年上半年，宁德时代动力电池使用量全球市占率为37.8%，排名全球第一；同年1—5月，海外动力电池使用量市占率达26.9%，位列海外第一；储能电池出货量2024上半年全球第一。而在2023年，宁德时代已经保持动力电池系统使用量连续7年全球第一，储能电池出货量连续3年全球第一。
截至2024年8月，宁德时代已服务超1488万辆汽车，全球每3辆新能源车就有1辆搭载宁德时代的电池。
02
TWh时代倒逼产业升级
宁德时代从“一代工厂”到“三代工厂”的进化，无不与新的技术创新、数字转型、生产模式、低碳减排等时代要求息息相关。
伴随着新能源汽车行业的火热，锂电池行业正在“起飞”。
全国乘联会数据显示，2024年7月和8月，国内新能源乘用车市场的零售渗透率分别达到了51%和54%。相应地，根据锂电池行业规范公告企业信息和行业协会测算，2023年全国锂电池总产量超过940Gwh（吉瓦时），行业总产值超过1.4万亿元，预计中国锂电产业正在迎来TWh（太瓦时）时代。
万亿锂电池市场不断迭代发展，庞大的市场需求倒逼生产商在工艺和效率上不断升级。
早在2021年，“灯塔工厂”的评选让人们了解到，宁德时代已经建造出一座智慧工厂，即基于大数据，建立云端虚拟工厂让工厂成为可进化的AI生命体；生产大数据实时优化和部署过程或控制参数，6800多个过程控制点强化质量检测；全生命周期全球数字化追溯系统打造高效安全的数字化生产空间；机器视觉代替人眼判断，实现更高效的AI实时缺陷检测能力……
在2022年宁德时代获评第2座“灯塔工厂”时，宜宾基地特别提到：“当前，电池交付即将进入TWh时代，这对企业的能源管理、制造方式、制造工艺、制造安全等均提出了挑战。”
宜宾基地开发了锂电加工工艺闭环控制算法，对1000多种粉体和流体的各项组合参数进行建模并深度学习，实现箔材涂覆微米级和毫克级的精准调控，大大提升产品的一致性。实现涂布速度增加100%，机器操作人力降低40%，年损耗节约5亿元。
宁德时代第3座“灯塔工厂”依然致力于技术和模式的升级，旨在不断满足飙升的市场需求，同时为全球共同应对气候变化的努力做出贡献。
世界经济论坛认为，为解决产能需求激增、劳动力成本上升等问题，并实现宁德时代碳中和目标，宁德时代溧阳基地采取了多项措施，包括运用大数据模拟质量检验、通过增材制造（3D打印技术）减少换线时间、利用计算机视觉技术实现微米级别的质量检验，以及利用深度学习优化过程控制和能源管理。
从最初的第1座“灯塔工厂”到如今的第3座，短短几年内，宁德时代的先进工厂已经悄然发生变化。
张毅认为，宁德时代的3座“灯塔工厂”当中，第1座“灯塔工厂”宁德基地是全球首个获评“灯塔工厂”的电池制造工厂，其主要利用了人工智能领域的先进分析技术，以及边缘计算和云计算等技术，对复杂工艺和高质量的产品要求进行落地。
第2座“灯塔工厂”宜宾基地则以打造零碳工厂为目标，在智慧厂房的建设和数字管理方面表现突出，同时也带动前端环节的节能减排。作为可持续发展的“灯塔工厂”，宜宾基地也是全球首家零碳排放动力电池生产基地。
第3座“灯塔工厂”溧阳基地主要是围绕生产效率和低碳减排升级。具体而言，该基地通过应用先进的碳排放计算模型，可实时监测每条生产线的碳排放情况，并跟踪碳减排项目的进展，为工厂的碳减排提供可靠的决策支持。
在TWh时代，宁德时代从“一代工厂”到“三代工厂”的进化，无不与新的技术创新、数字转型、生产模式、低碳减排等时代要求息息相关。
宁德时代方面向《商学院》杂志表示：当前，电池行业迈向TWh时代，对产品的交付效率和交付品质都提出了更高要求。宁德时代将持续探索更高效、更敏捷、更可持续的未来制造模式，不断推广“灯塔工厂”的成功经验，为产业链伙伴和行业赋能，进一步助力全球制造业的智能化、绿色化转型。
03
“点亮”绿色
锂电和新能源行业是全球低碳转型的重要赋能行业，随着行业蓬勃发展，逐渐面临外界关于供应链管理、全生命周期碳排放、废弃物回收等层面的质疑和管控。
从宁德基地将每年的单位能耗降低10%，碳排放量降低57%，到溧阳基地每千瓦时二氧化碳排放量减少47.4%，宁德时代正在持续“点亮绿色”。
目前，宁德时代已建成9座“零碳工厂”，预计2025年其14座电池工厂将全部成为“零碳工厂”。
更重要的是，代表着宁德时代以及“全球制造业领域智能制造和数字化的最高水平”的3座“灯塔工厂”，正在持续输出“灯塔经验”，以助力越来越高效的生产以及越来越多的零碳工厂。
一直以来，动力电池行业始终面临着“污染转移”这一严峻问题的拷问。
张毅指出，动力电池的零碳制造，对于锂电行业和新能源行业的持续发展都是非常重要的。过去人们担忧，动力电池和新能源的出现可能只是把污染从原本的非清洁能源排放环节，转移到了动力电池的制造环节，同时，废弃电池的处理也成为一个重大环境问题，如今，全球范围内仍有很多学者对此保持担忧。这就关系到动力电池全生命周期的碳排放和环境保护问题。
