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萬字長文,助您看清新能源汽車產業鏈大勢(未來5年)

分類:
新聞中心
作者:
SMM鈷鋰新能源
來源:
SMM鈷鋰新能源
2019/10/11 11:28
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【摘要】:
萬字長文,助您看清新能源汽車產業鏈大勢(未來5年)

——篇首——

新能源汽車:清潔用能,全球必爭

新能源汽車是具備清潔充能-用能能力的汽車,包括純電動、插電混動、燃料電池等技術路線,前二者是新能源汽車的主體。

新能源汽車相比于燃油汽車全生命周期可顯著節能減排;對我國而言,新能源汽車還具備協助維護能源安全的戰略意義。

整車:中國政策切換,中歐引領全球

2019年上半年我國新能源汽車產銷雙雙突破60萬輛,供給優質化,后續補貼退坡幅度較大。我們估計,2019、2020年我國新能源汽車銷量分別為140萬輛、170萬輛,產業得到優化。

全球新能源汽車市場的長期成長引擎在中國和歐洲。參照國際能源署研究結果并自“雙積分”政策(征求意見稿)外推,至2023年中國新能源汽車產銷或突破300萬輛,2025年450-500萬輛,2030年1000萬輛;歐洲節能減排標準嚴格化倒逼新能源汽車產業發展,至2020年或達80萬輛,2025年300萬輛,2030年500萬輛。中歐合計約占全球新能源汽車市場份額的3/4。

鋰電池及材料:技術持續升級,龍頭布局海外

提升鋰電池能量密度仍是技術主流發展方向。鋰電池材料技術層面,2019年是高鎳NCM811正極開始規模化應用的起點,硅碳負極由于壁壘更高產業化進度相對滯后,電解液為配合高鎳及硅碳化趨勢需要研發新型添加劑,隔膜則為適應各類場景需要多元化發展。

行業格局層面,從鋰電池到鋰電池材料整體繼續呈現龍頭集聚、強者恒強局面。需求方面,隨著補貼即將于2021年退出,國內動力鋰電池需求依賴雙積分托底作用,而隨著海外市場如歐洲等加大新能源車推廣力度,國內鋰電池供應鏈企業有望跟隨鋰電池巨頭加快走出去步伐,享受全球新能源車發展紅利。

我們估計2025、2030年全球動力電池需求或分別達到550-650GWh、1.2-1.4TWh。降低鋰電池成本是實現新能源車全生命周期平價的重要保障,從上游原材料到中游鋰電池材料價格在全線持續回落,為鋰電池降價提供讓利空間。目前鋰電池產業鏈毛利率仍有下降空間,但有望逐步企穩,以量補價將是行業長期趨勢。

鋰電設備:受益中歐電池擴產周期向上

國內雙積分政策托底,據我們測算,在頭部動力電池企業產能利用率60%假設下,2025年供需平衡所需動力電池產能預計600GWh左右,“十四五”國內動力電池投資將保持高強度。同時,歐洲主機廠開始大力提升新能源汽車滲透率,我們判斷2020年開始歐洲將迎來產能周期,預計2025年歐洲動力電池實際需求達225GWh左右,未來8-10年年均建設規模或為30-40GWh。

鑒于國內鋰電設備企業在資金實力及訂單交付售后能力等方面競爭力遠超日韓設備企業,我們判斷海內外產能周期共振向上,利好國內鋰電設備企業,年均設備需求或達400億元人民幣。

 

一、新能源汽車:清潔用能,全球必爭

01

新能源汽車,具備清潔充能-用能能力的汽車

對于汽車而言,能量補充方式、運行排放情況、是否需要燃燒和驅動方式等因素影響其“新能源”屬性的強弱。根據國際能源署的定義,新能源汽車指插電混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車,亦即具備清潔充能-用能能力的汽車。

新能源汽車中,純電動汽車的動力構型相對簡單,電池、電機、電控三電系統是其和燃油乘用車的本質區別。混合動力汽車兼具發動機和電動機,作為新能源汽車還需要動力電池可和外部充電設施相連接。燃料電池汽車的能量儲存和功率輸出分別需要儲氫罐和燃料電池發動機系統,部分燃料電池汽車也具備插電功能。

02

新能源汽車發展里程碑

使用便捷性是絕大多數情況下用戶對汽車的接受底線和核心需求,可簡明體現為汽車在某工況/工況組合下運行的行駛時間和充能時間,及對應的行駛路程。

行駛路程越長(對應續航能力)/行駛速度越快(對應動力性能),單次充能時間越短/充能時間占總時間的比例越小(對應充能能力),可認為整車的使用便捷性越高;在充能不便的條件下,單次充能的行駛路程越長,整車的使用便捷性越高。

綜合考慮整車性能和基礎設施完備度,動力電池是新能源汽車儲能裝置的首選,相應技術路線是新能源汽車的主流技術路線;而無論試圖在強離網條件(能量密度-續航里程優先)還是強并網條件(充能時間優先)下取得用戶認可,更先進的動力電池都是電動車“逆襲”燃油車的關鍵。

動力電池的典型組成部分包括正極、負極等活性物質,電解質(液態/固態)、或有隔膜等輔助組元;使用于常溫或略偏離常溫的溫度環境下;理論上和電池外界沒有物質交換,相應化學能的釋放途徑是電極的氧化還原反應;多要求具備電化學可充能力(二次電池,和一次電池相區分)。在鋰離子電池商業化之前,鉛酸電池和鎳系(如鎳鎘、鎳氫)電池是二次電池的主要選擇。

20 世紀末-21 世紀初,以鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和多元金屬酸鋰為正極,以石墨為負極,配合電解質(電解液)和隔膜制成的鋰離子電池(因使用電解液也稱為液態鋰離子電池)體現出了大幅超過原有二次電池的性能。這一方面使得鋰離子電池淘汰鎳氫電池成為 3C 電池的標配,另一方面也意味著鋰離子電池可以作為動力電池汽車的核心儲能裝置,提供從未實現過的 200km 以上的續航及更短的充能時間,滿足乘用車、商用車的基本使用需求。

自1990年至今,以單體能量密度(比能量)提升情況作為評價標準,鋰離子動力電池的技術的進步幅度約為每年3%。

當前商業化的鋰離子電池以石墨或硅碳復合材料為負極,以含鋰的化合物如鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰(三元材料)、磷酸鐵鋰等作正極,以有機溶劑溶解鋰鹽并摻雜不同類型添加劑形成耐正極氧化、耐負極還原的電解液作為鋰離子傳輸介質,以多孔的聚乙烯、聚丙烯薄膜本身或輔以涂覆改性手段物理隔離正負極、絕緣電子而又允許鋰離子通過。鋰離子在正負極材料中嵌入、脫嵌從而實現充放電過程;在鋰離子嵌入或脫嵌的過程中,會同時伴隨與鋰離子等物質的量的電子通過外電路在正負極傳導,由此完成閉路循環,并實現電池充電或對外電路做功的效果。

鋰電池的生產過程可分為極片制作、電芯組裝、電芯激活檢測和電池封裝四個工序。極片制作包括攪拌、涂布、輥壓、分切、制片和極耳成形等工序,極片質量直接決定電池整體性能,因此對極片生產設備的性能、穩定性、自動化水平和生產效率有著很高的要求。電芯組裝主要包括卷繞或疊片、電芯預封裝、注電解液等,對精度、效率和一致性要求很高。電芯激活檢測主要包括電芯化成、分容檢測;電池封裝包括對單體電池進行測試、分類和串并聯以及對電池組性能、可靠性測試。

鋰離子電池技術的進步直接驅動了優質新能源汽車產品的誕生。如問世于2008年,采用鈷酸鋰-石墨電池的特斯拉roadster 1代證實了電動車的較高動力性。近10年后,采用鎳鈷鋁-硅碳電池的特斯拉Model 3證實了高性能電動車的可量產性和用戶接受度。

除以動力電池技術進展為主的新能源汽車技術進展外,全球各主要經濟體不同程度的政策驅動也對新能源汽車規模的提升起到了關鍵的作用。

在我國,新能源汽車補貼、雙積分和路權政策是推動產業發展的重要因素。以2017-2018年間的補貼政策為例,工況續航、電池系統能量密度和整車整備質量-百公里電耗共同決定純電動乘用車補貼。在補貼退坡過程中,電池系統能量密度、整車百公里電耗等關鍵參數的門檻要求逐漸提升,倒逼技術進步。

