我国新能源汽车动力电池产业发展现状及投资机会
新能源汽车产业进入高速成长期
新能源汽车为缓解我国能源危机提供了重要的突破口,是汽车产业可持续发展的战略举措。与此同时,在构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的产业发展新格局中,新能源汽车技术的创新、汽车产业制度深化改革以及扩大开放,将有助于汽车产业迈向碳中和目标。
2020年,我国新能源乘用车的市场渗透率为6.18%。根据公安部机动车注册登记数据,截至2020年底,我国新能源汽车累计销量超过550万辆,累计保有量达到492万辆,实现了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》提出的到2020年新能源汽车累计产销量达到500万辆这一里程碑式的目标。
中国汽车工业协会数据显示,2021年1~10月,我国新能源汽车产销分别实现256.6万辆和254.2万辆,市场渗透率为12.1%,全年将超过340万辆。预计2022年新能源车的销量会突破510万台,有望提前实现《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》中提出“到2025年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右”的目标。
动力电池依然是新能源汽车的关键核心部件
锂离子电池作为新能源汽车的关键核心部件,具有高能量密度和长寿命等特点,使得100多年前就已经出现的电动汽车得以成功实现商业化推广和应用,对新能源汽车的发展起着至关重要的作用。
根据《中国汽车产业发展年报(2021年)》统计数据来看,2020年全球新能源汽车以纯电动汽车为主,纯电动与插电式混合动力汽车销量分别为216万辆和89万辆,占总销量的70.6%和29.1%。我国纯电动汽车续驶里程逐年提升,按照《公告》车型数据统计,纯电动乘用车平均续驶里程从2016年的253km提升至2020年的378km,提升幅度为49.4%,极大地缓解了用户的里程焦虑。新能源汽车续驶里程的提升主要得益于整车电量提升及电耗降低,而整车电量提升主要原因是动力电池能量密度的提升,以及全新平台架构总布置下电池布置空间的优化。根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据,2020年我国动力电池装车量达63.6GWh,同比累计上升2.3%。其中三元电池装车量累计38.9GWh,占总装车量61.1%,磷酸铁锂电池装车量累计24.4GWh,占总装车量38.3%。动力电池系统能量密度提升带来的续驶里程增加及成本下降,未来随着固态电池、电池热失控扩散防护等新技术应用,动力电池逐步向高安全、高比能和低成本的方向发展。
基于此,在电池材料体系及工艺结构上没有突破性进展情况下,未来动力电池包能量密度将根据新能源汽车市场用户需求,持续呈现宽区间分布状态,三元电池和磷酸铁锂电池都仍将长期处于主导地位,同时新体系电池也将呈现逐渐突破性提升的态势。
动力电池上游矿产资源呈现稀缺性
锂、钴、镍等是制造动力电池的关键材料,其主要来源于含有锂、钴、镍元素的相关矿产资源。因此,在动力电池领域,把控了上游矿产资源的企业会在未来市场竞争中更具生存能力和话语权。
全球已探明锂资源储量为3900万吨金属锂,主要集中在玻利维亚、智利、阿根廷、美国、中国和澳大利亚等,而全球锂金属材料市场被SQM、FMC等外资公司垄断超过50%的市场份额,国内赣锋锂业和天齐锂业两家公司紧随其后,占全球30%左右的市场份额;我国已经查明锂资源金属储量约为540万吨,可满足9亿辆新能源汽车(按每辆50度电计算)的使用需求。
钴元素属于小品种矿产,目前全球钴储量约为700万吨,且分布聚集,刚果、澳大利亚、古巴三国的储量占到全球储量的70%,特别是刚果的钴储量达到340万吨,占全球的50%以上,稀缺的储量和聚集的分布导致钴资源非常容易受国际政局的影响。
