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揭开动力电池巨头崛起之谜

作者:中国储能网新闻中心 来源:恒大智库 发布时间:2018-11-03 浏览:
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中国储能网讯:在价格压力与规模经济的要求下,动力电池行业内部的垂直分工将进一步加深,寡头竞争很可能成为未来行业的主要格局。

动力电池是新能源汽车三电系统的核心。

近来我们观察到两个有趣的现象:1)动力电池全球排名前三的比亚迪宣布将剥离旗下动力电池部门,寻求独立运营与上市;而吉利却宣布投入近百亿的资金在湖北布局动力电池项目;2)目前各电池企业建成产能已经远远超出实际需求,然而各家公布的产能规划却仍数倍于建成产能。

看似矛盾的现象背后透露出行业竞争格局的变化趋势。本文将试图说明:在价格压力与规模经济的要求下,动力电池行业内部的垂直分工将进一步加深,寡头竞争很可能成为未来行业的主要格局。

对于车企,将根据自身需求与实力的不同来决定对动力电池产业链的介入方式与程度。

动力电池增长迅速,市场份额进一步集中

在G20德国汉堡峰会倡导下,越来越多的国家重视并执行《巴黎协议》。以减少温室气体排放、能源储备为驱动,新能源汽车的重要地位可见一斑。

其中,占车体总成本30%-40%的动力电池,无论在成本角度还是技术角度,都愈加重要。

2011年开始发展的动力电池市场,亚洲国家领头以每年平均翻倍速度增长,其中表现最为亮眼的是中国,从落后到全球份额第一。

但随着中国市场政策缩紧,大量尾端企业被淘汰,早期盲目扩张产能、依附补贴存活的企业自身竞争能力不足、质量不高现象愈加明显。

全球市场:中国崛起、电池巨头强者恒强

动力电池占比持续提攀升。

出货量方面,全球锂电池2017年出货量增长21.46%达143.5GWh,主要因激增的动力电池拉动作用。

因此,动力电池从2011年占比2.32%(1.08GWh)涨至2017年的52.13%(74.8GWh)。

市场规模方面,2017年全球锂电池市场规模约300亿美金,细分市场格局随时间推移发展改变,其中动力电池占比不断提升,从2011年的3%升至2017年的50%。

产能80%以上集中亚欧,固态电池为各国地区下一个十年主要发展方向。

从国家地区层面来看,目前动力电池70%出货量集中在中日韩为主的亚洲地区,其次是德法代表的欧洲地区。

虽然中国动力电池开发时间较晚,但在补贴政策与其他相关倾斜政策扶持下,中国以39.2GWh出货量占据全球第一。

战略规划方面,目前全球主要地区与国家下一个十年计划主要侧重固态电池,体现在2025年前实现电池单体能量密度提升、成本下降、续航里程延长与最终量产。

前十头部企业中日韩地位突出

根据销量,自2015年以来,全球动力电池企业前十均被中日韩企业包揽,整体销量占比于2016年到达顶峰为84.16%。

此外,国企业达7家,宁德时代以12GWh销量超越松下电器成为2017年全球销量冠军。

从单个企业来看,三星SDI以两年平均140%增速成为排名前十中发展最为迅猛的企业。

毫无疑问,中日韩三国目前为动力电池市场霸主。

中国市场:尾部企业加速退出

据中国汽车工业协会数据统计显示,2017年中国新能源汽车总产量为81.9万辆,占当年新车总产量的2.8%。

与此同时,动力电池产业同比增长29.29%实现配套装机量36.2GWh。

从增速曲线来看,动力电池发展与新能源汽车发展成强正相关性,在例如2013年9月17日发布《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》等政策红利扶持下,2013至2015年中国新能源汽车迎来爆发期,动力电池产业也以年平均约350%的增速发展。

随着2017年提出并执行的高技术、产量补贴标准,涨幅急速降低。

动力电池装机量对应汽车种类方面,2017年新能源客车动力电池装机量第一为15GWh,主要受惠于传统燃油客车替换。

从全年角度来看,2017年上半年受制于新能源汽车企业检查、推广目录延滞等宏观政策因素,新能源客车装机量于下半年才开始增长,下半年装机量占全年的82.77%。

汽车类型方面,纯电动汽车(BEV)依旧占领整个动力电池应用领域。除了新能源客车对其的强力拉动,还依靠出租车、快车等私人纯电动乘用车市场84%增速,纯电动乘用车配套电池装机量增长约70%。