新能源汽車在國外也不同程度受到扶持。以美國為例,2008年美國通過了《能源獨立與安全法》(Energy Improvement and Extension Act),其中的30D條款專門針對新能源汽車(New qualified plug-in electric drive motor vehicles)出臺專項稅收抵扣。該條款經2009年的《美國復興和再投資法》(The American Recovery and Reinvestment Act)和2013年的《美國納稅人救助法案》(American Taxpayer Relief Act ,ATRA)修訂后執行至今。法案規定,美國納稅人自2009年12月31日以后新購置的符合條件的插電式混合動力汽車及純電動汽車,可享受相對應的稅收返還。返還金額具體計算方法:以車輛動力電池容量5kWh為起點,對應2500美元,大于5kWh的部分以417美元/kWh計算累進補貼,上限7500美元。同時,該法案規定,對某一制造廠商而言,按季度統計,當在美國國內累計銷量達到20萬臺時,即觸發補助退坡機制:從達標后的第二季度開始計算,在接下來的第一、二季度補貼減半,第三、四季度再減半,自此之后不再享受補貼。

技術、政策共同促進了新能源汽車產銷、保有量的爆發式增長。根據國際能源署統計,全球新能源汽車保有量于2015年突破100萬輛,于2018年突破500萬輛。保有量結構中,中國約占全球50%,中國、美國、歐洲合計達全球90%以上。純電動車型是新能源汽車的主體部分,插混車型也有相當數量。2018年全球新能源汽車銷量達201.8萬輛,其中中國銷量達125.6萬輛。

2018年,全球新能源汽車銷量位居前三的車企是特斯拉、比亞迪、北汽新能源;年度車型銷量冠軍特斯拉Model 3取得14.58萬輛銷量。

03

新能源汽車產業意義

和燃油汽車相比,新能源汽車具有普適性的積極意義在于節能減排。有研究者分析了中國純電動汽車和燃油汽車全生命周期(整車“從搖籃到墳墓”、運行“從油井到車輪”、回收“從墳墓到搖籃”)的碳排放并進行比較。研究結果表明2015年純電動汽車即具備排放優勢,2020年隨著整車電耗的降低、動力電池良率的提升、規模效應等因素的積極作用,純電動汽車的節能減排優勢進一步拉大。

在國際能源署的類似研究中,純電動、插電混動汽車的節能減排能力超過了燃油汽車(約 25%到 35%)和常規混合動力汽車(約 5%到 10%)。受限于氫源,燃料電池汽車的節能減排作用相對一般(和常規混合動力汽車相近)。另外,在滿足基本使用需求的情況下,相對較小的動力電池包意味著較少的碳排放。

車型的大小對碳排放的影響也相當顯著。體積的燃油汽車排量更大,全生命周期排放更高,而且隨整車體積的增大,燃油車型排放的增幅要超過新能源車型排放的增幅。另外,電池較小的純電動車型、用電比例較高的插混車型節能減排作用也較顯著。

對我國而言,新能源汽車除了具有節能減排的積極意義外,還兼具強化國家能源安全的重要作用。

富煤、貧油、少氣是我國化石能源的基本資源稟賦情況,可再生能源總體較豐富。而煤炭、一次電力適宜以電能形式消費。據中電聯統計,我國發用電量持續增長;據國網能源院研究估計,至2050年,我國電氣化水平(終端電能消費占終端用能比例)將達到約48%,是當前水平的2倍,接近發達經濟體水平。

我國清潔能源電力(非化石能源電力,水電、核電、風電、太陽能)占比逐年提升。至2017年,清潔能源電力占比已接近消費總量的30%。隨著清潔能源電力裝機增速逐步增長、消納能力逐步增強、平價上網逐步清晰、電力市場建設逐步推進,清潔能源電力占比有望持續提升。同樣據國網能源研究院估計,至2035年,非化石能源在一次能源消費中的占比將超過1/3。

形成較鮮明對比的是,我國石油對外依存度居高不下。據中國石油集團經濟技術研究院發布的《2018年國內外油氣行業發展報告》,2018年中國石油凈進口量4.4億噸,同比增長11%,石油對外依存度升至69.8%;天然氣進口量1254億立方米,同比增長31.7%,對外依存度升至45.3%。預計2019年石油對外依存度升至70%。

較高的電氣化水平、逐步攀升的清潔能源電力占比使得以電代油成為和節油同等重要的降低原油對外依存度的手段。遠期,以我國新能源汽車(以純電動/插電混動計,不區分車型和百公里電耗差異)總保有量1億輛,平均年行駛里程15000公里,平均百公里電耗20kWh估算,新能源汽車年用電量約為0.3萬億kWh,也遠低于我國2017年全社會用電量6.3萬億kWh。我國具備新能源汽車替代的電力基礎。

二、整車:中國政策切換,中歐引領全球

01

中國補貼政策調整,完全退坡進行時

補貼政策是我國新能源汽車產業發展的關鍵直接推動力。2019年,我國新能源汽車補貼全面大幅退坡。

以總量、增量地位均最重要的乘用車為例,2019年補貼標準對純電動乘用車的工況續航里程門檻直接提升至250km.250km-400km檔位車型補貼降至1.8萬元,400km以上車型補貼降至2.5萬元,度電補貼上限550元,國補退坡幅度在47%到60%之間;營運車型補貼7折;過渡期至6月25日,過渡期后取消地補。

2019年補貼調整系數方面,電池系統能量密度最高檔位維持160Wh/kg,但最高系數為1倍;百公里電耗優于國家限值35%可獲1.1倍補貼。調整系數也全面加嚴。

從補貼政策開始到2019年的最新調整方案公布,整車續航里程、電池系統能量密度、百公里電耗等技術指標增長/加嚴明顯,“門檻”逐漸提升。

綜合考慮,2019年1月-3月,乘用車的補貼標準為2018年標準;4-6月底,單車補貼約退至2018年的2/3;6月底以后,單車補貼約退至2018年的1/3。

除乘用車外,商用車補貼也大幅退坡。僅公交車、燃料電池車型補貼后續確定。

02

車型供給豐富,技術指標進步

和2018年相比,2019年我國有大量高質量新能源車型投放市場。從2019年上海車展情況看,純電動、插電混動車型不乏精品。

自主品牌的各類A00級經適車型的性能下限和性價比是消費者所關注的主要方面。如比亞迪e1依托于其成熟的純電動e平臺,整體電驅動系統布局合理,集成度較高,電機最高功率45kw,最大扭矩110N·m,充分滿足該級別車型的動力需求;雖然是成本偏低的A00級車,但比亞迪仍然采用了液冷式電池溫控系統,同級別的其他車型目前均為成本較低的風冷式電池。歐拉R1則充分依托輕量化、高電池系統能量密度的優勢,將A00級車型的工況續航推高至350km以上,并保持了較低的成本。

當前經濟車型的售價綜合多維持在5-8萬元級別。在補貼退坡的大背景下,保證車型基本性能參數穩步提升同時控制成本,并逐步著眼“后補貼時代”進行研發、投產的綜合統籌,或是未來的長期趨勢。

中高端純電動車型一方面更適于作為主力車型,另一方面有利于體現車企的核心競爭力。本屆車展上,眾多自主品牌紛紛展出/更新有關車型(包括概念車型),如比亞迪展出秦Pro、宋Pro、唐和概念車E-SEED GT,北汽新能源推出EX3和概念車Arcfox,長城推出歐拉iq,廣汽繼Aion S上市后又推出Aion LX、吉利推出幾何A等。

中高端車型的售價起步較高、價格浮動較大;工況續航也有大幅增長,自400km至500km以上;百公里電耗相對A00級車型較高,但已處在逐步下降的過程中。另外,短百公里加速時間、長續航、快充、智能駕駛、熱泵空調等方面的特征也更多地出現在中高端車型上。

廣汽新能源Aion LX是繼Aion S后的又一款高性能純電動乘用車,依托廣汽第二代純電專屬平臺技術GEP打造,是Aion家族的首個SUV產品。其電池系統能量密度或達180Wh/kg,工況續航或達650km,百公里加速短至3.9s.Aion LX有望依托其續航和動力性實現強大的產品力。

吉利幾何A具有500km的工況續航,超過180Wh/kg的電池系統能量密度,和13.5kWh的百公里電耗。長續航+低電耗可能就是未來純電動乘用車(特別是轎車)的理想技術形態。

和純電動車型相比,插混車型的補貼調整金額相對較少。對限購區域用戶而言僅牌照價值即可擁有足夠競爭力;對非限購區域用戶而言其節油和以電代油作用相信也將發揮較大作用。

本屆車展中的插電混動車型價格區間在13-28萬元,純電續航分屬50+km和80+km兩類,車型定位也以較高的A/B級車型為主。同定位的插混車型比純電車型成本更低,故同成本插混車型可定位更高,以換取空間感和駕駛/乘坐舒適性。

