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【深度报告】新能源汽车行业:驱动力 产业链 中长期发展等

时间:2019-03-06 14:13:47

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【深度报告】新能源汽车行业:驱动力 产业链 中长期发展等

导读:

汽车电动化浪潮势不可挡

动力源的更替是汽车发展史上最重要的变革。 从国内来看, 新能源汽车的产业化势在必行:(1)国内石油自给压力日益增加, 年自给率35%;(2)燃油车污染物排放量维持高位,机动车排放已成北上广深 PM2.5的首要来源;(3)新能源汽车本土化的意义重大,作为全球最大的汽车市场,国内仅有上汽进入全球汽车行业利润前 10 名。 从全球来看,美/欧/日/韩等汽车大国已相继对新能源汽车行业进行了战略布局,大众、福特、奔驰、宝马等车企未来 5-10 年内新推出新能源汽车车型约 150 款。

政策驱动转向市场/技术驱动,新能源汽车行业拐点显现

新能源汽车行业驱动力包括:(1)政策:我国新能源汽车政策经历了基础引导期( 年之前)/示范推广期(- 年)/全面推广期( 至今 ) 三 个阶段 ;(2) 技术进步 :新能源汽车电池已经历了Ni-MH/LMO-LFP-NCM 三个阶段,随着高镍三元电池/固态电池/燃料电池的应用,电池性能有望继续提升;(3)成本下降:受到能量密度提升/供求关系改善/规模效应/材料成本优化等因素影响,动力电池价格持续下降(Q1LFP/NCM/LMO 同比下降25%/27%/15%)。随着补贴退坡及双积分政策的实施,新能源汽车行业将逐步由政策驱动转向市场/技术驱动。

新能源汽车重构汽车产业新生态

年我国新能源汽车渗透率约 2%-3%, /2025/2030 年渗透率目标 7%/15%/40%,中长期拥有巨大发展空间。新能源汽车产业链与传统燃油车相差较大, 汽车电动化的趋势将重塑汽车产业链。 (1)下游:主要由整车(乘用车/商用车/专用车)和充电站/充电桩组成;(2)中游:由动力电池(正极/负极/隔膜/电解液/BMS/设备/电池回收等) /电机/电控/电驱动零部件/其他构成,成本构成占比分别为 42%/10%/11%/7%/30%;(3)上游:包括锂/钴/铜箔等原材料。

长期空间万亿级,新能源汽车技术路线各领风骚

我们看好新能源汽车产业链的发展前景。(1)长期来看:新能源汽车产业拥万亿级市场空间,目前正从培育期进入成长期;(2)中期来看:动力电池领域将出现多种技术路线更替发展的情形,在三元高镍电池/固态电池/燃料电池等产业化推进过程中,“创造性毁灭”带来更大发展机遇;(3)短期来看:动力电池竞争格局愈发明朗(/ 年国内动力电池 CR5为 59%/68%),相关产业链环节的龙头效应将逐步显现。

跨市场新能源汽车行业投资策略

结合长期、中期和短期的发展趋势,建议关注:(1)现有产业链环节第一\二梯队的龙头企业;(2)锂电回收、燃料电池等领域技术领先的企业。 原材料: 天齐锂业/赣锋锂业/容汇锂业/洛阳钼业/华友钴业/金川科技;正极材料: 当升科技/杉杉股份(杉杉能源) /振华新材; 负极材料: 贝特瑞/璞泰来; 隔膜: 创新股份/星源材质/沧州明珠; 电解液: 天赐材料/新宙邦;锂电设备: 先导智能/联赢激光/中科华联; 锂电池: 宁德时代/国轩高科/亿纬锂能; 电机电控: 大洋电机/汇川技术/正海磁材; 整车及汽车设计: 比亚迪/宇通客车/东风汽车/阿尔特; 燃料电池: 亿华通; 锂电回收: 格林美/芳源环保等。

1、 汽车电动化浪潮势不可挡

1.1、 动力源的更替是汽车发展史上最重要的变革

汽车行业发展最重要的变革是动力源的更替。 在第一次工业革命之前,人力/畜力几乎是车辆工具唯一的动力源; 18 世纪末期, 随着蒸汽机技术的逐步成熟,真正意义上的汽车开始出现,汽车行业的机械化大幕正式拉开;进入 19 世纪之后, 电动汽车和内燃机汽车相继被发明; 20 世纪以来,内燃机汽车快速发展,成为汽车市场最为重要的组成部分。 回顾过去 200 多年的发展历史,动力源的更替是汽车发展史上最为重要的变革。

18 世纪以前:人力/畜力几乎是车辆工具唯一的动力源。 人类最早使用的车辆是人力车,以及以牛、马等作为动力源的畜力车。在第一次工业革命之前,这种人力/畜力车曾经是人类生产和生活中非常重要的交通工具。

18 世纪—19 世纪: 蒸汽机汽车被发明,机械化大幕拉开。 第一次工业革命之后, 蒸汽机不但被应用于工业生产,而且被用作车辆的动力源,真正意义上的“汽车”开始出现,汽车行业机械化大幕拉开。但是,蒸汽机的效率较低,车载燃料的储存量有限,且操控不方便,蒸汽机汽车并未得到广泛应用。

