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2017-2018動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池研究報(bào)告

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1077次  |  2019年08月05日  

近日,東方證券發(fā)布了電池行業(yè)報(bào)告,文中指出在電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能行業(yè)的帶動(dòng)下,電池的需求在未來十幾年里將保持 25%以上的增速快速成長(zhǎng)。隨著電動(dòng)車滲透率的提高和儲(chǔ)能市場(chǎng)逐漸打開,動(dòng)力電池未來仍有數(shù)十倍的成長(zhǎng)空間。詳細(xì)內(nèi)容如下:


由于政府補(bǔ)貼將在2020年之后退出,市場(chǎng)對(duì)于新能源汽車的滲透率和動(dòng)力電池需求存在疑慮。隨著鋰電池成本持續(xù)下降,新能源汽車作為消費(fèi)品的性價(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)力電池在未來十幾年內(nèi)的需求將維持25%以上的高復(fù)合增速。


在汽車電動(dòng)化和儲(chǔ)能需求的推動(dòng)下,2017年動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的出貨量達(dá)到73GWh,在鋰離子電池的出貨占比超過一半,當(dāng)前仍處于電動(dòng)化的早期,電動(dòng)車銷售占比剛剛突破1%,隨著電動(dòng)車滲透率的提高和儲(chǔ)能市場(chǎng)逐漸打開,動(dòng)力電池未來仍有數(shù)十倍的成長(zhǎng)空間。


電動(dòng)車與傳統(tǒng)燃油車性價(jià)比的優(yōu)劣是決定汽車電動(dòng)化進(jìn)程的核心因素,當(dāng)前電動(dòng)車的購(gòu)臵成本和使用全成本(TCO)仍高于燃油車,因此行業(yè)處于補(bǔ)貼驅(qū)動(dòng)階段。隨著電池成本持續(xù)降低,電動(dòng)車將逐漸步入TCO平價(jià)階段和購(gòu)臵車成本平價(jià)階段,同時(shí),各國(guó)政策對(duì)于燃油車的環(huán)保要求日益嚴(yán)苛,將迫使傳統(tǒng)車企加大電動(dòng)車的生產(chǎn)和銷售力度,電動(dòng)車的滲透率有望快速提升。動(dòng)力電池行業(yè)驅(qū)動(dòng)力切換的內(nèi)因在于成本快速下降,電動(dòng)車成本競(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。


鋰電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用空間隨其成本下降逐漸打開。儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中可扮演多種重要角色,包括調(diào)峰調(diào)頻、備用電源、削峰填谷等,預(yù)計(jì)未來十年全球復(fù)合增速可達(dá)40%以上。儲(chǔ)能成本的進(jìn)一步降低有賴于電池循環(huán)性能的提升,同時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能對(duì)于電池的安全性要求極高,因此該細(xì)分市場(chǎng)也將向頭部企業(yè)集中。

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汽車電動(dòng)化是動(dòng)力電池需求的主要來源


2017年全球新能源汽車銷量超過122.3萬(wàn)輛,比2016年增長(zhǎng)58%,推動(dòng)全球新能源汽車銷量在全球汽車總銷量當(dāng)中的占比首次突破1%。2012 年以來,國(guó)內(nèi)外新能源汽車的產(chǎn)銷量持續(xù)高速增長(zhǎng),近五年來復(fù)合增速達(dá)到 54%。截至 2017 年底,全球累計(jì)新能源車銷量已接近 400 萬(wàn)輛,占全球汽車保有量的 0.3%,其中中國(guó)新能源車?yán)塾?jì)銷量超過 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)銷量占全球總量的 93%。


國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量從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100%,2017年國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量同比增長(zhǎng)50%以上,2018年以來繼續(xù)保持高增長(zhǎng),前7個(gè)月國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量雙雙突破45萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)近80%,占國(guó)內(nèi)汽車總銷量的比例達(dá)3%以上,汽車電動(dòng)化的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。