比亞迪宋Pro因榮獲最佳首發新車大獎受到廣泛關注。該車型提供燃油、插電混動以及純電動三種動力版本,其中插電混動車型搭載了1.5T PHEV動力系統,發動機最大功率為118kW,綜合扭矩輸出達到了775N·m,百公里油耗僅為1.4L。新車科技感亮點豐富:首次啟用了BYD Heart集成式操作臺;新增Pro L2 PLUS級別的智能駕駛輔助系統,同時復合全新比亞迪宋Pro的多個配置,即TJA交通擁堵輔助系統、TSR交通標志識別系統和VRU行人識別保護系統等。

吉利星越也有2.0T汽油版、1.5T PHEV插電混動、1.5T+48V的MHEV弱混三種動力可選。其中1.5T+PHEV按照純電續航里程分成80公里以及56公里兩個版本,又按照車型分成馭星者和耀星者兩個款式,同時配備GKUI 2.0吉客智能生態系統,相比老款系統在桌面交互、智能語音識別以及地圖導航等功能方面進一步實現全面的迭代升級。

03

整車規模領先全球,產品結構持續向好

上半年相對友好的補貼政策和技術水平不斷提升、產品力不斷增強的新能源乘用車共同導致新能源汽車銷量達歷史之最。根據中汽協數據,上半年我國新能源汽車產銷分別達61.4萬輛和61.7萬輛,約相當于2018年全年的一半,接近2017年全年產銷。下半年,補貼退坡、透支因素尤其是營運車型透支因素開始產生影響,2019年7月,我國新能源汽車產銷分別為8.4和8萬輛,同比下降6.9%和4.7%。

對乘用車而言,根據乘用車廠家批發銷量數據,2019年1-6月,新能源乘用車銷量累計達57.50萬輛,同比增長65%;1-7月累計銷量達64萬輛,同比增長54%。其中1-3月補貼政策延續2018年,同比去年高增速;4-5月補貼過渡期,銷量增速放緩;6月搶裝行情,銷量增速重新走高;7月銷量增速同比為負。

銷量結構部分,2019年我國純電動乘用車在乘用車中銷量占比近80%。

另外,2019年上半年,我國新能源乘用車銷量的全球占比持續提升到52%,中國新能源汽車市場的全球地位舉足輕重。

具體到純電動乘用車,2019年1-6月,我國純電動乘用車銷量累計為45.55萬輛,累計同比增速80%;1-7月累計銷量為50.72萬輛,同比增速回落至69%。A級車是銷量主力,1-6月占比穩居50%以上,遠超去年同期和去年全年,營運車型對應主要的購置驅動力;A級車7月占比仍達45%。總體而言產品結構向好。

對于插混乘用車,A級、B級車型是銷量主力;合資品牌車型如帕薩特PHEV等嶄露頭角。

2019年上半年,我國多款A級車銷量較高;北汽EU系列名列新能源乘用車銷量榜榜首,銷量逼近5萬輛。全球范圍內占據銷量榜首的車型仍然為特斯拉Model 3,同期銷量達12萬輛。

進入下半年,2019年7月營運用途明星車型銷量走弱,家用車型如北汽EU系列、比亞迪元EV、比亞迪唐DM等仍保持相對較高銷量;廣汽Aion S則依靠出色的產品力位列7月銷量前五。

2019年上半年,我國充電樁保有量突破100萬個,其中公共充電樁達41.2萬個。同期據公安部數據我國新能源汽車保有量達344萬輛,車樁比持續處于高位。

04

安全性關注度提升,“紅線”不可逾越

我國新能源汽車產業規模穩居全球第一,但動力電池及基礎設施也有安全事故發生。如2019年3月底至今,特斯拉已發生了5次自燃事故(3月26日廣州,4月21日上海,5月3日美國舊金山,5月12日香港,5月31日比利時安特衛普);西安蔚來授權服務中心一輛ES8新能源汽車在維修時突然起火燃燒,后官方說明因此前車輛底盤遭受撞擊等。此后,蔚來主動召回存在缺陷的近5000輛ES8車型。總之,快充、輕微事故等引發的自燃現象或影響消費者的購買決策,乃至影響新能源車市場的擴大和產業鏈的健康發展。

純電動車輛的“心臟”動力電池包括活性物質和輔助組元兩類組成部分,活性物質需直接發揮儲能作用,存在一定安全性風險不可避免,且沒有大幅降低的可能性;輔助組元理論上應只起輔助作用,但電解液、隔膜等液相、固相復合材料事實上本征儲存了較多化學能而且高度不穩定,對安全事故的引發、擴大和最終失控有關鍵性負面作用。

業界認為,動力電池的內短路往往意味著熱失控,使得電池發生安全事故。

對電池的機械濫用、熱濫用、電濫用都可能導致隔膜失效,電池內部(正極、正極集流體)和(負極、負極集流體)之間短路,大量放熱并引燃電極、電解液和隔膜,造成不可挽回的電池熱失控。

在沒有內短路發生的情況下,電池也可能發生事故。對使用NMC532正極、PET/陶瓷無紡布隔膜的動力電池進行的有關研究表明,電池熱失控溫度(231度)低于隔膜失效溫度(257度);事故機理為,電池負極和電解液中溶劑的持續反應、電解液中六氟磷酸鋰的分解引發電池早期的溫升和性能退化;正極和電解液在較高溫度條件下反應釋氧,氧和正極對應的金屬離子擴散至負極后大量反應產熱造成熱失控事故發生。也就是說,輕度的熱濫用即可能使得負極-電解液-正極體系的穩定性遭到破壞。

綜上可見,從頂層設計、研發生產到消費者購買,均需對新能源汽車安全性足夠重視,產業才能獲得良性健康的發展環境。

6月,工信部裝備工業發展中心發布《關于開展新能源汽車安全隱患排查工作的通知》(裝備中心[2019]520號,下稱“通知”)。《通知》共包含工作要求、排查情況上報和新能源汽車起火燃燒事故調查等三部分。

安全排查方面,重點系統及零部件是整車的防水保護、高壓線束、車輛碰撞、車載動力電池、車載充電裝置、電池箱、機械部件和易損件等。對于運營類車輛,《通知》要求設定排查比例要求;對于私家車,《通知》要求生產企業明確告知用戶車輛回店檢修的觸發條件。另外,《通知》要求企業排查服務機構的綜合處置能力。

監控平臺方面,企業需落實7*24小時值班制度,跟蹤記錄新能源汽車的維護、維修情況,及時上報處理結果,并對新能源汽車產品的技術狀況、故障及主要問題等運行情況進行分析、總結,編寫年度報告。

《通知》要求各新能源汽車生產企業于2019年10月底前完成新能源汽車安全隱患排查工作,形成書面報告,如實向裝備中心報送安全隱患排查的組織情況、實施情況、運營主體配合情況、存在問題及問題處理情況等內容,填寫《新能源汽車安全排查統計表》。對于發現存在未按要求開展排查、虛報瞞報、弄虛作假等問題的企業,視問題性質、嚴重程度,將采取公開通報、責令限期改正,暫停或取消企業及產品公告,并從新能源汽車推廣應用推薦車型目錄中剔除等處罰手段。

《通知》要求企業承擔新能源汽車安全第一責任,對發生起火燃燒事故的,企業應及時開展事故調查,生產企業應在12小時內(如造成人員死亡或重大社會影響的,應在6小時內)將事故的基本信息,48小時以內將事故詳細信息,主動上報新能源汽車工作聯席會議牽頭部門和裝備中心。裝備中心已經開通新能源車安全隱患專項排查系統,企業應當及時登錄系統,注冊后按照平臺要求,如實上報事故信息及安全隱患排查的有關情況。

新能源汽車的起火事故,尤其是非主觀失誤型事故、“誘發-延時”型事故等會嚴重動搖消費者購車信心,甚至對國家的新能源汽車戰略產生根本性影響。此番工信部發布的《關于開展新能源汽車安全隱患排查工作的通知》,是新能源汽車安全性主觀上得以大幅提高、安全隱患得以有效排除、數據信息開始高效采集的制度保證。

05

新能源汽車產業相關規劃有條不紊,長期看好中國新能源汽車發展

國家最高領導人致信世界新能源汽車大會,新能源汽車產業發展信念堅定不移。國家最高領導人指出,當前隨著新一輪科技革命和產業變革孕育興起,新能源汽車產業正進入加速發展的新階段,不僅為各國經濟增長注入強勁新動能,也有助于減少溫室氣體排放,應對氣候變化挑戰,改善全球生態環境。他還強調,中國堅持走綠色、低碳、可持續發展道路,愿同國際社會一道,加速推進新能源汽車科技創新和相關產業發展,為建設清潔美麗世界、推動構建人類命運共同體作出更大貢獻。希望各位嘉賓深入交流、凝聚共識,深化新能源汽車產業交流合作,讓創新科技發展成果更好造福世界各國人民。

