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全球鋰離子電池市場和供應(yīng)鏈概況
(一)鋰離子電池生產(chǎn)
鋰離子電池(LIB)是電和化學(xué)性能依靠鋰的電池的通用術(shù)語。LIB包括四個(gè)重要部分--陰極、陽極、分離器和電解質(zhì)--嵌入各種類型的容器內(nèi)。陰極、陽極、分離器是薄片的形式,或纏繞或堆疊形成陰極--分離器--陽極交替排列,這樣離子通過電解質(zhì)從陰極流向陽極。由于其較高的能量密度和壽命,LIB重要用于消費(fèi)電子產(chǎn)品。其較高的能量輸出使其特別適合電動(dòng)汽車。
(二)電動(dòng)汽車LIB生產(chǎn)價(jià)值鏈簡述
電池生產(chǎn)由幾個(gè)步驟組成:“原材料-已加工原材料-電極-電池-電池組”。目前在獨(dú)立、專業(yè)的廠中廣泛使用。
原材料如鋰和石墨被開采后,加工成純的或特殊成分。已加工原材料被用于制造電極,這是電池的重要組成部分。電極和電池同一廠生產(chǎn)。電池以及其他成分被整合在一個(gè)完整的電池組中。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(三)根據(jù)汽車的應(yīng)用,LIB配置差異很大
*特斯拉電池組由18650個(gè)電池組成,重要用于消費(fèi)電子產(chǎn)品,而不是用于電動(dòng)汽車的較大制式電池。
來源:AAB(2014);羅蘭貝格咨詢公司(2012)。
(四)目前LIB電池生產(chǎn)重要集中在亞洲
注:該地圖中包含已完工、部分完工、在建和宣布的廠。未包含所有廠的產(chǎn)量。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
來源:公司報(bào)告。彭博新能源金融(2015)
LIB生產(chǎn)量力(服務(wù)所有終端市場應(yīng)用)重要位于我國、日本和韓國。這些國家總計(jì)貢獻(xiàn)了全球已完工LIB產(chǎn)量(供給終端應(yīng)用)的85%。日本LIB大規(guī)模生產(chǎn)來與20世紀(jì)90年代消費(fèi)電子公司對(duì)LIB技術(shù)的持續(xù)投資。日本政府利用研發(fā)基金和低成本資金支持私人投資建設(shè)制造廠。雖然LIB技術(shù)商業(yè)化周期長、回報(bào)低,日本仍然鼓勵(lì)對(duì)該行業(yè)投資,原因是LIB技術(shù)使其在便攜式消費(fèi)電子終端應(yīng)用領(lǐng)域具有比較優(yōu)勢(布羅德2012)。在投資消費(fèi)電子用LIB電池和電池組生產(chǎn)方面,韓國和我國的投資額緊隨日本之后。
韓國LIB大規(guī)模生產(chǎn)是政府和產(chǎn)業(yè)共同努力的結(jié)果。韓國的LIB生產(chǎn)始于21世紀(jì)初,在韓國國內(nèi)建立起了相關(guān)供應(yīng)鏈。我國LIB生產(chǎn)大規(guī)?;I建源于各種政府研發(fā)資金、稅收、投資刺激、國內(nèi)需求上升和出口緊縮。最初,我國和韓國電池制造商比較依賴日本供應(yīng)商,之后隨著兩國積極建設(shè)LIB生產(chǎn)線,對(duì)日本供應(yīng)商的依賴逐漸下降。這也為我國和韓國電池制造商帶來了重要原材料的價(jià)格優(yōu)勢。
歷史上講,美國一直不是LIB生產(chǎn)的領(lǐng)先者,現(xiàn)在僅占全球LIB生產(chǎn)量力的7%。然而,特斯拉最近宣布在內(nèi)華達(dá)州的斯帕克斯將建設(shè)一個(gè)25GWhLIB生產(chǎn)廠,這將大大提升美國LIB生產(chǎn)在全球的份額。該廠最早將于2017年開始投產(chǎn),具體生產(chǎn)進(jìn)度尚不明確。
(五)上游材料生產(chǎn)
我國、日本和韓國控制著大部分汽車LIB生產(chǎn),占汽車LIB生產(chǎn)總量的79%(不包括宣布的廠)。美國在汽車LIB生產(chǎn)方面也占有一席之地,約占17%,與韓國相同。我國、日本和韓國有一大批重要的LIB上游材料供應(yīng)商(供應(yīng)電極、分離器、電解質(zhì)等),這些共同構(gòu)成了LIB生產(chǎn)的供應(yīng)鏈群聚。這樣的群聚構(gòu)成了區(qū)域供應(yīng)鏈優(yōu)勢以及價(jià)格優(yōu)勢,這些是在群聚區(qū)之外的制造商不具備的。亞洲電極材料和電池生產(chǎn)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一定程度的垂直整合,為某些制造商供應(yīng)了較低的投入成本。相反,美國的供應(yīng)鏈相對(duì)不夠成熟,大多數(shù)電池廠經(jīng)營者都是該行業(yè)的新晉者。幾乎所有美國LIB產(chǎn)量都以服務(wù)新興的汽車市場為目標(biāo)。