根據(jù)新能源汽車動(dòng)力來源和續(xù)航里程的大小,電動(dòng)車可分為輕混電動(dòng)車(帶電量較少,主要功能是降低啟停油耗)、混合電動(dòng)車(HEV)、插電式混合電動(dòng)車(PHEV)和純電動(dòng)車(BEV)。純電動(dòng)車又可根據(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(380km以上),純電動(dòng)車的續(xù)航里程由汽車攜帶電量決定,一般而言,1kWh電量可以驅(qū)動(dòng)汽車行駛5-7km。作為電動(dòng)車動(dòng)力的主要來源,動(dòng)力電池是汽車電動(dòng)化的最大獲利者。


受益于新能源汽車行業(yè)銷量的快速增長(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,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)。

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新能源汽車驅(qū)動(dòng)力切換,不改電池行業(yè)高成長(zhǎng)性


1.性價(jià)比決定汽車電動(dòng)化進(jìn)程,電池成本是關(guān)鍵推手


汽車作為大眾消費(fèi)品,性價(jià)比是決定其技術(shù)路線的根本因素。與燃油車相比,電動(dòng)車與傳統(tǒng)燃油車的區(qū)別主要包括以下方面:結(jié)構(gòu)上,電動(dòng)車采用動(dòng)力電池取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī),并且簡(jiǎn)化了燃油車的動(dòng)力總成系統(tǒng),成本的差別也來自于此;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)車的續(xù)航里程和充電體驗(yàn)較燃油車仍有劣勢(shì),不過隨著電動(dòng)車帶電量的增加,“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)車的購(gòu)臵成本高于燃油車,同時(shí)電動(dòng)車的使用成本更低,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,普通燃油車的購(gòu)臵成本為 19.6 萬(wàn)元,同檔電動(dòng)車的購(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,車輛殘值分別為 6 萬(wàn)元和 4 萬(wàn)元。運(yùn)營(yíng)期間燃油車和電動(dòng)車的 TCO 分別為 21.3 萬(wàn)元和 24.8 萬(wàn)元。相比而言,燃油車的購(gòu)臵成本仍然更有競(jìng)爭(zhēng)力,電動(dòng)車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)車的TCO和購(gòu)臵價(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)車的 TCO 基本與燃油車一致,普通乘用車消費(fèi)者采購(gòu)新能源汽車的積極性將加強(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)車的購(gòu)臵成本可與燃油車相競(jìng)爭(zhēng),其滲透率將進(jìn)入加速提升的階段。我們將電動(dòng)車的發(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)車過去幾年的高速增長(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)車與燃油車的TCO不斷逼近,在部分應(yīng)用場(chǎng)景中電動(dòng)車甚至已具備TCO成本優(yōu)勢(shì),此時(shí),采用一些非補(bǔ)貼的產(chǎn)業(yè)政策推高燃油車的使用成本,可以進(jìn)一步提升電動(dòng)車的滲透率,此時(shí)行業(yè)由政策倒逼來驅(qū)動(dòng);一旦電池成本突破臨界點(diǎn),電動(dòng)車的購(gòu)臵成本將占據(jù)優(yōu)勢(shì),行業(yè)也將過渡到消費(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。


2. 補(bǔ)貼政策助力新能源汽車完成市場(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,新能源汽車尤其是純電動(dòng)車的購(gòu)臵成本和使用全成本仍然遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃油車,根據(jù)BNEF的研究,2018年美國(guó)燃油小型車的成本約為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)于各種車型的購(gòu)臵補(bǔ)貼、美國(guó)對(duì)于銷量在20萬(wàn)輛以下的車企給予每輛7500美元的稅收抵免—以縮小電動(dòng)車和燃油車的成本差距。


