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预见2020 |新能源动力电池发展四大趋势

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  [汽车之家 深评]  附骥于中国新能源汽车的高速发展,国内动力电池产业过去五年复合增长率超150%。经历了2019年的市场降速,在2020年新能源补贴归零前夜,动力电池领域硝烟弥漫且充满变局。

  2020年是新能源上下游产业发展的大考之年。开年的新冠肺炎疫情,更是让行业出师不利。变量更加多变,情况更加复杂,企业继续在压力中求生存。为了透过层层艰难险阻的迷雾,汽车之家推出《预见2020》系列话题内容,借由资深行业人士的视角,了解2020年汽车产业的种种可能性。本期我们将重点分析动力电池发展趋势。

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●《深评问道》是什么?
  《深评问道》是汽车之家首个面向行业端用户打造的栏目,特约汽车行业资深从业者执笔,独家解析/揭秘行业大事件。除了热闹表象,我们更想向您呈现对事物本质、因果以及未来可能性的探究和思考。


  本期行业评论员——墨柯,真锂研究CE0 兼首席分析师。在产研领域,墨柯主要以数据分析和经济学的眼光来研究产业发展,致力于寻找微观锂电产业、市场、技术之间的关系以及与宏观经济、国家政策等的内在联系,以求准确把握产业和技术发展脉络。


60秒快速了解核心论点:

●出于恢复市场信心考虑,2020年新能源汽车政策总体将比较积极,这也将带动动力电池需求量的增长;
●根据2016-2019年中国电动汽车市场电池装机的实际情况,以及比亚迪等企业动力电池领域规划等可以预见,2020年磷酸铁锂电池装机量依然会有一定增长;
●当前动力电池产业正在加速洗牌,强者愈强,这一定程度上将有利于电动成本的降低、电池技术的进步;
●从全球市场装机情况来看,中国分别做到了电池包能量密度最高和电池成本最低,随着未来技术的进一步改善,中国动力电池领域有望超越日韩,后来者居上。

注:本文写于节前,当时没有意料到肺炎疫情会发展到现在这样。目前来看,生产和生活要完全恢复正常至少需要两三个月,这明显会影响到200万辆的实现。不过,也有利好的一面,肺炎疫情将促使人们更多地考虑私人交通工具而不是公共交通工具,同时,预计政府会加大新能源汽车发展的政策力度。综合来看,是哪方面因素影响更大一些,还有待观察。


1、2020年中国电动汽车市场电池需求总量可望达到110GWh

  动力电池的需求总量跟新能源汽车的产量息息相关。由于2020年的新能源市场依然会在很大程度上取决于政策扶持力度,这就需要我们先对政策做一个大致判断。

  2020年的新能源汽车政策总体上会比较积极,原因无它,市场信心必须修复,否则会影响到新能源汽车发展规划(2021-2035)的实施。预计政策主要会从两方面做工作:①努力回到电池采购成本和补贴总体额度大致相当的轨道上来,这里的补贴既包括政府补贴,也包括非政府补贴(积分收益补贴);②努力推动集团采购(营运)更上一层楼。

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  以纯电动乘用车为例,2020年每辆车的电池采购成本大约在5万元左右,如果国补能在2-2.5万元区间,默许地补有条件回归,同时调整积分办法以提升积分收益,①是完全有可能实现的。在集团采购方面,如果能好好总结过去几年的经验,在四大市场——出租车、网约车、公务用车、城区物流——推出更有针对性的、不损害参与各方利益的管理办法,也是完全有可能取得好成绩的。毕竟,这四大市场的容量高达900万辆,按照运营车辆大致6年更换一批来看,2020年有150万辆需要更换。综之,如果上述两方面工作能基本做到位,那么2020年200万辆目标大概率能实现。

表1:2020年各类电动汽车产品产量及装机量预计

车辆类别产量预计(万辆)

平均带电量预计

(kWh/辆)

装机量预计(GWh)
纯电动乘用车14053.2274.51
纯电动客车8197.8815.83
纯电动专用车2176.4116.05
插电式混动乘用车3013.634.09
插电式混动客车
0.545.380.23
插电式混动专用车0.525.210.13
合计200/110.83
制表:汽车之家行业评论员  数据来源:真锂研究

