通過(guò)拆解分析動(dòng)力電池成本及趨勢(shì)

我們與業(yè)內(nèi)專家P3 Automotive 以及UBS Evidence Lab共同完成最新的電池拆解分析，再度聚焦該領(lǐng)域，現(xiàn)已覆蓋主要廠商生產(chǎn)的全部7種電芯。我們的結(jié)論是：2021-22年大部分廠商的電池成本即將與汽油動(dòng)力總成齊平，達(dá)到100美元/千瓦時(shí)；2022年電動(dòng)車與傳統(tǒng)汽車的總成本差距僅為1900美元，我們預(yù)計(jì)到2024年成本差將不復(fù)存在；低成本的中國(guó)電動(dòng)車供應(yīng)鏈正走向全球，有望獲益于歐洲電動(dòng)車的迅猛增長(zhǎng)。

今天，電池占到一輛電動(dòng)車總成本的25 - 40%，令其成為最昂貴的電動(dòng)車零部件。降低電池成本、提高性能對(duì)于1）令電動(dòng)車成為一項(xiàng)大眾市場(chǎng)技術(shù)及2）在激烈的電池和整車廠競(jìng)爭(zhēng)中勝出都是最關(guān)鍵的因素。其意義深遠(yuǎn)，影響著包括大宗商品、采掘、化工和工業(yè)設(shè)備等在內(nèi)的諸多行業(yè)。

UBS Evidence Lab 聯(lián)手在動(dòng)力電池領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程咨詢機(jī)構(gòu) P3 Automotive對(duì)行業(yè)領(lǐng)先的電芯進(jìn)行了深度的物理和化學(xué)分析。2020年，我們將比亞迪、SKI和寧德時(shí)代NCM 811 電芯加入電池分析對(duì)比表。我們?cè)?018年的Q-series報(bào)告"Heart of an Electric Vehicle" 中對(duì)LG化學(xué)、寧德時(shí)代、三星（SDI）和松下的電池進(jìn)行了分析。我們目前的電池研究范圍（7種電芯）涵蓋了所有主要的制造商、各代鎳化學(xué)工藝和電池外觀形態(tài)。

1、主要結(jié)論

寧德時(shí)代最前沿的NCM 811電池在優(yōu)化成本方面表現(xiàn)最佳，主要指標(biāo)均居電池參數(shù)榜首位。行業(yè)電池系統(tǒng)成本比我們之前的預(yù)估值低20美元/千瓦時(shí)，到2022年應(yīng)會(huì)達(dá)到100美元/千瓦時(shí)。20美元/千瓦時(shí)相當(dāng)于每輛車節(jié)省1000-1500美元成本。2022年電動(dòng)車與傳統(tǒng)汽車的成本差僅為1900美元，我們預(yù)計(jì)到2024年成本差將不復(fù)存在。各家汽車制造商都在自產(chǎn)電池系統(tǒng)（電池包、管理軟件及冷卻系統(tǒng)），這將繼續(xù)降低成本并將價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)推至電芯/模組層面。到2025年目前的正極技術(shù)性能將觸及天花板，因此電池材料與電芯/電池包再造可能成為降成本的重點(diǎn)。由于汽車制造商自產(chǎn)電池系統(tǒng)部件，因此像特斯拉所使用的圓柱電池可能更廣泛地被行業(yè)采用。電芯制造商與整車廠"共處一地"的趨勢(shì)將令全球電芯制造成本曲線變平。LG化學(xué)在可比電芯方面較SKI有12%的成本優(yōu)勢(shì)。未來(lái)幾年此優(yōu)勢(shì)或得以持續(xù)，因?yàn)長(zhǎng)G化學(xué)看來(lái)以其專利工藝而享有制造優(yōu)勢(shì)。

2、行業(yè)概覽

現(xiàn)有廠商在擴(kuò)大領(lǐng)先

我們認(rèn)為，現(xiàn)有廠商在擴(kuò)大相對(duì)于新進(jìn)入者的成本和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。而在現(xiàn)有廠商中，電芯成本、地理布局、戰(zhàn)略合作/合資企業(yè)及政府政策加在一起將決定市場(chǎng)份額大小。