工業和信息化部已牽頭進行新能源汽車產業規劃2021~2035年的編制工作。編制工作的總體思路為:一要降低資源消耗強度,兼容多種技術路線發展。二要加快政府職能轉變,形成推廣應用。三要處理好宏觀和微觀,國際和國內的關系。

《新能源汽車產業規劃(2021-2035年)》編制工作的總體思路體現了政策層面對新能源汽車產業長期發展的深入理解,并有望有效落地為產業發展護航。

降低資源消耗強度、兼容多種技術路線發展,意味著動力電池、燃料電池乃至其他新型電池均在鼓勵之列,重要的判別標準是對資源的消耗強度。礦產、能源等資源消耗越少,產業發展的可持續性、清潔低碳屬性越強,越符合產業發展趨勢。在動力性符合要求的前提下,低百公里電耗、長壽命、低成本的動力電池車輛,和低百公里氫耗、長壽命、低成本的燃料電池車輛,有望成為新能源汽車產品的共同趨勢。

加快政府職能轉變、形成推廣應用,意味著基礎設施建設、動力電池回收等工作大概率將獲得長時間的政策支持,并成為動力電池、燃料電池汽車發展的重要保證。基礎設施為汽車產業發展所必需,動力電池有效回收可形成新能源汽車物質資源閉環,二者協同意味著新能源汽車發展的邊界條件限制因素將被極大程度上拓展。

處理好宏觀和微觀、國際和國內的關系,意味著新能源汽車的總量、產品結構、地域結構,新能源汽車產業的開放程度等大概率將更為平衡、積極、有效。

重視新能源汽車安全,意味著新能源汽車安全性將成為并持續成為產業發展的紅線,增強消費者信心,促進優勝劣汰。

發改委決定就《產業結構調整指導目錄(2019年本, 征求意見稿)》公開征求意見,新能源汽車屢獲關注。列入《產業結構調整指導目錄(2019年本, 征求意見稿)》的汽車行業關鍵內容包括:關鍵零部件、高端變速器、輕量化材料、柴油顆粒捕捉器等節能減排技術、新能源汽車(動力電池、插電混動系統、燃料電池)關鍵材料和技術、充電設備、小三電、電控、關鍵研發能力建設和智能汽車關鍵零部件及技術。

工信部經商發改委將支持有條件的地方建立燃油車禁行試點。有關部門擬將結合技術發展進程及產業發展實際,對禁售傳統燃油汽車等有關問題進行研究,全面科學對比分析傳統燃油汽車與新能源汽車在技術成本、節能減排、市場需求等各方面的潛力和作用。從我國地域廣闊、發展不均衡的國情出發,組織開展深入細致的綜合分析研判,因地制宜、分類施策,支持有條件的地方和領域開展城市公交出租先行替代、設立燃油汽車禁行區等試點,在取得成功的基礎上,統籌研究制定燃油汽車退出時間表。

純電動汽車部分,動力電池正極材料(比容量≥180mAh/g,循環壽命 2000 次不低于初始放電容量的 80%)對應高鎳三元正極或下一代正極材料;負極材料(比容量≥500mAh/g,循環壽命 2000次不低于初始放電容量的 80%)對應硅碳負極或新型鋰合金負極等下一代負極材料;高效驅動電機、IGBT等對應電機電控的核心環節。

插混汽車部分,機電耦合驅動系統是相應車型降低電耗油耗、提升駕駛舒適度的核心環節。

2019年新能源乘用車銷量有相當概率承壓,相對看好2020年及后續市場表現。7月份的同比負增長使得2019年下半年新能源汽車的銷量增速不樂觀,全年或在140萬輛水平。2018年下半年,7月是銷量低點,8-12月銷量逐月走高;2019年的高點6月份銷量相當于2018年9-10月。當前優質車型供給已相對充分,營運車型透支較嚴重、家用車型也有一定透支。這使得2019年下半年新能源汽車銷量有相當概率承壓。但是2020年,后續補貼可能的退坡幅度大概率可被整車降本覆蓋;雙積分銜接,出租車、公交車等新能源汽車替代,禁行燃油車試點工作推進等或同期取得進展。我們相對看好2020年新能源汽車市場表現,中性預期全年銷量在170萬輛。

補貼退坡后,我國新能源汽車長期扶持的方法是“雙積分”政策,以新能源汽車取得新能源積分(NEV積分),需滿足最低標準,可彌補燃油負分(CAFC積分),可攤薄油耗。現行“雙積分”政策實行至2020年底,2021-2023年“雙積分”政策(《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》修正案)已開始征求意見。

“雙積分”修正案對CAFC積分進行了相當幅度的調整。關鍵點涉及汽車定義變更,工況調整與油耗目標、達標值更新,小規模、“快速進步”核算優惠等。

汽車定義方面,“雙積分”修正案所稱的傳統能源乘用車,是指除新能源汽車以外的,能夠燃用汽油、柴油、氣體燃料或者醇醚燃料等的乘用車(含非插電式混合動力乘用車)。傳統能源乘用車通過非插電、“燃用”的化學能-內能轉變唯一途徑核心特征得以精確界定。

工況調整與油耗目標、達標值更新方面,將測試工況統一更新為WLTP工況,同時根據整車整備質量調整燃料消耗量目標值和達標值。調整后測試工況與實際路況燃油消耗量更加貼近,此外也和國六排放標準全面接軌。另外,新能源汽車在油耗積分方面的攤薄能力逐年降低,從2020年的2倍調整為2021年的2倍、1.8倍、1.6倍。

小規模、“快速進步”獎勵方面,對核算年度生產量、進口量較低的企業,對年均油耗降低較多的企業,放寬燃料消耗量達標值要求。

“雙積分”修正案對NEV積分也進行了相當幅度的調整。關鍵點涉及單車積分計算方式、企業積分比例要求、新能源積分方面的“油電聯動”、新能源汽車積分結轉等。

單車積分計算方式方面,純電動整車積分由在CLTC工況下的續航里程決定基準值,上限相比2019-2020年計算方式降低約1/3;整車電耗不達標可獲0.5倍調整,達標后隨電耗降低調整系數增加,上限1.5倍。插混乘用車積分基準值上限相比2019-2020年計算方式降低約1/5,但油耗、電耗一項不達標調整系數即修改為0.5倍。總體而言,純電動、插電混動乘用車的積分授予更加嚴格;得分易,滿分難。另外,燃料電池乘用車的積分上限有20%提升。

企業積分比例方面,在2020年的12%基礎上,2021-2023年積分比例分別調整為14%、16%、18%,結合單車積分的降低,對新能源乘用車的保有量有了更強的扶持作用。

“油電聯動”方面,對綜合工況燃料消耗量低于政策要求的燃油乘用車在核算積分時按數量0.2倍計算。亦即低油耗乘用車背負的新能源“配額”大幅降低。

新能源積分結轉方面,2020年后新能源積分跨年度結轉比例為50%。

“雙積分”修正案體現了國家對傳統燃油乘用車和各類新能源汽車的共同指引:節能。燃油乘用車油耗低,則CAFC負積分低甚至為零,并有減少新能源汽車生產比例的優勢;純電動乘用車電耗低,則積分調整系數增加,單車積分總額增加;插電混動乘用車油耗、電耗雙低,則積分可獲取值也較高。

“雙積分”修正案如和最終版本一致,則起到促進企業產品技術升級的作用,燃油、新能源車型技術進步是大勢所趨。基于節能降耗的基本考慮,燃油車型優化各類機內技術,采用阿特金森發動機,降低風阻滾阻,以各類混合動力技術優化工況油耗等的重要性增加;純電動車型優化三電系統效率,降低風阻滾阻,優化傳動系效率的重要性增加;插混乘用車則需兼顧兩者,動力構型的選擇和技術優化重要性均有所提升。

“雙積分”修正案如和最終版本一致,則保證了新能源汽車的基本數量增幅。我們估計,在“雙積分”修正案的要求下2023年我國新能源乘用車產量約300萬輛,其中純電動乘用車200余萬輛;當年新能源乘用車銷量相比于2019年估計約提升1倍以上;由“雙積分”征求意見稿外推,至2025年,我國新能源汽車總產銷規模約450-500萬輛;至2030年或達1000萬輛以上。

06

碳排放標準嚴格化促進歐洲電動化進程

2017年11月,歐洲委員會提案更新2030之前的私人/營運乘用車的二氧化碳排放標準,作為其清潔出行計劃中的一部分。排放目標是到 2025 年新車的每公里碳排放減少 15%,到 2030 年減少 30%。2019年4月,歐洲最終采納的二氧化碳排放下降標準更加嚴格:和2021年,采用NEDC測試標準的乘用車需滿足的95g二氧化碳每公里排放目標相比,2030年需削減37.5%(后續更改測試標準為WLTP,相應排放指標調整標準),對未滿足標準的車型,每克超標碳排放需繳納95歐元罰款;貨車也有類似的降低碳排放要求,從2020年的147g削減31%。

