秦皇島鵬翼智能科技有限公司
已認(rèn)證
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前言:由于政府補(bǔ)貼將在2020年之后退出,市場(chǎng)對(duì)于新能源汽車(chē)的滲透率和動(dòng)力電池需求存在疑慮。我們認(rèn)為,隨著鋰電池成本持續(xù)下降,新能源汽車(chē)作為消費(fèi)品的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)將逐步體現(xiàn),滲透率持續(xù)提升,加上儲(chǔ)能行業(yè)即將突破,動(dòng)力電池在未來(lái)十幾年內(nèi)的需求將維持25%以上的高復(fù)合增速。
汽車(chē)電動(dòng)化是動(dòng)力電池需求的主要來(lái)源
2017年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量超過(guò)122.3萬(wàn)輛,比2016年增長(zhǎng)58%,推動(dòng)全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量在全球汽車(chē)總銷(xiāo)量當(dāng)中的占比首次突破1%。
2012年以來(lái),國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量持續(xù)高速增長(zhǎng),近五年來(lái)復(fù)合增速達(dá)到54%。
截至2017年底,全球累計(jì)新能源車(chē)銷(xiāo)量已接近400萬(wàn)輛,占全球汽車(chē)保有量的0.3%,其中中國(guó)新能源車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量超過(guò)160萬(wàn)輛,占全球累計(jì)總量的42%,除中國(guó)以外的主要市場(chǎng)還包括美國(guó)、日本以及挪威、德國(guó)等歐洲國(guó)家,前十大消費(fèi)國(guó)累計(jì)銷(xiāo)量占全球總量的93%。
國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量從2011年不足1萬(wàn)輛增加到2017年近80萬(wàn)輛,6年復(fù)合增速超過(guò)100%,2017年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)50%以上,2018年以來(lái)繼續(xù)保持高增長(zhǎng),前7個(gè)月國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量雙雙突破45萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)近80%,占國(guó)內(nèi)汽車(chē)總銷(xiāo)量的比例達(dá)3%以上,汽車(chē)電動(dòng)化的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。
根據(jù)新能源汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源和續(xù)航里程的大小,電動(dòng)車(chē)可分為輕混電動(dòng)車(chē)(帶電量較少,主要功能是降低啟停油耗)、混合電動(dòng)車(chē)(HEV)、插電式混合電動(dòng)車(chē)(PHEV)和純電動(dòng)車(chē)(BEV)。
純電動(dòng)車(chē)又可根據(jù)續(xù)航里程的長(zhǎng)短分為低端(小于250km)、中端(250~380km)和高端電動(dòng)車(chē)(380km以上),純電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程由汽車(chē)攜帶電量決定,一般而言,1kWh電量可以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛5-7km。作為電動(dòng)車(chē)動(dòng)力的主要來(lái)源,動(dòng)力電池是汽車(chē)電動(dòng)化的最大獲利者。
受益于新能源汽車(chē)行業(yè)銷(xiāo)量的快速增長(zhǎng),動(dòng)力電池的出貨量節(jié)節(jié)攀升,在鋰電池應(yīng)用中的占比快速上升。
2017年全球鋰電池總出貨量達(dá)到148.1GWh,其中動(dòng)力電池總出貨量達(dá)到62.35GWh,儲(chǔ)能電池的出貨量增速也很快,2017年儲(chǔ)能電池出貨量達(dá)到10.4GWh。
2014年以來(lái),動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的復(fù)合增速分別達(dá)到80%和77%,傳統(tǒng)消費(fèi)類(lèi)電池的復(fù)合增速僅有7%,鋰電池行業(yè)的新增需求將由動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池主導(dǎo)。
國(guó)內(nèi)鋰電池出貨情況也呈現(xiàn)類(lèi)似的走勢(shì),2013年之前小型電池的出貨量占比在90%以上,到2017年動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的占比就已達(dá)55%。
