受新能源汽车快速发展的推动,近两年动力电池企业的产能扩张项目众多,除了主流的磷酸铁锂电池、三元电池之外,还有半固态电池、全固态电池、钠离子电池等其他材料电池项目。随着电池产能的迅速落地,市场上开始出现产能过剩的声音,但是是否过剩、过剩到什么程度、是动力电池还是产业链过剩等问题,目前还没有详细的梳理,业内对动力电池产业的实际产能及供需情况难以形成清晰的认知。盖斯特研究团队针对中国动力电池产业化的布局现状做了系统盘点,同时研究其未来发展趋势及企业的应对策略,希望本篇研报能够助力企业决策及动力电池产业发展。
当前汽车动力电池产业仍处于动态发展之中,围绕着电池产能、市场供需、技术路线等话题,业内存在不同的观点。实际上,动力电池直接影响整车的成本、市场接受度、全生命周期价值及用户体验,也关乎到环保、低碳等问题,因此电池产业的问题同样也是整车的问题,无论政府、车企、电池厂商,都需要清晰地了解电池产业的整体情况,所以对动力电池产业做一次系统的盘点尤为重要。政府需要基于电池产业的真实情况来指导行业或企业,以推进动力电池产业的健康发展,同时企业也需要制定针对性的发展策略。
因此本研报围绕以下业内重点话题进行探讨:
(1)目前动力电池总体产能的真实情况如何?
(2)磷酸铁锂电池市场空间广泛,当前是否存在产能过剩的情况?
(3)三元电池的市场占有率近两年在持续下滑,未来发展前景如何?
(4)半固态电池的市场热度高,部分产品也已装车使用,这类电池的产能布局进度如何?
(6)在碳酸锂价格大跌背景下,钠电池的发展情况及前景如何?
(7)全固态电池整体进展及产能布局情况如何?
(8)电池供应链是否存在供需失衡现象?以及具体程度如何?
通过对电池产业布局的综合梳理与研究,盖斯特提出如下判断:
第一,考虑到电池厂商的产能竞赛以及电池产能的落地速度快于新能源汽车发展速度,锂电池总体产能出现产能过剩是正常现象。同时我们也要认识到,由于电池技术快速进步,虽然总体上电池产能过剩,但是高端电池产能持续不足,低端产能竞争呈现红海状态。当然中国电池产能与技术处于国际领先水平,过剩的电池产能也带来了向外输出的机遇。
第二,磷酸铁锂电池产能是否过剩需要综合考虑,从需求端看,车端需求增长快速,储能端的电化学储能也以磷酸铁锂为主,叠加海外市场对磷酸铁锂电池认可度的提高,磷酸铁锂电池将有更庞大的市场需求。但是我们看到,磷酸铁锂电池的供给量在持续增长,同时也要考虑技术进步的情况。
第三,在三元电池方面,基本明确以车端应用为核心,可是其在车端占有率在持续下降,且本身仍在持续的技术迭代升级之中,因此更易形成过剩产能。
第四,半固态电池目前情况下并无较强的实用性和竞争力,但其发展过程可用来验证全固态电池的部分工艺,能为全固态电池的发展做好铺垫,这部分的价值仍存在。
第五,钠电池发展的关键在于能否体现出成本优势,碳酸锂价格的大幅下降使发展钠电池的驱动力减弱,但并不能因此否定钠电池的战略价值。我们预测钠电池在短期内的主要应用场景是小型车,长期更大的市场空间在于储能。
第六,全固态电池目前还处在解决科学问题、工艺问题的阶段,全固态电池尚未进入导入期,现在谈论产能建设以及过剩问题为时尚早。
第七,在动力电池供应链方面,各环节普遍存在供给大于需求的现象,但在不同细分领域中供求情况及区域布局存在差异性。
我们对企业公开资料进行整理和统计汇总,中国目前电池总产能规划已超过5000 GWh,具体如表1所示。其中,华东地区凭借整车厂集中、产业配套完备、人才聚集度高、政策支持力度大、营商环境良好等优势,成为电池厂商布局的核心区域,规划产能超过2230 GWh,占总规划产能的48%;华中地区以880 GWh电池规划产能位列第二,占总规划产能的19%;西南地区以电池规划产能870 GWh紧随其后,占总规划产能的18%。同时电池产业的投资重点正在向西南地区转移,产能增长迅速,尤其四川成为电池产业链企业布局的重点地区,其原因在于西南的锂资源、绿电、土地及人力成本等优势。