相比锂和钴,全球镍资源储量较丰富,镍矿在地壳中的含量约为0.018%。据统计,镍矿资源分布中,红土镍矿约占55%,硫化物型镍矿占28%。其中红土型矿紧要分布在古巴、新喀里多尼亚、印尼、菲律宾、缅甸、越南、巴西等国;硫化物型矿紧要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国和南非等国。我国硫化物型镍矿资源紧要分布在西北、西南和东北等地,其中甘肃储量占全国镍矿总储量的62%。
总的来说,我国锂镍等资源可以满足新能源汽车的发展需求,钴资源受国外资源制约较为明显,无钴或低钴动力电池是发展的重点,同步需要强化动力电池回收产业链的布局。基于此,近年来磷酸铁锂电池受到主机厂的青睐,磷化工和钛白粉企业因在磷酸铁生产方面具有较明显资源和成本优势,也跑步进军磷酸铁锂材料制造领域,其未来发展亦可期。
在不断增强国内矿产资源合理开发的同时,动力锂离子电池上下游公司通过参股、并购等多种方式,积极参与全球矿产资源的投资布局,有效推动了动力锂离子电池业安全供应体系的构建。此外,相较于锂资源 0.0065%的地壳丰度,钠资源的地壳丰度高达 2.5%,不仅是地壳中第六丰富的元素,且在全球分布较为均匀。钠元素在全球的分布非常均匀,地球中的钠含量占比约 2.5%~3.0%,大约是锂元素的 1000 倍,其价格受市场需求的影响也会波动更小。同时,钠离子电池正极材料规避了钴、镍等金属,可采用成本更低的磷酸铁钠体系,加上钠离子不会与铝形成合金,其集流体可以选择铝箔,这使得钠离子电池从原理上比锂离子电池具备更低的成本优势,成为市场上储能器件研究的热点之一。
动力电池中游原材料短暂供需不平衡
2021年以来,动力电池原材料供不应求,氢氧化锂、碳酸锂、六氟磷酸锂、PVDF、VC等价格集体上扬,部分辅材较年初上涨数倍,甚至“一货难求”。
动力电池原材料上涨的主要原因可以从三个方面来分析。首先,宏观层面上,2020年全球爆发的新冠肺炎疫情,各国政府为了刺激经济、促进消费,大多采用了量化宽松的货币政策,导致全球的大宗商品通胀持续超预期,原材料价格呈普涨态势,锂电池的原材料不可能幸免;其次,从2020年第四季度开始,锂电池市场需求骤增,使原材料的供求关系出现了转折,这其中既有动力电池市场持续向好的因素,也有储能、两轮车以及海外市场需求大幅提升的影响,导致锂电池需求上扬从而带动整个价格上涨;再次,前几年整个新能源汽车行业下游对上游尤其是原材料企业实施延账期、压低价等行为,上游行业基本上无钱可赚,从而导致2018年以后上游材料,例如碳酸锂,六氟磷酸锂,电解液、正负极材料等基本上没有扩大产能,产业发展几乎停滞了两年,价格几乎贴到了地板价,某种程度上,从2020年四季度开始上游材料的价格的上涨,也是对前几年新能源汽车下游对上游延账期与压价行为的“报复性”反弹。
当然,此次上游材料持续且大幅上涨,不排除有资本层面“炒作”的嫌疑,甚至有些企业囤货、炒货,也进一步加剧了价格的波动,但随着各方产能的释放,大约一年左右的时间,原材料价格就有望回归平稳;之前有些原材料价格过低,经过此次调整,发展也将走上正轨。
纵观整个产业,此轮原材料涨价对终端整车产品影响较小,主流电池厂对大客户和长期合作的客户基本没有涨价或者涨的很少,基本都由电池厂自己吸收和消化。同时,为锁定原材料供应,动力电池厂在积极向上游布局,宁德时代等头部电池企业主要采用预付方式锁定原材料供应量和供应价格,并积极通过收购、合资等方式稳定原材料供应。此外,龙头企业纷纷布局动力电池回收利用技术,以确保原材料的循环利用和绿色供应链建立。
动力电池及其关键材料的资本布局及投资机会
今年1至10月份,我国动力电池产量累计159.8GWh,同比累计增长250.0%;装车量累计107.5 GWh,同比上升168.1%, 其中三元电池装车量54.1GWh,同比上升100,1100.1%;磷酸铁锂电池装车量53.2GWh,同比上升316.4%。。与此同时,《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》提出,我国新能源汽车渗透率将在2025年达到20%,2030年达到40%,2035年达到50%,即未来15年的复合增长率将达到11%。由此,动力电池市场产能扩张也成为必然趋势。
