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我国锂电池、充电桩“整合在路上”?
HEAVEN-SENT Capital Management GROUP http://www.ggttvc.com | Time:2018-10-23 | reading:315

1997年,日本丰田汽车推出了全世界第一款实现大规模量产的混合动力汽车“普锐斯(PRIUS Hybird)”。自此之后,在全球致力于降低二氧化碳排放以及减少不可再生能源使用的大背景之下,新能源汽车(主要是电动汽车)行业加快了发展进程。据统计2017年全球新增新能源汽车约122万辆(纯电动+混动),同比增长约58%。在此基础上,智研咨询预计,2025年与2030年,全球新能源汽车当年销售量分别可以达到1100万辆与3000万辆(图1)。

图1:2014-2017年全球新能源汽车年度增量以及未来预测

【原创研究】我国锂电池、充电桩“整合在路上”?

数据来源:第一电动、彭博新能源财经

我国在新能源汽车领域发展较为快速,2014年在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》后出台了免征车购税等一系列利好政策的刺激之下,我国新能源汽车产业发展从导入期进入成长初期。根据中国汽车工业协会(“中汽协”)统计,2017年全年实现77.7万辆新能源汽车销售,同比增长53.3%(图2),市场占有达到了2.7%。

图2:我国新能源汽车产销量走势

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数据来源:前瞻产业研究

新能源汽车行业的茁壮成长带动了产业链的发展,由此带来的革新是以电芯、电机、BMS为主要代表的新能源汽车零部件代替了传统燃油汽车上的发动机、变速器等部件。这其中,我们认为最为关键的就是动力锂电池的发展。

动力锂电池概述

锂离子电池(或称“锂电池”),是由金属锂或是其合金为负极材料为制造工艺而生产的一类电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,这一特性使得锂金属在加工、保存、使用过程中对环境要求非常高。所以锂电池自70年代被提出后一直没有得到有效应用。但是近年来随着科学技术的发展,锂电池的发展的瓶颈已经被克服,再加上目前锂电池的能量密度是传统铅酸电池的6-7倍,所以现在锂电池已经成为了主流。

锂电池在应用领域中大致可以分为两类,电子产品消费类锂电池(如手机电池)与动力锂电池(如新能源汽车电池)。本报告仅对动力锂电池做分析。

动力锂电池(下文称“锂电池”)做为车辆的动力来源,是新能源汽车最核心部件之一。发展至今,磷酸铁锂与三元电池成为主要的两类技术路线。

磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂电池。其主要特点是不含钴等贵重元素,而且原料中的磷、铁等在地球上含量丰富,不会发生供应短缺的问题。磷酸铁锂电池工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170 mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。其缺点之一就是成品的一致性相对比较差,而且由于在生产过程中可能出现的单质铁会引起电池的微短路,从而引发火灾。

相对于磷酸铁锂电池,三元锂电池指的是正级材料使用镍钴猛酸锂或镍钴铝酸锂而生产的电池。其中的“三元”是指镍盐、钴盐以及锰盐。一般而言,三元电池的电能密度约为190Wh/kg(如宁德时代),高于磷酸铁锂电池150Wh/kg(如比亚迪)。而且在能量密度数据上的提升空间三元路线要好于磷酸铁锂。2017年2月,工信部、发改委、科技部以及财政部联合发布了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》(工信部联装〔2017〕29号,“《行动方案》”),文件对锂电池技术发展的要求之一就是到2020年新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤。那么按此要求,三元电池就更具有发展吸引力。

但是三元电池最大的短板就是受到撞击和高温时起火点较点,安全性较低。工信部曾在2016年发布《关于对“暂缓在商用车上使用三元材料动力锂离子电池建议的函”征求企业意见的通知》(“《通知》”),《通知》明确指出:三元材料动力锂离子电池与磷酸铁锂动力锂离子电池相比,存在较大的安全风险,而商用车(尤其是商用客车)乘员较多,一旦发生事故,可能带来严重后果。因此,建议暂缓在电动商用车上使用三元材料动力锂离子电池(2017年1月1日三元电池重新获准进入客车目录)。

全球锂电池发展情况

在全球的环保意识增长的环境下,新能源汽车受到市场认可。据统计,截止2017年全球新能源汽车总销量超过了142万辆,累计销售突破了340万辆。在新能源汽车销售旺盛的带动下,动力锂电池出货量也逐年升高,其在2017年的出货量达到了约62.35GWh,相比之下2011年出货量仅为1.08GWh(图3)。

图3:全球动力锂电池出货量走势(2011 – 2017)