从电池的应用场景产能布局角度,可细分为动力电池和储能电池两类。其中动力电池相对集中在华东地区,这也是下游整车厂集中且新能源汽车销量高的区域;而储能电池更多在华东、西南、华中,以满足当地可再生能源的储能需求;西北地区对储能电池需求较高,目前在此地区的产能布局相对不足。我们也应认识到,动力电池的产能规划量并不等于实际产能量,相关企业会根据市场变化来动态调整产能建设的体量及进度。
表1 中国电池产能规划布局情况
从中国动力电池总体供需情况来看,目前呈现出两大特点:
一是,动力电池总量过剩。据统计,2023年中国动力电池有效产能已超过1500 GWh,但产量仅有665 GWh,装机量不足400 GWh,现有产能已经过剩。同时随着企业前期规划和在建产能的陆续投产,这部分产能过剩会进一步加剧。预计2024年动力电池总体产能利用率会由2023年的44%降至31%。具体预测详见图1。
图1 中国动力电池的产能、产量、装机量情况
二是,产能过剩属于结构性过剩,即优质产能不足,劣质产能过剩。衡量产能优劣的维度在于成本和性能,同时低碳也成为不可或缺的评价因素。通常而言,产品性能好、制造成本低、生产低碳化或零碳的产能被认为是优质产能。在企业中,优质产能对应产线的生产任务往往非常饱满,而无性能、成本、低碳优势的劣质产能的产线开工率常不足30%。在企业之间,掌握优质产能的头部企业的开工率较高,而拥有较多劣质产能的企业开工率普遍较低。
03 分材料体系电池布局盘点
从产能上看,磷酸铁锂电池产能已经过剩。仅以磷酸铁锂电池为主业的电池厂商的产能就已经超过市场需求量,再结合磷酸铁锂电池、三元电池并行发展的电池厂商的产能,我们判断磷酸铁锂电池已出现较严重的产能过剩状况。考虑到在建产能会继续释放,因此产能过剩问题在短中期内还会进一步加重。
从技术路线上看,目前在装车的磷酸系电池中99%为磷酸铁锂电池,而磷酸锰铁锂电池仅占1%。由于磷酸锰铁锂电池具有能量密度、成本、可与磷酸铁锂电池共线生产的综合优势,未来其市场占有率将进一步增加。
从磷酸系电池发展前景上讲,随着车端、储能及海外市场需求的继续增长,预计2030年和2035年的市场总需求将分别达到1000 GWh和1400 GWh。在此过程中,磷酸系电池的需求结构会发生变化,除了车端应用继续增长之外,储能及海外市场占比将大幅度提升。相应的,车端及中国本土的应用占比将不再处于绝对主导地位。
从产能上看,三元电池已具备一定的产能,呈现出明显的技术升级下的结构性过剩。据不完全统计,三元电池规划产能超过1220 GWh,2023年实际产能超过456.2 GWh。结合电池厂商产能利用率下滑、项目停工停产,以及2023年装机量仅126 GWh,可判断出三元电池产能已经过剩。
从技术路线上看,不同于磷酸铁锂电池型号较为单一,三元电池的特点是多种型号并存,包括3系、5系、6系、8系、9系等的。其中5系、6系的市占率在下降,8系、9系的市占率持续上升,具体情况参见图3。产能过剩相对集中在中低镍三元电池。
图2 三元电池分型号占比统计
从发展前景上看,基于新能源汽车技术需求变化,预计2030年三元电池的年装机量可达420 GWh,2035年的年装机量可达500 GWh。也就是说,相对于2023年,未来十年还有近4倍的市场增长空间。但是不同企业的增长幅度不可能一致,头部企业可凭借产能、技术、成本等优势取得更大市场份额,其他企业的生存空间进一步缩窄。
目前半固态电池的布局主体多是有技术支撑或有大企业背景的初创企业,这些企业的产能规划主要以项目支撑,单项目的产能绝大多数不超过20 GWh,各企业规划总产能合计在250 GWh左右。总体上,半固体电池产能处于规划建设初期阶段,真正落地的产能很少,企业布局整体上仍偏谨慎。
在区域布局上,半固态电池基本延续液态电池布局的特点,主要集中在华东地区,占比高达51.3%;其次在西南地区,占比30.7%;而在华中、东北地区尚无产能规划。
在未来发展前景上,短期看,半固态电池的成本偏高,应用场景局限在高端汽车或飞行汽车,随着规模化发展,半固态电池与三元电池的成本差距将缩小;长期看,全固态电池的发展会挤压半固态电池的生存空间。因此半固态电池具备竞争力的窗口期相对较短,另外产能规划能否顺利落地也取决于后续市场接受情况。