正如圖中貿(mào)易流所示,東南亞LIB生產(chǎn)量力不僅供給本國消費(fèi),也供給出口市場。
來源:公司報(bào)告;彭博新能源金融(2015);2013國際貿(mào)易中心(2015.1獲得)
現(xiàn)在LIB生產(chǎn)的大部分知識(shí)和相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)都是由供給消費(fèi)電子市場的公司發(fā)展出來的。這些公司積累了很多供應(yīng)鏈和大規(guī)模生產(chǎn)相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),其中很多被用于供給汽車終端市場的大制式LIB生產(chǎn)。與專注于汽車市場的初創(chuàng)公司相比,這些從供給消費(fèi)電子市場轉(zhuǎn)行的公司普遍具有以下優(yōu)勢:
l、通過大規(guī)模生產(chǎn)積累的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),尤其是有關(guān)小制式電池(已被高產(chǎn)量證明);l由于成本已被平攤到多元終端應(yīng)用市場,總的固定成本較低;l較強(qiáng)的購買力;l已建立的區(qū)域供應(yīng)鏈群聚和關(guān)系;
2、當(dāng)廠為更大的終端市場生產(chǎn)更多元化的產(chǎn)品時(shí),廠利用率提高。
該行業(yè)的新晉者有可能成功,但是將面對(duì)建立成本競爭力、大規(guī)模生產(chǎn)等挑戰(zhàn)。另一個(gè)進(jìn)入汽車市場的潛在障礙是汽車原始設(shè)備制造商(OEMs)對(duì)性能、安全性和可靠性的較高要求。OEM質(zhì)量要求以及他們希望供應(yīng)商資金穩(wěn)定,這使得整個(gè)市場更青睞擁有強(qiáng)大的生產(chǎn)紀(jì)錄和已證明產(chǎn)品表現(xiàn)的既有廠商。
(六)消費(fèi)電子是LIB的需求主體
汽車LIB生產(chǎn)商競爭優(yōu)勢源自供給消費(fèi)電子的積累;這些優(yōu)勢至少在近期內(nèi)可能繼續(xù)。雖然汽車需求有望上升,但LIB大部分需求將繼續(xù)由消費(fèi)電子應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。
來源:羅蘭貝格咨詢公司(2012);Pike研究(2013);AAB(2013);CEMAC分析
(七)汽車LIB供應(yīng)鏈生產(chǎn)量力嚴(yán)重過剩
來源:彭博新能源金融(2014);Pike研究(2013);AAB(2013);羅蘭貝格咨詢公司(2012);國際能源署(2011);CEMAC估計(jì)
在各區(qū)域,汽車LIB生產(chǎn)量力遠(yuǎn)超過生產(chǎn)量。2014年初,全球平均利用率約為22%;公司調(diào)整和宣布產(chǎn)量推遲可以有助于使產(chǎn)量發(fā)展趨于合理化。
一開始,對(duì)電動(dòng)汽車需求(包括純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車)過于樂觀的估計(jì)導(dǎo)致了大規(guī)模LIB生產(chǎn)量力的過度建設(shè)。近年來,很多國家政府對(duì)供應(yīng)商的支持推動(dòng)了產(chǎn)量的擴(kuò)大。在美國,《2009年美國復(fù)蘇和再投資法案》為支持本土先進(jìn)電池生產(chǎn)供應(yīng)了15億美元。我國、日本和韓國政府也通過稅收和其他投資刺激大力支持國內(nèi)LIB產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張,同時(shí)也支持消費(fèi)者購買電動(dòng)汽車。在某個(gè)公司和某個(gè)廠層面,LIB產(chǎn)量利用率較高,尤其是早就進(jìn)入市場的廠商。然而從整個(gè)行業(yè)來看,LIB產(chǎn)量的利用率仍然較低。
(八)汽車LIB中性到較強(qiáng)需求上升預(yù)測
到2020年,預(yù)測的LIB需求復(fù)合年上升率約為22%-41%。電動(dòng)汽車LIB需求預(yù)測比較表明對(duì)市場上升的廣泛期待。然而,即使在上升率最低時(shí),需求展望仍很強(qiáng)勁(約22%)。
來源:羅蘭貝格咨詢公司(2012);Pike研究(2013);阿維森納(2014)
每種不同類型的電動(dòng)汽車要不同的電池儲(chǔ)能量,所以比起其他因素,特定電動(dòng)汽車對(duì)LIB的需求影響更大。一般來說,純電動(dòng)汽車要25KWh或更多儲(chǔ)能量,插電式混合動(dòng)力汽車要10KWh,混合動(dòng)力汽車要1KWh。雖然混合動(dòng)力汽車也是電動(dòng)汽車電池需求的一部分,但插電式混合動(dòng)力車和純電動(dòng)汽車才是汽車LIB需求的更大驅(qū)動(dòng)者。