新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力切換,不改電池行業(yè)高成長(zhǎng)性 性?xún)r(jià)比決定汽車(chē)電動(dòng)化進(jìn)程,電池成本是關(guān)鍵推手 汽車(chē)作為大眾消費(fèi)品,性?xún)r(jià)比是決定其技術(shù)路線(xiàn)的根本因素。與燃油車(chē)相比,電動(dòng)車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)的區(qū)別主要包括以下方面:結(jié)構(gòu)上,電動(dòng)車(chē)采用動(dòng)力電池取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī),并且簡(jiǎn)化了燃油車(chē)的動(dòng)力總成系統(tǒng),成本的差別也來(lái)自于此;
性能上,由于動(dòng)力電池的能量密度較低,而且快充能力受限,電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程和充電體驗(yàn)較燃油車(chē)仍有劣勢(shì),不過(guò)隨著電動(dòng)車(chē)帶電量的增加,“里程焦慮”已大為緩解。
成本上,由于動(dòng)力電池成本仍然較高,電動(dòng)車(chē)的購(gòu)置成本高于燃油車(chē),同時(shí)電動(dòng)車(chē)的使用成本更低,優(yōu)勢(shì)的多寡取決于年行駛距離以及油價(jià)/電價(jià)比。
我們構(gòu)建了模型研究不同車(chē)型的購(gòu)臵成本和使用全成本(totalcostofownership,TCO)。在基準(zhǔn)條件下,普通燃油車(chē)的購(gòu)臵成本為19.6萬(wàn)元,同檔電動(dòng)車(chē)的購(gòu)臵成本為24.6萬(wàn)元,電池成本為1500元/kWh(含稅);運(yùn)營(yíng)壽命8年,每年行駛15000公里,車(chē)輛殘值分別為6萬(wàn)元和4萬(wàn)元。運(yùn)營(yíng)期間燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)的TCO分別為21.3萬(wàn)元和24.8萬(wàn)元。
相比而言,燃油車(chē)的購(gòu)置成本仍然更有競(jìng)爭(zhēng)力,電動(dòng)車(chē)的燃料成本在比較高的電價(jià)之下仍有明顯優(yōu)勢(shì)。
電池的成本對(duì)電動(dòng)車(chē)的TCO和購(gòu)置價(jià)格都有非常明顯的影響,在其他因素不變的情況下,當(dāng)電池價(jià)格降至900-1000元/kWh時(shí),電動(dòng)車(chē)的TCO基本與燃油車(chē)一致,普通乘用車(chē)消費(fèi)者采購(gòu)新能源汽車(chē)的積極性將加強(qiáng),當(dāng)電池成本進(jìn)一步下降至700元/kWh以下時(shí),純電動(dòng)車(chē)的購(gòu)置成本可與燃油車(chē)相競(jìng)爭(zhēng),其滲透率將進(jìn)入加速提升的階段。
我們據(jù)此將電動(dòng)車(chē)的發(fā)展階段劃分為“前TCO平價(jià)”階段、TCO平價(jià)階段和購(gòu)臵成本平價(jià)階段。
在前TCO平價(jià)階段,由于成本仍然缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,電動(dòng)車(chē)過(guò)去幾年的高速增長(zhǎng)主要是由政策驅(qū)動(dòng),尤其是補(bǔ)貼政策的驅(qū)動(dòng),此時(shí)產(chǎn)業(yè)處于補(bǔ)貼驅(qū)動(dòng)的時(shí)期;隨著電池成本的下降,電動(dòng)車(chē)與燃油車(chē)的TCO不斷逼近,在部分應(yīng)用場(chǎng)景中電動(dòng)車(chē)甚至已具備TCO成本優(yōu)勢(shì),此時(shí),采用一些非補(bǔ)貼的產(chǎn)業(yè)政策推高燃油車(chē)的使用成本,可以進(jìn)一步提升電動(dòng)車(chē)的滲透率,此時(shí)行業(yè)由政策倒逼來(lái)驅(qū)動(dòng)。
一旦電池成本突破臨界點(diǎn),電動(dòng)車(chē)的購(gòu)臵成本將占據(jù)優(yōu)勢(shì),行業(yè)也將過(guò)渡到消費(fèi)驅(qū)動(dòng)階段。驅(qū)動(dòng)力切換的內(nèi)因在于動(dòng)力電池成本快速下降,電動(dòng)車(chē)成本競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng),外部原因在于產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整。
補(bǔ)貼政策助力新能源汽車(chē)完成市場(chǎng)導(dǎo)入
盡管動(dòng)力電池成本已從2009年1000$/kWh快速下降到目前150~170$/kWh,新能源汽車(chē)尤其是純電動(dòng)車(chē)的購(gòu)置成本和使用全成本仍然遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車(chē)。
根據(jù)BNEF的研究,2018年美國(guó)燃油小型車(chē)的成本約為18000美元,其中動(dòng)力總成系統(tǒng)成本約5500美元,而電動(dòng)車(chē)的電池系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)成本接近12000美元,因此截至目前最有效的政策仍以直接補(bǔ)貼為主—如中國(guó)對(duì)于各種車(chē)型的購(gòu)置補(bǔ)貼、美國(guó)對(duì)于銷(xiāo)量在20萬(wàn)輛以下的車(chē)企給予每輛7500美元的稅收抵免—以縮小電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)的成本差距。
