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锂电步入动力时代 锂电池市场

从克(g)级到十千克(kg)级,这是一个逾万倍的跨越,以特斯拉(Tesla)为代表的电动汽车将锂电池的单耗用量提升了几何倍数的增长——智能手机的碳酸锂单耗为2~3g,而电动汽车的碳酸锂单耗为50~60kg,是手机单耗2~3g的20000~30000倍!

而且,电池汽车本身也处在爆发式发展的前夕——从2000辆到20000辆,特斯拉的Model S仅用了一年时间,销量即完成了近9倍的增幅。在特斯拉的迅猛拉动下,2013年全球电动汽车销量较上年翻了一番,总数超过40万辆。而按照各国政府制定的发展规划,2015年全球电动汽车销量将达到110万辆,2020年将达到690万辆,这将是一个10倍以上增长的市场。

对于电动汽车的动力源以及占整车近乎一半成本的锂电池,特斯拉有一个雄心勃勃的计划。2014年年初,特斯拉宣布,计划投资50亿美元建立一家超级电池工厂Gigafactory,2017年建成后将成为全球最大的锂离子电池工厂,它一年生产的电池总量就将超过2013年全球用于各类用途的锂离子电池总产量,可以让特斯拉的装配线一年生产多达50万辆的电动汽车。

特斯拉为锂电产业链注入了一针强心剂,也点燃了各国政府与企业对电动汽车和储能的热情,更是成为第三次工业革命的希望所在。

如同苹果手机崛起,带动的不仅仅是苹果产业链,或者仅仅是智能手机,乃至后来的手游、移动支付等其他领域也被带动;特斯拉的崛起影响的也不仅仅是电动车产业链,其充满雄心的千兆锂电池工厂计划,带来的更是第三次工业革命——能源革命。

海通证券认为,在这场电动汽车带来的新能源革命浪潮中,主轴是锂电池。而相较于锂电纷繁复杂的技术路线选择,锂的需求非常明确,只要是“锂电池”就需要锂,不论是碳酸锂、氢氧化锂,甚至是金属锂。不论是从需求弹性还是供给弹性,弹性最大的非“锂”莫属。随着电动汽车全球渗透率的进一步提高,锂电将迎来爆发式增长。

锂电产业链风来了!

电动车势不可挡

7月21日,国务院办公厅印发了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》(下称“《意见》”),这是继出台免征新能源汽车车辆购置税、为政府机关及公共机构购买新能源汽车列出“时间表”和“路线图”之后,中国政府在一个月内第三次出台利好新能源汽车的政策措施。

《意见》明确提出,贯彻落实发展新能源汽车的国家战略,以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向,重点发展纯电动汽车

、插电式(含增程式)混合动力汽车和燃料电池汽车

《意见》同时还提出,要破除地方保护。严格执行全国统一的新能源汽车和充电设施国家标准和行业标准;执行全国统一的新能源汽车推广目录,各地制定的地方推广目录一律废止,不得阻碍外地生产的新能源汽车进入本地市场,不得限制消费者购买某一类新能源汽车。

“这是一个超预期的政策,特别是在电动汽车购车环节。”分析师表示,首先,《意见》旨在破除地方保护,而这是之前电动汽车推进的一大障碍。此次明确提出了全国必须统一标准和目录,不得以任何直接或变相政策进行地方保护。其次,《意见》确定要落实2016~2020 年补贴政策,明确提出了要争取在2014年底前向社会公布下一轮补贴政策方案,稳定了企业和市场预期。再次,车船税减免指日可待,电动汽车使用成本将进一步降低。

事实上,自2014年以来,有关电动汽车产业的推广计划及补贴政策不断加速出台。2月,工信部等四部委将纯电动乘用车补助标准于未来两年在原政策基础上调5%;7月,国务院常务会议决定,自2014年9月1日至2017年年底,对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税;随后,国家机关事务管理局、财政部等五部委联合公布了《政府机关及公共机构购买新能源汽车实施方案》,明确了政府机关和公共机构公务用车“新能源化”的时间表和路线图,规定政府机关及公共机构购买新能源汽车占当年配备更新总量30%以上。

此外,德国总理默克尔在访华期间,与中国政府在电动车合作项目达成协议。根据合作协议,未来中国和德国电动车将实现充电接口标准完全统一,双方还将签署充电通信协议,最终实现充电设施的完全共享,这成为电动汽车发展的又一利好因素。