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数据来源:第一电动

目前全球动力锂电池主要企业集中在亚洲,非中国企业中,主要是日本松下、韩国三星SDI以及韩国LG化学。

目前,松下是特斯拉唯一的电池供应商。特斯拉现在的Model S和Model X两款车型使用的是18650圆柱形电池。最新一代18650电池正极采用镍钴铝(NCA)材料,负极使用硅碳复合材料,其电池单体能量密度可达250Wh/kg。此外Model 3使用的21700圆柱形电池,单体能量密度提高到340Wh/kg,是目前市面上单体能量密度最高的电池。除了供货特斯拉,松下还是大众集团和福特2016年最大的动力电池供货商,其电池使用在包括大众、奥迪、保时捷等多款新能源车型以及福特最畅销的C-MAX、Fusion等车型上。据《日刊工业新闻》报道称,松下计划于2018年年底之前通过增加在特斯拉的Gigafactory 1工厂的投资,将电池产量提高30%,并新增3条生产线,届时将一共有13条生产线。松下的目标是到今年年底之前将电池总产能提高到35GWh。此外,松下在大连投资的车载电池工厂已经开始供货,其年产能可满足20万辆新能源汽车的对电池的需求。

与松下类似,为了分享中国巨大的新能源汽车市场,三星SDI与LG化学都在中国投资建厂。

我国锂电池发展情况

近年来特别是2014年以来我国新能源汽车快速发展而带来的红利使得我国动力锂电池行业发展迅猛。另外我国动力锂电池企业通过资本投入以及加快研发,在全球锂电池行业后来追上,行业竞争力明显提高,在国际市场中占有比较大的比重。以销售量为例,据统计数据显示,2017年全球动力电池企业销量中,我国宁德时代排名第一,动力电池销量达12GWh。更为重要的是销售量前十排名中,中国企业占七席(表1)。

表1:2017年全球动力电池销售量排名前十

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数据来源:中商产业研究院

从市场份额而言,国内前十家企业的市占率已经达到了72.4%,头部效应已经显现,排名首位的宁德时代占据了28.7%(图4)

图4:国内厂商市场占有率排名

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数据来源:智享锂电

在快速发展下,我国锂电池产能扩张明显。高工锂电的数据显示截止2017年我国动力锂电池总产能达到了135GWh,有效产能为110GWh。进入2018年,对新能源汽车发展的看好使得各大企业依然保持着投资热情,不断扩能投产。以锂电池龙头企业宁德时代为例。其在招股说明书中指出,本次募集资金投资项目达产后,公司将新增产能 24GWh。而2017年公司产能为17.09GWh,产能继续扩张意愿强烈(表2)。

表2:国内主要动力锂电池企业扩产计划(单位:GWh)

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数据来源:中国储能网

高速发展后产能过剩的隐忧

产能高速扩张后带来的行业产能整体过剩的隐忧再一次浮现。就目前动力电池企业的扩产计划来看,合计产能超过了170GWh/年,产能已经是需求量的7倍以上。如果按照电动大客车与电动乘用车1:10的市场销售比例来看,170GWh大约可以满足年产50万辆电动大客车和500万辆电动乘用车的总需求,而根据我国新能源汽车发展规划测算,这可能是我国2025年后的目标。

我们以2017年78万新能源汽车销售量测算,总锂电池需求容量约为56GWh(平均每辆车70KWh电池容量),仅是现有总产能的约41.48%,产能过剩已经非常明显。另外,工信部、发改委和科技部在2017年4月发布的《汽车产业中长期发展规划》(工信部联装[2017]53号)指出,到2020年新能源汽车产量达到约200万辆。以此200万辆产量计算,锂电池总需求量约为140GWh。远低于规划中的锂电池扩产规模。

根据高工锂电的统计,全国整体动力锂电池产能在2017年时的产能利用率就只有约40%。可见前期扩张带来的产能过剩危机已经若隐若现。根据中国化学与物理电源行业协会(“CIAPS”)的统计,国产三元圆柱锂电池的价格从2017年初的1850元/KWh一路下滑至2018年9月的1350元/KWh,跌幅达到了约27%。宁德时代在其IPO招股收中披露,其电力电池销售价格在2015、2016、2017年分别是2.28元/Wh、2.06元/Wh和1.41元/Wh,呈明显下降趋势。行业龙头如此,小规模企业的处境就可想而知。据统计,2017年以来有约6家锂电池产业链相关企业闯关IPO失败,其失败原因之一就是毛利率的下滑而带来的经营风险。而价格下降主要推手之一就是产能过剩。据相关统计显示,在新能源汽车补贴退坡、锂电池产能过剩以及市场竞争加剧等多方面因素叠加之下,锂电池生产企业IPO被否或是主动撤回申请的案例越来越多(表3)。

