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欧洲杯全球锂离子电池市场和供应链概况



  锂离子电池(LIB)是电和化学性能依靠锂的电池的通用术语。LIB包括四个主要部分--阴极、阳极、分离器和电解质--嵌入各种类型的容器内。阴极、阳极、分离器是薄片的形式,或缠绕或堆叠形成阴极--分离器--阳极交替排列,这样离子通过电解质从阴极流向阳极。由于其较高的能量密度和寿命,LIB主要用于消费电子产品。其较高的能量输出使其特别适合电动汽车。

  电池生产由几个步骤组成:“原材料-已加工原材料-电极-电池-电池组”。目前在独立、专业的工厂中广泛使用。

  原材料如锂和石墨被开采后,加工成纯的或特殊成分。已加工原材料被用于制造电极,这是电池的主要组成部分。电极和电池同一工厂生产。电池以及其他成分被整合在一个完整的电池组中。

  * 特斯拉电池组由18650个电池组成,主要用于消费电子产品,而不是用于电动车的较大制式电池。

  注:该地图中包含已完工、部分完工、在建和宣布的工厂。未包含所有工厂的产能。

  LIB生产能力(服务所有终端市场应用)主要位于中国、日本和韩国。这些国家总计贡献了全球已完工LIB产能(供给终端应用)的85%。日本LIB大规模生产来与20世纪90年代消费电子企业对LIB技术的持续投资。日本政府利用研发基金和低成本资金支持私人投资建设制造厂。虽然LIB技术商业化周期长、回报低,日本仍然鼓励对该行业投资,原因是LIB技术使其在便携式消费电子终端应用领域具有比较优势(布罗德2012)。在投资消费电子用LIB电池和电池组生产方面,韩国和中国的投资额紧随日本之后。

  韩国LIB大规模生产是政府和产业共同努力的结果。韩国的LIB生产始于21世纪初,在韩国国内建立起了相关供应链。中国LIB生产大规模筹建源于各种政府研发资金、税收、投资刺激、国内需求增长和出口紧缩。最初,中国和韩国电池制造商比较依赖日本供应商,之后随着两国积极建设LIB生产线,对日本供应商的依赖逐渐下降。这也为中国和韩国电池制造商带来了主要原材料的价格优势。

  历史上讲,美国一直不是LIB生产的领导者,现在仅占全球LIB生产能力的7%。然而,特斯拉最近宣布在内华达州的斯帕克斯将建设一个25GWhLIB生产厂,这将大大提升美国LIB生产在全球的份额。该工厂最早将于2017年开始投产,具体生产进度尚不明确。

  中国、日本和韩国控制着大部分汽车LIB生产,占汽车LIB生产总量的79%(不包括宣布的工厂)。美国在汽车LIB生产方面也占有一席之地,约占17%,与韩国相同。中国、日本和韩国有一大批主要的LIB上游材料供应商(供应电极、分离器、电解质等),这些共同构成了LIB生产的供应链群聚。这样的群聚构成了区域供应链优势以及价格优势,这些是在群聚区之外的制造商不具备的。亚洲电极材料和电池生产方面已经实现一定程度的垂直整合,为某些制造商提供了较低的投入成本。相反,美国的供应链相对不够成熟,大多数电池工厂经营者都是该行业的新晋者。几乎所有美国LIB产能都以服务新兴的汽车市场为目标。

  正如图中贸易流所示,东南亚LIB生产能力不仅供给本国消费,也供给出口市场。

  来源:企业报告;彭博新能源金融(2015);2013国际贸易中心(2015.1获得)

  现在LIB生产的大部分知识和经验都是由供给消费电子市场的企业发展出来的。这些企业积累了很多供应链和大规模生产经验,其中很多被用于供给汽车终端市场的大制式LIB生产。与专注于汽车市场的初创企业相比,这些从供给消费电子市场转行的企业普遍具有以下优势:

  l、通过大规模生产积累的经验,尤其是对于小制式电池(已被高产量证明);l由于成本已被平摊到多元终端应用市场,总的固定成本较低;l较强的购买力;l已建立的区域供应链群聚和关系;

  该行业的新晋者有可能成功,但是将面临建立成本竞争力、大规模生产等挑战。另一个进入汽车市场的潜在障碍是汽车原始设备制造商(OEMs)对性能、安全性和可靠性的较高要求。OEM质量要求以及他们希望供应商资金稳定,这使得整个市场更青睐拥有强大的生产纪录和已证明产品表现的既有厂商。