宁德时代2021年半年报显示,宁德时代动力电池及储能系统的产能为65.45GWh,在建产能为92.50GWh。从目前公开信息来看,到2025年宁德时代产能将突破600GWh。与此同时中航锂电、国轩高科、亿纬锂能和蜂巢能源也在加速扩充产能。根据EVTank、电池网、伊维经济研究院、中国电池产业研究院等联合发布的2021年中国锂电池行业动力电池年度竞争力品牌榜单数据统计,目前国内动力电池竞争力TOP10企业规划产能合计已接近2.1TWh。这也为动力电池原材料产业链的扩产提供了依据。值得注意的是,当下新能源市场逐步转向高端化,下游车企对于动力电池的质量要求越来越高,而高端电池几乎被头部企业所垄断,这就导致了优质产能跟不上,中低端产能却严重浪费的情况;同时,动力电池产能扩产越激烈,其背后的风险也就越大。
在此背景下,国科新能创投始终秉持“始于价值发现、立于综合评估、忠于赋能服务”的赋能投资逻辑,加快对科技型中小微企业的赋能,积极为企业提供增值服务,同时发挥产业资源优势,加速科技成果产业化落地。在“前瞻性、稀缺性、安全性、经济性、成长性”的原则下发掘产业链投资机会,从“团队 技术 市场 战略 文化”等多个维度对被投标的进行价值评估,并积极构建战略引导、资源对接、市场开拓、管理咨询和金融扶持的赋能投资体系。
1)前瞻性:我国动力电池能量密度提升路径研究结果表明,财政补贴政策推动了三元电池替代磷酸铁锂电池,成为最初我国动力电池能量密度提升的主要技术途径;2019年宁德时代推出CTP电池包技术以来,电池能量密度提升则主要以电池工艺与结构创新为主。因此,动力电池技术的更迭在于电化学材料体系的革新以及电池结构的改良,材料革新和结构创新是当前动力电池行业的两条赛道,也是降本的必由之路。在电化学材料革新方面,高比容量硅基负极材料和金属锂负极材料均是下一代高比能锂离子电池的重点研究对象,尤其金属锂负极材料的应用,将是固态锂电池发展的终极目标。在电池结构创新方面,超薄集流体或复合集流体技术是产业关注的重点,将有助于进一步提高电池的能量密度。总得来看,对动力电池技术路线的影响因素有很多,一是市场的需求起决定性作用,比如有的车型需要长续航,对于高镍电池需求很大;二是成本因素,所以电池企业也在寻求更多降成本的方式;三是资源的可控性和稀缺性带来可持续发展的影响。
2)稀缺性:新能源汽车产业的爆发式增长会带动产业链上下游的快速发展,核心资源的稀缺性日益显现。从产业链的顶端来看,新能源汽车的发展直接带动的是上游的钴、镍、锂、稀土等资源的需求增加,其中钴、锂金属、铜箔等在锂离子电池领域使用的规模占主力,锂离子电池的需求和增长预期直接决定了这类原材料的供需关系和价格指数。以锂资源为例,上游的资源中成本最低的优质盐湖资源,基本上被把持在巨头手里面,同时优质的锂矿资源近两年来也通过并购整合瓜分殆尽,而且新增的锂矿的达产需要5年甚至更长的周期才能实现,使得锂成为新能源汽车增长核心资源,在一级市场或者二级市场对锂概念的追捧也是建立在核心资源稀缺性的前提下的。
3)经济性:随着补贴退坡,新能源汽车市场逐步完成由政策驱动向市场驱动的转变,2021年1-10月五菱宏光MINI EV累计销量达到28.8万辆,比豪华车型特斯拉同期销量多5万余辆,成为中国纯电动汽车销量冠军。由此可见,补贴退坡后的我国新能源汽车市场完全呈市场化发展趋势,低成本新能源汽车成为满足用户需求的重要发展方向,磷酸铁锂电池技术迭代值得关注。与此同时,钠离子电池等更低成本的储能产品技术路线也是资本市场追捧的亮点。
4)安全性:从产业链看,能量密度更高、更安全、充电更快、成本更低始终是产业发展的核心目标,其中安全性是新能源汽车的底线。基于此,能提高电池安全性的隔膜、电解液等技术和产品也是产业投资者关注的重点。(本文得到杨续来、方建华的大力支持。)
该稿件之前在《汽车专家述评》杂志发表过,已征求作者及杂志社同意在本网站发布)