得益于物流车的更新换代,专用车也有大幅度提升,其中物流车动力电池装机量占专用车整体达96%。

从动力电池种类来看,93%以上为磷酸铁锂电池与三元电池。

其中,90%以上磷酸铁锂电池为新能源客车装载,70%以上三元电池为新能源乘用车装载。

与去年对比,磷酸铁锂电池装机量有所下滑,而三元电池几乎翻倍,主要因为磷酸铁锂生产企业数量减缩与私人乘用车市场加大对三元电池的开发利用。

磷酸铁锂主攻客车、三元主攻乘用车的趋势在2018年逐渐加大,从今年前7月数据来看,新能源乘用车90.43%为三元电池;新能源客车93.75%为磷酸铁锂电池。

此外,不同电芯外形所具备的优缺点不同,适用车型与电芯种类也不同。

从外形占比来看,磷酸铁锂电池以方形为主,占80%;三元电池以软包、方形为主,各约40%;锰酸锂电池以软包为主,占5.72%;钛酸锂电池几乎被圆柱形包揽。

高端产能不足,低端产能过剩,补贴、双积分等扶持政策要求提高后,行业洗牌开始竞争加剧。

动力电池企业生存环境与政策息息相关,企业数可以很好说明这一点。

国内动力电池企业数量自2016年开始大幅度减少,2017年仅为98家,同期对比减少约三分之一,早期依靠补贴的尾端小型企业多被淘汰。

从装机量来看,2017年前十企业整体装机量提升20%以上,但总占比下滑4%,高端产能不足已显。

主要因为我国动力电池企业“小、散、微”产业格局,装机量超10GWh仅宁德时代一家,超1GWh也不足10家,80%以上企业小于0.5GWh。

其次,产能利用率无论头部企业还是尾端企业都严重不足。

以产能利用60%为基准,仅宁德时代一家超过标准线,电池企业产能利用率多半集中在20%-30%左右,即使宁德时代自身,产能利用率连续2年下滑20个百分点。

随着国内市场逐渐开放,海外强势品牌进驻,竞争必然更加激烈,产能利用率问题亟待解决。

动力电池行业“学习曲线”:产品价格快速下降

供需不平、能量密度提升与规模效应将继续压低价格

供需严重不平衡。

动力电池需求与新能源汽车挂钩,而中国与欧洲将成为全球最大新能源汽车市场国家。据IEA数据分析,至2030年,全球新能源汽车市场中国市场份额达26%,欧洲23%。

从此处看,全球需求端将继续以超40%速度攀升,2020年约可达430GWh,其中纯动力电池将占70%。

与此同时,随着各国环境、产业扶持政策执行,全球厂商扩张速度加快,产能呈几何倍增长。

但盲目扩张导致两极分化更为严重,直至低端产能出清、产业结构性调整完成,价格受供需影响的程度才会降低。

以中国市场为例,按照乘用车50%、客车1%、专用车30%产量增速假设来计算,2020年新能源汽车产量将达215万辆,届时动力电池需求量可达112GWh。

对比285GWh的产能规划,依旧有2.5倍的缺口差距。

能量密度提升与规模效应共同作用,电池价格降约一半。

2014年至2017年,动力电池价格以年均20%速度下跌直至1.5元/Wh,并于2020年达1元/Wh左右,维持这一下滑趋势至“油电平价”,即新能源汽车与燃油车拥有同水平成本竞争力。

电池价格高速下跌来自两方面,一是电池密度提升带来的单位材料与高价钴消耗量降低,使成本最高降低50%。

二是大规模自动化生产提高良品率,使成本最高降低60%。

成本端:上游材料是关键

受上述三点因素影响,对此进行成本分析。

动力电池成本自2010年开始滑坡式下降,但根据目前技术进程以达到成本端100美金/KWh实现“油电平价”还需5-6年,影响压缩成本的因素包括制造工艺的升级、规模经济、整合效率等,而其中最为关键的是材料的突破。

正负极材料、隔膜和电解液占50%以上,其中又以正极材料最为重要,占整体成本30%。

以我国三元电池为例,尽管各大厂商开始向NCM622\811\NCA的高比容高能量密度电池探索,但覆盖范围并不算大,NCM523和NCM111在中短期依然是国内市场主流。

因此,存在较大的正极材料涨幅可能性。

此外,负极材料、电解液、隔膜等得益于技术提升与大规模生产,可大幅度降低单位成本弥补甚至超过正极材料涨价来带的价格波动。

对此,从综合角度来看,三元电芯成本降低至2020年的0.74元/Wh左右,利润空间得以保留,但未来存在缩减的可能性。

寡头竞争格局正在形成

从电池企业与整车汽车不同角度来看,电池企业为降低上下游夹层压力,研发新型电池、提高技术水平,合作客户数量上也有大幅度增加。

但不同于海外企业积极寻求全球合作,国内电池企业客户主要集中中国,范围狭窄,进一步增加国内电池市场竞争。

企业具体规划方面,除了电池企业加大三元电池研发比重,还有其他相似之处,即在产业链上开始步入上游材料端为阶段性发展做好资源储备;二是较为激进的产能规划,平均目标2020年产能约翻4-5倍。