在補(bǔ)貼等相關(guān)政策的驅(qū)動(dòng)下,新能源汽車(chē)在全球的導(dǎo)入過(guò)程非常迅速,2012年全球范圍內(nèi)新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量占比僅有不到0.2%,到2017年市場(chǎng)份額已上升至1.26%。
進(jìn)入2018年,全球新能源汽車(chē)?yán)^續(xù)保持大幅上漲的態(tài)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),今年上半年全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到76萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)69%,整體市場(chǎng)份額達(dá)到1.6%。
海外主要市場(chǎng)新能源車(chē)的滲透率呈加速提升的趨勢(shì),上半年,歐洲電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)43%,注冊(cè)量達(dá)18.5萬(wàn)輛,市場(chǎng)份額增至2.2%,美國(guó)電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量也突破10萬(wàn)輛,達(dá)到12.2萬(wàn)輛,其中53%為純電動(dòng)汽車(chē),市場(chǎng)份額達(dá)到1.4%,同比提升0.3個(gè)百分點(diǎn)。
中國(guó)新能源汽車(chē)的市場(chǎng)導(dǎo)入經(jīng)歷了三個(gè)階段,歷時(shí)十幾年。
其中,2003-2008年為技術(shù)驗(yàn)證與科技示范工程階段,標(biāo)志性事件是在北京奧運(yùn)會(huì)上開(kāi)展的全球最大規(guī)模的奧運(yùn)會(huì)新能源汽車(chē)示范運(yùn)行,共投入595輛節(jié)能與新能源汽車(chē);
第二階段為2009-2012年的第一期“十城千輛”新能源汽車(chē)推廣工程,在此期間在25個(gè)試點(diǎn)城市開(kāi)展的新能源汽車(chē)規(guī)?;痉哆\(yùn)行,總共推廣新能源汽車(chē)2.7萬(wàn)輛;第三階段為2013-2015年的第二期“十城千輛”示范工程。
具體政策層面,2009年國(guó)務(wù)院發(fā)布《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》,其中首次提出了“啟動(dòng)國(guó)家節(jié)能和新能源汽車(chē)示范工程,由中央財(cái)政安排資金給予補(bǔ)貼”的政策指導(dǎo)意見(jiàn)。同年,財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展節(jié)能和新能源汽車(chē)示范推廣試點(diǎn)工作的通知》,明確對(duì)試點(diǎn)城市公共服務(wù)領(lǐng)域購(gòu)臵新能源汽車(chē)給予補(bǔ)助,公共領(lǐng)域新能源汽車(chē)補(bǔ)貼時(shí)代正式來(lái)臨。
彼時(shí),一輛純電動(dòng)最高可拿到6萬(wàn)元/輛的國(guó)補(bǔ)資金,插混(默認(rèn)為40%節(jié)油率以上)一般也能拿到5萬(wàn)元/輛的國(guó)補(bǔ)資金,純電動(dòng)大巴的補(bǔ)貼更是高達(dá)50萬(wàn)元/輛。
在強(qiáng)力的補(bǔ)貼刺激下,我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模節(jié)節(jié)攀升,2015年中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到33萬(wàn)輛,在新增汽車(chē)銷(xiāo)售中的占比首次突破1%,在當(dāng)年全球銷(xiāo)售新能源汽車(chē)的占比超過(guò)50%。
至此,中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了不可逆轉(zhuǎn)的拐點(diǎn),導(dǎo)入期基本結(jié)束。2017年我國(guó)新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量已達(dá)汽車(chē)總銷(xiāo)量的2.6%,2018年前7月份該比例高達(dá)2.84%,中國(guó)新能源車(chē)的滲透率已走在世界前列。
補(bǔ)貼退坡,限制性政策登場(chǎng),行業(yè)驅(qū)動(dòng)力悄然換擋
2017年全球范圍內(nèi)新能源汽車(chē)滲透率超過(guò)1%,同時(shí)動(dòng)力電池的成本仍在快速下降,繼續(xù)維持之前的補(bǔ)貼激勵(lì)政策對(duì)于各國(guó)政府都是沉重的負(fù)擔(dān)。
因此,全球范圍內(nèi)補(bǔ)貼政策退場(chǎng)已是大勢(shì)所趨,而在新能源車(chē)仍不具備成本競(jìng)爭(zhēng)力的階段,對(duì)燃油車(chē)施加一定的限制性政策、推高其生產(chǎn)/使用成本將成為一段時(shí)期內(nèi)汽車(chē)電動(dòng)化的主要驅(qū)動(dòng)力。
國(guó)內(nèi):補(bǔ)貼退坡,雙積分接棒