假設(shè)溫和的電動(dòng)汽車銷售預(yù)測可以實(shí)現(xiàn),而目前制造能力保持不變,那么汽車LIB產(chǎn)量未利用的部分在2017-2018年可能得到利用。未來產(chǎn)量--例如特斯拉宣布的將在美國建設(shè)新的LIB生產(chǎn)廠計(jì)劃(目標(biāo)是2017年上線35GWh產(chǎn)量)未包括在內(nèi),可能會(huì)進(jìn)一步影響總體的產(chǎn)量利用率。
(九)據(jù)預(yù)測,電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車銷售將呈現(xiàn)溫和上升
據(jù)預(yù)測,電動(dòng)汽車銷售復(fù)合年上升率將達(dá)到22%,比較強(qiáng)勁。但是,電動(dòng)汽車在輕型汽車市場中的比重較低,到2020年僅為7%。雖然混合動(dòng)力車在電動(dòng)汽車中占有較大比重,但是純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車銷售會(huì)更加有力的驅(qū)動(dòng)LIB市場,因?yàn)樗鼈円嚯姵亟M。目前大多數(shù)混合動(dòng)力車使用NiMH電池,不是LIB,雖然這已開始改變。日本和美國分別占全球電動(dòng)汽車需求的46%和34%。
注:電動(dòng)汽車包括所有使用LIB的汽車(包括純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力車和混合動(dòng)力車)來源:Pike研究(2013);AAB(2013);羅蘭貝格咨詢(2012)
汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)LIB的需求重要由純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)量決定。LIB電池已開始取代混合動(dòng)力車使用的NiMH電池。雖然一開始(2013年前)市場需求比較溫和,但電動(dòng)汽車銷售有望在未來幾年大幅上升。電動(dòng)汽車需求對(duì)幾個(gè)重要因素較為敏感,名義上政府對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)的要求、政府需求及供給端補(bǔ)貼、電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)成本、充電基礎(chǔ)設(shè)施以及汽車和柴油價(jià)格。不同市場對(duì)上述因素的不同預(yù)測導(dǎo)致了對(duì)需求預(yù)測的差異,這里顯示的是平均預(yù)測。
到2020年,電動(dòng)汽車復(fù)合年上升率約為20%,而同期輕型汽車上升率為2.3%(Pike研究2013)。然而,2014-2020年,電動(dòng)汽車在全球輕型汽車市場中將仍占較小比重。日本和美國是目前最大的電動(dòng)汽車市場,分別占全球需求的46%和34%,到2020年前情況將不會(huì)改變。(Pike研究2013)
美國電動(dòng)汽車需求受CAFE標(biāo)準(zhǔn)、稅收抵免、折扣、化石燃料價(jià)格和消費(fèi)者偏好影響。在美國,政府刺激政策是分聯(lián)邦、州、地方進(jìn)行層級(jí)管理的。
(十)到2020年,汽車LIB市場有望達(dá)到143億美元
來源:羅蘭貝格咨詢(2012);Pike研究(2013);AAB(2013);CEMAC分析
在收入層面,汽車LIB市場有望強(qiáng)勁上升;到2020年,市場有望上升22%,從2011年25億美元新增到2020年143億美元。
(十一)LIB市場和供應(yīng)鏈總結(jié)
汽車LIB市場有望實(shí)現(xiàn)溫和到強(qiáng)勁上升。到2020年年復(fù)合上升率至少為22%--美國和日本是目前最大的電動(dòng)汽車市場,到2020年情況將維持不變。
假如溫和的需求上升預(yù)期可以實(shí)現(xiàn),到2018年目前未利用產(chǎn)量可能有所好轉(zhuǎn)。
LIB生產(chǎn)由亞洲生產(chǎn)商控制。成熟生產(chǎn)商在消費(fèi)電子電池領(lǐng)域積累了豐富相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn);積累的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和供應(yīng)鏈關(guān)系優(yōu)勢可以應(yīng)用在汽車LIB生產(chǎn)方面。雖然美國在LIB生產(chǎn)方面占有一席之地,但全球生產(chǎn)主體集中在亞洲。我國、韓國和日本占全球產(chǎn)量的79%;美國本土占全球產(chǎn)量的17%。