表3:锂电池企业IPO被否/主动主动撤回统计

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数据来源:盖世汽车资讯

以上三类IPO失败原因,综合起来就是营收净利及毛利率下滑以及严重依赖大客户等企业经营情况。以时间最近的新三板公司安达科技为例,虽然公司没有披露撤回IPO具体理由,但是从其报表中可以看到,公司2018年上半年在营收同比增长15.38%的情况下,净利润同比下滑9.59%,而且毛利率为25.94%,同比下降5.87个百分点。此外,前五大客户销售占比达到96.06%,依赖程度非常大,抗风险能力比较弱。产能过剩带来最直接的影响就是产品价格大跌,前期大量投入资金无法收回造成巨大损失。甚至银行需要计提坏账,从而影响到金融系统的稳定性。

技术提升对冲低效产能

虽然产能过剩从数据上来看是比较明显,但是我们需要从两方面来分析。首先,动力锂电池行业整体产能过剩,但是另一方面,过剩主要是相对低端的锂电池产品,而高端电池却是供应不足。据CIAPS秘书长刘彦龙介绍,“目前动力电池整体产能很高,但很难满足国家政策调整后对产品的要求。”

这里所谓的国家政策调整是指2018年初,由国家财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委等四部委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2018〕18号,“《通知》”)。《通知》明确指出新能源乘用车及新能源客车的补贴都将相应退坡,例如续航里程在100km与150km之间的纯电动汽车以往可以享有2万元补贴(国补),而根据《通知》精神,该类车型之后将无法继续享有相应补贴,其他各类续航里程级别补贴都有所下滑(表4)。

表4:2018年纯电动乘用车补贴标准(国补)

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数据来源:ofweek,工信部

虽然该政策仅针对新能源汽车的相关指标,但是其间接地影响到了新能源汽车行业对锂电池技术的一系列要求。因为该政策实施说明低效率锂电池将会被新能源汽车行业淘汰。大多数中小企业同质化严重,在行业高景气时风险尚不明显,但是潮水退去时,裸泳者一目了然。这部分中小企业无法满足高端需求,订单骤减、产能利用率不足,生存空间被挤压严重。相关报告指出,目前我国中小锂电池企业的产能利用率约为仅15%,而低效电池正是这部分中小企业的主要产品。低利用率再叠加技术标准的提升将会淘汰一批低效能的锂电池生产企业。市场上已有企业开始掉队,比如上市公司沃特玛由于资金链问题已经出局。

同样受新能源汽车补贴退坡影响,与低效锂电池市场相反的是高端电池目前是需求旺盛。从补贴变化的内容可以看到,续航里程高于300km的新能源汽车贴补实际上的增加的,这样的补贴设置充分说明高效锂电池的市场比重将持续提高。 宁德时代在招股书中披露,其锂电池业务产能利用率在2017年度为75.54%,虽同比下降了约17个百分点,但处于较高利用状态(表5)。

表5:宁德时代产能利用率

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数据来源:宁德时招股书

另外我们也发现,三元锂电池是300km以上车型的主力电池技术路径。例如北汽新能源的EX360/EU5/EU400、荣威ERX5 EV400、比亚迪元EV等都使用三元锂电池用为动力来源。这也说明,在上文提到的工信部等四部委联合发布的《行动方案》指出的到2020年新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤这一任务很有可能由三元锂电池实现。目前来看,特斯拉Model 3使用的松下公司21700圆柱形电池单体能量密度已有340Wh/kg,而我国密度最高的是宁德时代的190Wh/kg。差距比较大,但是也说明了提升空间的巨大。各路厂商也逐步加大三元锂电池的产能(表6)。

表6:主要三元锂电池产能情况

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数据来源:北极星储能网

产能过剩随之而来的就是行业整合,其标志之一就是头部企业市场占有率的提升。据统计,2017年时锂电池行业CR3、CR5分别为50%、60%,到2018年上半年CR3、CR5已经变为68.6%与76.7%(表7)。集中度的不断提升表明锂电池行业大企业垄断格局已经显现,甚至会出现寡头垄断局面。

表7:锂电池市场行业集中度

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数据来源:新浪汽车

充电桩板块集中度比较高

兵马未动,粮草先行。充电设备是为锂电池完成充电,并实现新能源汽车最终上路行驶功能的基础设施。据统计,截止2017年我国充电桩数量约为21.4万桩,同比增长52%。2015 年 11 月,发改委、能源局、工信部、住建部联合发布的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》中明确提出到 2020 年新增集中式充换电站超过 1.2 万座,分散式充电桩超过 480 万个(公共充电桩 50 万个,私人充电桩 430 万个),以满足届时全国约500 万辆新能源汽车充电需求。

图5:我国新能源汽车公共充电桩规模

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数据来源:中国电动汽车充电基础设施促进联盟,中国产业信息

