動力電池行業迎爆炸性增長,誰將勝出?

讀瑞銀最新發布的長篇報告《Tearing down the heart of an electric car: Canbatteries provide an edge, and who wins?》,獲益良多。爲了對各類電芯的技術水平、化學成分、製造流程及成本有更深刻的認識,瑞銀Evidence lab拆解了來自松下、LG Chem、三星和寧德時代的主流電芯產品,得出的結果很有參考價值。下面記錄一些要點以供參考:

1、關於電池的研究很重要

電池是電動汽車最核心的組成部分,佔汽車總價值的25%至40%。無論對電池廠還是汽車製造商,在動力電池領域的競爭中勝出,就意味着掌握了將電動汽車推向大衆的關鍵技術,並能獲得重要的競爭優勢。

2、產業鏈的發展空間巨大

全球動力電池需求將增長近10倍。得益於不斷下降的電池成本及不斷提升的性能,預計電動新能源汽車的銷量從今年的180萬輛提升至2025年的1750萬輛。基於該假設,預計2018年的需求約爲93Gwh,而到2025年將升至973GWh,增長9.5倍。

在電池的總需求方面,將由2018年的166Gwh提升至2025年的1145GWh,幾乎翻六倍。對於鋰離子電池企業,營業收入將從今年的230億美元,增長至20205年的840億美元。

值得注意的是,未來幾年內電芯的產能將與需求同步增長,但在2021年後,會有減緩。不過瑞銀並不認爲電芯將成爲潛在的瓶頸。

3、特斯拉的成本優勢超出預期

在拆解測試中發現,松下生產的2170電池,其總電芯成本僅爲111美元/千瓦時。與成本第二低的LG Chem相比,特斯拉具備20%的成本領先優勢。歸納的原因有三:首先,特斯拉的超級電池廠已經具備規模優勢;其次,圓形電芯的製造工藝更加簡單;第三,NCA電池的化學原材料成本更低。

在電池包層面,75kWh的配置比此前的研究還低2800美元,估計53kWh的電池具有2000美元的優勢。相當於比之前的19年財務預測,可以多出6億美元的EBIT。

從成本的角度考慮,同行在當前階段很難與特斯拉直接競爭。不過,隨着韓國及中國的廠商不斷獲得規模效應,未來兩三年內,他們的成本的差距會逐漸縮小至10%的水平。但至少要等到2020年初,當NMC811電池成爲主流產品,屆時纔有機會進一步消除成本上的差距。

還有一點不容忽視,電池包生產也是特斯拉的一大優勢。

4、特斯拉的其他優勢

首先,特斯拉的度電里程、度電重量都具有優勢,這意味着特斯拉每次充電可行駛的里程以及駕駛體驗都好於友商。

其次,特斯拉電動總成的效率首屈一指,這意味着友商的產品需要使用更大的電池以達到特斯拉的相同里程,當然成本也會更高。換算成金額,特斯拉在這方面的成本優勢達到1000至4000美元/輛。

不過,當LG發揮出完全的規模效應後,其電芯成本的差距將縮減至900美元/輛的水平。在電池包的層面,成本差距將縮減至1700美元/輛的水平。在2021年後,隨着NCM811的普及,這些差距還可以繼續消除。

5、基於電芯看優勢

衡量電芯優劣的指標並不侷限於度電成本,綜合而言,特斯拉與LG比較優秀。

不同類型的電芯各有優勢,不能簡單地說誰好誰不好。首先,NCA擁有最高的體積能量密度,只需使用最少的關鍵原材料即可製成,並且零件的數量是最少的,組裝最爲簡單。不過,NCA先天的安全性能不足,需要搭配成熟的電池管理系統(BMS)方可使用。特斯拉Model3就裝配了4416顆NCA電芯,管理難度可想而知。

其次,NCM軟包電池最容易組裝成電池包,擁有更好地熱穩定性,因此不需要複雜的BMS,可以降低安全管理的成本。

第三,寧德時代和三星SDI所青睞的方形電芯擁有最多的零件,將近30個零件使其製造過程最爲複雜。一頓操作猛如虎,卻製造出擁有最低能量密度的電芯。不過勝在安全性能好,也容易組裝成電池包。目前,三星方形電芯的價格比LG軟包電池貴很多,但未來可通過降低過度設計的安全容量來顯著降低成本。