  来源:彭博新能源金融(2014);Pike研究(2013);AAB(2013);罗兰贝格咨询公司(2012);国际能源署(2011);CEMAC估计

  在各区域,汽车LIB生产能力远超过生产量。2014年初,全球平均利用率约为22%;企业调整和宣布产能推迟可以有助于使产能发展趋于合理化。

  一开始,对电动车需求(包括纯电动车和混合动力车)过于乐观的估计导致了大规模LIB生产能力的过度建设。近年来,很多国家政府对供应商的支持推动了产能的扩大。在美国,《2009年美国复苏和再投资法案》为支持本土先进电池生产提供了15亿美元。中国、日本和韩国政府也通过税收和其他投资刺激大力支持国内LIB产业扩张,同时也支持消费者购买电动车。在某个公司和某个工厂层面,LIB产能利用率较高,尤其是早就进入市场的厂商。然而从整个行业来看,LIB产能的利用率仍然较低。

  到2020年,预测的LIB需求复合年增长率约为22%-41%。LIB需求预测对比表明对市场增长的广泛期待。然而,即使在增长率最低时,需求展望仍很强劲(约22%)。

  来源:罗兰贝格咨询公司(2012);Pike研究(2013);阿维森纳(2014)

  每种不同类型的电动汽车需要不同的电池储能量,所以比起其他因素,特定电动汽车对LIB的需求影响更大。一般来说,纯电动车需要25KWh或更多储能量,插电式混合动力汽车需要10KWh,混合动力汽车需要1KWh。虽然混合动力汽车也是电动汽车电池需求的一部分,但插电式混合动力车和纯电动车才是汽车LIB需求的更大驱动者。

  汽车LIB生产商竞争优势源自供给消费电子的积累;这些优势至少在近期内可能继续。虽然汽车需求有望增长,但LIB大部分需求将继续由消费电子应用驱动。

  假设温和的电动汽车销售预测可以实现,而目前制造能力保持不变,那么汽车LIB产能未利用的部分在2017-2018年可能得到利用。未来产能--例如特斯拉宣布的将在美国建设新的LIB生产厂计划(目标是2017年上线GWh产能)未包括在内,可能会进一步影响总体的产能利用率。

  据预测,电动汽车销售复合年增长率将达到22%,比较强劲。但是,电动汽车在轻型汽车市场中的比重较低,到2020年仅为7%。虽然混合动力车在电动汽车中占有较大比重,但是纯电动汽车和插电式混合动力汽车销售会更有力的驱动LIB市场,欧洲杯!因为它们需要更多电池组。目前大多数混合动力车使用NiMH电池,不是LIB,虽然这已开始改变。日本和美国分别占全球电动汽车需求的46%和34%。

  注:电动汽车包括所有使用LIB的汽车(包括纯电动汽车、插电式混合动力车和混合动力车) 来源:Pike研究(2013);AAB(2013);罗兰贝格咨询(2012)

  汽车产业对LIB的需求主要由纯电动汽车和插电式混合动力汽车产量决定。LIB电池已开始取代混合动力车使用的NiMH电池。虽然一开始(2013年前)市场需求比较温和,但电动汽车销售有望在未来几年大幅增长。电动汽车需求对几个重要因素较为敏感,名义上政府对燃料经济的要求、政府需求及供给端补贴、电动汽车动力传动系统技术成本、充电基础设施以及汽车和柴油价格。不同市场对上述因素的不同预测导致了对需求预测的差异,这里显示的是平均预测。

  到2020年,电动车复合年增长率约为20%,而同期轻型汽车增长率为2.3%(Pike研究2013)。然而,2014-2020年,电动汽车在全球轻型汽车市场中将仍占较小比重。日本和美国是目前最大的电动汽车市场,分别占全球需求的46%和34%,到2020年前情况将不会改变。(Pike研究2013)

  美国电动汽车需求受CAFE标准、税收抵免、折扣、化石燃料价格和消费者偏好影响。在美国,政府刺激政策是分联邦、州、地方进行层级管理的。

  在收入层面,汽车LIB市场有望强劲增长;到2020年,市场有望增长22%,从2011年25亿美元增加到2020年143亿美元。

  汽车LIB市场有望实现温和到强劲增长。到2020年年复合增长率至少为22%--美国和日本是目前最大的电动汽车市场,到2020年情况将维持不变。

  如果温和的需求增长预期可以实现,到2018年目前未利用产能可能有所好转。

  LIB生产由亚洲生产商控制。成熟生产商在消费电子电池领域积累了丰富经验;积累的经验和供应链关系优势可以应用在汽车LIB生产方面。虽然美国在LIB生产方面占有一席之地,但全球生产主体集中在亚洲。中国、韩国和日本占全球产能的79%;美国本土占全球产能的17%。返回搜狐,查看更多