亞洲企業(yè)控制著全球電池供給

電芯行業(yè)整合度高，我們估算2019年前六大制造商控制著市場(chǎng)的87%。中國(guó)以外的電池供給方面，韓國(guó)電池制造商幾乎壟斷了大眾等傳統(tǒng)整車廠的電池供給。松下從北美超級(jí)工廠獨(dú)家向特斯拉供貨。

政策將中國(guó)與海外動(dòng)力電池市場(chǎng)分隔開

在中國(guó)市場(chǎng)，我們估算中國(guó)前兩大制造商合計(jì)市場(chǎng)份額約70%。由于政策的原因，中國(guó)市場(chǎng)與海外電池市場(chǎng)基本仍是分隔開的。我們預(yù)計(jì)到2025年，韓國(guó)電池制造商在中國(guó)市場(chǎng)的份額將從低基數(shù)升至市場(chǎng)的五分之一左右。

中國(guó)電動(dòng)車供應(yīng)鏈正走向全球

今后五年，我們預(yù)計(jì)電動(dòng)車供應(yīng)鏈上的中國(guó)企業(yè)將積極進(jìn)軍海外市場(chǎng)。這將令中國(guó)市場(chǎng)的過(guò)剩供給得以填補(bǔ)日益浮現(xiàn)的海外供給缺口。

電芯供給對(duì)整車廠而言仍是個(gè)問(wèn)題

即便是在中國(guó)出口持續(xù)增長(zhǎng)的情況下，我們也預(yù)計(jì)海外電池市場(chǎng)仍吃緊。電池工程師等人力資本是關(guān)鍵的行業(yè)增長(zhǎng)瓶頸，尤其是在亞洲之外的地區(qū)。那些已在歐洲成功實(shí)現(xiàn)本土化生產(chǎn)的現(xiàn)有廠商可望保持先動(dòng)優(yōu)勢(shì)。我們預(yù)計(jì)現(xiàn)有廠商普遍會(huì)隨行業(yè)增長(zhǎng)，而新進(jìn)入者面臨艱難的爬坡戰(zhàn)。

中國(guó)電池企業(yè)征戰(zhàn)歐洲市場(chǎng)應(yīng)會(huì)取得成功

因?yàn)檎噺S希望打破韓國(guó)供給壟斷控制。與P3的發(fā)現(xiàn)相反，我們認(rèn)為中國(guó)的材料成本低于海外市場(chǎng)。若此項(xiàng)優(yōu)勢(shì)能維系，那么中國(guó)可以實(shí)現(xiàn)相較于海外廠商的成本優(yōu)勢(shì)。

3、電池成本迅速降向成本平價(jià)

寧德時(shí)代在電池成本方面奪冠

據(jù)P3估算，寧德時(shí)代的第三代NCM 811電池系統(tǒng)在電池包層面和電芯層面的成本分別為120美元/千瓦時(shí)和99美元/千瓦時(shí)，均低于松下。我們認(rèn)為，特斯拉的盈利能力水平說(shuō)明自我們2018年完成此項(xiàng)研究以來(lái)，它們進(jìn)一步降低了電池包成本。

所有三種電芯在成本對(duì)比中都有較突出代表

三種占主導(dǎo)地位的電芯（圓柱、方形及軟包）在2020-21年全球電芯成本對(duì)比中都有較突出的代表，按成本從低至高排列依次為寧德時(shí)代（方形）<松下（圓柱）< LG化學(xué)（軟包），成本介于99美元至109美元/千瓦時(shí)之間。

第二代 (NCM523-622) 三星、SKI、寧德時(shí)代和比亞迪電芯成本都在150美元/千瓦時(shí)上下。比亞迪和三星SDI的第一代NCM 111 電芯成本處于全球成本曲線頂端，在160美元/千瓦時(shí)以上。

100美元/千瓦時(shí)的電池系統(tǒng)成本令電動(dòng)車接近成本平價(jià)