19 世纪—20 世纪中期:第一代电动汽车大放异彩。 事实上,第一代电动汽车的出现要早于内燃机汽车, 1881 年, 法国就已经制造出第一辆以可充电蓄电池(铅酸电池) 为动力电源的电动汽车; 而且电动车一度成为市场上最流行的汽车类型, 1900 年,美国电动汽车的产量占到汽车总产量的28%。但是,随着技术的进步,燃油汽车在价格、续航、操作难度等方面的优势逐步显现,之后电动车进入缓慢发展期。在 20 世纪 70 年代,全球能源危机爆发,电动汽车曾迎来短暂的发展高峰,但因为关键技术受限且随着石油价格下跌,电动汽车产业化进程再次受阻。

19 世纪末—21 世纪:内燃机汽车的黄金百年。 1886 年,卡尔·奔驰发明了第一辆四冲程内燃机汽车,随后亨利·福特首创流水线生产,内燃机汽车的价格逐步下降, T 型车的合计销量达到了 1500 万辆。此后的一百年,内燃机汽车几乎成为汽车市场唯一的选择, 而且在结构、性能、外形、安全性及节能等方面日益完善。

20 世纪末—:汽车电动化浪潮渐起。 随着内燃机汽车保有量的增长,石油资源日益匮乏,而且环境污染日益严重;此外,技术进步以及产业链完善带来的价格下降等因素也有利于汽车电动化趋势的推进。新能源汽车的产业化大幕已经拉开, 汽车行业正在进入电动化时代。

1.2、 新能源汽车产业化势在必行

国内燃油车保有量持续提升,石油自给压力增大。 截止到 年 6 月份,我国汽车保有量达到 3.04 亿辆,同比 年增长了一倍。石油资源的消耗也在急剧增加,其中汽车用汽柴油的消费占比也已经达到 50%以上。 年,国内原油及油品合计进口 4.09 亿吨,同比增长 11.9%,对外依存度达到 64.2%, 且未来或将继续提升。从以上数据可以看出,燃油车保有量的增长给我国的石油供应带来了巨大压力。

传统燃油车污染物排放量维持高位,环保压力巨大。 年,全国机动车四项污染物(一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物)排放总量为4472.5 万吨, 近 5 年以来并未出现明显的下降趋势。 机动车排放是 PM2.5最重要的来源之一, 根据环保部的数据, 年北京、上海、杭州、广州和深圳的机动车排放是PM2.5的首要来源,占比分别为31.3%/29.2%/28.0%/21.7%/41.0%。 总体来看, 随着国内燃油车保有量的增长,汽车尾气排放已成为城市大气污染的重要来源。

从政府角度来看, 新能源汽车产业链本土化的意义重大。 根据中汽协和其他各国公布的数据, 年中国市场汽车销量为 2,802.8 万辆,居全球首位;但 年全球利润规模排名靠前的汽车厂商中,只有上汽一家自主品牌厂商进入前十名。此外,在发动机等核心零部件领域,国内与欧美、日韩等国家的差距较大,且短期实现超越的可能性较低。但是在新能源汽车领域,国内外差距并不大, 中国有相对充足的时间培养自有产业链, 作为为数不多的支柱性产业,汽车产业能够提供大量就业岗位和税收。

1.3、 汽车电动化浪潮席卷全球

新能源汽车行业涉及国家能源安全、环保以及汽车产业兴衰等, 因此世界主要汽车大国也相继进行了一系列战略布局。(1) 美国: 主要围绕“摆脱对石油严重依赖,推进再工业化”展开,扶持政策工具灵活多样; (2)欧洲:围绕绿色发展战略,德国/法国等在 年前后提出了相应的战略目标; (3) 日本: 基于能源安全与保持产业竞争优势的双重需求,提出“新一代汽车战略 ” ; (4) 韩国: 提出 年国内电动车普及率占小型车 10%; (5) 中国: 提出到 年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车销量达 200 万辆、累计产销量超过 500 万辆。

国外车企相继发布新能源汽车 /2025 生产计划。主要车企未来 5-内新推出新能源汽车车型约 150 款,其中宝马(时间 ,新推车型数40)、大众(2025, 30)、现代起亚(, 26)、福特(, 20)、通用(, 10)、奔驰(2025, 10)。奔驰计划投资 110 亿美元、大众计划投入 110 亿元、上海通用计划投入 265 亿元用于新能源汽车项目。

国内主要车企也相继提出了各自的新能源汽车战略, 年新能源汽车目标销量居前的自主品牌为吉利 180 万辆(包含混动),上汽 60 万辆(其中自主品牌 20 万辆),比亚迪 60 万辆,北汽新能源 50 万辆。

2、 政策驱动转向市场/技术驱动,新能源汽车行业拐点显现

新能源汽车行业逐步由政策驱动转向市场/技术驱动。 自 年补贴政策试点推广以来,新能源汽车累计销量由 年的 7,577 辆快速增长到 年的 77.7 万辆, 尤其在 年中央及各地优惠政策密集出台后,//// 年销量分别为 1.8/7.5/33.1/50.7/77.7 万辆,- 年 CAGR 达到 53.2%。 随着补贴政策的逐步退出, 新能源汽车行业正在由政策推动转换为市场驱动。