歐洲的車輛碳排放指標促進整車向新能源方向轉型。鑒于其乘用車2018年碳排放均值120.4g/km,相比于未來標準有較大差距,阿特金森循環發動機、48V技術、普混和新能源汽車相關技術均將不同程度受益,對應車型或迎來高增速。2017、2018年歐洲新能源汽車銷量已有分別約30萬輛、40萬輛的較好基礎,2019年或達55-60萬輛;根據國際能源署的研究結果,2020年歐洲的新能源汽車滲透率將達約5%,約合80萬輛;2025年15%,約合300萬輛;2030年26%,約合600萬輛;純電動車型占比稍高。

07

多因素協同,中歐引領全球汽車市場新能源化

據國際能源署估計,現有政策情景下(2019年6月公布,故不含我國“雙積分”政策征求意見稿相關內容估計)2020年、2025年、2030年全球新能源汽車的保有量分別將達約1000萬輛、5000萬輛、1.3億輛。從用戶類型來看,私人、營運乘用車是主體;從技術來看,純電動車輛數量占比更高。

具體到國別銷量,國際能源署估計,中國、歐洲位居全國前2大新能源汽車市場。2025年兩者銷量合計或達900萬輛;2030年或達1600萬輛;中歐份額共占全球份額的約3/4。我們估計,我國2025年新能源汽車銷量在450-500萬輛之間,對應中歐之和在750-800萬輛之間;我國2030年新能源汽車銷量或達1000萬輛以上,中歐之和或達1500萬輛,相比于國際能源署的研究結果稍低。

和汽車新能源化趨勢對應,已有多國給出了嚴格禁售乃至存量替換燃油車的時間表指引,時間節點多在2030-2050年。

我國及全球主要車企對新能源汽車銷量、車型數量等已有相當程度規劃,至2025年新能源車型即逾百款,且新能源汽車銷量的地位重要性顯著提升。

如上述車企及造車新勢力等對新能源汽車的規劃全部如期實現,則全球新能源汽車的銷量大概率將突破國際能源署估計的基準情景,或達到全球占比30%的高目標情景。

和車企的新能源汽車銷量、車型數量相應,新能源汽車平臺規劃情況能夠部分反映車企對新能源汽車業務的重視程度。

自主品牌的新能源汽車平臺,如比亞迪e平臺,廣汽第二代GEP平臺等,立足整車系統的高度集成化,且已推出了較出色的新能源車型。

國際車企方面,全球龍頭車企,如大眾、奔馳、豐田等均有新能源汽車平臺相關規劃。

大眾的新能源汽車規劃涵蓋了轎車、SUV兩類乘用車,并包括MQB、MLB兩個現存平臺,以及MEB、PPE(D級及以上轎車)等新平臺。其首款MEB車型ID.3,將依托緊湊兩廂車型嘗試45kWh、58kWh和77kWh三種電池組,工況續航(WLTP標準)330-550km.SUV是MEB平臺的主戰場。

MEB平臺車型的正式上線時間為2020年,試制工作將在年內展開。

奔馳的新能源汽車規劃同樣涵蓋了轎車、SUV兩類乘用車。在奔馳現有的MFA、MRA、MHA和MSA平臺中,純電動車型主要依靠MFA打造,插混車型同時依靠MFA、MRA和MHA。后續的EVA-2平臺將是奔馳新能源汽車的專屬平臺。

寶馬的新能源汽車規劃有FAAR WE和CLAR WE兩個平臺,前者基本對應小型轎車和SUV,后者基本對應大型轎車和SUV,二者均考慮了不同技術路線的兼容性。電池系統電量配置包括60kWh-450km,90kWh-550km,120kWh-700km三種。

豐田在2019年中對新能源汽車戰略進行調整,實現100萬輛純電動+插電混動+燃料電池車型銷量的規劃時間點從2030年大幅提前至2025年。相應的平臺為e-TNGA平臺,對應了轎車、SUV等共6個系列的產品。豐田在華擬和寧德時代、比亞迪等公司開展有關合作。3

各國、各車企的新能源汽車規劃最終有賴于新能源汽車經濟性的實現。目前,大多數場合新能源汽車的經濟性不及燃油汽車。而新能源汽車長期經濟性的取得和內因、外因都有較高關系。

內因方面包括動力電池及整車設計制造成本的下降、整車壽命的提升、安全性的提升、整車按需搭載電池、動力電池回收的體系化及基礎設施的完善化等;外因方面包括排放標準持續嚴格化、油價走高、充電網絡完善化、電價降低并市場化等。綜合考慮各種因素,我們認為,總體而言純電動乘用車有望在2025年附近實現對燃油乘用車的全生命周期成本優勢,且產品力進一步提升;插混乘用車平價時間點可能更早;對電價較低、油價較高的國家或地區而言,營運車型相比于家用車型的平價時間點更早。

新能源汽車終將逐步擺脫政策依賴,大規模催生消費者的內生需求。

三、鋰電池及材料:技術持續升級,龍頭布局海外

01

技術:電池持續升級,材料緊密跟隨

動力電池在往大電芯、大模組方向發展。過去電動車多數由燃油車改造而來,鋰電池電芯與模組在形狀上要配合其設計,而隨著新能源汽車持續發展,車企已經開始針對電動車開發專屬平臺,以便于動力電池的規則排布,及空間的有效利用,同時也有助于電池包的安全防護。隨著電動車平臺開發推進,目前動力電池也在往大模組、大電芯方向發展,其優勢在于節省配件,增加體積能量密度,降低結構件、殼體、熱管理系統攤銷成本。大電芯、大模組對動力電池的材料、生產工藝等方面也提出了更高的要求,整車廠、電池廠的同步開發能力重要性也逐步提升。

 

電芯組裝疊片是趨勢。目前電芯組裝環節有卷繞和疊片兩種工藝,除圓柱電芯完美兼容卷繞方案外,軟包電芯絕大多數已切換為疊片工藝,而在目前占主流的方形鋁殼電芯上仍主要采用卷繞方案。長期來看,在方形鋁殼封裝路線下疊片也有望逐步取代卷繞獲取更高的市場份額,主要由于疊片方案在安全性能和能量密度上的天然優勢。具體表現在:1)疊片內阻低,內部放熱小,電池循環壽命衰減慢;2)疊片內部溫度分布更均勻,內部反應更均一;3)疊片應力分布更均勻,極片間不容易出現空隙、褶皺從而降低副反應導致的析鋰、微短路等現象發生概率;4)棱邊處與封裝鋁殼不存在空隙,不會造成空間浪費,從而能量密度較卷繞更高。

正極高鎳路線NCM與NCA各有利弊。通過提升電池單體能量密度以增加整車續航里程仍是動力電池技術進步的主要方向。在電池材料體系上,目前提升能量密度主流方案在于提升正負極材料比容量,其中正極材料向高鎳三元發展,負極材料向硅碳復合材料發展。目前高鎳三元材料有兩種技術路線,分別是NCM 811和NCA,國內以NCM811路線為主,松下主打NCA材料。NCM811和NCA兩者可逆克容量均可達到190~200mAh/g,但隨著鎳含量升高,正極材料存在鎳鋰混排加大影響容量、熱穩定性下降、體積變化加大帶來二次粒子微裂紋、表面堿含量過高影響電極極化并造成電極漿料涂布不均勻等缺點,因此高鎳材料循環壽命更短、安全性差,需要綜合正極摻雜和包覆、電解液添加劑以及隔膜涂覆等整套系統解決方案改進化學體系穩定性。NCM811與NCA材料的區別在于NCM811結構中存在Ni2+,鎳鋰混排更嚴重,并且存在Mn元素溶解現象,導致負極SEI膜更厚消耗鋰變多;而NCA在長循環中二次顆粒粉化更嚴重,導致正極與電解液界面反應加大,影響電極極化,綜合來看兩種路線各有優劣,或將在材料制備工藝參數穩定過程中長期共存。

和NCM622技術路線相比,未來技術成熟后的NCM811正極動力電池有望獲得更低的成本。

 

硅碳負極壁壘更高,產業化進度落后于811正極。目前商業化傳統石墨負極材料比容量已經逼近理論極限(372mAh/g),通過提升容量的方式增加電池能量密度空間不大。和石墨嵌鋰形成C6Li形成鮮明對比的是,硅嵌鋰形成富鋰化合物SiLi4.4,硅單質理論比容量可達4200mAh/g,摻雜硅基材料的硅碳復合材料有望成為下一代負極材料,提高電池能量密度。目前商業化的硅碳負極采用的硅基材料有納米硅和氧化亞硅兩種,視硅基材料占比不同,復合材料比容量在400~650 mAh/g區間,更高比容量硅碳復合材料也在不斷取得進展。硅基負極材料也存在著較為明顯的缺點,一是硅顆粒在脫嵌鋰時體積變化過大,導致結構坍塌、顆粒粉化、脫落,最終導致電極活性物質與集流體脫離;二是硅顆粒形變導致表面固體電解質層(SEI)不斷斷裂、生長,造成對來自正極的鋰源的不可逆消耗。采用各種方式延長硅碳負極的循環壽命是當前業界的工作重點。

