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全球不确定环境下,锂电行业将何去何从?

1、前言

锂电行业由锂上游资源开采、锂盐提取、锂电池材料和锂电池的加工制造、新能源车整车制造等应用场景以及充电设备等配套支持服务构成整体生态圈。其中锂电池材料和锂电池的加工制造,以及新能源车等应用场景是其核心部分。锂电产业制造业部分上游为正极材料、负极材料、电解液和隔膜的生产。中游为产业核心:锂电芯、锂电池的制造,以及锂电池模组的组装,其按应用领域分类可以分为动力锂电池、消费锂电池和储能锂电池,分别对应下游中新能源汽车、3C 电子产品和储能领域应用。

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。目前受制于技术因素,锂离子电池应用更为广泛。锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。近年来我国锂离子电池产量规模逐年扩大,据工信部数据,2015-2020 年,我国锂离子电池的产量从 56 亿只增长至 188.5 亿只,今年 1-6 月,我国电池制造业主要产品中,锂离子电池产量达 106.9 亿只,同比增长 44.1%。


2、近年来影响锂电产业快速发展的因素

2.1 大环境:国际国内环境和政策给锂电行业提供生长土壤

1)全球共识:《巴黎协定》框架下,碳中和成为全球共识,国际能源署看好未来能源市场

目前,全球每年向大气排放约 510 亿吨的温室气体,中、欧、美是碳排放最大经济体,三者温室气体排放全球合计占比达 52%。中国是全球第一大碳排放经济体,温室气体排放量占比超 25%,人均排放量比全球平均水平高约 40%。要避免气候灾难,人类需停止向大气中排放温室气体,实现零排放。《巴黎协定》所规定的目标是,在本世纪中叶,碳排放净增量归零,以实现在本世纪末将全球地表温度相对于工业革命前上升的幅度控制在 2℃以内。在这样的背景下,碳中和成为全球共识,联合国气候变化框架公约缔约方,包括中国在内,纷纷明确碳中和时间表。(数据来源:新经济导刊,中国经济评论)

实现碳中和的目标,需要新技术新方法支持,这为能源市场创造了新的增长点。2021 年 10 月 13 日,国际能源署年度旗舰报告《2021 年世界能源展望》正式发布。其中指出到 2050 年,成功实现净零排放将为风力发电机组、太阳能电池板、锂离子电池、电解槽和燃料电池等行业创造一个每年超过 1 万亿美元的市场,其规模可与当前的石油市场相媲美。

2)国内政策:“双碳” 目标引领,国家和各地方推出多项利好政策,新能源汽车列入 “十四五” 规划

作为世界上最大的发展中国家和最大的煤炭消费国,习近平主席提出了中国 “碳达峰、碳中和” 目标:二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。非化石能源占一次能源消费比重达到 20% 左右。

同时,中国明确表示 2025 年 BEV (纯电动汽车)和 PHEV(插电混合动力汽车)年销量将占汽车总销量 15%- 25%,BEV 占新能源汽车销量的 90% 以上。而使用锂电池的新能源汽车可以减少 100% 的碳排放量,因此成为发展重点之一。

国家层面关于碳中和的政策:中国碳达峰碳中和提出后,生态环境部、能源部、工信部等多部委多领域均为实现 “碳达峰、碳中和” 目标加紧制定行动方案,发展新能源汽车被列入 “十四五” 规划。央行制定了对低碳绿色项目的资金支持政策。

表1:国家层面关于碳中和的政策

制图:5GAI 产业研习社

各地方对于新能源汽车的政策:作为能源替代的重要部分,各地方对于新能源汽车发展提出了发展目标,以及配套服务设施建设计划。

表2:各地方对于新能源汽车的政策

制图:5GAI 产业研习社

2.2投融资环境:投融资活动频繁,资本市场活跃

近年来,在新能源产业持续红火、政策扶持力度不断加大的背景下,锂电行业备受资本青睐,头部企业融资不断。2021 年上半年 20 余家锂离子电池产业链企业申请上市,融资总规模近 240 亿元。蜂巢能源 7 月底宣布完成 102.8 亿元 B 轮融资,年内累计完成股权融资 137.8 亿元;宁德时代继 2020 年融资之后,2021 年 8 月中旬推出定增计划拟融资 582 亿元,中航锂电 9 月透露完成 120 亿元股权融资、赣锋锂业近期披露旗下赣锋锂电完成增资约 30 亿元。

