新能源電池行業(yè)發(fā)展研究

時間:2022-12-29 08:49:15

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新能源電池行業(yè)發(fā)展研究

[提要]實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)應(yīng)當(dāng)在能源供給、能源消費、人工固碳上共同發(fā)力,在居民生活、交通等領(lǐng)域,盡量用電能、氫能等非碳能源替代化石能源,減少CO2、SO2、NO2等空氣污染物排放量,構(gòu)建“新型電力系統(tǒng)或能源供應(yīng)系統(tǒng)”,從而達到減碳、固碳的目的。本文基于“雙碳”目標(biāo)及低碳循環(huán)背景,研究我國新能源電池發(fā)展現(xiàn)狀,構(gòu)建行業(yè)預(yù)測模型,探索綠色能源轉(zhuǎn)型路徑,旨在構(gòu)建以人為本、科技支撐、經(jīng)濟可行、節(jié)奏合理的綠色交通發(fā)展藍圖,促進新能源電池商貿(mào)流通。

關(guān)鍵詞:碳達峰;碳中和;新能源電池;綠色轉(zhuǎn)型;商貿(mào)流通

一、“雙碳”背景

2020年,我國提出將采取更加有力的政策和措施控制CO2排放量,力爭于2030年前達到峰值,2060年前實現(xiàn)碳中和。碳達峰、碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)是對《巴黎協(xié)定》等國際公約的主動履約及構(gòu)建人類命運共同體的大國擔(dān)當(dāng),更是在工業(yè)化發(fā)展道路上對綠色低碳方式的重要選擇。隨著綠色技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,通過國家宏觀調(diào)控,加強環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),推進碳交易市場建設(shè),完善光伏發(fā)電、風(fēng)電、新能源汽車、建筑、工業(yè)等領(lǐng)域節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),進一步與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌,加強環(huán)境監(jiān)測,逐步替代高能耗、高污染產(chǎn)品,在提高民生福祉的同時,推動碳排放全球化治理進程。

二、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

(一)新能源電池材料層面。新能源電池材料由磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池主導(dǎo),其中磷酸鐵鋰電池前景一片向好。國內(nèi)動力電池產(chǎn)量主要由需求決定,為適配適量生產(chǎn)。2021年以前,三元鋰電池在政府補貼的成本和市場優(yōu)勢下,產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展并領(lǐng)軍動力電池市場。2021年起,政策紅利不斷退去,由于磷酸鐵鋰電池更突出安全性和成本優(yōu)勢,在產(chǎn)量、裝車量方面不斷超過三元鋰電池,獲得市場主導(dǎo)地位。據(jù)我國動力電池產(chǎn)業(yè)有關(guān)數(shù)據(jù),2021年三元電池累計裝車量74.3GWh,占總裝車量48.1%,同比累計增長91.3%;磷酸鐵鋰?yán)塾嬰姵匮b車量79.8GWh,占總裝車量51.7%,同比累計增長227.4%。2022年磷酸鐵鋰電池同樣保持穩(wěn)定高速增長。

(二)新能源電池企業(yè)層面。國內(nèi)動力電池市場整體呈現(xiàn)出集中度高,寧德時代一家獨大的局面。寧德時代同時發(fā)展磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池產(chǎn)業(yè),并布局交通運輸、先進制造、人工智能等領(lǐng)域,2017~2021年動力電池裝機量連續(xù)五年排名全球第一,2021年動力電池國內(nèi)裝機量達到80.51GWh,約占總業(yè)務(wù)量的90%,占國內(nèi)市場份額超過50%,占全球市場份額達到32.6%,同比提升8%。技術(shù)方面,寧德時代一方面研究磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池?zé)o鈷化技術(shù);另一方面布局鈉離子電池,開辟新能源電池新路徑。資源方面,寧德時代投資印度尼西亞鎳鐵生產(chǎn)項目,保障三元鋰電池鎳資源原材料供應(yīng)。比亞迪主要發(fā)展磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè),其裝機量和總裝機量排名國內(nèi)第二位,2021年全球市場占有率達到6.7%,排名第四位。比亞迪于2022年4月宣布旗下燃油車停產(chǎn),專注于EV純電動和DM插電混動汽車業(yè)務(wù)。