隨著電池價(jià)格持續(xù)下降,我國(guó)政府對(duì)于新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼力度也在逐漸下調(diào),自2009年施行補(bǔ)貼政策以來(lái),純電動(dòng)車(chē)補(bǔ)貼上限從6萬(wàn)元/輛下調(diào)至5萬(wàn)元/輛,對(duì)于里程的要求則從沒(méi)有硬性規(guī)定到400公里以上,如以度電補(bǔ)貼計(jì),早期純電動(dòng)車(chē)每kWh的補(bǔ)貼強(qiáng)度最高可達(dá)3000元,2018年的最新標(biāo)準(zhǔn)降至1200元/kWh以下;
插電混合乘用車(chē)的補(bǔ)貼強(qiáng)度則從5萬(wàn)元/輛降至2.2萬(wàn)元/輛,2019年的補(bǔ)貼將在2016年基礎(chǔ)上再降40%,而按照規(guī)劃,2020年之后電動(dòng)車(chē)的直接補(bǔ)貼將全部取消,屆時(shí)中國(guó)的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也將走完依靠補(bǔ)貼政策驅(qū)動(dòng)的階段。
與此同時(shí),盡管電池成本持續(xù)快速降低,但預(yù)計(jì)在2025年之前,電動(dòng)車(chē)的成本競(jìng)爭(zhēng)力仍居于劣勢(shì)。換擋階段,工信部推出雙積分政策,迫使傳統(tǒng)車(chē)企加大新能源汽車(chē)產(chǎn)量,提升新能源汽車(chē)的滲透率。
2017年9月28日,工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局等五部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》,規(guī)定該辦法自2018年4月1日起施行,同時(shí)規(guī)定對(duì)暢通能源乘用車(chē)年度生產(chǎn)量或者進(jìn)口量達(dá)到3萬(wàn)輛以上的企業(yè),自2019年開(kāi)始設(shè)定新能源汽車(chē)積分比例要求,這標(biāo)志著備受關(guān)注的雙積分政策正式落地。
根據(jù)雙積分政策的實(shí)施方案,NEV正積分的企業(yè)可以通過(guò)交易新能源積分獲取額外收入,傳統(tǒng)車(chē)企面對(duì)積分不達(dá)標(biāo)的懲罰壓力,也有動(dòng)力向電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)型。
雙積分對(duì)于車(chē)企可以看成是一種隱性的成本,隨著這種法規(guī)成本越來(lái)越高,以至于會(huì)成為一種政策性的壁壘,這需要車(chē)企投入大量的資源和資金去跨越。
初步估算,2020年NEV積分比例達(dá)到12%對(duì)應(yīng)當(dāng)年200萬(wàn)輛的新能源汽車(chē)銷(xiāo)量。通過(guò)調(diào)整不同車(chē)型的分值、NEV積分比例等方式,雙積分政策可以作為一項(xiàng)長(zhǎng)效機(jī)制來(lái)推動(dòng)新能源汽車(chē)銷(xiāo)售占比的提升。
在當(dāng)前補(bǔ)貼仍未完全退出的情況下,各種約束政策的作用已逐漸顯現(xiàn),預(yù)計(jì)2020年之后新能源汽車(chē)行業(yè)的主要推動(dòng)力切換為約束性政策對(duì)于整車(chē)企業(yè)的倒逼作用。
國(guó)外:排放標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)提升燃油車(chē)成本
海外市場(chǎng)的補(bǔ)貼退坡進(jìn)程也在穩(wěn)步推進(jìn)。在美國(guó)市場(chǎng),由于特斯拉電動(dòng)車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量已接近20萬(wàn)輛的臨界值,購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)所享受的7500美元稅收抵免將削減一半至3750美元,并將在一年半之后全部取消補(bǔ)貼,其他銷(xiāo)量較大的車(chē)型如通用Bolt、日產(chǎn)聆風(fēng)也面臨補(bǔ)貼退坡的問(wèn)題。
另一方面,持續(xù)提高燃油車(chē)的排放標(biāo)準(zhǔn),推升燃油車(chē)的生產(chǎn)成本,也能從另一個(gè)角度縮小電動(dòng)車(chē)與燃油車(chē)的成本差距。
根據(jù)現(xiàn)有資料或趨勢(shì)判斷,到2020年全球主要市場(chǎng)的燃油車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)將提高到100~120g/km,較2010年全球的排放標(biāo)準(zhǔn)降低20%~40%,按照目前燃油車(chē)的技術(shù)水平,屆時(shí)多數(shù)傳統(tǒng)車(chē)企能夠滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)。
2020年之后,排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步趨嚴(yán),歐盟希望整車(chē)廠(chǎng)商2020年1月1日前將CO2的排放量控制在95g/km,每超出1g將對(duì)每臺(tái)車(chē)處以95歐元的高額罰款,并計(jì)劃到2025年將排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步降低到78個(gè)/km以下。
與此同時(shí),燃油車(chē)為滿(mǎn)足要求額外需要投入的成本將快速提高,達(dá)到經(jīng)濟(jì)性瓶頸,據(jù)BCG估計(jì),假如2025年燃油車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)提高到80~100g/km,將導(dǎo)致每輛燃油車(chē)成本上升470~580美元,屆時(shí)盡管新能源汽車(chē)的成本競(jìng)爭(zhēng)力仍不充分,整車(chē)企業(yè)出于達(dá)標(biāo)的要求會(huì)考慮生產(chǎn)一定比例的新能源汽車(chē)。