  假设200万辆目标能够实现,对各类新能源汽车产品2020年产量做了一个大概预计,见表1。至于每一类产品平均带电量,仅对其中的纯电动乘用车做了增长预测,按照2016-2019年的年均复合增长率13.3%预计2020年该类产品平均带电量为53.22kWh/辆;其余几类均维持2019年的水平。这样,预计2020年中国电动汽车市场电池总装机量可望达到110GWh,同比增长将超过75%。

2、磷酸铁锂电池总装机量2020年会有一定增长,但占比将会继续下降至30%以内

  动力电池路线主要有三元和磷酸铁锂两大类,理论上,三元电池能量密度的进步空间比磷酸铁锂要大不少,而磷酸铁锂电池的安全性要好一些(但也仅是相对而言)。我们知道,现阶段电动汽车发展目前面临的主要矛盾是“里程焦虑”,解决这个问题的主要办法就是不断提高电池能量密度。这里,我想要提及的是,解决“里程焦虑”之后,电池能量密度依然还需要继续不断提高,因为,电动汽车还需要解决“三个融合”的问题,而这才是电动汽车有别于传统汽车的核心能力。(补充:《新能源汽车发展规划(2021-2035)》(征求意见稿)提到电动汽车必须要与能源系统融合、与交通系统融合、与IT通信系统融合。)

  我们可以看到,几年来这两大电池路线都在不断提高各自的能量密度,其中磷酸铁锂电池能量密度的进展已经非常接近甚至超越了普遍认为的理论极限(个别企业的磷酸铁锂电池芯能量密度已经达到了190Wh/kg,电池包能量密度也已经超过了150Wh/kg,未来据说有可能达到170Wh/kg,不可思议)。但是,如此追求极限的做法,意味着安全方面的工作会非常难做。

表2:2016-2020年中国新能源汽车市场电池总装机量(kWh)
车辆类型2016年2017年2018年 2019年2020年预计
纯电动乘用车
7,928,84312,770,11130,337,46739,770,22974,508,000
纯电动客车15,147,36612,361,67216,239,88414,853,44515,830,400
纯电动专用车3,125,3676,220,4636,144,6505,381,68216,046,100
插混乘用车1,021,5691,668,7023,696,8332,625,0614,089,000
插混客车500,414638,784271,337258,614231,900
插混专用车20/726,075126,050
总计27,723,57833,659,73256,690,24462,895,107110,831,450
制表:汽车之家行业评论员  数据来源:真锂研究

  根据2016-2019年中国电动汽车市场电池装机的实际情况,以及2020年已经确定的一些变化(如比亚迪确定在纯电动乘用车上采用磷酸铁锂刀片电池、上汽决定在其部分插混乘用车上采用磷酸铁锂电池等等),对2020年磷酸铁锂电池在各类电动汽车产品上的装机情况做了一个预测,见表3。按照这个预测来看,2020年磷酸铁锂电池装机量会有一定增长,但装机占比将会继续下降并首次降到30%以内。相对应,三元电池装机占比将接近70%,继续扩大领先优势。

表3:2016-2020年中国新能源汽车市场 磷酸铁锂电池总装机量(kWh)
车辆类型2016年2017年2018年 2019年2020年预计
纯电动乘用车
40.69%23.53%10.71%6.51%8%
纯电动客车95.65%92.38%94.36%96.02%96.02%
纯电动专用车47.66%28.74%45.2%82.48%70%
插混乘用车74.49%7.31%0%0%2%
插混客车22.45%32.48%26.78%21.38%21.38%
插混专用车100%0%0%0%0.5%
总计72.42%49.14%37.79%33.94%29.35%
制表:汽车之家行业评论员  数据来源:真锂研究

3、电池供应在向优秀企业集中,有利于电池品质的进一步提高和成本的继续下降

  中国电动汽车市场的电池供应,呈现出较为明显的“集中→分散→再集中→再分散……”的螺旋上升的发展规律,目前处于“分散→再集中”阶段,如果能控制好垄断带来的负面作用,这种集中有利于电池品质的进一步提高和成本的继续下降,也有利于提升国内龙头企业的全球竞争力。