第四,軟包電池擁有最高的重量能量密度,比如雪佛蘭的Bolt,只需使用288個電芯即可滿足需求。而且,軟包電池不需要那麼複雜的BMS,使用的連接線也少,安全性也不錯。不過,軟包電池需要額外的堆砌和摺疊製造流程,會增加成本及製造的複雜性。

瑞銀修正了之前的觀點。他們現在認爲,在電動汽車時代,傳統內燃機汽車的品牌商將獲得比特斯拉更少的利潤。

6、關於對原材料價格的敏感性

假設原材料價格不出現崩盤的情形,預計特斯拉松下聯盟會繼續保持領先優勢。特斯拉對鎳價的敏感性會稍微高於其他原材料。若鋰、鈷、鎳、錳、鋁價同時提高50%,特斯拉松下聯盟受到的影響最小。

7、對原材料市場的影響

在鋰需求方面,預計從2018年的26.5萬噸提升至2025年的115萬噸LCE,市場容量大約增長四倍。不過不是所有的鋰都會完全受益,隨着三元電池的普及與技術升級,高純度的電池級氫氧化鋰纔是增長的主角。

在鎳需求方面,動力電池的消耗量目前約爲6萬噸,該需求有望在2025年提升至66.5萬噸,具備11倍的增長潛力。從總需求上看,有望從今年的220萬噸提升至2025年的310萬噸。在鈷需求方面,今年的需求約爲12萬噸,到2025年預計將增長至26萬噸。

8、電池包成本的下降趨勢

電池包成本到2025會下降35%左右。原因有三:首先,規模效應顯現。其次,技術升級帶來更高的能力密度和更低成本的原材料組合。最後,電池廠商選擇製造成本更低、供應鏈更完善的地方進行生產。

舉個例子,三星目前的NCM622產品,成本爲141美元/千瓦時,當獲得完全的規模效應,成本可以下降18%至116美元/千瓦時。在2020年改爲使用NCM811後,由於鈷的使用量幾乎減半,還能帶來15%至20%的成本下降空間。換句話說,若在分析中納入技術升級的考量,到2020/2021年,主要廠商的電芯成本有望下降至100美元/千瓦時。

9、電池市場前景廣闊,呈五分天下之勢

預計到2025年,電池市場的容量將達到973GWh,相當於19個特斯拉超級電池廠。這意味着,電芯製造商的年均收入將以大約20%的速度複合增長。

在電池市場的競爭中,特斯拉獲益最多。由於特斯拉擁有電池管理系統的優勢,能使用成本更低的NCA電芯,並且特斯拉的電動動力總成在衆多廠商之中,是最有效率的。不過,儘管松下目前擁有許多優勢,未來並不會出現贏者通吃的局面。因爲其他廠商並沒有與特斯拉相同的、使用NCA電芯的能力。

傳統內燃機汽車品牌商要使用NCA電芯的代價很大,組裝成電池包的複雜性也更高。得益於超級電池廠的規模效應,特斯拉抵消了電池包組裝的劣勢,但對於剛起步轉型的傳統廠商而言,,均不希望使用難以控制的圓形NCA電芯,而是將NCM電池視爲更好的選擇。

因此,瑞銀認爲未來的電池市場將形成寡頭結構,前五大廠商將佔據80%的市場。其中,LG和寧德時代(特別是LG Chem)將是增長最快的電池供應商。到2025年,LG Chem有望替代松下,成爲電池製造五巨頭之首。原因不難理解,全球內燃機廠商都不太可能投奔NCA的懷抱,NCM的市場份額將逐漸被其餘四家巨頭蠶食。

此外,電池製造市場的寡頭格局形成後,有望在較長的時間內持續。首先,傳統汽車製造商若自建電池廠,在成本上幾乎不可能趕上亞洲的龍頭。他們更傾向於參股或合資的形式與現有寡頭進行合作,以穩定自身的供應鏈狀況、降低物流成本、控制原材料的供給等。

其次,預計到2021年,松下、LG Chem、三星SDI、SK Innovation和寧德時代的產能將超過50GWh,這對新進者而言幾乎是不可逾越的成本壁壘。根據他們迄今爲止的FID,屆時能進行商業化生產的產能也僅有2到5Gwh。

綜上所述,我國的寧德時代值得保持關注。

刺蝟偷腥
2018年11月30日

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