在美國(guó),整車(chē)廠(chǎng)商為滿(mǎn)足監(jiān)管要求,將燃油車(chē)輛的整體市場(chǎng)份額從2020年的95%降至2025年的66%,同時(shí)推出更多MHEV和BEV車(chē)型。MHEV具有相對(duì)低的制造成本,并且可以適用當(dāng)前的車(chē)輛平臺(tái)。
BCG預(yù)計(jì)MHEV在2023年的市場(chǎng)份額將擴(kuò)大到近20%。之后,BEV將成為最有效的解決方案;隨著電池成本的下降,它們的份額將從2020年的接近2%迅速擴(kuò)大到2025年的8%。
由于歐洲法規(guī)對(duì)BEV提供了倍增效應(yīng),歐洲市場(chǎng)電動(dòng)車(chē)的發(fā)展將呈現(xiàn)不同的軌跡,純電動(dòng)汽車(chē)有望成為實(shí)現(xiàn)歐盟當(dāng)前和預(yù)計(jì)任務(wù)的最有效方式。
雖然燃油車(chē)仍將繼續(xù)保持最大的市場(chǎng)份額,但預(yù)計(jì)BEV的份額將從2020年的1%增加到2025年的13%,而所有其他xEV的份額將從5%上升到18%。
在此期間,汽油車(chē)和柴油車(chē)的份額將從93%下降到68%,柴油車(chē)的份額下降最快。
TCO趨于平價(jià),細(xì)分市場(chǎng)有望不斷涌現(xiàn)
隨著動(dòng)力電池成本的進(jìn)一步降低,新能源汽車(chē)的使用成本和生產(chǎn)成本不斷接近甚至低于傳統(tǒng)燃油車(chē),即實(shí)現(xiàn)使用全成本平價(jià)(TCO平價(jià))和生產(chǎn)成本平價(jià)(costofproductionparity),電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)因素切換為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
對(duì)影響TCO的各項(xiàng)因素進(jìn)行敏感性分析,可以發(fā)現(xiàn)對(duì)TCO影響最顯著的因素主要是年運(yùn)營(yíng)里程和燃油價(jià)格。
當(dāng)年運(yùn)營(yíng)里程增加一倍至30000公里/年時(shí),兩種車(chē)的TCO接近,當(dāng)進(jìn)一步增加至45000公里/年時(shí),電動(dòng)車(chē)的TCO將比燃油車(chē)低4萬(wàn)元。燃油價(jià)格對(duì)于二者TCO的影響也比較明顯,當(dāng)油價(jià)從7.5元/升下降20%時(shí),燃油車(chē)的TCO優(yōu)勢(shì)將擴(kuò)大至4.8萬(wàn)元,當(dāng)油價(jià)上升20%時(shí),燃油車(chē)的TCO優(yōu)勢(shì)將收窄至2.2萬(wàn)元。
這個(gè)結(jié)果與BCG的研究成果相一致。BCG的研究結(jié)論認(rèn)為,對(duì)汽車(chē)TCO影響最大的因素包括燃料價(jià)格、購(gòu)置價(jià)格、年運(yùn)營(yíng)里程。
從全球范圍內(nèi)來(lái)看,按照使用全成本衡量,中國(guó)市場(chǎng)將率先成為電動(dòng)車(chē)使用成本平價(jià)的區(qū)域市場(chǎng)。
對(duì)于某些細(xì)分市場(chǎng),如年行駛里程超過(guò)平均值的出租車(chē)、網(wǎng)約車(chē)等行業(yè),使用電動(dòng)車(chē)已經(jīng)更具經(jīng)濟(jì)性。
BCG預(yù)計(jì),2020-2025年期間電動(dòng)車(chē)將實(shí)現(xiàn)TCO平價(jià),到2025年純電動(dòng)車(chē)的滲透率將達(dá)6%,到2027年前后將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本平價(jià),到2030年純電動(dòng)車(chē)的滲透率將達(dá)到14%。
受此影響,2018-2020年動(dòng)力電池的復(fù)合增速超過(guò)20%,2018-2030年動(dòng)力電池的復(fù)合增速將達(dá)到29%,動(dòng)力電池行業(yè)需求在未來(lái)十年中將呈現(xiàn)極高的成長(zhǎng)性。
生產(chǎn)者平價(jià)開(kāi)啟消費(fèi)驅(qū)動(dòng)新時(shí)代
進(jìn)一步地,如要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)加速替代,需要滿(mǎn)足的前提條件是電動(dòng)車(chē)的生產(chǎn)成本低于同檔燃油車(chē)。
據(jù)不同機(jī)構(gòu)估算,到2025-2030年間,動(dòng)力電池的價(jià)格將降至50-70$/kWh,屆時(shí)電動(dòng)車(chē)的生產(chǎn)成本將低于燃油車(chē),新能源汽車(chē)真正邁入“生產(chǎn)者平價(jià)”階段,供需兩側(cè)都有動(dòng)力推動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)化加速發(fā)展。