(三)“雙碳”目標(biāo)政策層面。“雙碳”背景下,2020年國務(wù)院發(fā)布確認(rèn)汽車技術(shù)“低碳化、信息化、智能化”發(fā)展方向。2021年國務(wù)院對新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出到2025年新能源汽車新車銷量占比達到20%。近年來,政府積極推出財政補貼政策;實行“雙積分制”政策;北京、上海、海南等地發(fā)布的地方試點禁售燃油車政策等加速了國內(nèi)汽車市場格局從傳統(tǒng)燃油車向以新能源車主導(dǎo)局面的轉(zhuǎn)變,促進了企業(yè)對新能源車載電池積極布局、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及市場接受度的不斷提高。但國家補貼主要作用于保障國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境、動力電池技術(shù)發(fā)展和新能源車市場推廣,隨著國內(nèi)動力電池行業(yè)企業(yè)格局基本穩(wěn)定,市場逐漸由政府強制調(diào)控轉(zhuǎn)向供需主動調(diào)控,對于新能源車產(chǎn)業(yè)的直接政策扶持不斷退卻。財政部提出2022年的補貼標(biāo)準(zhǔn)將較上年降低30%,并于2023年徹底取消補貼,新能源電池市場環(huán)境短期內(nèi)將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

三、行業(yè)預(yù)測模型

據(jù)高禾投資發(fā)布的行業(yè)研究報告數(shù)據(jù),通過對全球動力電池頭部企業(yè)2020年與2021年裝機量與全球市場占有率進行整理計算,結(jié)果匯總?cè)绫?所示。通過分析顯示,全球動力電池頭部企業(yè)均來自于中國、韓國、日本,有6家國內(nèi)動力電池企業(yè)上榜,寧德時代位居榜首。全球總裝機量2021年相較2020年提升155.1GWh,其中寧德時代裝機量凈增長60.5GWh。2021年度市場排名中,中航鋰電、國軒高科、蜂巢能源凈排名均較前一年上升1位,寧德時代、比亞迪等6家我國動力電池企業(yè)2021年全球市場占有率均呈現(xiàn)正增長,而其余來自韓國、日本的5家動力電池企業(yè)全球市場占有率均為負(fù)增長。除中航鋰電外,2021年我國其余5家動力電池企業(yè)裝機量均較2020年增加1.5倍以上。寧德時代為蔚來汽車、理想汽車、小鵬汽車三大新能源汽車品牌獨家動力電池供應(yīng)廠商,并為全球新能源龍頭車企特斯拉戰(zhàn)略供應(yīng)商,同時擁有寶馬、大眾奧迪、戴姆勒奔馳等大批量歐洲海外訂單;寧德時代與國軒高科、億緯鋰能、孚能科技等動力電池品牌共同服務(wù)于國內(nèi)北汽、廣汽、吉利、東風(fēng)、長安等眾多一線汽車生產(chǎn)制造商。比亞迪同時作為新能源車企與新能源動力電池生產(chǎn)企業(yè),通過自給自足的方式將其生產(chǎn)的動力電池裝載于旗下秦、唐、宋、元等多款純電車型、混電車型中,并給予相應(yīng)購車補貼價的形式不斷提高市占率。(表1)表2為寧德時代盈利預(yù)測,顯示動力電池系統(tǒng)營業(yè)收入占公司總營業(yè)收入的80%左右,其在2021年的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)倍速增長,年平均增長額約為400億元,鋰電池材料與儲能系統(tǒng)營業(yè)收入增速同樣不凡,寧德時代企業(yè)總體營業(yè)收入持續(xù)增長,年平均增長額約為500億元,2024年總營業(yè)收入約能實現(xiàn)2020年總營業(yè)收入的5倍。公司毛利率穩(wěn)定在27%左右,符合電氣設(shè)備生產(chǎn)制造企業(yè)毛利率期望。