在補(bǔ)貼等相關(guān)政策的驅(qū)動(dòng)下,新能源汽車在全球的導(dǎo)入過程非常迅速,2012 年全球范圍內(nèi)新能源汽車的銷量占比僅有不到 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?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)汽車銷量達(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)新能源車的滲透率呈加速提升的趨勢(shì),上半年,歐洲電動(dòng)汽車銷量同比增長(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)車銷量也突破 10 萬(wàn)輛,達(dá)到 12.2 萬(wàn)輛,其中 53%為純電動(dòng)汽車,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)上開展的全球最大規(guī)模的奧運(yùn)會(huì)新能源汽車示范運(yùn)行,共投入595輛節(jié)能與新能源汽車;第二階段為2009-2012年的第一期“十城千輛”新能源汽車推廣工程,在此期間在25個(gè)試點(diǎn)城市開展的新能源汽車規(guī)?;痉哆\(yùn)行,總共推廣新能源汽車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。同年,財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于開展節(jié)能和新能源汽車示范推廣試點(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)臵新能源汽車給予補(bǔ)助,公共領(lǐng)域新能源汽車補(bǔ)貼時(shí)代正式來臨。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)新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模節(jié)節(jié)攀升,2015年中國(guó)新能源汽車銷量達(dá)到33萬(wàn)輛,在新增汽車銷售中的占比首次突破1%,在當(dāng)年全球銷售新能源汽車的占比超過50%。至此,中國(guó)新能源汽車產(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)新能源汽車的銷量已達(dá)汽車總銷量的2.6%,2018年前7月份該比例高達(dá)2.84%,中國(guó)新能源車的滲透率已走在世界前列。


3. 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)新能源汽車滲透率超過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,而在新能源車仍不具備成本競(jìng)爭(zhēng)力的階段,對(duì)燃油車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,純電動(dòng)車補(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)車的直接補(bǔ)貼將全部取消,屆時(shí)中國(guó)的新能源汽車產(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)車企加大新能源汽車產(chǎn)量,提升新能源汽車的滲透率。2017 年 9 月 28 日,工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局等五部門聯(lián)合發(fā)布《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》,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 年開始設(shè)定新能源汽車積分比例要求,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)可以通過交易新能源積分獲取額外收入,傳統(tǒng)車企面對(duì)積分不達(dá)標(biāo)的懲罰壓力,也有動(dòng)力向電動(dòng)車轉(zhuǎn)型。雙積分對(duì)于車企可以看成是一種隱性的成本,隨著這種法規(guī)成本越來越高,以至于會(huì)成為一種政策性的壁壘,這需要車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)輛的新能源汽車銷量。通過調(diào)整不同車型的分值、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)制來推動(dòng)新能源汽車銷售占比的提升。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 年之后新能源汽車行業(yè)的主要推動(dòng)力切換為約束性政策對(duì)于整車企業(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?yán)塾?jì)銷量已接近20萬(wàn)輛的臨界值,購(gòu)買電動(dòng)車所享受的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,其他銷量較大的車型如通用Bolt、日產(chǎn)聆風(fēng)也面臨補(bǔ)貼退坡的問題。


另一方面,持續(xù)提高燃油車的排放標(biāo)準(zhǔn),推升燃油車的生產(chǎn)成本,也能從另一個(gè)角度縮小電動(dòng)車與燃油車的成本差距。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%,按照目前燃油車的技術(shù)水平,屆時(shí)多數(shù)傳統(tǒng)車企能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。


2020 年之后,排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步趨嚴(yán),歐盟希望整車廠商 2020 年 1 月 1 日前將 CO 的排放量控制在 95g/km,每超出 1g 將對(duì)每臺(tái)車處以 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),燃油車為滿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 年燃油車排放標(biāo)準(zhǔn)提高到 80~100g/km,將導(dǎo)致每輛燃油車成本上升 470~580 美元,屆時(shí)盡管新能源汽車的成本競(jìng)爭(zhēng)力仍不充分,整車企業(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。


隨著動(dòng)力電池成本的進(jìn)一步降低,新能源汽車的使用成本和生產(chǎn)成本不斷接近甚至低于傳統(tǒng)燃油車,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)(cost of production parity),電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)因素切換為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