為適應正極高鎳化,負極硅碳化趨勢,電解液層面新型添加劑的研發是重中之重。添加劑在電解液中用量較少,一般質量占比10%左右,但其起到改善電解液關鍵性能的作用,比如提高電導率、阻燃性能、倍率性能以及過充保護等。為適應三元高鎳化趨勢,電解液層面需要配套研發新型添加劑來降低高鎳三元材料與電解液間的副反應活性,提高熱穩定性,阻礙阻抗增加;為適應負極硅碳化趨勢,電解液層面需研發新型添加劑來改善相應電化學性能,比如可在表面形成機械強度更高SEI膜來抑制硅碳顆粒在脫嵌鋰過程中體積形變對SEI膜損耗。

隔膜發展方向多元化。為適應動力鋰電池提升能量密度趨勢,發展厚度更薄、韌性更高的隔膜是業界工作重點。目前動力電池領域干法隔膜基膜厚度已經發展到12~14微米,濕法隔膜采用9~16微米基膜搭配涂覆產品;消費領域電池對體積能量密度要求更高,濕法隔膜基膜厚度已經降低到5~9微米。為提高鋰電池安全性,低閉孔溫度隔膜可以實現在130~140度較低溫度區間阻斷正負極之間連接通道,改善熱失控防護性能。為提高鋰電池倍率性能,需要發展高孔隙率隔膜。為適應疊片工藝提升疊片速度方向,需要發展粘性更高油性涂覆隔膜。

跟隨動力電池電芯技術發展,電池四大主材發展趨勢基本確定,不同國家自身產業化進展可能有所差異。據韓國方面預測:

(1)正極材料,2018-2020年從NCM523/622升級到NCM712,NCM811將在2021年應用,更高鎳或NCMA會在2023年產業化應用,鎳含量超過90%的正極會在2025年之后開始應用。總的來看,NCM811的應用時點會比之前市場預期推遲1-2年,期間采用NCM712過渡。

(2)負極材料,2018-2020年仍然以石墨為主,2021年升級到SiOx材料,2023年硅碳(硅含量5%)材料將被應用,2025年硅碳(硅含量10%)材料將被應用。

(3)隔膜及電解液。隔膜,現階段是厚度小于12μm的陶瓷涂覆隔膜,2021年開始采用厚度小于9μm的陶瓷涂覆隔膜,2023年開始采用水性陶瓷涂覆。2025年,硫化物陶瓷固態電解質電池開始應用。

寧德時代811進度有望領先LGC、三星SDI。松下圓柱電池已經發展到NCA+正極/硅碳負極體系,NCA正極材料配比由Ni:Co:Al=0.82:0.15:0.03升級為Ni:Co:Al=0.9:0.05:0.05,容量領先于NCM811體系;無鈷電池也正在研發中,同時圓柱封裝可以更好應對硅碳負極體積形變問題,目前松下已經開始應用硅碳負極。根據寧德時代技術路線規劃,公司已經于2019年量產NCM811/石墨電池用于廣汽、吉利、蔚來等車企產品,并有望2020年升級至NCM811/硅碳負極體系;而LG和三星仍將以622/石墨體系過渡,811進度預計推遲至2020年后。

02

格局:行業繼續分化,龍頭強者恒強

以CR5集中度觀察,2017年至2018年鋰電池、正極、負極、隔膜、電解液集中度分別提升18.3%、-1.5%、2.7%、6.4%、4.2%,整體呈現龍頭集聚態勢。

其中,動力電池領域集中度提升主要來自于寧德時代裝機量大幅提升12個百分點,比亞迪受益于自家新能源車銷量大增裝機占比也大幅提升5個百分點。目前寧德時代在自由流通市場呈現一家獨大局面,比亞迪也已披露電池分拆獨立上市規劃,后續將參與到外部市場競爭中,3~5名三家份額變化不大。

正極領域近幾年競爭格局相對穩定,前五大三元正極企業按出貨量市占率變化不大,主要由于在現有三元正極仍以發展比較成熟的5系為主背景下,龍頭企業技術優勢并不明顯,集中度提升有待高鎳三元正極普及后到來。上游前驅體行業集中度則呈現快速提升態勢,2018年較上一年提升5.3個百分點,主要由于前驅體相比正極環保進入壁壘更高,同時對上游資源整合能力要求更高。

負極材料整體延續集中度提升趨勢,2017年前五大負極材料廠商出貨量占比74.34%,2018年上升到77.09%,其中杉杉股份市占率下滑2.8個百分點,凱金能源市占率大幅提升5.4個百分點,斯諾下滑3.1個百分點跌出前五。從各家擴產情況看,杉杉動作最大,內蒙包頭計劃擴10萬噸,加上已有6萬噸,最終將達到16萬噸;璞泰來(紫宸)現有產能3萬噸,2019年預計超過5萬噸,遠期規劃產能超過10萬噸;貝特瑞現有6萬噸負極產能,江蘇金壇8萬噸產能在建。

從集中度看,2018年電解液價格大幅下跌、電解液企業盈利水平大幅下滑,間接促進了電解液龍頭企業市占率的提升。2017年天賜、新宙邦、國泰合計市占率54%,2018年三家合計市占率提升到57%,集中度明顯提升。隨著下游客戶鋰電池企業生產規模擴大,規模化采購將對電解液企業產能規模以及成本控制能力要求更高,疊加今年上半年溶劑價格上漲,龍頭企業市占率有望繼續提升。

隔膜是中游材料中壁壘最高的環節,也是龍頭集聚效應最為明顯的材料環節。結合目前擴產進展看,除一線龍頭仍在大規模擴產外,二三線企業基本已停止擴產,同時國內隔膜行業正掀起并購整合的浪潮。具體來看,(1)國內星源材質正在常州積極投產新產能,包括6億平米濕法基膜、4億平米干法基膜以及10億平米涂覆加工產能,預計至2020年底將陸續達產;加上已有星源深圳3000萬平米濕法隔膜、合肥9000萬平米濕法隔膜產能,新產能投產后,體量也將進入前列。(2)國內龍頭恩捷股份現有濕法隔膜母卷產能合計13億平米,同時布局15億平米基膜也將于今明兩年陸續投產,同時公司近期公告擬收購勝利精密持有的蘇州捷力100%股權,在濕法隔膜領域市占率進一步提升。(3)中材科技今年來在鋰電池隔膜領域布局也不斷加碼,包括以子公司中材鋰膜為主體投資15.47億元建設年產4.08億平米動力鋰離子電池隔膜生產線以及增資收購湖南中鋰60%股權。

03

盈利:產業鏈降本大勢所趨,毛利率有望逐步企穩

鋰電池成本在新能源汽車整車成本中占比接近4成,隨著我國新能源汽車補貼逐步退坡并在2021年完全退出,為實現全生命周期成本與燃油車相當,并保證新能源汽車在不依賴補貼情況下仍能保持盈利,到2021年之前鋰電池企業仍承擔著較重的降價壓力;動力電池后續持續降本也是新能源汽車提升滲透率的重要推手。以寧德時代為例,公司動力電池系統業務2015~2018年單Wh平均不含稅價格由2.27元快速下降至約1.15元,同期不含稅成本也由1.33元下降至約0.76元,公司鋰電池毛利率整體呈現下降趨勢。

鋰電池成本構成包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液、結構件以及人工費用、制造費用等。從主流材料企業相關產品毛利率水平來看,按毛利率從高到低分別為隔膜(48%)、負極(31%)、電解液(26%)、正極(17%),正極材料原材料采購成本在成本中占比超過80%,具有類似代加工特點,原材料價格對其價格、成本影響最為顯著,上游鈷、鋰價格大幅下滑使得其價格不斷下降;隔膜雖然價格在持續下降,但毛利率水平仍然保持較高水平,主要由于規模效應、良品率、能耗控制、產能利用率水平不斷提高,生產成本也在快速下降;負極隨著主流企業自配石墨化加工產能釋放帶來生產成本下降,價格仍有下降潛力;電解液已經歷價格大幅下滑,毛利率大幅下降階段,預計毛利率中期會維持相對穩定。