BCG預(yù)計(jì)到2025年,全球6%的汽車(chē)銷(xiāo)量由純電動(dòng)車(chē)占據(jù),到2030年該比例將提升到14%,MorganStanley的預(yù)測(cè)值分別為9%和16%,UBS則預(yù)測(cè)2025年純電動(dòng)車(chē)和PHEV合計(jì)占比達(dá)到13.2%,到2040年以后各機(jī)構(gòu)一致認(rèn)為電動(dòng)車(chē)將成為汽車(chē)市場(chǎng)的主要部分。
盡管各家機(jī)構(gòu)對(duì)于滲透率提升的速度預(yù)期有所不同,但即使按照最悲觀的假設(shè),2025年全球新能源汽車(chē)的年銷(xiāo)量也將數(shù)倍于2017年銷(xiāo)量,動(dòng)力電池的需求量也將隨之成倍增長(zhǎng)。
據(jù)初步估算,假如2025年全球純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量占比達(dá)到6%,PHEV銷(xiāo)量占比達(dá)到2%,按照2種車(chē)型帶電量分別為55kWh和15kWh計(jì),2025年動(dòng)力電池需求量將超過(guò)580GWh,到2030年總需求將超過(guò)1300GWh,2018-2030年12年復(fù)合增速接近30%。
對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)而言,根據(jù)工信部等部門(mén)的規(guī)劃,到2020年國(guó)內(nèi)的新能源汽車(chē)保有量將達(dá)到500萬(wàn)輛,當(dāng)年實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量200萬(wàn)輛,占汽車(chē)年度銷(xiāo)量的12%左右,假設(shè)新能源汽車(chē)平均帶電量為45kWh,則2020年動(dòng)力電池需求量將達(dá)90GWh,對(duì)應(yīng)2018-2020年需求復(fù)合增速達(dá)到33%。
隨著電池成本的進(jìn)一步下降,新能源汽車(chē)的滲透率持續(xù)提升,假設(shè)2025年和2030年滲透率分別達(dá)到15%和20%,2020-2030年電池需求量的復(fù)合增速將仍達(dá)到20%以上。
可以說(shuō),無(wú)論是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還是全球市場(chǎng),動(dòng)力電池行業(yè)都是成長(zhǎng)空間和成長(zhǎng)速度兼具的優(yōu)質(zhì)行業(yè)。
儲(chǔ)能:應(yīng)用前景無(wú)限,市場(chǎng)即將破曉 應(yīng)用場(chǎng)景多元,需求空間廣闊
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是由需求側(cè)決定的實(shí)時(shí)平衡系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)為典型的枝葉型結(jié)構(gòu),分為“發(fā)電-輸電-配電-用電”等環(huán)節(jié),由于當(dāng)前儲(chǔ)能成本仍然較高,儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)所扮演的角色比較局限。
近年來(lái),隨著風(fēng)電、光伏等不穩(wěn)定電源的占比快速提升,以及越來(lái)越多的分布式電源從配網(wǎng)側(cè)接入,維持電網(wǎng)安全的挑戰(zhàn)越來(lái)越大,對(duì)于儲(chǔ)能的需求也日益迫切。儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景非常多樣,在電力系統(tǒng)發(fā)輸配售四個(gè)環(huán)節(jié)均能發(fā)揮巨大的作用。
在發(fā)電側(cè),儲(chǔ)能主要用于可再生能源的移峰;在輸配電環(huán)節(jié),儲(chǔ)能可以發(fā)揮區(qū)域調(diào)頻的功能,部分國(guó)家調(diào)頻市場(chǎng)開(kāi)放,采取競(jìng)價(jià)機(jī)制,電池儲(chǔ)能的參與度較高,但調(diào)頻市場(chǎng)的總?cè)萘坑邢蕖?guó)內(nèi)市場(chǎng),儲(chǔ)能主要是通過(guò)輔助火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)頻,提高火電調(diào)頻響應(yīng)速度;
在用電側(cè),儲(chǔ)能系統(tǒng)可以顯著提高供電的穩(wěn)定性。
根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì),截至2017年底,全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模175.4GW,同比增長(zhǎng)4%。
其中抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比最高為96%,較上一年下降1個(gè)百分點(diǎn);電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為2926.6MW,同比增長(zhǎng)45%,占比為1.7%,較上一年增長(zhǎng)0.5個(gè)百分點(diǎn)。
在各類(lèi)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中,鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)占比最大,超過(guò)75%。2017年,全球新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模為914.1MW,同比增長(zhǎng)23%。新增規(guī)劃、在建的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模為3063.7MW,預(yù)計(jì)短期內(nèi)全球電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模還將保持高速增長(zhǎng)。