在美國(guó),整車廠商為滿足監(jiān)管要求,將燃油車輛的整體市場(chǎng)份額從 2020 年的 95%降至 2025 年的66%,同時(shí)推出更多 MHEV 和 BEV 車型。MHEV 具有相對(duì)低的制造成本,并且可以適用當(dāng)前的車輛平臺(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)車的發(fā)展將呈現(xiàn)不同的軌跡,純電動(dòng)汽車有望成為實(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,汽油車和柴油車的份額將從 93%下降到 68%,柴油車的份額下降最快。


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,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)(cost of production parity),電動(dòng)車的驅(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),兩種車的 TCO 接近,當(dāng)進(jìn)一步增加至45000 公里/年時(shí),電動(dòng)車的 TCO 將比燃油車低 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 TCO 影響最大的因素包括燃料價(jià)格、購(gòu)臵價(jià)格、年運(yùn)營(yíng)里程。從全球范圍內(nèi)來看,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),如年行駛里程超過平均值的出租車、網(wǎng)約車等行業(yè),使用電動(dòng)車已經(jīng)更具經(jīng)濟(jì)性。


BCG 預(yù)計(jì),2020-2025 年期間電動(dòng)車將實(shí)現(xiàn) TCO 平價(jià),到 2025 年純電動(dòng)車的滲透率將達(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 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)需求在未來十年中將呈現(xiàn)極高的成長(zhǎng)性。


4. 生產(chǎn)者平價(jià)開啟消費(fèi)驅(qū)動(dòng)新時(shí)代


進(jìn)一步地,如要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車加速替代,需要滿足的前提條件是電動(dòng)車的生產(chǎn)成本低于同檔燃油車。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)車的生產(chǎn)成本將低于燃油車,新能源汽車真正邁入“生產(chǎn)者平價(jià)”階段,供需兩側(cè)都有動(dòng)力推動(dòng)汽車電動(dòng)化加速發(fā)展。BCG預(yù)計(jì)到2025年,全球6%的汽車銷量由純電動(dòng)車占據(jù),到2030年該比例將提升到14%,Morgan Stanley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)車將成為汽車市場(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 年全球新能源汽車的年銷量也將數(shù)倍于 2017 年銷量,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)車銷量占比達(dá)到 6%,PHEV 銷量占比達(dá)到 2%,按照 2 種車型帶電量分別為 55kWh 和 15kWh 計(jì),2025 年動(dòng)力電池需求量將超過 580GWh,到 2030 年總需求將超過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)工信部等部門的規(guī)劃,到 2020 年國(guó)內(nèi)的新能源汽車保有量將達(dá)到 500 萬(wàn)輛,當(dāng)年實(shí)現(xiàn)新能源汽車銷量 200 萬(wàn)輛,占汽車年度銷量的 12%左右,假設(shè)新能源汽車平均帶電量為 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??梢哉f,無論是國(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)用前景無限,市場(chǎng)即將破曉


1. 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,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?。?guó)內(nèi)市場(chǎng),儲(chǔ)能主要是通過輔助火電機(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,國(guó)外應(yīng)用研究表明:家庭用戶安裝光伏+儲(chǔ)能后,臨界重要負(fù)荷中斷的平均持續(xù)時(shí)間(SAIDI)、平均每位用戶的中斷次數(shù)(SAIFI)、未供電的重要負(fù)荷量(UCL)三項(xiàng)指標(biāo)獲得很大改進(jìn),如果每家安裝儲(chǔ)能電池容量超過 5kwh,三項(xiàng)指標(biāo)幾乎為 0。


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 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)和用戶側(cè)的場(chǎng)景;國(guó)內(nèi)則以用戶側(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)中心專家表示,預(yù)計(jì)未來五年國(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 44 GWh,60 萬(wàn)座削峰填谷電站需要電池約 44 GWh,50 萬(wàn)座新能源站需要電池約 48 GWh,合計(jì)需要電池約 136 GWh。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 22.6 GWh;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 2.4 GWh,合計(jì)每年需要電池約 25 GWh。