2.1、 驱动力之一:政策

我国新能源汽车政策主要经历了三个阶段,分别为基础引导期(之前) 、示范推广期(- 年) 、全面推广期( 年至今) 。 年之前, 新能源汽车行业处于孕育阶段,政策方向为新能源汽车研发布局、生产准入、产品准生及产品上市; - 年,新能源汽车行业处于培育阶段, 主要表现为第一轮新能源汽车示范推广、企业与产品准入、战略性新兴产业确立、 补贴政策及新能源汽车发展规划出台; 年之后,新能源汽车属于成长阶段, 具体包括第二轮新能源汽车示范推广、补贴政策出台, 及生产企业投资项目与生产准入等。

新能源汽车政策——基础引导期。 2001 年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,确立“三纵三横”研发格局,成立一批以整车单位牵头、零部件单位参加、产学研联合开发的研发团队;在 年 11 月 1 日的《新能源汽车生产准入规则》中,首次明确了新能源汽车概念; 年,新能源汽车首次列入政府工作发展报告中, 年成为我国“新能源汽车元年”。

新能源汽车政策——示范推广期。 年 1 月,《新能源汽车示范推广通知》发布,“十城千辆”计划出台,对 13 个城市公共服务购买新能源汽车给予补助; 年,新能源汽车推广试点由 13 个扩大至 20 个,并选择5 个城市进行私人购买试点; 年,国务院初步拟定“到 年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达 50 万辆,到 年超过 500万辆” ; 年当年乘用车平均燃料消耗量降至 6.9 升/百公里, 年降至 5.0 升/百公里。政策力度的加强使得新能源汽车的发展路径更加清晰。

新能源汽车政策——全面推广期。 年财政部等四部委发出通知,确定调整后退坡制度为“ 年在 年标准基础上下降 5%, 年在 年标准基础上下降 10%”,推出新能源汽车免征车辆购置税等优惠措施。 年, 政策的主要着力点在于对“骗补”事件的监管, 政策补助更加精准、规范, 加强扶持性能好、技术领先的企业。 年 12 月发布的《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》进一步明确对不同车型的补贴标准, 更加关注电池技术、 续航里程、耗电情况等技术指标。 此外, 各项补贴相较 年均下调 20%, 年下半年监管部门提出了对乘用车进行积分管理通知, 年、 年平均燃料消耗量负积分不能抵偿归零的企业, 将导致超标燃油车的生产和新品投放受阻。 随政策扶持逐步退出,新能源行业将由政策驱动转向市场驱动。

2.2、 驱动力之二: 技术进步

动力电池占整车成本的 1/3-1/2,是新能源汽车最重要的构成部分, 新能源汽车的技术进步也主要体现在电池领域。 动力电池发展主要经历了镍氢/锰酸锂-磷酸铁锂-三元锂电三个阶段, “十五” 是镍氢/锰酸锂电池, “十一五” 是磷酸铁锂电池, “十二五” 是三元电池, “十三五” 是高比能量的新一代锂离子动力电池。 动力电池系统比能量在过去五年间提高了近一倍,系统成本在过去五年间下降了一倍以上。汽车用动力电池发展经历了镍氢/锰酸锂-磷酸铁锂-三元锂电三个阶段。

电池性能持续优化。 锰酸锂电池作为初代投产应用的锂离子电池具有成本低、安全性好特点,并且由于锰电压平台很高,其能量密度能够满足基本的续航要求,但其低温下的不良表现促使行业寻找更好的替代品。磷酸铁锂电池材料成本相对低廉、安全性佳、循环寿命好、高温下稳定性好, 在电动大巴车等安全性和寿命要求较高的领域优势明显,但磷酸铁锂电池体积能量密度不理想。 三元材料是由镍、 钴、锰三种材料按照一定的配比共同组成电池正极, 其能量密度预计会在 年达到 300Wh/kg,并且低温放电性好,在零下 20 摄氏度条件下放电性能达到磷酸铁锂的两倍, 循环次数方面在使用 1000 次以后依然可以保持 90%的电池容量。 未来,随着高镍三元材料(NCM111→523→622→811)及固态电池等的应用,能量密度还会继续提升。

燃料电池能够大幅提升能量密度。 燃料电池汽车主要使用质子交换膜燃料电池, 其能量密度远高于锂离子电池, 目前国外质子交换膜燃料电池最长寿命已达到 40000-60000 小时,我国现阶段可做到约 5000 小时, 预计 有望实现 10000 小时的目标, 2025 年目标 20000-25000 小时,氢燃料电池可实现与车辆等寿命。 但目前受到成本过高等因素的限制,商业化进程尚待继续观察。

2.3、 驱动力之三: 成本下降

电池成本占新能源汽车整车成本的 30%以上, 过去几年, 在技术进步及规模效应等因素的影响下,动力电池的成本持续下降,从而使得新能源汽车的首次购置费用持续下行。电池价格的影响因素来自多个方面, 包括供求关系改善、 规模效应、 材料成本优化等。 Q1,磷酸铁锂电池/三元材料电池 / 锰 酸 锂 电 池 价 格 分 别 为 1.90 元 /1.60 元 /1.45 元 /Wh , 同比下降25%/27%/15%。