在密集扶持政策的刺激下,中国包括纯电动汽车在内的新能源汽车销量也是立竿见影。数据显示,2014年上半年新能源汽车生产20692辆,销售20447辆,比上年同期分别增长2.3倍和2.2倍,产销量已超过上年全年数量。

分析师表示,这仅仅只是开始,未来随着电动汽车的补贴政策以及政府的示范效应,电动汽车即将进入高速发展期。根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020)》,到2020年,中国插电式混合动力汽车和纯电动汽车的累计产销量将达到500万辆。

而在全球领域,在特斯拉旋风的吹动下,电动汽车的热潮迅速席卷各国。根据各国政府制定的电动车发展规划,到2015年全球电动汽车销量将达到110万辆,到2020年将达到690万辆。

锂电步入动力时代

杰里米˙里夫在畅销书《第三次工业革命》中指出,新能源和信息技术会带动产业革命,第三次工业革命通过新能源将能量转换为电能,然后通过储能技术包括电池技术将能量储存起来,最后用到包括交通工具在内的各个生活领域。电动汽车行业正成为第三次工业革命的希望,而特斯拉则是毫无争议的领军者。

特斯拉的横空出世改写了电动汽车与传统燃油汽车的对抗格局,大幅提高了续航里程,缩短了与传统燃油车续航里程的差距,实现了纯电动汽车的逆袭。

特斯拉的车型主要包括Roadster、Model S、Model X,包括40kwh(千瓦时)、60kwh、80kwh三个版本,分别可以提供256公里、370公里和480公里的续航里程,大大缩短了与传统燃油车600公里续航里程的距离,弥补了电动车续航里程不足的缺憾。而且,其提速性能可与保时捷媲美,最高时速可达208km/h,百公里加速时间仅需4.4s。

特斯拉的第二代产品Model S在2012年下半年开始销售,2013年销售呈爆发式增长。根据特斯拉2013年一季报显示,Model S力压奔驰S、宝马7系、奥迪A8,成为北美豪华车销量冠军。2013年全球销量达到2.23万辆,远远突破预期的2万辆,预计2014年出货量超过3.5万辆,较2013年同比增长55%以上。

特斯拉的迅猛发展促进了全球电动车行业迎来新的发展契机,2013年全球电动汽车数量较上年翻了一番,总数超过40万辆。

然而,这一数字相对超过8000万辆的传统燃油汽车的全球销量而言仅是九牛一毛,但特斯拉并不气馁,祭出了自己的“杀手锏”。2014年6月,特斯拉提出开放所有专利技术,以推动电动汽车行业的快速发展。

数据显示,从2009年6月至2014年6月5日,在美国专利网站可以查到249项特斯拉专利:从主机通信结构到电池冷却套,从自动音频优化系统到高压电缆连接器,特斯拉的专利涵盖了电池、充电技术、电机、人机交互等不同领域。

分析人士认为,特斯拉的竞争对手并不是其他电动汽车生产商,而是占市场绝大多数份额的传统汽车制造商。如果多个电动汽车制造商能围绕一个开放的平台用共同的标准开发,电动车市场的发展速度将会加快。竞争对手在使用特斯拉专利的同时,也在无形中提高了特斯拉技术的普适性,即,特斯拉很可能试图以此确定未来电动车的制造标准。

在特斯拉开放的专利中,104项与电池以及电池安全控制系统有关;28项涉及充电技术,这两类专利就占到了专利总数的53%,也是特斯拉最主要的优势技术。

分析人士认为,特斯拉现有的电池安全控制系统专利,主要用于协调运行车上7000多节锂电池组成的电池组。这套技术目前已经成熟,但发展前景不大,所以特斯拉决定开放专利,同时研究更具潜力的大电池。

而且,特斯拉并没有把宝全部押在电动汽车上,毕竟,作为一家同时提供电能的公司,特斯拉并不缺少赚钱的手段。

2014年初,特斯拉公布了Gigafactory(千兆锂电池工厂)计划,该工厂将在2017年投入运行,锂离子电池年产量将超过2013年的全球用于各类用途的锂离子电池总产量,满足特斯拉年产50万辆电动车的需求,电池组每千瓦时的成本预计将降低逾30%。

海通证券认为,特斯拉千兆锂电池工厂计划至少说明两个事情:第一,特斯拉对锂电池中期内有信心,用自己的行动表明,至少在2020年之前是最看好锂电池的;第二,跟随者会带动产业加速进步,由于锂电池的产业链已经比较成熟,而且分工明确,成本下降空间大,特斯拉规划2020年相比目前成本减少30%以上是完全可行的。