2. 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,也成為近年來新增儲(chǔ)能容量的最主要來源。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%。


注:壓縮空氣儲(chǔ)能為 4 h 系統(tǒng);鉛炭電池為 8 h 系統(tǒng),循環(huán)次數(shù)為 DOD 60%時(shí)的次數(shù),適用的充放電倍率范圍為 0.2~1C;鋰離子電池包含磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池和鎳鈷錳酸鋰電池,為 2h 系統(tǒng),循環(huán)次數(shù)為 DOD 80%時(shí)的次數(shù),適用的充放電倍率范圍為 0.5~5C;液流電池為 5 h 系統(tǒng);鈉硫電池為 6 h 系統(tǒng),循環(huán)次數(shù)為滿充滿放時(shí)的次數(shù)。


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(Levelized cost of energy storage, LCOS)超過 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 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 尺集裝箱可最多放臵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題,成為國(guó)家鼓勵(lì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。


3. 長(zhǎng)壽命和高安全性要求有利于集中度提升


汽車動(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,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年以來受起火事故影響的電廠級(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和電池廠商的生產(chǎn)能力高度相關(guān)。技術(shù)方面,目前汽車動(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℃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 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自生產(chǎn)過程中各種誤差的累積,提升安全性主要依賴廠商對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程一致性的把控。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。


總結(jié):市場(chǎng)空間大,競(jìng)爭(zhēng)格局好,龍頭及其產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)前景光明


在電動(dòng)車和儲(chǔ)能行業(yè)的帶動(dòng)下,動(dòng)力電池的需求在未來十幾年里將保持 25%以上的增速快速成長(zhǎng)。在電池成本下降和產(chǎn)業(yè)政策變化的雙重作用下,新能源汽車的推廣將經(jīng)歷補(bǔ)貼政策驅(qū)動(dòng)、燃油約束性政策倒逼以及經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)三個(gè)階段,目前補(bǔ)貼政策即將退坡,但在對(duì)燃油車的限制政策下,新能源汽車滲透率提升的速度不會(huì)放緩,預(yù)計(jì)到 2025 年和 2030 年純電動(dòng)車的滲透率將達(dá)到6%和 14%以上,汽車動(dòng)力電池 2025 年和 2030 年的年需求量將達(dá) 580GWh 和 1300GWh 以上,動(dòng)力電池未來十幾年復(fù)合增速超過 25%。


儲(chǔ)能市場(chǎng)也將快速增長(zhǎng)。由于鋰離子電池儲(chǔ)能在功率和能量密度以及循環(huán)壽命等方面的優(yōu)勢(shì),鋰電池儲(chǔ)能已經(jīng)成為最主流的電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用形式。目前的儲(chǔ)能成本已在調(diào)頻等部分細(xì)分市場(chǎng)具備經(jīng)濟(jì)性,隨著電池成本的下降以及循環(huán)壽命的提升,儲(chǔ)能成本將在更多場(chǎng)景中具有應(yīng)用價(jià)值,預(yù)計(jì)到2025 年之前儲(chǔ)能需求的復(fù)合增速將接近 40%,到 2025 年累計(jì)容量超過 80GWh。此外,由于儲(chǔ)能電池對(duì)于循環(huán)壽命和安全性方面的苛刻要求,預(yù)計(jì)儲(chǔ)能市場(chǎng)的份額將高度集中。


鋰電池需求的持續(xù)快速成長(zhǎng)利好電池龍頭企業(yè)及其產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)。電池環(huán)節(jié)建議關(guān)注鋰電池龍頭寧德時(shí)代,寧德時(shí)代經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)包括動(dòng)力電池及系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池系統(tǒng)以及鋰電池回收三大板塊,并且是2017年全球出貨量最大的動(dòng)力電池廠商,當(dāng)年全國(guó)市占率達(dá)到29%,2018年上半年進(jìn)一步增加至40%以上,公司在三元電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)較大,有望充分享受汽車電動(dòng)化和儲(chǔ)能市場(chǎng)爆發(fā)的紅利。


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