钠电池处于行业发展早期,尚未进入产能竞赛阶段,产能布局总体呈现小而散的特点。除头部企业单项目产能规划在25~30 GWh,其他企业的项目规模普遍小于10 GWh,各企业产能总规划达到350 GWh以上。
在技术路线选择方面,具有能量密度优势的、适用于低速车的层状氧化物受到更多企业的青睐,部分企业选择有循环寿命优势的聚阴离子钠电池用于储能,少部分企业在探索普鲁士蓝技术路线。
在区域布局上,钠离子电池的布局以华东为核心,但在西北也规划了较多产能,以满足储能需求。
钠电池的发展前景与碳酸锂价格走势强相关,若碳酸锂价格持续处于低位,钠电池的市场空间及产业化进程将受到限制,若锂价处于上升周期,则会刺激钠电池发展。当然从战略层面上看,钠离子电池发展仍具有积极的意义,钠电池需求预计2030年和2035年分别可达到130 GWh和250 GWh,若当前规划产能全部落地,可满足未来十年市场需求。
全固态电池目前处在以装车试用为目标的技术摸索阶段,部分企业在建中试线或寻求小产线投产,但产能极其有限。预计企业在解决工艺问题之后将逐步提出产能规划,在2028年之后产能建设可能启动。
在技术路线上,大部分企业采用以硫化物为主的路线,部分企业在探索复合物路线,即聚合物与无机物复合如聚合物与氧化物复合,或者无机物间复合如硫化物与卤化物复合。此外,氧化物全固态电池的路线并未被放弃,仍有少部分企业在探索之中。
在未来发展上,预计2026年~2028年将实现固态电池的小批量量产,并在高端车上测试与示范应用;2030年之后固态电池应用车型将由高端车向下拓展;到2035年,固态电池的市场空间有望达到400 GWh。
盖斯特基于各材料体系电池的技术发展趋势、成本竞争力、应用场景需求等综合研究,预判中国市场对动力电池的总需求及各材料体系电池发展趋势,详见图3。
图3 中国市场不同材料体系电池市场需求预测
我们判断,未来10年磷酸铁锂电池和三元电池仍是动力电池的绝对主流,预计2030年和2035年,磷酸铁锂电池的市场占比分别为61%和54%,三元电池的市场占比分别是25%和19%;钠电池凭借成本优势有一席之地,预计2030年和2035年占比将达到8%和10%;而半固态电池作为过渡技术路线,属于小众化的选择;全固态电池将在2030年后快速上量,预计到2035年的市场占比可达15%。
1. 锂矿资源分布及产能盘点
锂资源是各材料体系锂电池的共性需求,锂资源的全球分布、供需情况及成本会深度影响锂电池产业供应链的稳定性和成本控制。
从资源总量上看,目前全球已探明锂矿资源总量达1.49亿吨,可保障电池产业需求,但锂矿资源区域分布相对集中,其中智利、澳大利亚、阿根廷占比分别达33%、22%、13%,而中国锂矿资源量仅1597万吨,且开发利用挑战大、成本高,具体统计数据及开发利用情况详见图4。虽然随着中国锂盐开发规模化和产业化进程加快可部分缓解本土市场的供需矛盾,但远远无法解决对外的依赖问题。
图4 全球及中国锂资源分布情况
从供需角度看,在可见周期内,随着在建产能的投产,锂资源的供给量会超过需求量,锂价将稳定在每吨8万-15万元的价格区间。对于企业来说,应站在长期供需及技术发展的视角综合考虑在锂资源方面的布局。具体在布局策略上,除了直接布局上游锂资源外,也要重点关注电池回收产业的发展。
当前,动力电池四大主材均已出现产能过剩现象,但每种主材产能过剩的程度不同,产生差异的根本原因在于不同材料的布局逻辑不同。具体而言:
(1)正极材料
对于三元电池正极材料,现有产能达到176万吨/年,产能利用率约40%,已处于较严重的过剩状态。而其规划产能更是高达460万吨/年。在规划产能的区域分布上,相对均衡地分布在华中、华东、西南,华南也有较多布局。
对于磷酸铁锂电池正极材料,当前产能达427万吨/年,产能利用率约60%,过剩问题并不突出,但规划产能达840万吨/年,可满足3570 GWh/年的电池制造需求,因此产能过剩问题会加重。在规划产能的区域分布上,西南地区较为突出,占总规划产能的40%,华中和华东占比分别为24.4%和15.5%。
(2)负极材料