截至2017年底,中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模28.9GW,同比增長(zhǎng)19%。抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比最大,接近99%,但較上年有所下降。電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為389.8MW,同比增長(zhǎng)45%,所占比重為1.3%,較上一年增長(zhǎng)0.2個(gè)百分點(diǎn)。在各類(lèi)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中,鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)占比最大,比重為58%。2018年上半年國(guó)內(nèi)新增鋰電池裝機(jī)100.2MWh,同比增長(zhǎng)133%。
應(yīng)用場(chǎng)景方面,2017年全球新投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,33%應(yīng)用于集中式可再生能源并網(wǎng),26%應(yīng)用于輔助服務(wù)領(lǐng)域,其他份額則流向電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)和用戶(hù)側(cè)的場(chǎng)景;
國(guó)內(nèi)則以用戶(hù)側(cè)領(lǐng)域應(yīng)用為主,2017年達(dá)到全部新增投運(yùn)量的59%,其次是集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域,份額達(dá)到25%,輔助服務(wù)的份額約16%。
儲(chǔ)能行業(yè)有著巨大的市場(chǎng)前景??稍偕茉床⒕W(wǎng)方面,隨著并入配電網(wǎng)的分布式能源(光伏、風(fēng)電等)日益增加,既有電源與新并網(wǎng)的分布式電源之間的相互影響對(duì)于電網(wǎng)管理和運(yùn)營(yíng)而言構(gòu)成巨大的挑戰(zhàn),由于分布式電源的穩(wěn)定性較差,其電網(wǎng)滲透率的進(jìn)一步提高將對(duì)電網(wǎng)的平衡增加額外成本,儲(chǔ)能系統(tǒng)在今后的電力系統(tǒng)中將扮演愈發(fā)重要的作用。
近年來(lái)我國(guó)每年新增風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量達(dá)到50GW以上,按照2小時(shí)配比,即存在100GWh的潛在需求空間。
調(diào)頻的儲(chǔ)能需求空間也比較大,國(guó)家電網(wǎng)中心專(zhuān)家表示,預(yù)計(jì)未來(lái)五年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能調(diào)頻裝機(jī)量將保持8%的年均增長(zhǎng)率,每年僅調(diào)頻需求就達(dá)2GW左右。其他場(chǎng)景的應(yīng)用更加廣泛,以基站為例,中國(guó)鐵塔股份有限公司目前在全國(guó)范圍內(nèi)擁有近200萬(wàn)座基站,備電需要約44GWh,60萬(wàn)座削峰填谷電站需要電池約44GWh,50萬(wàn)座新能源站需要電池約48GWh,合計(jì)需要電池約136GWh。
此外,以存量站電池6年的更換周期計(jì)算,每年需要電池約22.6GWh;以每年新建基站10萬(wàn)個(gè)計(jì)算,預(yù)計(jì)新增電站需要電池約2.4GWh,合計(jì)每年需要電池約25GWh。
鋰電池儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)明顯,成本下降已接近臨界點(diǎn)
在新近發(fā)展的各項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)中,鋰電池儲(chǔ)能在能量密度、功率密度、循環(huán)次數(shù)、成本等方面的綜合優(yōu)勢(shì)極為突出,也成為近年來(lái)新增儲(chǔ)能容量的最主要來(lái)源。2017年全球新增儲(chǔ)能電池容量914.1MWh,其中鋰離子電池占比達(dá)93%;國(guó)內(nèi)新增儲(chǔ)能電池容量100.4MWh,其中鋰離子電池占比達(dá)58.5%。
制約鋰離子電池進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙在于其相對(duì)較高的成本。
2010年前后儲(chǔ)能系統(tǒng)的投資成本高達(dá)11元/kWh以上,對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能度電成本(Levelizedcostofenergystorage,LCOS)超過(guò)2元/kWh,到2017年儲(chǔ)能電池的成本已降至2元/Wh以下,加上PCS等全系統(tǒng)成本約2.6元/Wh,對(duì)應(yīng)的LCOS為0.6元/kWh,與我國(guó)的峰谷電價(jià)差接近,部分削峰填谷項(xiàng)目已初步具備經(jīng)濟(jì)性。