瑞銀預(yù)計(jì)，2022年電池包層面成本將降至100美元/千瓦時(shí)以下，對(duì)于現(xiàn)有的制造商而言，這比我們之前的預(yù)期低了約20美元/千瓦時(shí)，部分歸因于向NCM-A 和NCA 等高鎳化學(xué)工藝轉(zhuǎn)變的速度快于預(yù)期。隨著整車廠加大電池包、冷卻系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)等部件的自產(chǎn)力度，電池系統(tǒng)成本下降的速度也快于我們的預(yù)期。

電動(dòng)車應(yīng)會(huì)在2024年實(shí)現(xiàn)總成本平價(jià)

我們的研究顯示，2022年，電動(dòng)車與傳統(tǒng)汽車之間的總體成本差距僅為1900美元，我們預(yù)計(jì)到2024年這個(gè)成本差將不復(fù)存在。因此，我們將2025年美國(guó)市場(chǎng)電動(dòng)車滲透率預(yù)測(cè)上調(diào)4個(gè)百分點(diǎn)至12%。歐盟/中國(guó)引領(lǐng)的增長(zhǎng)應(yīng)會(huì)拉動(dòng)全球電動(dòng)車滲透率到2025年升至約17%，到2030年升至約40%。

我們對(duì)化學(xué)/機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣性能、制造成本和隨著規(guī)模提升成本趨勢(shì)的預(yù)估都得自此次拆解。我們認(rèn)為可見性相對(duì)較高，因?yàn)槲覀兊念A(yù)測(cè)僅包含了一次現(xiàn)有技術(shù)路線的階躍變化。

最優(yōu)化生產(chǎn)是我們的2020-21年基準(zhǔn)情景假設(shè)

對(duì)于我們的全球成本曲線，我們采用了P3的最優(yōu)化成本情景，包括：產(chǎn)能/生產(chǎn)線利用率提升，設(shè)備效率提高使得吞吐量升高，規(guī)模更大使得活性材料采購(gòu)價(jià)格更低，研發(fā)費(fèi)用占比更低。對(duì)于2018年時(shí)拆解的電芯，我們估算已經(jīng)達(dá)到了P3的最優(yōu)化成本情景。2020年拆解的電芯于2019年采購(gòu)、2020年1季度進(jìn)行分析。對(duì)于這些電芯，我們也認(rèn)為要么已實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化成本情景，要么將在未來(lái)12個(gè)月實(shí)現(xiàn)。

4、預(yù)測(cè)與情景分析

下一代電芯情景分析：贏利還是拖累？

我們對(duì)下一代電池包成本的樂(lè)觀和悲觀情景假設(shè)分別為74美元/千瓦時(shí)和113美元/千瓦時(shí)。二者之間39美元的差距對(duì)于整車廠而言大約相當(dāng)于2500美元的電池系統(tǒng)價(jià)差，這將直接影響全球電動(dòng)車滲透率和盈利能力。這些情景體現(xiàn)了現(xiàn)有商用電芯技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，成本圍繞能量密度、制造、封裝和電池材料而變化。

到2025年全球電動(dòng)車滲透率將達(dá)到約17%，到2030年將達(dá)到約40%

我們對(duì)2025年全球電動(dòng)車滲透率的基準(zhǔn)/樂(lè)觀/悲觀情景預(yù)測(cè)分別為 17.4%/27.8%/7.0%。根據(jù)這三種不同水平的電動(dòng)車滲透率，我們分別得到973, 1557和 389 吉瓦時(shí)的全球動(dòng)力電池需求水平。我們對(duì)2030年全球電動(dòng)車滲透率的基準(zhǔn)/樂(lè)觀/悲觀情景預(yù)測(cè)分別為39.7%, 63.6% 和15.9%，分別對(duì)應(yīng)2596, 4153 和1038 吉瓦時(shí)的基準(zhǔn)/樂(lè)觀/悲觀情景全球電池需求。