整车企业布局电池行业速度加快、范围变广、金额增高。其中又以PACK厂切入为主流,实现方式主要为合资建厂,利用双方优势取长补短,降低成本的同时增加电池与车体整体契合度。

电池企业:扩大规模降低成本,提高产能利用率减轻折旧压力

对比整车企业,电池企业的竞争更加激烈,主要源自两方面压力,一块是上游材料端的涨价压力,另一块是下游整车企业的压价压力。

除了增加研发、提高电池性能,电池企业也增加与整车企业合作来缓解紧张。从全球前十动力电池企业来看,除了比亚迪为自产自销,其余企业都积极参与对外合作。

其中,宁德时代以64家合作企业数量位居榜首,国轩高科与北京国能以38家同为第二。从配套车类型来看,大多企业都涉及乘用车电池生产,仅沃特玛单一从事客车电池生产。

对比国内企业与海外企业的布局情况可以发现,国内电池企业合作车企基本为国产品牌,市场规划集中中国且整体较封闭。

松下、三星SDI与LGChem三者布局更广,且各有特点。

作为最早开发动力电池的松下,客户基本为日欧美龙头,其中日本6家、欧洲4家、美国2家;LGChem仅次松下,客户覆盖欧美主流车厂,例如雪佛兰、雷诺等;三星SDI特长方形电池,客户多在中日韩。

乘用车前五电池企业规划

宁德时代

宁德时代2017年总装机量为10.51GWh,全年配套搭载新能源汽车共19.79万辆,其中三元电池用量占比55.79%,磷酸铁锂电池44.21%。合作车企方面,最大合作方为北京新能源共4.88万辆。

新能源产业布局方面,宁德时代加快技术研发、团队建设以实现上中下三游全方位覆盖。

上游方面,宁德时代除了大规模储备镍、钴、铜等重要能源材料,还通过收购邦普66.72%股权强化自身电池正极材料回收效率,极力发展电池回收业务。此外,投资超100亿引进配套材料企业落户宁德锂电新能源产业园区。

中游方面,宁德时代深化绑定合作加深与整车企业良好关系,同时在加拿大、欧洲和美国筹备动力电池研发生产基地,加大海外市场比重。

下游方面,宁德时代参股整车公司,例如芬兰Valmet,参与开发20年以上的超长寿命储能系统,增加公司储能技术扩大业务范围。

产能规划方面,宁德时代即将建成的湖西锂子动力电池生产基地可为公司增添竞争力,达产后可新增24GWh产能。

根据公司战略规划,宁德时代预计2020年三元电池能量密度达~300Wh/kg,成本降低至1元/Wh,整体产能54GWh。

松下电器

2008年并购三洋电机,2009年与特斯拉合作,松下电器便开始在动力电池行业领跑。

以圆柱型电池闻名,旗下生产的NCA21700电池单体能量密度为行业目前最高,可达340Wh/kg。

分版块业务来看,电池机电系统为松下电器营收占比最高部门,约31.82%。

为满足生产需求,松下进行电池厂全球化布局:目前松下在日(4)、中(2)、美(1)共设立7个电池厂。

日本电池厂:主要生产混合动力与插电式混合动力配套的方形电池,研发方向为高输出功率与高容量,地址分别位于Sumoto、Suminoe、Himeji、Kasai。

美国电池厂:主要生产与特斯拉纯电动汽车配套的圆柱电池,预计2018年产能35GWh,研发方向为高能量密度,地址位于Nevada。

中国电池厂:大连工厂于2015年投建,总金额27亿元,主要生产方形电池;苏州工厂是与苏州捷新合资建设,主要生产特斯拉配套的18650型三元电池。

产能规划方面,为保持竞争优势稳固行业地位,松下不断增加规划量,预计2018年产能可达33GWh,2020年达52GWh。

比亚迪

比亚迪2017年总装机量为5.65GWh,主要以磷酸铁锂为研发方向,占比84.9%。配套装载新能源汽车10.35万辆,除了与北京华林合作的958辆特装车,其余均供内部使用。

为改善目前封闭现象,比亚迪加快产业全链拓展向外开放:上游电池材料储备,中游技术研发,下游外部车企合作拓展。

对比亚迪来说,最为重要的是外部合作。从计划2019年前拆分电池业务寻求2023年前单独上市,比亚迪对外开放进程不断加快。

目前比亚迪已与长安汽车达成战略合作,双方将在重庆合资建厂生产销售动力电池,年产能10GWh。此外,比亚迪多方接触国外整车企业,例如大众、宝马、奔驰等,寻求合作机会。