“对于动力电池行业能否推动能源结构的调整和社会降碳的目标，以减少电池生产过程中的排放，尤其是在循环回收过程中形成产业闭环，才是更加值得关注的。目前很多电池工厂仍然聚焦在生产的减碳环节上，在回收和循环过程中还有很长的路要走。”张毅表示。
毕竟，要实现电池的可循环利用，难度不小：环节冗长、利润问题、电池管理复杂，几乎每一环节都可能成为实现这一目标的门槛。
在宁德时代的“灯塔工厂”里，提前对电池循环回收进行了设计和干预。例如，面积960多亩的宁德基地搭建了全生命周期全球数字化追溯系统，累计数据资产超过6000亿元，从原料到回收的路径追踪，让产品精准优化，对每颗电芯终生负责。
在循环经济方面，宁德时代与客户携手构建了“电池生产—使用—梯次利用—回收与资源再生”的生态闭环，持续打造可持续发展的电池价值链。
迄今为止，宁德时代锂电回收规模已连续多年位居全球第一，铁锂电池回收实现了全球首个大规模产业化。2023年，公司回收电池废料达10万吨，并用其制造出1.3万吨碳酸锂，锂的回收率已达到91.0%，镍钴锰回收率也达到99.6%。
北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目分析师汪若宇提到，锂电和新能源行业是全球低碳转型的重要赋能行业，随着行业蓬勃发展，逐渐面临外界关于供应链管理、全生命周期碳排放、废弃物回收等层面的质疑和管控。
“电池的低碳生产与净零生产有助于减少下游产品在制造环节中对环境的影响。此外，作为价值链中的核心环节，锂电行业在变革生产方式的同时，也关注产品全生命周期内的负责任与可持续生产，这有助于引领整个价值链开展全面减碳，并构建全方位的‘绿色’竞争力。”汪若宇表示。
04
“零碳新基建”
以实现零碳排放为核心，通过科技创新、新型商业模式，推动基础设施的升级，构建一个高效、智能、零碳的基础设施体系。
作为“全球唯三”的锂电池灯塔工厂，宁德基地、宜宾基地、溧阳基地无疑也代表了宁德时代未来的发展方向。
宁德时代的三大战略发展方向包括：以可再生能源和储能为核心，实现固定式化石能源替代；以动力电池为核心，实现移动式化石能源替代；以“电动化+智能化”为核心，实现市场应用的集成创新。
在“灯塔工厂”指导之下，宁德时代的战略发展正在一步步实现。2023年宁德时代正式发布公司“零碳战略”，宣布“到2025年实现核心运营碳中和，到2035年实现价值链碳中和”。
在2024年9月底的世界新能源汽车大会上，宁德时代董事长曾毓群还表示，宁德时代将以实现零碳排放为核心，通过科技创新、新型商业模式，推动基础设施的升级，构建一个高效、智能、零碳的基础设施体系——“零碳新基建”。
曾毓群指出，“零碳新基建”应当具备三大特征：
首先，零碳新基建要有全景式、一体化的解决方案，这完全是可行的。
应对气候变化，交通电动化只是其中一部分。从港口、码头、工厂园区，到人们所居住的城市，几乎全场景都需要通过“零碳”解决方案实现再造，这是加快能源转型的关键。发电侧的清洁能源替代、发电效率的提升、输能损耗的降低、能源灵活调配、用电侧的节能管理，以及终端消费清洁化、能源数智化管理等，任何环节都不能“掉链子”。
其次，零碳新基建是可持续的。
零碳新基建从设计之初就要致力于实现可持续发展，具备长期的环境和经济可持续性。作为零碳新基建的核心要素，电池必须实现可循环。为此，宁德时代构建了一个完整的电池全生命周期管理体系，涵盖上游供应链、电池设计、生产、使用、回收和再制造等多个环节，致力于最大化循环利用。
在此循环生态下，宁德时代的电池可循环使用15000次，储能系统的使用寿命超过20年；铁锂电池回收实现全球首个大规模产业化，已具备每年27万吨废旧电池处理能力。到2035年将实现电池价值链“碳中和”。此外，宁德时代还联合全球电池联盟GBA（Global Battery Alliance)，共同开展“电池护照”试点项目。
再次，零碳新基建是一种全球化的新生态。
发展不平衡是能源转型的一大问题。要应对气候变化，光靠部分地区实现“零碳”目标远远不够。全球范围内必须协同合作，从“零碳岛”“零碳城市”乃至“零碳乡村”等，最终实现“零碳地球”。
这需要技术的开放与共享，更需要各国在政策、产业、市场方面的紧密合作。通过创新的方式，让技术、产业和经验在全球流动，共同解决绿色转型进程中的难题，打造一个绿色、稳定、可靠的“零碳新基建”生态。
宁德时代通过LRS模式（License, Royalty, and Service，即许可、授权和服务模式），面向全球车企及电池生产企业提供专利许可、技术支持和服务。合作伙伴不仅能够获得电芯制造上的技术授权，还能够获得覆盖产品全生命周期的解决方案，从而实现零碳科技在全球范围内的快速应用，以及先进经验的广泛传播与实践。
“建设‘零碳新基建’，我们已经没有时间等待了，因为时间是没办法‘循环利用’的。”曾毓群表示。（本文图片由受访者提供）
来源 | 《商学院》杂志2024年11月刊
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