在负极材料方面,当前产能达217万吨/年,产能利用率不足45%,已处于严重的过剩状态。同时规划产能超过1150万吨/年,可满足超过9200 GWh/年的电池制造需求,产能过剩问题严峻。在规划产能的区域分布上,拥有丰富石墨资源的区域更受重视,具体而言,西南占比30.4%,华北占比19.6%,西北、华东、华中占比均超过10%。
(3)电解液
在电解液方面,当前产能超过360万吨/年,整体产能利用率约为50%,其中头部企业产能利用率超过60%,而中小企业不足40%,产能总体呈现过剩现象。同时电解液的规划产能约700万吨/年,可满足7000 GWh/年的电池制造需求,过度规划问题严重。在规划产能的区域分布上,企业考虑到电解液在运输上有一定的限制,通常会选择靠近客户的地方建厂,以华东、西南为主,其次为华中,三者占比分别为46.7%、29.7%、12%。
(4)隔膜材料
在隔膜方面,当前产能达280亿平米/年,产能利用率约50%,规划产能超650亿平米/年,可满足4350 GWh/年的电池制造需求,显然也处于产能过剩状态。相关企业在隔膜上的产能区域布局相对灵活,但会考虑运输损坏及与下游电池厂商协作效率问题,分布集中在华东地区,占比超50%;在华北及华中占比也在10%以上,而在西南的布局相对不足。
面对上述四大主材的产能过剩,主要在靠近电池厂商布局的环节,所以企业应在目前产能不足的区域做好补链,同时在其他环节要做好不同区域间的调配,以达到降本增效和对市场的快速响应。另外还应考虑将过剩产能向海外市场输出。
表2 电池四大主材2025年产能规划及分布
目前动力电池产业链中PACK总产能充足。在地理区域选择上,企业主要围绕整车厂来布局;在技术方案上,以传统的电芯-模组-PACK结构为主,但CTP(电芯集成到电池包)车型的数量在快速增加,已从2021年的13款增加至2023年的57款。
从市场格局看,第三方供应商的市场份额不断被挤压,电池企业、车企、第三方供应商的三足鼎立格局被打破,逐渐演化成为整车企业与电池厂商二分天下的格局,其中车企自制PACK的份额超过50%。
从技术发展趋势看,去掉PACK的电芯与整车直接集成的方案受到更多车企重视。据不完全统计,目前已有9家车企在探索或已采用CTC(电芯集成到底盘)和CTB(电芯集成到车身)方案。
05 车企和电池企业应对举措
当前动力电池行业充满各种挑战,无论整车企业还是电池企业,均需要站在战略高度和生态视角,积极地系统思考布局战略和应对策略,并制定可落地措施。
首先对于产能过剩情况,建议电池厂商从四个方面着手:一是减缓扩张进程,提高工厂的运营效率;二是做好技术升级和产品降本,强化自身竞争力;三是加大投入有前景的差异性技术;四是挖掘新场景、开拓新市场。另外,建议整车企业要做好两方面的工作:一是抓住电池厂商谋求海外布局的契机,寻求中国供应商在海外的供应或双方联合出海;二是抓住电池企业竞争和电池降价的契机,筛选优质低价的电池产品,并确保可长期供应,以提升整车的产品竞争力,同时加大整车的市场推广力度。
其次,对于不同材料体系电池采用针对性策略。在磷酸系电池方面,基于磷酸系电池产能可满足长期需求,车企更多要做好面向整车产品的适配研发,并探索磷酸锰铁锂电池的搭载方案;对于三元电池,车企应在多型号产品选择中平衡好性能与成本之间的关系;对于半固态电池,整车企业没必要投入太大的精力,可关注产品性价比,并根据企业需要做车端应用;在钠电池上,企业可推进其在低速车上的应用;在全固态电池上,要在确定技术路线基础上优先解决科学问题、探索工艺方案,早日做出可量产的、有竞争力的产品,并根据研发预期推进中试线甚至产线的规划建设。
最后,在电池供应链方面,一是电池包供应上要强化电池与整车的融合设计,同时布局相应产线;二是对于上游供应链,车企可通过签署长供协议或进行战略投资,保证低价、优质、低碳化的上游材料的稳定供应。尤其对于锂资源,应利用车企在电池回收链中的优势地位参与回收生态建设。
盖斯特汽车战略咨询
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