上游原材料價格全線回落,鋰電池材料降價大勢所趨。若將中游鋰電池材料成本近似拆分為原材料采購成本和加工費(包含加工利潤),前者主要受上游原材料價格波動影響,而加工費定價則受自身行業供需格局影響。正極上游原材料包括硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳、碳酸鋰等,負極上游原材料包括針狀焦、瀝青等,隔膜上游原材料包括超高分子量聚乙烯、聚丙烯等,電解液上游原材料包括六氟磷酸鋰、DMC等。從2018年以來,我們觀察到除負極原材料針狀焦、石墨化加工費以及電解液溶劑DMC先升后降外,鋰電材料上游原材料價格全線回落,尤其是在鋰電池系統成本結構中占比接近三成的正極材料對應上游原材料硫酸鈷、碳酸鋰等價格大幅下滑,正極材料定價一般采用原材料價格加加工費模式,因此上游原材料的大幅降價也導致正極材料價格大幅下降。

我們按照單Wh鋰電池對四大電池材料需求以及四大電池材料對主要上游原材料單耗計算鋰電池單Wh對應上游原材料采購成本變化,可以看出2019年初至今均價對比2018年均價,正極、負極、隔膜、電解液折合單Wh原材料采購成本降幅分別達到24%、26%、21%、22%,將四大材料加總后對應單Wh原材料采購成本降幅約27%,這里正極僅考慮硫酸鈷、硫酸鎳、碳酸鋰,負極只考慮針狀焦、瀝青,隔膜僅考慮聚乙烯、聚丙烯,電解液僅考慮六氟磷酸鋰和DMC成本。

為輔助判斷鋰電池材料供需結構,我們對全球鋰電池需求量及對應電池材料需求量進行估算。我們假設每年庫存、替換需求量占裝機量比重為15%,3C鋰電池、儲能鋰電池產量每年分別保持3%、10%增速,國內鋰電池總產量占比全球鋰電池總產量的比重維持50%,估算出2018年全球鋰電池總產量204GWh(含動力電池約95GWh),對應正極、負極、隔膜、電解液需求量分別達到40萬噸、19萬噸、35億平米、22萬噸;而2019年全球鋰電池總產量或將達到251GWh(含動力電池約120GWh),同時正極、負極、隔膜、電解液需求量分別達到48萬噸、24萬噸、43億平米、27萬噸。

鋰電池中游材料階段性產能過剩,技術革新推動產能替換。根據公開資料不完全統計,截止2018年底國內正極、負極、隔膜、電解液產能分別達到66.8萬噸、49萬噸、59.2億平米、35萬噸,并分別有60.3萬噸、50.4萬噸、59.2億平米、31.8萬噸產能擴建中,多數產能將于兩年內投產。目前鋰電池中游材料仍處于階段性產能過剩階段,但隨著電池技術不斷迭代,行業整體呈現高端產能供不應求,中低端產能面臨淘汰狀況,典型例子如三元正極材料行業,由于高鎳三元設備要求比普通三元苛刻,待高鎳三元技術普及后,現有大量普通三元正極產線或面臨淘汰;再如隔膜行業具有后發優勢特點,新產線設備效率高于老產線,在成本上更具有競爭力;負極行業雖然技術迭代較慢,但在廠址選擇上內蒙古、四川等地具有電價優惠,該部分地區新產能成本更有優勢,或也將推動產能替換。

根據我們跟蹤價格數據,2018年以來正極、負極、隔膜、電解液四大鋰電材料價格整體呈現全線回落態勢,按照單Wh鋰電池對應需求測算,當前價格較2018年均價四大電池材料合計降幅達到約25%,若以2018年寧德時代動力電池系統產品綜合不含稅成本0.76元/Wh估算,對應成本降幅達到9.3%。我們認為隨著中游材料產能持續擴張,而以寧德時代為代表鋰電池龍頭企業集中度不斷提升,中游材料在產業鏈議價中仍處于相對弱勢地位,降價趨勢仍有望延續,也為鋰電池繼續降價提供讓利空間。

電池價格下降速度,未來2年預計年均10%,未來7年預計年均6%。根據德意志銀行預測,電池和PACK價格的變化情況為,2020年價格預計將分別下降到0.1美元/Wh(0.7元/ Wh)、0.154美元/ Wh(1.08元/ Wh),2025年將下降到0.076美元/ Wh(0.532元/ Wh)、0.117美元/Wh(0.82元/Wh)。以2018年電池0.122美元/Wh(0.854元/Wh)、PACK 0.188美元/Wh(1.32元/Wh)為基礎,預計到2020年,價格年均下降速度為10%,到2025年,年均下降速度為6%。

04

需求:國內還看雙積分,海外帶來新增量

隨著國內補貼即將退出,新能源車將越發依賴雙積分政策托底效應,國內市場來看新能源車增速或將由補貼時代超高增速降檔,但對于國內供應鏈企業來說,加快走出去步伐或將獲取超額收益。從全球范圍來看,歐洲市場是中日韓鋰電池供應鏈企業目前爭奪的重點。根據公開資料,已披露歐洲建廠規劃的鋰電池巨頭包括LG波蘭工廠70GWh、寧德時代德國工廠100GWh、三星SDI匈牙利工廠可配套5萬輛電動汽車產能、SKI匈牙利工廠7.5GWh產能、Northvolt歐洲工廠24GWh產能等;比亞迪、孚能等也有可能進軍海外。大眾集團于2019年5月宣布將自建動力電池工廠,但規模和進度存在較大不確定性。

寧德時代以國內供應商為主,在四大主材中的每個環節都有足夠數量的供應商,為其提供足夠性價比的材料產品打下基礎,材料企業也跟隨寧德時代完成了規模、利潤的快速擴張。同時中游材料企業正在逐步開拓海外電池供應鏈,海外供應鏈價格也相對更優厚。從長期來看,中游材料企業持續開拓海外供應鏈是必然的趨勢,尤其像松下供應鏈中的國內企業相對較少,體量相對靠后的三星SDI、SKI后期還有很強的爆發潛力。總體來看,全球電池企業對中游材料的需求增長空間巨大,為中游材料企業提供一段巨大的發展紅利期。

由于歐洲本土鋰電池產業鏈配套較為薄弱,全球鋰電池供應鏈由中日韓三國主導。隨著全球鋰電池巨頭加速歐洲建廠進度,國內鋰電池供應鏈企業也有望跟隨受益。目前已披露歐洲建廠或拓展業務計劃的國內電池供應鏈企業包括新宙邦、江蘇國泰、石大勝華、星源材質、匯川技術、贏合科技等。隨著歐洲碳排放下降標準進一步趨嚴,未來歐洲新能源車滲透率或將加速滲透,國內供應鏈有望享受歐洲新能源車紅利。

除歐洲市場外,印度市場是另外一個值得關注的區域。印度新能源行業起步較晚,發展比較緩慢,目前印度每年汽車產銷量超過400萬輛,電動汽車滲透率不到0.1%,并且動力電池100%依賴進口。但印度政府也在加大新能源車推廣力度,根據媒體披露印度能源部部長曾表示到2030年印度市場將取消燃油車銷售。目前包括LG、三星SDI、國軒高科、星恒電源、美國Octillion等鋰電池企業均已經宣布與印度本土企業設立鋰電池合資工廠,先期對電動自行車等產品進行供貨,后續或逐步轉向新能源汽車。

 

據國際能源署估計,基準情景下2025年全球動力電池需求在600GWh,2030年在1.3TWh;純電動乘用車占據了需求的主要部分。考慮到單車帶電量可能的差異以及我國新能源汽車年產銷估計的差異,我們認為2025年全球動力電池需求在550-650GWh之間,2030年在1.2-1.4TWh之間。

四、鋰電設備:受益中歐電池擴產周期向上

01

鋰電設備企業競爭力分化顯著

國內鋰電設備企業在訂單交付及售后能力方面遠超日韓設備企業,全球鋰電設備市場競爭主要集中于中國的設備企業之間。據產業鏈草根調研,目前國內鋰電設備在產品性能上與日韓設備已非常接近,但在產品價格上具備較強競爭力,具備明顯的性價比優勢。同時,對動力電池企業而言,快速投產不僅能搶占市場份額也能節省成本,因此上游鋰電設備企業的訂單交付及售后能力就成為中標與否重要的考量因素,國內鋰電設備企業在資金實力和訂單交付售后能力方面則遠超日韓設備企業。目前中國鋰電設備市場已基本由國內企業占據,且正快速拓展LG化學、三星SDI和松下等動力電池企業的設備市場。

 

前段設備贏合科技、浩能科技和新嘉拓勢均力敵。贏合科技具備整線供應能力,在前中段設備具有更強競爭力,在2016年5月公告收購東莞雅康進一步提升其中段設備競爭力。前段設備中涂布機和輥壓機的競爭主要集中在浩能科技、贏合科技和新嘉拓之間,贏合科技的涂布機已進入CATL、BYD、國軒高科等。其中贏合科技在CATL涂布機中標份額,從中標的臺數統計份額占34%左右;BYD 2018年開始前段設備的國產化,據產業鏈草根調研三家公司各中標2臺雙層涂布機,較為勢均力敵。先導智能已有涂布機產品,但還未單獨銷售,主要以整線的方式銷售。