隨著電池系統(tǒng)成本的不斷下降,儲(chǔ)能的LCOS有望降至0.3元/kWh,在更多應(yīng)用場(chǎng)景都有使用價(jià)值,儲(chǔ)能系統(tǒng)容量也將進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。據(jù)BNEF估計(jì),到2024年全球電化學(xué)儲(chǔ)能電池容量將超過(guò)81GWh,為2016年累計(jì)容量的10倍,10年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)38%。
國(guó)內(nèi)方面,據(jù)CNESA估計(jì),到2020年我國(guó)儲(chǔ)能設(shè)備容量將達(dá)到41.99GW,其中電化學(xué)儲(chǔ)能容量達(dá)到1.78GW,達(dá)到2017年底電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量的4.5倍,對(duì)應(yīng)新增鋰電池需求達(dá)2.6~5GWh。
值得一提的是,當(dāng)前以磷酸鐵鋰、三元等新材料為主的動(dòng)力電池,在儲(chǔ)能市場(chǎng)十分受歡迎。與傳統(tǒng)鉛酸電池相比,鋰電池具有更高的能量密度,以三元鋰電池為例,一臺(tái)40尺集裝箱可最多放置4.8MWh鋰電池,并且集成HVAC、FFS、BMS、通訊保護(hù)等輔助單元。
同時(shí),相較于傳統(tǒng)的鉛酸電池,鋰電池對(duì)溫度適應(yīng)性更強(qiáng),更適合戶(hù)外的儲(chǔ)能需求。此外,儲(chǔ)能電池還可以采用退役的動(dòng)力電池梯次利用,降低成本的同時(shí)也能有效解決動(dòng)力電池退役后的處理問(wèn)題,成為國(guó)家鼓勵(lì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
長(zhǎng)壽命和高安全性要求有利于集中度提升
汽車(chē)動(dòng)力電池對(duì)于電池的功率和能量要求較高,而儲(chǔ)能電池則更偏重于安全和壽命等方面,而且在不同工況下對(duì)于產(chǎn)品性能也有不同的要求??傮w而言,電池的安全、循環(huán)壽命和日歷壽命、價(jià)格和存儲(chǔ)效率等因素是儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)先考量的性能。
安全性方面,由于鋰電池儲(chǔ)能電站的電池容量較大,一個(gè)系統(tǒng)往往包括成千上萬(wàn)個(gè)電芯,出現(xiàn)熱失控的概率更高,造成的后果也更加嚴(yán)重,一旦某個(gè)電池出現(xiàn)熱失控,很容易導(dǎo)致電池系統(tǒng)的整體失控,因此儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于鋰電池的安全性能有極高的要求。
2017年年初以來(lái),韓國(guó)的儲(chǔ)能項(xiàng)目共發(fā)生7起起火事故,共影響到78MWh的項(xiàng)目容量,占韓國(guó)所有項(xiàng)目容量的3%,2011年以來(lái)受起火事故影響的電廠(chǎng)級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)量達(dá)11個(gè),發(fā)生事故的多個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)都采用了同一廠(chǎng)家的鎳鈷錳三元電池。
此外,為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)在整個(gè)壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性,儲(chǔ)能系統(tǒng)還必須保證幾千次的充放電循環(huán)和大于10年(甚至到20年)的壽命。
電池系統(tǒng)的安全性和壽命與材料路線(xiàn)和電池廠(chǎng)商的生產(chǎn)能力高度相關(guān)。
技術(shù)方面,目前汽車(chē)動(dòng)力電池已全面轉(zhuǎn)向鎳鈷錳三元體系,該體系的能量密度和工作電壓較高,但大規(guī)模集成存在爆炸風(fēng)險(xiǎn),而且循環(huán)壽命最多僅有3000次左右,并不能很好的滿(mǎn)足儲(chǔ)能需求。
與此相比,磷酸鐵鋰電池則表現(xiàn)出非常好的穩(wěn)定性,即使在高達(dá)300°C的溫度下都不會(huì)導(dǎo)致熱分解反應(yīng),并在電池單體測(cè)試中表現(xiàn)出全面卓越的循環(huán)穩(wěn)定性,在整個(gè)壽命周期內(nèi)容量衰減都很低。
將磷酸鐵鋰與鈦酸鋰(LFP-LTO)作為正負(fù)極材料的電池單體循環(huán)壽命甚至超過(guò)20000次,預(yù)計(jì)隨著鋰電池儲(chǔ)能應(yīng)用規(guī)模的日益擴(kuò)大,安全性相對(duì)更高的磷酸鐵鋰電池有望得到更廣泛的應(yīng)用。
生產(chǎn)能力方面,儲(chǔ)能電池的安全隱患主要來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中各種誤差的累積,提升安全性主要依賴(lài)廠(chǎng)商對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程一致性的把控。儲(chǔ)能對(duì)于安全性的高要求更有利于一線(xiàn)技術(shù)實(shí)力有優(yōu)勢(shì)的企業(yè),預(yù)計(jì)該領(lǐng)域的市場(chǎng)份額將會(huì)比較集中。
來(lái)源:東方證券,連線(xiàn)新能源
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