四、現(xiàn)存問題

(一)礦產(chǎn)原材料供應(yīng)問題顯著。新能源動力電池核心部件有正極材料、負(fù)極材料、電解液及電池隔膜。其中,正極材料和電解液使用到碳酸鋰、磷酸鋰等鋰鹽原材料。我國是全球鋰資源消耗量最大的國家,雖然國內(nèi)鋰資源儲量大,但限于開采提純工藝,鋰資源大多依賴進口,對外依存度高達65%。澳大利亞作為全球鋰資源開采的頭部國家和中國鋰資源主要來源地,中美貿(mào)易戰(zhàn)背景下,中澳關(guān)系處于僵局,鋰資源供應(yīng)安全受到威脅,我國政府已將鄰域相關(guān)資源劃入國家戰(zhàn)略儲備。三元鋰電池正極用到的鎳、鈷資源供應(yīng)同樣備受行業(yè)關(guān)注,兩種礦產(chǎn)資源在國內(nèi)的儲量稀有,主要來源于進口,外貿(mào)依存度高達85%以上。鎳資源供應(yīng)分散,主要來源于印度尼西亞、澳大利亞和巴西進口,國內(nèi)企業(yè)也在逐步掌握鎳礦開采權(quán);盡管國內(nèi)企業(yè)主要以合資方式獲得全球85%的鈷礦開采權(quán),但全球疫情背景下,運輸受到一定的影響。

(二)礦產(chǎn)原材料價格飛速上漲。鋰、鎳、鈷等礦產(chǎn)資源供應(yīng)成本具有高度不可控性。2021~2022年間,新能源動力電池核心部件材料價格受到鋰、鎳、鈷、磷等化工原料價格大幅上漲影響巨大。據(jù)我國動力電池產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)及工信部數(shù)據(jù)顯示:三元鋰電池正極材料(鋰鎳鈷正極)平均價格上漲108.9%;三元鋰電池電解液平均價格上漲146.2%;電解鎳、電解鈷現(xiàn)貨均價同比上漲25.6%、40.1%;碳酸鋰、氫氧化鋰現(xiàn)貨均價同比上漲177%、117%;磷酸鐵鋰電池正極材料平均上漲182.5%,磷酸鐵鋰電池電解液平均上漲190.2%。

(三)動力電池技術(shù)問題待攻堅。新能源車長期存在的銷售痛點之一是續(xù)航里程數(shù),動力電池的成本和能量密度是新能源車廠商長期衡量的兩個要素,中低端車型續(xù)航里程可達320km以上,高端車型續(xù)航里程可達600km以上,二者裝載的動力電池區(qū)別在于電池能量密度不同,但后者成本是前者成本的2倍,保時捷、特斯拉、沃爾沃等高端新能源整車售價為中低端新能源車型售價2倍以上,市場份額有限。目前動力電池產(chǎn)業(yè)還難以滿足消費者既要續(xù)航里程高又要價格實惠的要求,中低端動力電池技術(shù)仍應(yīng)當(dāng)持續(xù)攻關(guān),性能有待逐步提升。純電動乘用車有關(guān)動力電池自燃的安全事故頻發(fā),2020年工信部對動力電池安全性能做出要求,特別提出了“電池發(fā)生熱安全事故后,需保證5分鐘逃生時間”的相關(guān)要求。

五、發(fā)展對策

(一)動力電池回收,生命周期閉環(huán)。當(dāng)新能源汽車動力電池容量衰減到額定容量的80%以下,即對該動力電池宣布報廢。廢舊動力目前主要通過“梯次回收”和“再生利用”實現(xiàn)綜合循環(huán)利用,兼具環(huán)保和經(jīng)濟價值,如可提取電池內(nèi)部的鈷、鎳、錳等金屬材料,實現(xiàn)資源再生利用及能源最大化利用,減少廢舊電池直接銷毀造成的環(huán)境污染。2021年,國家發(fā)改委、工信部等部門提出,加強動力電池溯源管理平臺建設(shè),實現(xiàn)上下游企業(yè)間檢測數(shù)據(jù)、剩余價值評估等信息共享。寧德時代、比亞迪等國內(nèi)新能源電池頭部生產(chǎn)企業(yè)紛紛開始與國內(nèi)多家新能源車企一同布局動力電池回收鏈,重視打造動力電池全產(chǎn)業(yè)鏈。