电池密度方面,目前比亚迪磷酸铁锂电池能量密度为150Wh/kg,预计今年提升至160Wh/kg,2020年达到200Wh/kg左右。

三元电池开发进程次于磷酸铁锂,目前能量密度在200Wh/kg左右,逐渐实现量产,预计今年三元电池能量密度达240Wh/kg,2020年达300Wh/kg。

产能规划方面,预计今年产能可达26GWh,2020年从早期规划的39GWh升至60GWh。

LGChem

LGChem主攻三元动力电池,配套混合动力、插电混合动力与纯动力汽车。2017年LGChem实现产能18GWh,销量4.5GWh,合作车企包括现代、起亚、沃尔沃等。为实现产能2年翻倍计划,LGChem开始全球化、全产业链化布局。

上游材料方面,除了深化与中日韩材料商合作,LGChem还与华友钴业合资成立两家材料公司,分别是投资10亿元位于浙江衢州的华金新能源,主营三元前躯体;投资30亿元位于江苏无锡的乐友新能源,主营正极材料。

电池厂方面,包括落地与在建,LGChem在韩国(1)、美国(1)、中国(1)、欧洲(1)共4家电池厂。

韩国:主要提供韩国市场订单需求,位于梧仓。

中国:将于2018年10月正式开工总投资20亿美金的进军中国市场项目,预计2019年开始量产,2023年全面量产,年产能32GWh,位于南京。

美国:于2012年建成,服务美国市场新能源订单,位于密歇根。

欧洲:服务欧洲市场新能源动力电池订单,每年可配套搭载10万辆新能源汽车,位于波兰。

产能方面:LGChem预计今年产能可达34GWh,2020年达70GWh。电池方面,LGChem加强目前软包NCM622电池性能,开始小批量投产NCM811电池,预计2020年实现量产形成商用。

能量密度上:LGChem预计2020年提高整体能量密度50%达700Wh/L左右。

国轩高科

国轩高科2017年装机量2.05GWh,以磷酸铁锂为主占84.97%。配套装载新能源汽车4.91万辆,前五合作企业搭载量共占85.99%,其中搭载量最大的合作方是安徽江淮汽车共2.71万辆。

产业链规划方面,国轩高科上游与星源材质合资量产隔膜、正极材料,预计降低30%采购成本让电池总成本降低至0.9元/Wh。

保持磷酸铁锂研发速度,加快三元电池研发与量产,预计今年上半年NCM622产能达5GWh,能量密度达140Wh/kg。

此外,国轩高科与合作车企续航能力300km以上的新能源车逐步替换成新型NCM622电池,进一步拓展三元电池领域提升公司三元电池生产比重。

产能规划方面,目前国轩高科具备3GWh三元电池、7GWh磷酸铁锂电池生产能力,预计今年产能可达10GWh,2020年产能可达30GWh。

电池能量密度方面,目前国轩高科实现磷酸铁锂能量密度从170Wh/kg到180Wh/kg提升,预计2019年可达200Wh/kg。三元电池方面则侧重提升NCM622性能,并无NCM811投产计划。

整车企业:以不同方式积极融入

整车企业转变分工方式加快参与到动力电池行业。

整车企业参与到电池生产环节主要涉及四大块:设计研发、采购、质检与最终整装。

与早期单纯的电池采购方式相比,参与设计研发是整车企业在生产环节中最大的不同。

整车企业参与方式包括合资建厂、战略合作、投资入股、收购、自行建厂等,目标对象从技术难度依次为三电综合、电芯厂、BMS、PACK厂。

从案例分析来看,目前整车企业极少单独从事电芯生产,主要在BMS、PACK层面形成差异化平台,增强自我竞争力。

据不完全统计,2015年至2018年7月,全球整车企业布局动力电池行业约80多起,主要集中在17、18年,金额也随之加大,说明整车企业向上整合进程加快。

从合作方式来看,70%以上为整车企业与电池企业合资建厂,其次是战略投资与自行建厂;

从具体内容来看,80%以上与PACK厂有关,例如车和家直接设立PACK子公司、北汽与戴姆勒技术联合;

从透露的投资金额来看,基本都超过1亿人民币,其中最高为松下与特斯拉之间高达100亿美金以上的合作;

从合作地点来看,在建或预备建设的电池厂与PACK厂主要集中在东亚,其他包括欧洲、美国、印度等地;国内造车新势力方面,基本与电池企业合作成立自己的PACK厂,建立全电化数据平台,参与电池模组设计。

关键字:动力电池

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