良好的融资环境为锂电企业投资建厂和研发提供了资金基础。2021 年上半年骨干企业公布锂离子电池产业链投资项目近百个,总投资金额超过 4900 亿元,其中电池和四大材料投资额分别超过 3100 亿元、1800 亿元;蜂巢能源将募集资金主要用于新技术研发和新工厂建设。

国际方面,国内龙头企业在海外重点地区投资建厂,国际资本及企业通过参股、长单等形式与国内企业加强合作。

2.3产业环境:下游应用市场规模大、增长高,带动锂电池需求

表3:2021 年 8 月全球新能源乘用车销售情况

制图:5GAI 产业研习社

2020 年,新能源汽车全球市场占有率,中国以 40.70% 的比例仅次于欧洲,位居第二。对国内企业而言,中国新能源车占比规模大,出口销量高,对锂电池的需求高。特别是在政策的支持和宣传引导下,环保观念深入人心。

此外,随着中国宏观经济的崛起,我国居民购买力和对汽车的需求上升,给新能源汽车提供了广阔的消费者群体。2020 年中国生产总值为 101.60 万亿元,人均可支配收入为 3.22 万元,人均消费支出为 2.12 万元,其中交通通信领域的消费占总消费的 13%。虽然进入 2020 年,受疫情影响,上半年居民消费大幅度下降,下半年受政府政策刺激消费有所回升,总体而言,2020 年我国居民消费支出有所下滑。但随着疫情逐渐结束,预计我国经济仍将持续上行。数据显示,2020 年中国居民人均可支配收入为为 32189 亿元,同比增长 4.7%。

图1:2020 年新能源汽车全球市场占有率

数据来源:EVsales,华安证券;制图:5GAI 产业研习社

图2:2020 年全国居民人均消费支出构成

数据来源:国家统计局;制图:5GAI 产业研习社

   图3:2016-2020 年国内生产总值及其增速

数据来源:国家统计局;制图:5GAI 产业研习社

图4:2016-2020 年居民人均可支配收入及其增速

数据来源:国家统计局;制图:5GAI 产业研习社

2)3C:电信业务和互联网普及带动消费电子产品需求上升

在 3C 消费电子产品方面,电信业务量和互联网用户的不断增长,带动了智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子需求量不断扩大。据国家统计局数据,2020 年,我国全年完成电信业务总量 136758 亿元,比上年增长 28.1%。年末全国电话用户总数 177598 万户,其中移动电话用户 159407 万户。移动电话普及率为 113.9 部/百人。固定互联网宽带接入用户 48355 万户,比上年末增加 3427 万户,其中固定互联网光纤宽带接入用户 45414 万户,增加 3675 万户。全年移动互联网用户接入流量 1656 亿 GB,比上年增长 35.7%。年末互联网上网人数 9.89 亿人,其中手机上网人数 9.86 亿人。互联网普及率为 70.4%。

图5:2016-2020 年固定互联网宽带接入用户数(万户)


数据来源:国家统计局;制图:5GAI 产业研习社

3)储能:与清洁能源结合,辅助储能稳定电力输送

电力与通信储能市场快速增长带动了国内储能锂电池出货量的持续增加。近年来,中国用电量逐年增长,2020 年中国用电量为 75214 亿千瓦时,2021 年上半年中国用电量为 39339 亿千瓦时,同比增长 16.2%。将储能技术应用于电力系统,可以弥补电力系统中缺失的 “储放” 功能。

同时,清洁能源的规模扩大,也给储能锂电池提供了结合发展的机会。我国对能源产业改造升级,使用污染小,能耗低的清洁能源,如光伏发电,风能,潮汐能等,而由于自然因素,这些能源供电不稳定,因此需要锂电作为储能动力稳定电力输送。比如,“光伏发电、电池储能、终端应用” 融合创新的能源电子产业链逐步加快发展步伐,锂电、光伏等领域骨干企业加强合作,光储一体化建设加快。2020 年上半年全国储能锂离子电池产量达到 15GWh,同比增长 260%。

图6:2016-2020 年清洁能源消费量占能源消费总量的比重

数据来源:国家统计局;制图:5GAI 产业研习社


2.4核心产品锂电池自身因素

1)性能:安全、高效、寿命长,能够在多场景下使用,生产过程绿色环保

锂电池自身的出色性能条件,使其能够在多场景下安全、高效地使用,锂电池能够随时充电耗电,而其他电池需要等到电量耗尽时才能重新蓄能。对温度要求低,一般可以在-20 度到-60 度下使用,且使用寿命高达 6 年以上。对动力锂电池而言,能够承受高功率,可以很好的提供电动汽车的启动和加速所需的功率。