(二)替代品研發(fā),降本增效落地。固態(tài)鋰電池與鈉離子電池成為動力電池行業(yè)發(fā)展新趨勢。固態(tài)鋰電池使用固態(tài)電解液亦可充當(dāng)電池隔膜,具有更好放電性能及更高安全性,實現(xiàn)量產(chǎn)可有效增加資源利用率、降低生產(chǎn)成本。從地殼豐度看,全球鈉資源儲量遠高于鋰資源儲量,且分布廣泛更易獲取,單價僅為2元/kg。鈉離子電池正負(fù)極材料主要為NaxMO2(M為鋁、釩、鈦、鐵等金屬合金材料),將不在依賴銅箔材料,材料成本可降低1/3。目前,寧德時代正在研制具有高能量密度、超快充、高集成、低溫性能、高安全的鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈,從而實現(xiàn)動力電池企業(yè)降本增效。

(三)STP市場細分,營銷策略升級。2021年,互聯(lián)網(wǎng)巨頭與傳統(tǒng)車企組合布局新能源汽車產(chǎn)業(yè),阿里巴巴牽手上汽、騰訊牽手廣汽、京東牽手北汽,通過投資建廠,推動芯片技術(shù)研發(fā)及批量生產(chǎn)。隨著綠貝、摩捷、T3出行等租車平臺、打車平臺的興起,新能源汽車需求激增,新能源汽車與新能源電池互為互補品,拓寬新能源電池的銷路。五菱mini、蔚來、威馬、小鵬等車企通過入駐購物中心大賣場,設(shè)置城市展廳,眾多城市推行綠牌車輛無需限號限行,推進新能源汽車配套充電樁新建布局,推動動力電池及其下游市場發(fā)展。動力電池STP市場細分戰(zhàn)略,通過多元化品牌定位、極致性價比滿足市場不同檔次消費群體差異化目標(biāo)需求。

(四)ESG共治理念,社會環(huán)境治理。新能源電池助力綠色轉(zhuǎn)型需落實貫徹ESG理念,突出環(huán)境治理、社會治理、公司治理共同作用力。隨著碳捕捉技術(shù)的不斷成熟完善,能進一步實現(xiàn)減碳、脫碳。新能源電池企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)當(dāng)進一步推行清潔能源及低碳工藝流程,通過AI人工智能對產(chǎn)碳量更多的供應(yīng)鏈、價值鏈上游碳排放當(dāng)量進行實時追蹤監(jiān)測,做好環(huán)境治理。聯(lián)合支付寶螞蟻森林推出每周停駛一天燃油車的低碳行為,提高個人減排量,構(gòu)建綠色碳足跡,實現(xiàn)社會人居環(huán)境共創(chuàng)。新能源電池企業(yè)可采用OKR績效管理將碳治理作為部門KPI考核績效包拆解到各部門,加強企業(yè)文化建設(shè),提高員工低碳意識,保障公司實現(xiàn)技術(shù)路線改進。如,寧德時代四川宜賓基地通過產(chǎn)線改造、綠色物流等方式,2021年實現(xiàn)了碳中和,成為電池行業(yè)首家零碳工廠。綜上,“雙碳”目標(biāo)背景給我國新能源電池行業(yè)發(fā)展提出了更高層次的要求。本文從新能源電池材料、企業(yè)、政策等層面,結(jié)合現(xiàn)階段市場發(fā)展?fàn)顩r,發(fā)現(xiàn)在新能源電池企業(yè)快速發(fā)展的同時,面臨上游原材料供應(yīng)不足導(dǎo)致價格激增、技術(shù)硬件需求提升等挑戰(zhàn),提出廢舊電池冶煉回收、鈉離子電池研制、STP市場營銷策略、ESG環(huán)境社會治理等解決措施,助力新能源電池行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

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作者:丁鈺雯 曾耀銳 曾湘鈺 單位:電子科技大學(xué)成都學(xué)院