虽然对充电桩的需求比较大,但是市场上充电桩运营情况并不是太乐观。充电联盟的数据显示截止2018年5月,全国范围内充电运营商数量已达到318家。然而,充电桩市场上96%的份额由前10家企业瓜分。此外,2018年8月,全国范围内公共类充电桩数量已达到27.9万桩。然而,16家成规模充电运营商合计就拥有约27.6万桩,可以说行业集中比较高(图6)。

图6:我国16家成规模充电桩运营商(截止2018年8月)

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数据来源:中国电动汽车充电基础设施促进联盟

现阶段来看,充电桩最大的瓶颈是盈利模式的不清晰。充电桩主要有两类,即快充和慢充。快充安装价格在15000左右,主要用于公共充电桩;慢充价格一般在1000-2000元,主要是家庭使用。目前充电桩主要盈利模式是财政补贴、充电服务费、广告等路径。可是依靠财政补贴并不是长久之计,关键是行业可以形成内生性的发展能力。但是就目前而言,充电桩运营实现盈利还没有普及。以充电桩保有量第一的特来电为例。特来电是我国充电桩上市公司特锐德(300001.SZ)的全资子公司,特锐德在其2018年半年度报告中指出,特来电充电桩业务仍为亏损(图7)。

图7:特来电充电桩业务经营情况(万元)

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数据来源:特锐德2018年半年报

新能源汽车的大发展带动了充电桩板块的壮大。但毕竟是从“无”到“有”的发展,短期无序的竞争以及盈利模式的探索使得充电桩企业出现整体亏损。但是我们认为长期来看,充电桩行业整体发展机会依然比较大。根据发改委等四部委于2015年10月联合印发的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》(发改能源〔2015〕1454号,“《发展指南》”)指出,“到2020年新增集中式充换电站超过 7400 座,分散式充电桩超过250万个,以满足超过266万辆电动汽车充电需求。在新能源汽车推广应用城市,公共充电桩与电动汽车比例不低于1:7,城市核心区公共充电服务半径小于0.9公里;其他城市公共充电桩与电动汽车比例力争达到1:12,城市核心区公共充电服务半径力争小于2公里。”在不考虑是否为新能源汽车推广应用城市,以2020年新能源汽车500万辆保有量为基数,按1:10比例估算,全国规模公共充电桩需求量约为50万桩,而充电联盟的数据显示到2018年8月,全国已有公共充电桩27.6万桩。也就是说在未来不到2年半时间内,全国需要新增约20万公共充电桩。加上非公共充电桩,数字将更大。

在充电桩发展成规模,新能源汽车拥有者不必为充电而烦恼时,新能源汽车将有更大的发展,进而带动锂电池板块的优化。

总结

我们认为新能源汽车的发展是长期趋势,这一点全球各国都有了明确共识。我国在传统燃油汽车工业领域相对比较薄弱情况下,在新能源汽车板块开疆拓土并且异军突起,成功突围成为全球龙头。做为新能源汽车产业链上重要的一环,我国动力锂电池行业表现出良好发展态势。但是我国新兴产业发展过猛是通病,同是新能源行业的光伏就是前车之鉴。目前我国锂电池合计产能约为170GWh,而这样的规模大约可以满足年产50万辆电动大客车和500万辆电动乘用车的总需求,但2017年我国仅销售了77.7万车电动汽车,可见锂电池产能过剩已有苗头。行业整合似乎已在走近,集中度不断地上升意味着中小型锂电池企业将被清除出市场。我们认为整合之后,行业将继续其良好的发展。

产业链上另一个重要的部分就是扮演着汽油角色的充电桩。随着电动汽车规模的扩大,充电桩经历了一轮大发展。而且国家要求到2020年完成50万个公共充电桩,是在2018年8月数据的基础上几乎翻番,市场规模非常大。但是目前,由于盈利模式的不清晰使得一部分充电桩运营商进入了规模越大亏损越大的经营困境。例如特锐德公司下属的充电桩业务在过去几年一直亏损。但是我们认为发展潜力依旧比较大,因为同锂电池相似,充电桩前16家企业几乎垄断了整个市场规模。在这样的市场下行业发展将从无序进入有序,各家公司在竞争之下会依靠提高研发来实现盈利。虽然特锐德充电桩业务一直亏损,但是可以看到其亏损幅度逐年减小,公司预计2018年可以实现盈亏平衡。这对于充电桩运营企业而言是一个利好。

因此我们认为,目前锂电池板块的产能过剩是前期大发展的遗留问题,而且从结构上而言并不是行业整体过剩,而是低端产品过剩、高端产品不足。在以宁德时代等一部分头部企业的带领下,通过整合与产能淘汰,锂电池板块将继续良性发展。充电桩作为新能源汽车发展的一个基础设施,发展空间巨大。在整理出适合自身的盈利模式之后,发展速度有望超出预期。

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