供求关系改善: 年以来,大量企业进入动力电池领域,整体产能大幅增加,尽管动力电池出现了结构性产能过剩的迹象, 但动力电池供给的增加使得新能源汽车整车成本出现明显下降;

规模效应: 年以来,各动力电池厂商纷纷实施扩产计划,且明显改进了生产工艺,规模效应成为动力电池下降的关键因素;

材料成本优化: 在动力电池中,材料成本占比约为 80%, 年以来,隔膜等材料的价格也逐步降低,但因为上游锂、钴等原材料的供给具有刚性特征,从而成为电池成本继续下行的扰动因素。

3、 新能源汽车重构汽车产业新生态

新能源汽车主要包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。与传统汽车相比, 新能源汽车首次购置成本高, 但使用成本明显更低;新能源汽车具有尾气和噪音排放量低、能源利用效率高的优势,政策扶持力度大;目前市场保有量仍远低于传统汽车,我国汽车生产 2,994.2 万辆,新能源汽车产量 79.4 万辆,渗透率 2.7%,中长期来看新能源汽车发展空间巨大。

新能源汽车重构汽车产业链。 新能源汽车产业链包括原材料、正极材料、负极材料、隔膜、电解液、电池管理系统(BMS)、锂电设备、电芯及 PACK、电机电控、充电桩和整车制造等环节。其中,原材料包括镍、钴、锰等矿产资源。正极材料、负极材料、电解液、 隔膜、 BMS 等共同构成电芯及 PACK。动力电池、驱动电机、电控三大系统是构成整车的核心部件。此外,其他零部件、汽车设计与汽车电子使整车达到可使用状态,充电桩为整车提供动力支持。

3.1、 下游: 乘用车渗透空间巨大

新能源汽车产业链下游主要由整车和充电桩两部分构成。

3.1.1、 整车

新能源汽车主要分为乘用车(9 座以下)、商用车(9 座以上或载货)和专用车等。

中国汽车行业经过多年发展已经形成了以六大汽车集团和主要核心自主品牌并存的格局。新能源汽车在客车领域的渗透率相对较高,宇通客车、中通客车、比亚迪为业内龙头, 年 1-7 月客车销量位居前三,市场份额占比远超其他车企;乘用车领域竞争较为激烈,比亚迪、吉利、北汽、众泰、江淮竞争力较强,吉利集团参股的知豆作为微型电动汽车销量也十分可观。 年 1-9 月全球电动汽车市场中,入围前十的中国汽车集团数量达到四家,分别为比亚迪、北汽、吉利、上汽,比亚迪销量超越宝马上升为第三,上汽集团排名上升至十位。

新能源汽车下游的整车企业中, A 股上市公司包括上汽集团、比亚迪、江淮汽车、宇通客车、金龙汽车、东风汽车、力帆股份、中通客车、众泰汽车、广汽集团、长安汽车; 2 家新三板公司, 分别为速达科技、长城华冠。

随着双积分政策落地,新能源汽车产业将逐步由政策驱动转为市场/技术驱动。随着管控放宽,一批外资车企也将涌入新能源汽车领域,将进一步加剧市场竞争。具体来看, 年我国新能源汽车产销量爆发式增长, 规模进一步扩大,产销规模达到 51.7 万辆和 50.7 万辆, 年产销量已达 79.4 万辆和 77.7 万辆,同比增长 53.6%和 53.3%。目前乘用车渗透率较低,截至 年渗透率仅为 2%-3%,未来有望进一步增长。纯电动乘用车受政策倾斜未来潜力巨大,纯电动乘用车中, A00 级车销量占比逐年下降,由于 年吉利、长安电动增量和比亚迪产品转型等原因, A 级车增长表现突出,达到 37%,总体看国内纯电动乘用车仍将以 A 级以下小车型为主。

3.1.2、 充电站/桩

电动汽车充电桩作为新能源汽车的动力补给,其重要性如加油站之于传统汽车。充电桩产业链可以分为设备生产商和运营商两类。生产商为设备提供商、配电设备提供商和管理辅助设备提供商,其成本占产业链 50%以上且有较高行业壁垒;运营商主要基于互联网思维,打造“桩联网”,向车主、经销商提供云服务,包括充电站定位、便捷的支付手段、远程监控等。

充电桩企业可划分为电网调度服务提供商、 变电配电与充电桩设备提供商、 充电桩运营商三类。在大型充电设备市场中, 主要企业包括国网普瑞特、国电南瑞、许继电气等;箱式配电变电、充电桩等领域, 主要企业包括特锐德、科陆电子、科士达等;充电设施运营商领域,主要企业包括特来电、国网、星星充电等。

目前我国充电桩铺设进展仍相对滞后,随着政策推动未来将建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系。 年初,我国充电桩数量约为 1000 个, 年突破 2 万个, 年底,公共充电桩保有量 14.1万个, 私人充电桩 8 万个。针对充电桩短缺的情况,国家发改委制定了《电动汽车充电基础设施发展指南》,至 年新增集中式充换电站超过 1.2万座,分散式充电桩超过 480 万个,满足超过 500 万辆电动汽车的充电需求。