表:4:2016-2019年中国电动汽车市场电池芯供应企业情况统计

2016年2017年2018年2019年2019年附注
电芯企业数量123918872

①前两强CATL和比亚迪的市场份额分别是51.09%和17.42%,合计68.51%

②共有12家企业的市场份额超1%

1-10名份额79.29%74.19%83.18%88.19%
11-20名份额9.87%13.34%8.95%7.64%
其他份额10.84%12.47%7.87%4.17%
制表:汽车之家行业评论员  数据来源:真锂研究

  表4的统计数据显示,前10强的市场份额2017年之后快速提升,相对应,其他企业的市场份额在快速下滑。预计2020年前10强的市场份额将突破90%,同时,供应电池芯的企业总数量可能会在2019年72家的基础上减半甚至更多。

长安汽车 E-Rock 2020款 基本型

『搭载比亚迪电池的长安E-Rock(参数|询价)纯电动车型』

  2020年,宁德时代的市场份额可能会有所下滑,因为有能力竞争的对手纷纷开始发力。比亚迪的电池业务开始分拆,意味着其电池外供正式开启,长安汽车一款采用比亚迪电池的产品已于2019年12月率先量产。松下、LG化学、SK创新等日韩企业也正在加大中国市场的开拓力度:采用松下NCA圆柱电池和LG化学NCM811圆柱电池的特斯拉Model 3已经国产化并上市销售;丰田2019年开始在中国市场发力,预计今后会逐步加大力度,而目前阶段松下是其最主要的电池供应商;LG化学拿下了吉利的一个大单;SK创新与北汽(含北京奔驰)的合作在经历一段时间的沉寂之后,预计2020年会重新发力。总体而言,2020年在集中的基础上可能会呈现出一定分散的特征。

  如果未来几年固态电池能够实现商业化应用,那么锂电格局大概率会再次进入一个群雄并起的再分散的发展新阶段。

4、中国锂电的全球竞争力有望后来居上

  这部分不能算是2020年预测了,但非常有必要说。2009年“十城千辆”以来,中国快速发展的电动汽车取得了诸多成就,其中最亮眼的成就个人认为就是电池技术和产业发展取得了长足进步。电动汽车要在不依赖于补贴的情况下取得对传统汽车的优势,需要在电池方面具备两个基础条件:电池能量密度要尽可能高,同时,电池成本要尽可能低。目前全球电动汽车市场,从已装机的情况来看,中国分别做到了电池包能量密度最高和电池成本最低,暂时还未将二者合而为一,但也只是时间问题。

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  上图显示,2017年以来,中国市场纯电动乘用车产品的电池包平均能量密度每年都有显著提高,到2019年已达到整体144.07Wh/kg的高水平,其中,最高的是广汽新能源-Aion LX(埃安LX),该车搭载了宁德时代提供的能量密度高达176.31Wh/kg的NCM811电池包,这也是目前全球最高水平,该车去年9月量产,去年后4个月一共生产了2057辆。需要提及的是,中国市场是目前全球唯一一个实现NCM811高能量密度电池大规模装机应用的市场,真锂研究的数据显示,2019年全年共实现了3.25GWh的装机应用,目前为止除蔚来有过召回之外,基本没发现其他安全事故报道。

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  在电池成本方面,真锂研究的数据显示,中国电动汽车市场2019年的电池芯和电池包均价分别比2009年下降了82%和86%。2019年最后一两个月,中国市场的三元电池包单价已经普遍降到了1.05元/Wh的水平,和海外市场大致相当;磷酸铁锂电池包0.8元/Wh出头(目前基本上是在中国市场应用)。在三元电池方面,中国企业的材料成本明显低于日韩企业,因补贴延迟发放导致资金成本高企的因素消除之后,预计中国企业三元电池成本也将会有明显优势。

  另外,在车企极为重视的电池品质方面(主要是一致性),中国锂电企业在材料相对廉价、质量也相对差一些的情况下,却能在电池品质方面做到快速提升,目前领先企业已到了非常接近日韩企业的水平,这也吸引了奔驰、宝马、大众、雷诺、日产、丰田等海外车企巨头越来越多地给中国锂电企业下订单。中国锂电企业的全球竞争力非常有希望后来居上。(文/汽车之家行业评论员 墨柯)

延伸阅读:

《预见2020|从新趋势看中国车市如何复苏》

《预见2020|从自动驾驶新趋势看普及前景》

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