5、未來(lái)趨勢(shì)與爭(zhēng)議

電池形態(tài)上的成本差異趨平

我們預(yù)計(jì)軟包、方形和圓柱這三種形態(tài)將共存，因其電池系統(tǒng)成本相同。除了特斯拉，其他整車廠主要采用方形和軟包電池。每種形態(tài)電池都有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有可能技術(shù)突破僅針對(duì)某一種形態(tài)的電池。因此，我們認(rèn)為整車廠采用多種形態(tài)的電池是有道理的。

圓柱電池仍給特斯拉帶來(lái)優(yōu)勢(shì)

盡管圓柱電池有成本競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，但近期內(nèi)傳統(tǒng)整車廠看來(lái)仍不大可能采用這種電池。我們認(rèn)為，除特斯拉之外，其他廠商無(wú)法通過(guò)電池管理系統(tǒng)及/或電池包系統(tǒng)來(lái)降低更?。〝?shù)量更多）電芯的安全風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于電池管理系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參考我們2019年的Q-series報(bào)告"Coding cars- is the value chain ready"。

傳統(tǒng)整車廠仍有可能“變圓”

傳統(tǒng)整車廠在跟隨特斯拉的步伐、實(shí)現(xiàn)電池包和電池管理系統(tǒng)的自產(chǎn)，這可能更好地為它們?cè)谥衅趦?nèi)采用圓柱電芯奠定基礎(chǔ)。特斯拉計(jì)劃將其圓柱電芯容量增加5.5倍（4680電芯）。我們認(rèn)為，如果行業(yè)能跟進(jìn)，那么單個(gè)電池包的電芯數(shù)量減少或令圓柱電芯的采用變得更容易。如果圓柱電芯在行業(yè)中被更廣泛采用，那么目前有圓柱電芯生產(chǎn)能力的電池制造商將處于更有利地位。

隨著整車廠入局，電芯層面競(jìng)爭(zhēng)將加劇

整車廠自產(chǎn)電池包、冷卻系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，使得電池包成本以快于我們之前預(yù)期的速度下降。對(duì)于專屬電動(dòng)車平臺(tái)而言，將電池包整合進(jìn)車輛底盤看來(lái)是經(jīng)濟(jì)的，因此自產(chǎn)趨勢(shì)可能會(huì)延續(xù)。這項(xiàng)趨勢(shì)或?qū)е码姵刂圃焐痰臐撛谑袌?chǎng)縮小至僅生產(chǎn)電芯。

與客戶“同處一地”的趨勢(shì)令行業(yè)制造成本趨同

生產(chǎn)制造占到電芯總成本的10-15%，生產(chǎn)地點(diǎn)是主要影響因素。與整車廠客戶“同處一地” 的趨勢(shì)應(yīng)會(huì)令既定地點(diǎn)各家電池制造商的成本趨同。

未來(lái)技術(shù)-現(xiàn)有線路的推進(jìn)與再發(fā)明

固態(tài)電池、干電極、無(wú)鈷/鎳正極和純硅負(fù)極等技術(shù)都在研發(fā)中。我們認(rèn)為，上述電極、正極/負(fù)極材料方面的技術(shù)進(jìn)步都是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)線路的采用。首批將這些技術(shù)商業(yè)化的公司將享有先動(dòng)成本優(yōu)勢(shì)。

創(chuàng)新將決定短期企業(yè)盈利能力

硅基負(fù)極、無(wú)鎳/鈷正極和干電極等新電池材料技術(shù)的商用時(shí)間表將決定2024年以后的成本曲線。與NCM電池的推出相同，我們預(yù)計(jì)新技術(shù)方面的先動(dòng)者在其他同業(yè)追趕過(guò)程中將享有成本優(yōu)勢(shì)。

固態(tài)電池的成本平價(jià)之路不確定

固態(tài)電池是一條完全不同的技術(shù)線路：1) 總體看與今天的電池生產(chǎn)線不兼容；2) 并未進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。由于制造和材料成本相對(duì)較高，我們認(rèn)為此項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本平價(jià)、被更廣采用的道路并不確定。