国内各地区也纷纷制定 年省市充电桩建设目标,从电动汽车的推广、充电桩的建设和充电服务费等方面规划充电桩建设布局,并对具体补贴进行了详细规定。其中私人充电桩被视为着力推进方向,新建住宅均要求100%安装充电桩,并鼓励尽快建立充电网络。在国家政策和大规模的新能源汽车市场需求影响下,充电桩产业的加速增长已成为必然。但充电桩的发展仍面临利用率低、结算不方便等阻碍问题。

3.2、 中游: 动力电池是核心构成

3.2.1、 动力电池

锂离子电池是一种二次电池,主要依靠锂离子在正极和负极之间移动工作,主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。在充放电过程中, Li 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,充电时 Li 从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态,放电时则相反。锂离子电池由于其工作电压高、能量密度大、循环寿命长等优点广泛应用于消费电子和汽车领域。

动力电池行业龙头效应明显。 据第一电动网统计梳理, 年国内动力电池装机量约 36.2Gwh,同比增长 29.3%。从市场份额来看,装机量超过1Gwh 的电池厂商共 6 家,分别为宁德时代、 比亚迪、 沃特玛、国轩高科、比克和孚能, 其中 CATL 出货量达 10.4Gwh, 市占率为 29%, 比亚迪出货量 5.43Gwh,市占率 15%, 两家累计高达 15.83Gwh,占总量约 44%;沃特玛、国轩高科出货量分别为 2.33Gwh 和 1.93Gwh,分别占 6%和 5%。

3.2.1.1正极材料

新能源汽车动力电池正极材料包括锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等, 目前主流的电池以磷酸铁锂及三元材料为主。磷酸铁锂循环寿命长、安全性能好同时具备价格优势,在商用车、专用车及储能领域占据优势;三元材料具备能量密度高特点,乘用车领域三元材料占据相对优势, 年起三元锂电池客车可申请推荐目录,三元电池在客车领域应用也开始解禁;锰酸锂具有成本低及安全性能好特点,在取代铅酸电池和低速物流车等领域占据优势,但锰酸锂体积比容量低、高温循环差,导致其在商用车、物流表车等应用领域受限。

动力电池三元化是主要发展趋势。 三元正极材料包括镍钴锰(NCM)和镍钴铝(NCA), NCM 根据金属含量比例可以分为 532,622,811 等型号,镍含量越大,可导致析出的锂越大,能量密度更高。 NCA 三元材料的克容量与 811 相当,松下量产的 NCA18650(供应特斯拉 Model S)能量密度可达230wh/kg。 在 年底发布的新能源汽车补贴政策中, 首次在产品技术要求上提出以电池能量密度作为参考指标,补贴与体积比能量挂钩,最新客车补贴标准从过去单一的车辆长度逐步向车辆单位载质量能量消耗量和续航里程过渡。从政策和市场两个层面来看,三元化已成为动力电池的主要发展趋势。

根据高工产研的数据, 年, 国内锂电池正极材料总体产量达到16.16 万吨,同比增长 43%。其中 LFP 产量 5.7 万吨(同比 75%) , NCM产量 5.43 万吨(同比 49%) , LCO 产量 3.49 万吨(同比 9.4%)。主流企业包括杉杉股份(子公司杉杉能源)、厦门钨业、北大先行、天津巴莫、当升科技、振华新材、宁波金和、天力锂能等。

3.2.1.2负极材料

负极材料以石墨、固体碳为主,主要包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、无定形碳、合金和钛酸锂等。负极材料是锂离子电池的重要组成部分,约占锂离子电池中成本 10%-15%。在锂电池四大材料中,负极材料技术最成熟,目前以石墨系负极材料为主。

锂离子电池负极材料以石墨类为主导,未来呈现出多样性的技术发展特点。性能优异的负极材料应该具备较高的比能量、相对锂电极的电极电势低、充放电反应的可逆性能好、与电解液兼容性好。天然石墨容量较高且工艺简单成本较低,但循环性能较差;人造石墨工艺复杂成本稍高,但具备较好的循环以及安全性能;中间相碳微球石墨在倍率性能上高出天然石墨与人造石墨,具备较好的热稳定性与化学稳定性,但其制作工艺复杂导致成本较高;硅碳类复合材料容量比远高于石墨类负极,同时环境友好并且国内储量丰富,但循环寿命较低。综合成本与性能,石墨类仍然占据主流地位。

负极材料市场集中度较高。根据高工产研的数据, 年国内锂电池负极材料产量 12.25 万吨,同比增长 68.27%, 贝特瑞、 杉杉股份和江西紫宸合计占据超过 55%的市场份额。总体来看,负极材料行业呈现寡头垄断的态势, 小型负极材料厂商无法形成规模效应,采取低价策略抢占市场,形成了以价格战为主的市场竞争态势。贝特瑞、 杉杉股份、江西紫宸为第一梯队,处于国内行业领先地位;星城石墨、正拓能源、摩根海容等为第二梯队,其中三菱化学等巨头也在国内设厂;其他企业多为小规模企业。

3.2.1.3隔膜

隔膜是锂离子电池的主要构成材料,是除正极材料外占锂电池成本比重最大的部分(达 10%-20%)。隔膜性能的优劣直接影响锂离子电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及安全性能的好坏。目前已经市场化的隔膜产品主要包括湿法基膜、多层隔膜、陶瓷涂层隔膜、有机/无机复合膜、新型隔膜等。