主流企业量产的方壳磷酸铁锂、软包三元电池能量密度分别达到 160Wh/kg、250Wh/kg 以上。储能锂离子电池普遍实现 5000 次以上循环寿命,龙头企业产品循环寿命超过 1 万次。新型无钴电池、半固态电池加快量产步伐。随着电池安全日益受到关注,温测、隔热、水冷、导热、排气、耐压等多重防护措施在系统级领域加快推广应用。

此外,在锂电池生产方面,相较于其他电池,锂电池更加绿色环保,生产和使用过程中不会产生铅、汞、镉等有毒重金属。生产过程耗水量低,在水资源缺乏地区也能完成生产。

2)技术:“良性技术竞争” 提高行业整体技术水平

随着新能源汽车的推广,对电池的能量密度、功率密度、安全性、循环寿命、环境适应性、成本都提出了更高要求,促进了电池行业 “良性技术竞争”,提高了锂电池行业整体技术水平。在中国的四个国家级计划中,涉及到动力电池领域的目标分成三个层次:一个是高比能锂离子电池做到 300Wh/kg,下一代锂离子电池希望做到 400Wh/kg,新体系电池做到 500Wh/kg,以及固态电池的研发和产业化工作。中国电动汽车百人会第三届全球新能源与智能汽车供应链创新大会上提出了 “对磷酸铁锂电池去钴降镍提锰;对高容量三元正极材料升镍;全固态电池电解质和正负极颗粒保持良好接触的解决方案” 都是促进动力电池高比能、高安全、长寿命、低成本、高环境适应性的技术手段。

在公司层面,为扩大市场份额,国内锂离子电池生产企业不断加大研发投入。同时,各大高校也纷纷建立锂电池实验室,培养锂电池技术方面的储备人才,积极开发新技术。例如 2020 年比亚迪公司推出 “刀片电池” 技术,通过将电芯做长,改变电池包原有的 “电芯 - 模组 - 电池包” 结构,将电池包的空间利用率提升至 60%,有效改善电池包的体积能量密度。刀片电池技术有望提升磷酸铁锂电池的装机量,公司将充分受益于磷酸铁锂电池市场的复苏。


3、未来锂电行业发展趋势

由需求增长拉动下游市场发展,带动中上游扩大生产,锂电行业未来呈现产销量增长趋势。同时,为了解决用户痛点,下游市场将发展配套设施建设,构造完善的产业生态圈。中游在技术壁垒的作用下,市场份额将进一步向头部企业集中,技术升级依然是竞争重点。上游锂电池材料目前供应紧张,未来需扩大产能,为了稳定获取扩大产能所需原材料,锂电池材料制造企业通过海外并购、战略投资等方式获取优质锂矿资源.

3.1 下游

1)需求带动增长

从国内情况来看,在碳减排、发展新能源的大背景下,根据中汽协公布的数据,2021 年 7 月我国实现新能源汽车销量 27.1 万辆,同比增长 160%,2021 年 1-7 月我国新能源汽车累计销量达 147.8 万辆,超过去年 136.7 万辆的年产销量,创历史新高。

从国际情况来看,新能源车市场渗透率仍有很大上升空间。在 5 月 18 日,拜登参观了密歇根州迪尔伯恩的福特汽车厂时就其 1740 亿美元的电动汽车促进提案发表演讲,其中 1000 亿美元作为电动车税收补贴,105 亿美元来建立 50 万充电站,拜登在演讲中明确表示 “汽车工业的未来是电动车”。根据招商证券数据,当下美国新能源乘用车的月度渗透率还只有 3.55%,离 50% 的目标还有很大的上升空间,明年的美国电动车市场,类似于去年的欧洲,会带动全球新一轮高增长。

在储能领域,国家发改委、能源局联合发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》提出,明确储能独立市场主体地位,健全储能价格与激励机制,“十四五” 期间国内储能市场将由商业化初期向规模化发展转变,2025 年储能装机规划超过 30GWh。电源侧、电网侧、用户侧各环节储能商业模式的建立将是 “十四五” 期间的重点政策目标。

新能源汽车产销两旺,储能政策频出、储能电池需求旺盛,下游产业快速发展,市场将不断扩大。

2)解决用户产品消费需求,构造完善生态圈

从消费者需求看,购买新能源汽车,尤其是纯电动汽车时,主要顾虑是充电续航问题。新能源汽车的发展需要考虑相关因素、解决相关问题,如续航里程、充电时间、充电桩数量等,打造完善的生态圈。

据工信部数据,截至 2021 年 6 月底,中国建成各类充电桩 194.7 万个,换电站 716 座,其中公共充电桩 92.3 万个、私人桩 102.4 万个,换电站 716 座,已形成全球最大规模的充电设施网络。