中段設備先導智能具備明顯競爭優勢。卷繞工藝的中段設備競爭主要集中于先導智能和贏合科技等企業,先導智能已進入CATL、BYD、LG和特斯拉等,其中在CATL中段設備份額90%左右;在BYD中段設備份額60-70%左右;特斯拉測試線中段份額100%。贏合科技已進入LG、欣旺達、國軒高科等電池企業的卷繞機市場,分切機已進入LG、國軒高科、BYD、CATL和特斯拉試驗線。另外,在軟包疊片工藝所需的疊片機市場主要集中在格林晟、贏合科技、先導智能和佳的等,但競爭格局未完全確定。

后段設備先導智能在CATL具備優勢,杭可科技在韓系具備優勢。按照后處理設備占鋰電生產設備1/3比重的情況來估算,2018年后段設備的市場規模約為62.03億元,主要集中于泰坦新動力、廣州擎天、浙江杭可和臺灣致茂等,泰坦新動力主要以CATL、北京國能、銀隆為主要客戶等,在國內市場的份額比例逐年上升,2018年市場份額達到21%。杭可科技主要客戶是LG、三星、國軒高科、比克電池等,自2016年開始在國內市場的份額基本保持穩定在20%左右。

02

動力電池有效供給不足,頭部電池企業馬太效應顯著

 

進入2019年,行業整體產能利用率低下,二三線企業產能過剩嚴重。補貼政策推動,2015年開始新能源汽車銷量猛增,動力電池新進入者迅速增加,產能大幅擴張導致行業整體產能利用率迅速下降,由2015年71.61%下滑至2018年的29.50%。我們用2017年和2018年年底產能的均值來刻畫各家動力電池企業2018年的有效產能,再用其出貨量/有效產能來計算2018年各廠商的產能利用率,以消除產能爬升過程的擾動。發現一線龍頭企業基本處于滿產狀態,而二三線企業產能利用率普遍低于20%,企業間分化較為嚴重。

行業集中度不斷提高,前五大廠商市占率達到80%。2019年上半年寧德時代、比亞迪的市占率分別為45%、25%,前五大廠商市占率達到80%,其余廠商市占率僅20%,行業兩極分化嚴重,行業集中度逐年提高,頭部動力電池企業在產品良率、穩定性和一致性等指標上具有明顯競爭優勢。

頭部產能有效,規模+產能利用率利好相應設備企業。我們認為,頭部動力電池企業產能有效性強,規模、產能利用率等一方面有助于降低成本,一方面也有助于獲取整車客戶,此規律對國內外動力電池企業同樣適用。與此相應,向頭部動力電池企業供貨并獲取穩定市場份額的鋰電設備企業有望享受行業成長紅利。

03

中歐動力電池產能周期共振向上,年均鋰電設備市場空間或達400億元

 

“雙積分”、整車降本等共同促進我國新能源汽車產銷規模擴大。如前所述,我們預計2020年、2025年我國新能源汽車年銷量分別達到170萬輛、450-500萬輛。假設2020年和2025年單車帶電量統計均值分別為50kWh和75kWh,則2020年和2025年動力電池年需求量為85GWh、356GWh(取中值)。我們認為行業有效產能部分的產能利用率達到60%是供需平衡的,則2020年和2025年供需平衡所需產能為142GWh和600GWh。

由于行業落后產能較多,整體產能利用率低下,我們使用中高端產能來計算行業有效供給。我們將寧德時代、比亞迪、孚能科技等八家公司的產能定義為中高端產能,2018年和2019年上半年八家公司市占率達到80.27%、83.64%。我們自下而上的統計了各家企業截止2018年的投產產能及其中期產能規劃,2018年前八家動力電池企業合計產能124GWh,總體處于供需平衡狀態,并未如市場所擔心的嚴重產能過剩。同時,根據我們統計的前8家動力電池企業中期產能規劃合計392GWh,較大幅度低于我們所測算的2025年供需平衡所對應的產能,我們判斷認為后續頭部電池企業大概率會提高其產能規劃。另外松下、三星、LGC、SKI等入華,供需平衡所需的產能實際上還有進一步提升的空間。我們以我國2025年600GWh實際產能估算,年均動力電池設備需求在150億元以上;考慮2030年動力電池需量600GWh以上,實際產能或達1TWh,動力電池設備將有長期需

至2030年,我國新能源汽車年產銷預計或突破1000萬輛,對應動力電池產能相比于2025年約有1倍左右提升。屆時無論國內外動力電池企業龍頭、更類似于傳統Tie1的動力電池企業還是整車企業的市場份額相對較高,頭部鋰電設備企業將持續受益。

排放標準升級、整車降本等共同促進歐洲新能源汽車產銷規模擴大。如前所述,我們預計2020年、2025年歐洲新能源汽車年銷量分別達到80萬輛、300萬輛。綜合考慮歐洲純電動車型的長續航偏好和歐洲插混車型可能相對更高的占比,我們估計歐洲2020年和2025年單車帶電量統計均值和我國接近,分別為50kWh和75kWh。則相應的動力電池需量分別為40GWh、225GWh;如2030年單車帶電量統計均值保持不變、整車產銷規模達500萬輛,則相應動力電池需量為375GWh。

歐洲動力電池產能基本對應增量市場,現有產能規劃總計若以8-10年完成建設計,年均產能建設規模將達30-40GWh。考慮單GWh投資規模就是國內的約2倍,歐洲市場年均動力電池設備需求在120-160億元人民幣;再考慮產能利用率等問題,年均動力電池設備需求有進一步走高的可能。我們判斷未來歐洲動力電池將會迎來新的產建設能高峰,國內鋰電設備企業在資金實力及訂單交付售后能力方面遠超日韓鋰電設備企業,判斷國內頭部鋰電設備企業也將持續受益于歐洲動力電池產能周期。

我們估計,全球新能源汽車對應的年均鋰電設備市場空間或達400億元。國內頭部鋰電設備企業有望長期受益。

五、投資評價和建議

汽車整車環節我們建議關注兩類車企:(1)新能源汽車龍頭,在動力電池配套、三電系統開發與平臺化、新能源汽車產品線布局方面有突出表現,且多款新能源汽車銷量已為市場驗證。(2)“油電雙強”的傳統汽車龍頭,在動力電池配套方面話語權相對較高,三電系統開發與平臺化、新能源汽車產品線布局方面重點突出,有為市場認可的新能源車型。

綜合上述分析,推薦車企比亞迪(垂直一體化策略、全線自主可控、車型產品線完備、車型質量高),上汽集團(技術實力強、車型質量高、燃油車龍頭),廣汽集團(技術實力強、車型質量高、燃油車受益雙積分政策)。

鋰電池及材料環節我們建議緊抓技術升級以及海外供應鏈兩大紅利:(1)技術升級紅利。NCM811動力電池的規模化應用2019年是起點,隨著下游車企認可度逐步提升,一二線電池企業技術差距將階段性拉大,和韓國進展也將出現分化,推薦關注動力電池企業龍頭。為配套電池升級,相應的正極(NCM811、NCA量產)、負極(硅碳負極量產)、隔膜(厚度更薄、性能更優)、電解液(更高品質)四大主材也將帶來新的投資機會,建議關注預期差較大的中游材料環節,比如NCM811量產在即單噸利潤有提升預期的正極環節,石墨化布局預期提升單噸盈利水平的負極環節,價格觸底預期反轉的電解液環節,以及目前頭部優勢明顯的濕法隔膜環節;(2)海外供應鏈紅利。隨著國內補貼即將退出,中游材料企業將不斷試水海外供應鏈,歐洲、印度等區域未來電動車市場有望為國內供應鏈企業貢獻新成長紅利,建議關注跟隨寧德時代、LG等國內外鋰電池巨頭布局海外的中游制造企業。

綜合上述分析,推薦電池龍頭寧德時代、億緯鋰能、國軒高科,正極龍頭格林美、當升科技、容百科技,負極龍頭璞泰來,隔膜龍頭星源材質、恩捷股份,電解液龍頭天賜材料、新宙邦。

鋰電設備環節我們建議緊抓龍頭鋰電設備企業:在下游動力電池企業產能利用率兩極化的情況下,龍頭動力電池企業將持續投建產能滿足市場需求,同時龍頭電池企業有望憑借全球競爭力進入歐洲等市場,有望開啟海內外產能周期共振向上。因此,在鋰電設備投資選擇上,優選龍頭設備企業,有望憑借產品研發及交付售后能力優勢持續擴大客戶群體,受益于產能周期向上。

 
 
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