隔膜的制作工艺包括干法工艺和湿法工艺两种。与干法工艺相比,湿法隔膜可以更好地满足高能量密度锂电池的要求, 湿法工艺可以生产出更加轻薄的隔膜,在性能、孔隙率、收缩性等方面都要优于干法, 因此, 湿法隔膜已逐步成为动力锂电池行业的主流选择。

全球锂离子电池隔膜的主要技术和市场被日本、美国和韩国的少数厂商垄断,日本旭化成、美国 Celgard 公司、日本东丽东燃、韩国 SKI4 家公司依靠技术和品牌优势,占据 年全球锂电池隔膜市场超过 60%的市场份额。根据高工锂电数据,我国 年高端隔膜 70%靠进口,总体隔膜进口率达 15%,隔膜是锂离子电池四大核心材料中最难和最后国产化的环节。

国内隔膜市场集中度不高,竞争格局相对分散,前十名的公司市占率差别相对较小。 上海恩捷、星源材质、 沧州明珠等在隔膜行业的市占率相对领先。

3.2.1.4电解液

锂电池电解液一般由高纯度有机溶剂、电解质锂盐、相关添加剂等原料组成。溶液通常选用各种甲脂、丙脂等。电解质主要包括高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,添加剂主要包括耐高温、耐过充过放添加剂、成膜添加剂、以及导电添加剂等。

全球电池电解液供应商主要来自于中国,韩国,日本三国,占据电解液市场绝大部分市场份额。日本企业 Mitubushi,韩国企业 Panax-Etecyi 凭借发展早,技术领先优势在国际市场占据 30%市场份额,近年来原料价格下降,依靠成本优势,国内电解供应商发展迅速。国内主要电解液供应商广州天赐、深圳新宙邦、国泰华容为第一梯队电解液供应商,占近一半市场份额, 广州天赐总体产量及产值超过新宙邦,成为国内最大的电解液供应商;国内二线梯队供应商,珠海赛纬、天津金牛、东莞杉杉等市占率相近。

3.2.1.5BMS(电池管理系统)

BMS(电池管理系统)是动力电池系统的重要部件,占电池组总成本20%,通过对二次电池的监控,有效提高电池利用率,防止电池过充过放。主要功能为:估测电池剩余电量;动态监控电池状况、识别故障电池;保持电池组各电芯能量均衡。根据均衡技术, BMS 可分为主动型均衡和被动型均衡,均价分别为 2-3 万元/套和 1.5 万元/套。

受益于新能源汽车发展, BMS 市场规模将继续放大,预计到 -,我国 BMS 市场规模将达到 116 亿元、 138 亿元、 157 亿元。目前国内主动均衡属于“选配”功能,被动技术装机量较大。随着新能源汽车走向高端化, BMS 技术要求也将增高,主动均衡技术将成为未来的发展趋势。BMS 生产商大至可划分为整车企业、动力电池企业和专业 BMS 企业三类,其中整车企业实力最强,一线车企基本自主开发 BMS 系统,从其他供应商购买从级控制;动力电池企业对于电池技术和测试数据有长期积累,存在一定资源优势;专业 BMS 企业相比规模小、实力较弱。

3.2.1.6锂电设备

锂电池生产流程相对复杂,设备厂商数量较多。 锂电池的生产流程涉及搅拌、涂布、卷绕、焊接、化成/分容等多个环节, 各生产工艺均有对应的单体设备,其中辊压设备用于电池极片连轧、辊缝监控等环节,主要企业有北方华创、纳科诺尔、海裕锂能等。

3.2.1.7电池回收

电池回收作为新能源汽车发展的附属产业, 一来可以解决废旧锂电池产生的污染问题, 二来可以对电池中可循环利用的原材料进行回收。 根据我们的测算, 预计到 年,动力锂电池报废量将达 20-30 万吨。

废旧动力电池的处理方式主要有梯级利用和再生利用两种。梯级利用是将不适合汽车使用的动力电池运用于储能、低速电动车、后备电源等领域,可有效减少污染、降低储能电池成本;再生利用是将废旧动力电池进行拆解,对其中钴、 镍等元素进行回收利用。

通常来讲, 布局电池回收业务企业可分为三类: 材料企业、 动力电池企业和独立回收企业。 材料企业包括华友钴业、寒锐钴业、 厦门钨业等;动力电池企业包括比亚迪、宁德时代、 国轩高科等; 独立回收企业包括格林美、桑德集团、芳源环保、湖南邦普、赣州豪鹏等。

3.2.2、 电机

电机是新能源汽车的三大核心电子部件之一,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。电机工作原理主要是将电池提供的电能转化为机械能,通过传动装置为汽车提供动力。新能源汽车驱动电机属于中低压电机范畴,由于其应用领域的特殊性,相对一般中低压产品,性能要求更为严格。