同时,龙头企业已经开始布局配套服务设施,宁德时代 2019 年 7 月,与科士达成立合资公司,主营业务为分布式交流充电桩销售以及集中式快速充电站的研发等;2020 年 3 月,与福建百城新能源成立合资公司,主营新能源汽车充换电设施建设运营;8 月,与蔚来汽车成立合资公司,推出 BaaS(电池租用服务)业务。

3.2 中游

2016-2020 年度锂电池年复合增长率 19.61%,动力电池年复合增长率 27.11%,消费电池年复合增长率 11.88%,储能电池年复合增长率 37.47%。2016-2020 年,全球锂电池需求逐年上涨,并且有增幅扩大的趋势,结合下游产业的强劲拉动力,未来将继续增长。

1)市场份额进一步向头部企业集中

从动力锂电池装车量来看,2020 年市场占有率最大的宁德时代占有了近半的装车量。装车量排名前五的企业,占据超过 80% 的份额,市场整体呈现垄断竞争结构。

纵向来看,头部企业分布比较稳定,说明市场地位稳固,中小企业难以超越。除前五企业外,其他企业所占份额逐年减少,中小企业的生存空间逐年缩小。

随着我国政策和客户、消费者对动力锂电池的性能、安全性提出更高要求,动力锂电池生产企业需要提高研发能力和资金支持力度,提高了行业技术壁垒,再加上龙头企业由规模效应和成熟的供应链管理体系形成的成本管控能力,预期市场份额将更集中在头部企业,集中化形势将加剧。

图7:2018 年动力锂电池装车量份额


图8:2019 年动力锂电池装车量份额


图9:2020年动力锂电池装车量份额

数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟,前瞻产业研究院;制图:5GAI 产业研习社

2)产业多元化发展

其它行业也会推动锂电行业发展,结合锂电行业,发展交叉行业,例如晶科能源先后与国轩高科、宁德时代签署战略合作协议,建立 “光伏 + 锂电=储能” 的业务合作模式,推动产业的多元化发展。

3)技术升级:提高电池比能量,降低成本

从整个电池的发展体系上看,动力电池的能量密度较低、快充能力受限、成本较高,在电动车的续航里程、充电体验以及购置成本等方面较燃油车仍有劣势,因此高能量密度和低成本是汽车动力电池一直努力的方向。中、日、韩、美等国的战略规划表明,未来电池行业将以能量密度、成本、循环寿命等作为动力电池的重点评价指标。日本在电池能量密度方面寻求突破、建构 “超级电池” 梦想;;韩国着力于通过电池体系材料的改进、实现电池各方面指标的整体优化; 美国更关注单体电池成本;中国则将重点放在了能量密度和成本协调发展上。锂离子电池比能量逐步提升、成本逐渐降低将成为锂电行业的发展趋势。

3.3上游

1)目前供应紧张,未来需扩大产能

表4:锂电池材料供应情况

数据来源:BAIINFO,国信证券;制图:5GAI 产业研习社

2)受限于矿产分布,上游锂电池材料制造业积极海外投资获取矿产资源

中国镍和钴的储量分别占全球储量的 3.4%、1.11%,中国对镍和钴的消耗量均超过全球 50%,对外依存度分别超过 85% 和 90%。全球锂资源以锂矿石、盐湖锂等形式存在,主要分布于中国、智利、澳大利亚、阿根廷等国家。锂资源现有供给的 50% 左右来自澳洲矿山、40% 左右来自南美洲高品质盐湖、10% 左右来自中国美国等其它地区。我国锂资源虽储量巨大,但多数品质不高、开发难度大;锂电企业打破行业龙头对锂矿资源垄断的努力目前成效有限。原料成为锂电行业发展的制约因素之一。

长期以来,全球优质锂矿及锂盐湖长期被雅保和 SQM 两家巨头占据,而后,部分中国锂原料企业通过海外并购、战略投资的方式,也逐步获取了优质锂矿资源。其中天齐和赣锋凭借对国际优质锂资源的掌控,在业内话语权较高。(数据来源:德勤管理咨询)

上游电池厂家和整车厂为保证稳定供应和定价话语权,也开始了对锂资源的争夺。丰田、长城、宁德时代等在澳洲和南美均有布局,用包销或者入股投资的方式,确保最上游的原料供应。特斯拉则宣布在内华达州购买了土地开采锂矿,企图探索新锂资源提取科技,实现纵向整合、进一步降低成本。