海通证券表示,随着特斯拉公布千兆锂电池工厂计划、三星6亿美元西安建厂涉足动力锂电、万向收购菲斯科等一系列大手笔都表明了2014年全球锂电池行业将步入动力时代。

锂电将爆发式增长

从发展历程来看,动力电池分别经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池、燃料电池时代。

目前,铅酸电池占据二次电池80%以上的市场份额,主要应用于电动车市场和储能市场,镍镉电池主要应用于电动工具,但是铅酸电池和镍镉电池均含有重金属元素容易造成污染,因此推广程度有限。镍氢电池主要应用于混合电动车,但性能不能满足目前大力发展的纯电动汽车和插电式混合动力汽车,而燃料电池虽然性能较好,但是技术难度大。

锂电池以其优越的性能和成熟的技术成为未来十年电动车用电池首选。

具有更高的能量质量比、能量体积比。目前能达到100~125Wh/kg和240~300Wh/L,是镍镉电池的2倍,是镍氢电池的1.5倍;

电压高。单节锂电池电压为3.6V~3.9V,相当于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压;

自放电小,可长时间存放。充满电的锂电池储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于镍镉电池的25%~30%,镍氢电池的30%~35%,这是锂电池最突出的优越性;

无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应,所以锂电池充电前无需放电;

寿命长。正常工作条件下,锂电池可达到500次以上的充放电循环次数;

可以快速充电。通常可以采用0.5~1倍容量的电流充电,使充电时间缩短至1~2小时;

可以并联使用,而且由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素,对环境无污染,是当代最先进的绿色电池。

锂电池在动力电池中的性能优势是明显的,但在整个锂电池应用领域,其所在市场份额并不大,正处于爆发式增长的前夜。

在产业链中,锂电上游是锂电池材料所需的矿产资源,中游为锂电池生产厂商,包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、导电剂和黏合剂的生产等,下游主要是锂电配套应用领域,目前已广泛用于消费类电子产品、电动汽车、工业储能。

就上游而言,2002~2012年间,全球锂需求年均增速大约8%,其中最大的拉动因素来自于锂二次电池,其年均增速更是达到了20%以上。2000年,锂电需求仅占锂消费的4%左右,但是到了2013年,锂电消费占比已经跃升至36%,锂电对锂整体消费的拉动越来越明显。

就下游应用而言,2012年,全球锂电池市场容量33.5gwh(兆千瓦时),增速30%,其中消费电子占比88%,电动车占比仅为11%,储能和UPS占比1%。

2013年,全球锂电池出货量同比增长23%,较2012年15%左右的增长幅度提升了近8个百分点,这一增速正是由于电动汽车的爆发式增长所拉动的。

锂电池在电动汽车上的应用与智能手机不是一个数量级别。海通证券的数据显示,智能手机的碳酸锂单耗量为2~3克,而纯电动汽车的碳酸锂单耗为50~60公斤,是智能手机单耗的20000倍!

以特斯拉电动汽车为例,2013年,特斯拉Model S全球销量为2.23万辆,其中30%的用户选择入门级的60kwh电池,70%配置80kwh电池,由此推算,2013年特斯拉消耗锂电池总量达到165万kwh,远远超过其他电动汽车对于锂电池的需求。而2013年全球智能手机锂电池需求量约为909万kwh,仅Model S就相当于智能手机锂电池18%的份额。

而若2014年特斯拉的Model S超过3.5万辆的出货量目标得以实现,以及特斯拉第三代Model X的上市,仅特斯拉一家公司锂电池的需求量已超过259万kwh,锂电池行业将实现爆发式增长。

事实上,锂电与电动汽车是互相拉动的。除充电设备不完善外,电动汽车成本高昂一直是制约推广的重要因素,电动汽车主要由车身、电机、电机控制以及电池及电池管理系统等几部分组成,其中电池在整个汽车中占据非常重要的份额。根据广发证券的测算,在特斯拉汽车中,锂电池占据成本比率约为29%;比亚迪E6电动车中,锂电池成本占据比例约为38%。电池是新能源汽车最大的成本之一。

而在过去几年中,锂电池价格一直处于缓慢下降的趋势,主要有几个方面的原因所致,一方面是锂电池容量的提升,过去十年中锂电池容量均以每年5%左右的比例提升,容量提升使得锂电池单位成本得以降低。另外一方面是原材料的成本降低所致。

随着锂电池价格不断下降,电动汽车价格也将逐步下降,将对汽车销量带来正面影响,销量将出现加速增长。根据HIS预计,2014年全球电动汽车销量将达到40.3万辆,同比增幅将达到66.5%。

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