电机按工作原理可分为直流、交流、永磁无刷、开关磁阻等几种类型。适合新能源汽车的驱动电机主要有永磁同步、交流异步和开关磁阻三大类。因其特点不同,主用用途也有所差异。具体来讲,永磁同步电机主要应用在对能量体积比要求最高的新能源乘用车上;交流异步电机价格低,在新能源客车中应用广泛;而开关磁阻电机价格低却噪声大,主要应用于大型客车。目前,以特斯拉为首的欧美车企多用交流异步电机,我国超过 90%的新能源汽车使用永磁同步电机。

电动汽车驱动电机系统逐步向高调速范围、高功率密度、轻量化、高效率、能量回馈、高可靠性和安全性及低成本等方向演进,具有布置方便、动力控制灵活、易于实现制动和能量回收、车身设计自由度高以及简化传动系统等优点的轮毂电机或成未来发展方向。值得关注的是,随着补贴的逐步退坡,外国电机品牌将逐步进入中国市场,未来电机及电控市场竞争将日益激烈。

新能源汽车驱动电机行业竞争激烈,主要存在三类市场参与者,传统电机生产企业、整车及零部件生产企业、新设专业电机生产企业。传统电机企业产能成熟、电机生产制造经验丰富,在技术壁垒较高的电机行业具有先发优势,生产线改造供应能力最强;整车及零部件生产企业打造垂直一体化驱动系统制造销售体系,开始合作并购进行产业联盟,逐渐加快资本抢占电机市场步伐;新设专业电机生产企业也在加快进行专利技术研发创新。

3.2.3、 电控

电控作为整车驱动系统的最重要组成部分,被称为新能源汽车的“大脑”。电动汽车电机控制器作为控制电动汽车驱动电机的设备,通过接收整车控制器和控制机构(制动踏板、油门踏板、换挡机构) 传送的控制信息,对驱动电机转速、转矩和转向进行控制,并可同时对动力电池的输出进行相应控制。

电控系统的设计和标定与电机系统相关程度较高,根据匹配电机的不同,电控系统需要开发不同技术平台。随感应电机和永磁电机的大量使用,电控系统的复杂程度迅速上升,矢量控制技术和直接转矩控制技术成为电控产品的技术主流。

新能源汽车电控产业基本与国内电动汽车市场同步启动,目前仍处于产品技术快速更新换代的阶段,技术投入占比较高,部分核心组件如 IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力,配套行业的标准和体系也尚未成型。

3.3、 上游: 锂、钴是重要原材料

新能源汽车产业链的上游主要包括锂电池原材料等,包括锂、钴、铜箔等。

3.3.1、 钴

钴是是生产动力电池主要原材料之一,主要用于正极材料, 是钴酸锂、镍钴锰、镍钴铝正极材料的重要构成部分。

我国的钴资源储量贫乏,每年需要从刚果(金)等国家进口大量钴精矿。钴行业集中度较高, 年中国精炼钴产量达到 6.06 万吨,华友钴业、金川国际、寒锐钴业、格林美集中了大部分产量。其中,华友钴业凭借优质的矿山资源和成熟的冶炼技术稳居行业第一,格林美开辟“回收 贸易”商业模式,在资源回收领域占有一定优势。

钴资源供需缺口将使钴价维持高位。钴盐供应缺口 年持续扩大, 年缺口达到 4300 吨的量,预计将持续至 年。随着三元动力电池渗透率的快速上升,钴需求随之上升。整体来看,供需缺口将使钴价在未来几年维持高位。

三元动力电池将进一步拉动钴需求上涨。受国家政策与能量密度影响,动力电池三元化大势所趋获得更多整车厂的青睐,市场需求和占比快速提升,从而带动上游钴产品需求增加以及价格上涨。

3.3.2、 锂

锂(Li)是密度最小的金属, 电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层,很容易极化其他的分子或离子而本身却不容易受到极化,广泛应用动力电池正极材料制造, 包括钴酸锂、三元镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂等锂盐产品。

全球锂资源分布集中,智利、中国、阿根廷、澳大利亚四国储量占全球99%。盐湖提锂三巨头 ALB、 SQM、 FMC 占市场份额 50%;矿石提锂天齐控股的泰利森是全球龙头,占全球供给的 30%。赣锋锂业、天齐锂业是国内锂资源的龙头供应商,两家企业处于行业垄断地位,并不断加快对海外锂矿资源的收购步伐。天齐锂业收购目前全球已开采矿量最大的澳大利亚格林布什矿石资源, 赣锋锂业收购北美地区国际锂业 18.06%的股份。

碳酸锂未来几年内将保持供需平衡,氢氧化锂直到 年仍将维持紧缺状态,产能释放速度取决于原料供应,特别是锂辉石的供应量。氢氧化锂产能紧缺将成为制约高能量密度电池成本下降的主要因素。

4、 长期空间万亿级, 新能源汽车技术路线各领风骚

4.1、 长期:新能源汽车渗透率逐年提升,产业链空间万亿级

新能源汽车产业空间巨大, 目前正从培育期进入成长期。 《汽车产业中长期发展规划》及《节能与新能源汽车技术路线图》 指出, 到 -2025 年,我国要迈入世界汽车强国行列, 实现新能源汽车全产业链发展。(1) 目标: 新能源汽车产销量达 200 万辆,保有量超 500 万辆,充电站/桩达3600/ 5.7 万个; (2) 2025 年目标: 新能源汽车销量将占总销量 20%以上,新能源汽车保有量达 2000 万辆以上,充电站/桩超 1.2 万/2000 万个; (3)2030 年目标: 新能源汽车将占汽车总销量 40%以上,新能源汽车保有量超8000 万辆,充电站/桩超 4.8 万/8000 万。