4、锂电行业企业发展方向

4.1全产业链布局

面对中下游快速增长的需求,上游锂电池材料制造业受产能限制,出现供应紧张、供不应求的局面,并出现价格上升的趋势。为了适应市场扩大的需要,保证锂电池材料的稳定供应和成本的合理控制,锂电池及电池模组制造企业应主动向上扩展,进行纵向扩张,以投资或合资的方式参与锂电池材料的制造。

同时,由于下游应用市场有较大的发展潜力,中游企业也可以适当向下游扩展,参与新能源汽车生产、储能项目、配套服务设施等。

自 2020 年开始,宁德时代不断进行融资,然后用于投资境内外产业链上下游优质上市企业,开始纵向合并,其全产业链布局将逐步增强,届时对产业链上下游企业的议价能力、竞争优势将进一步凸显。

比亚迪目前在中国市场动力电池装机市占率为 14.6%,并且比亚迪通过持续的本业投资、并购、供应链垂直整合及技术提升,已经成为布局贯穿锂电全产业链的自主整车领军品牌,目前是全球唯一一家同时掌握新能源汽车电池、电机、电控及充电配套、整车制造等核心技术以及成熟市场推广经验的企业。

4.2全球战略

在原材料方面,我国锂矿床分布十分集中,锂盐湖主要分布在青海、西藏和湖北;锂辉石和锂云母主要分布四川、江西和湖南三省。2017 年,我国已探明的资源量折合锂资源超过 540 万吨,预测资源潜力为 1760 万吨,约占全球总探明储量的 22.9%。

就碳酸锂的生产而言,虽然我国盐湖锂资源储量大,但受制于海拔较高,开采利用条件差;目前虽然通过研发创新型锂盐提取技术能够实现规模化生产,但生产成本仍相对较高。2018 年,青海盐湖卤水提取碳酸锂成本为 3-4 万元/吨,而南美盐湖生产碳酸锂成本约为 2-3 万元/吨。

由于我国的矿产质量不高、开采难度大,锂电池材料制造企业适当向境外以股权投资或者合资办厂的方式,取得境外矿产资源的使用权,有利于降低成本,扩大利润空间,并且利用价格优势建立优势地位。

在下游市场需求方面,美国欧洲等市场新能源汽车市场潜力巨大,动力电池需求量高,锂电池及电池模组制造企业可以进一步开拓国际客户,提升国际订单数量,提升全球范围内市场占有率。

4.3技术为本

随着我国科技的进步和发展,以及国家加大对科研的投入力度,我国已经成为锂电池领域拥有专利最多的国家,并且逐渐由改进型专利向发明创造型专利转变。

2010-2018 年中国锂离子电池技术不断发展、完善,相关专利技术申请量稳步上涨,2019-2020 年稍有下降。2020 年中国锂离子电池专利申请专利量为 7085 件,较 2019 年的 7288 件减少了 203 件。

长远来看,随着对锂电池性能的要求越来越高,技术研发依然是锂电企业的发展根本,企业应加大研发投入力度,吸纳研发人才,与国内外高校、优秀研发机构深入合作,致力于提升产品性能和产品质量。

图10:2016-2020 年锂电池领域专利申请量(件)


数据来源:智研咨询;制图:5GAI 产业研习社  

4.4加强回收

随着环境压力与能源危机问题日益凸显,国家对企业的环保要求倒逼锂电企业注重电池材料的环保回收。例如,锂电企业几乎在生产端上安装了 NMP 材料(N-甲基吡咯烷酮,锂电池正极溶剂材料)回收系统,以解决对 NMP 回收、提纯、再利用的目的。并且,对电池中金属的回收也广受关注,美国企业 BCA Industries 推出了一种可以高效地粉碎电池材料的技术,在帮助回收企业节约能源开支的情况下提升产能。以三元电池为例,三元电池中锂的平均含量为 1.9%、镍 12.1%、钴 2.3%;此外,铜部分、铝部分等占比也达到了 13.3% 和 12.7%。资源化回收将成为创造收入和降低成本的一个主要来源,也有利于政府建设低碳经济和环境友好型社会。


5、总结

锂电产业受政策影响较大,在政策利好的情况下,中下游需求将持续增长,但仍需建设完善配套设施服务体系,解新能源汽车潜在消费者群体的后顾之忧。锂电池材料目前供应紧张,在未来需扩大产能,并且积极获取所需的矿产资源,弥补我国矿产开采难度大的不足。

技术更新、性能升级是锂电行业的主旋律,在快速发展的技术密集型产业中竞争,锂电企业应注重研发,将技术作为自己的发展之本。


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