新能源汽车是全球化的变革浪潮。 近年来全球新能源汽车行业保持高速增长,根据智研咨询的数据, 上半年全球新能源汽车乘用车销量 44.98万辆,同比增长 41%,其中中国/美国新能源汽车销量占比分别为 35%/20%。总体来看,汽车电动化浪潮已经成为全球趋势。

汽车电动化是全产业链的变革。 新能源汽车整个产业链市场空间巨大,其中整车市场规模 年达近 4000 亿元;从产业链细分板块来看,至 , 电机电控、动力电池市场规模达 300 亿元、 1000 亿元;动力电池中,磷酸铁锂电池、三元电池市场规模达 200 亿元、 800 亿元; 锂电设备年均市场规模达 192 亿元; 至 年, 正极材料市场规模达 200 亿元,其中磷酸铁锂达 30 亿元,三元材料达 170 亿元; 负极材料/隔膜/电解液年均市场规模均在 50 亿元左右。

4.2、 中期:多种技术路线更替发展,关注“创造性毁灭”

技术更替是汽车电动化浪潮的核心驱动力,风险和机遇并存。 从目前的发展阶段来看,新能源汽车是痛点包括续航能力、充电效率、成本、安全性等,电池成为新能源汽车产业化的关键。目前市场上主流的车用电池是锂电池,主要以三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池为主,而固态电池和氢燃料电池也已成为科研领域的关注焦点,产业化应用仍然处于初级阶段。我们认为,从中期来看,电池环节的技术更新会带来风险但也伴随着机遇,市场应关注该领域“创造性毁灭”的机会。

锂离子电池:国内车用锂电市场正从磷酸铁锂向三元锂电池过渡。磷酸铁锂具备循环寿命长、热稳定性好的特点,在商用车、专用车及储能领域占绝对优势;三元材料的能量密度高、循环性能好,在乘用车领域已逐步占据优势地位,未来随着高镍路线的逐步推进,能量密度将进一步提升。

固态电池:安全性极好、能量密度高、循环性能好,但成本高、充电速度慢等问题限制了规模化应用的展开。随各大厂商研究投入加大,固态电池的商业化进程有望进一步加快。

氢燃料电池:是指利用氢、氧相互作用提供能量的一种电池。氢燃料电池使用过程中只产生水,可实现真正无污染,此外氢燃料电池还有储能密度高、加氢速度快、高转化率等优点,但因为成本偏高等问题, 阻碍了其推广应用。目前来看,随技术进步和资本投入加大,氢燃料电池商业化将持续推进。

锂电回收的市场空间进一步提升。 锂电池存在一定使用寿命且废弃锂电池含有污染物,锂电产业的发展必将带动电池回收产业成长。电动汽车废弃电池处理方式主要为梯级利用和再生利用。

梯级利用:将不适合汽车使用的动力电池运用于储能、低速电动车等领域,有效较少污染、降低储能电池成本。

再生利用:将废旧电池进行拆解,回收钴、锂、镍、铜等元素。但由于回收工艺的不成熟,仍存在回收效率低、易造成二次污染等问题。

4.3、 短期:集中度提升,龙头效应渐显

短期来看,动力电池行业的竞争格局有望愈发明朗,相关产业链环节的集中度有望提升。

我们认为,动力电池行业 1.0 时代为产业链厂商业绩全面增长时期,行业产能迅速扩张,但随着结构性过剩,进入行业 2.0 时代,行业集中度会提高,低端产能逐渐淘汰。展望未来的行业 3.0 时代,龙头企业则有望进入全球产业链,行业有望实现稳定增长。

动力电池行业 1.0 时代: 年起受新能源汽车相关政策及市场需求拉动,锂电池出货量呈指数型趋势上升,业绩全面增长,行业产能迅速扩张,尤其是 / 年期间,锂电池年出货量大幅增长, 年后电池出货量出现结构性调整,动力电池出货较上年同期增长 1.73 倍,与消费锂电池出货量接近。

动力电池行业 2.0 时代: 行业进入 2.0 时代之后,出现结构性产能过剩。 年动力电池出货量接近 30Gwh, 远小于 年底厂商 60-80Gwh 的产能规模,低端产能过剩,高端产能不足。 国内动力电池市场 CR5 从 的 59.0%提升至 年的 67.8%,同比增长 8.8pcts,且新三板中小企业收入增速 19%,明显低于 A 股规模较大企业 122%的收入增速,这些都表明行业集中度在逐渐提高,低端产能逐渐淘汰。

工信部于 年 11 月发布《汽车动力电池行业规范条件》(征求意见稿),动力电池企业的生产门槛大幅提升至 8Gwh( 年底只有比亚迪、CATL、沃特玛符合条件)。四部委于 年 3 月发布《促进汽车动力电池产业发展行动方案》指出,到 年要形成产销规模在 40Gwh 以上的国际龙头( 年底最大厂商产能约 10Gwh)。

(来源:光大证券)

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