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新能源需要新材料成為“新風(fēng)口”

來源:新能源汽車網(wǎng)
時(shí)間:2022-12-07 09:22:54
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新能源需要新材料成為“新風(fēng)口”新能源產(chǎn)業(yè)集群布局的動(dòng)作越來越快,如今,終于輪到了材料領(lǐng)域。11月份,一家碳纖維復(fù)合材料企業(yè)“華漁新材料”獲得千萬融資,而就在今年5月份,它首次得到了

新能源產(chǎn)業(yè)集群布局的動(dòng)作越來越快,如今,終于輪到了材料領(lǐng)域。

11月份,一家碳纖維復(fù)合材料企業(yè)“華漁新材料”獲得千萬融資,而就在今年5月份,它首次得到了第一次融資。據(jù)悉,因?yàn)檐嚻蟮那嗖A,不少新材料企業(yè)手牽多個(gè)巨頭伙伴,華漁旗下就有上汽、紅旗、東風(fēng)、小鵬、蔚來、長城、高合、吉利……

新能源材料產(chǎn)業(yè)鏈龐大又豐富,稀土、氟化工、鋰電等五大基本板塊一度奶活了無數(shù)下游企業(yè)。光福建龍巖市新材料能源企業(yè)就高達(dá)90多家,大概是受到整個(gè)地區(qū)的新能源氛圍渲染,2021年,這個(gè)城市新材料新能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值416.4億元,增長33.1%;2022年上半年,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值284.7億元,增長32.9%。

具體到某個(gè)領(lǐng)域的話,這些年新材料界的日子可謂順風(fēng)順?biāo)R云嚋p重目標(biāo)中最重要的碳纖維為例,2021年,光威復(fù)材、中簡科技、中復(fù)神鷹、吉林碳谷、恒神股份5家碳纖維上市公司首次實(shí)現(xiàn)了全面盈利,碳纖維行業(yè)的國產(chǎn)化率也由2015年15%逐漸提升至2021年47%。

毫無疑問,新能源時(shí)代無數(shù)行業(yè)東風(fēng)呼嘯,同樣也不差這一個(gè)。

新能源為什么需要“新材料”?

上世紀(jì)至今,先后用于汽車領(lǐng)域應(yīng)用的新材料不計(jì)其數(shù),有貯氫合金、石墨烯、超導(dǎo)材料、超塑性合金、無聲金屬、記憶合金……從整車材料構(gòu)成比例來看,金屬材料一直占比較高,為7成左右,近年來,又不斷有新材料進(jìn)入汽車工藝環(huán)節(jié)。

而新能源市場對材料的需求跟標(biāo)準(zhǔn)也在一個(gè)嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)線上愈走愈遠(yuǎn),這種收緊的供應(yīng)現(xiàn)象其實(shí)也不難猜,從傳統(tǒng)汽車到新能源汽車,造車時(shí)進(jìn)化的工序制作,跟后期整個(gè)汽車消費(fèi)環(huán)境對汽車的要求都在漸漸具象化起來。

時(shí)至今日,新能源汽車的種種更迭已經(jīng)不單單只局限在電池身上,造車逼近下一波科技鴻荒,屬于車身上的每個(gè)部件都跟著向更輕量化的方向靠攏。坦白來講,電動(dòng)車的續(xù)航問題一日不解決,很多新型材料的市場熱度就一日不會(huì)消減。

新材料的應(yīng)用能給新能源汽車帶來什么?首先就是減重,減重跟電車?yán)m(xù)航直接掛鉤是毋庸置疑的,特別是在低溫天氣。數(shù)據(jù)顯示,電動(dòng)車在冬天的充電時(shí)長甚至要增加七成,而低溫行駛過程的續(xù)航能力一度能跌掉30%至50%。

電池問題遲遲沒有完成優(yōu)化,只能曲線救國,減少車身重量。電動(dòng)車的整體重量不比傳統(tǒng)燃油車輕,特別是電池、電機(jī)、電控“三電”取代了傳統(tǒng)燃油車的動(dòng)力系統(tǒng),很多情況下,整車重量反而增加。

有媒體統(tǒng)計(jì)過,國內(nèi)的電動(dòng)乘用車相比全球電動(dòng)車的平均重量,普遍偏重10%-30%,電動(dòng)商用車普遍偏重10%-15%。具體來看吉利旗下同類型的帝豪GS,電車就足足增重了220KG。這算是新能源市場繼電池續(xù)航以后的另一心頭大患。

曾經(jīng)有機(jī)構(gòu)測評(píng)過,純電動(dòng)汽車重量每降低10kg,續(xù)航里程可增加2.5km。電池跟車身減重共同構(gòu)成了未來新能源汽車?yán)m(xù)航的重中之重,首選的鋁合金、彈性最大的鎂合金、最理想的碳纖維皆是汽車新材料中的寵兒。蔚來汽車曾經(jīng)用一款碳纖維增強(qiáng)型塑料電池外殼,比傳統(tǒng)鋁或鋼制電池外殼輕了40%,熱導(dǎo)率比鋁低200倍。

據(jù)悉,碳纖維的密度是鋁合金的1/2,強(qiáng)度卻是鋁合金的8倍,碳纖維復(fù)合材料可降低汽車電池箱體64%以上的重量,應(yīng)用到底盤,甚至可以減重40%。車重每減10%,便可降低6%到8%的油耗,降低5%到6%的排放,在同樣用油情況下,一輛車每小時(shí)可以多開50公里。

國內(nèi)的汽車輕量早就踏入規(guī)模市場,僅僅是底盤的輕量化,其增速就高達(dá)6年6倍,市場規(guī)模將由2019年的46億元上升至2025年的320億元;而鋁電池盒、副車架市場規(guī)模將極速擴(kuò)容至180億元、75億元,CAGR分別為31%和55%。

未來,各種新材料將一發(fā)不可收拾,而這不僅僅是整個(gè)造車圈主動(dòng)去契合的一種趨勢,更是新能源大環(huán)境為車企提前規(guī)劃的一個(gè)伏筆。例如在《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》里就曾提到過,碳纖維到2030年,占車重的比例要達(dá)到5%。

造車圈的命運(yùn)早就與整個(gè)新材料領(lǐng)域緊密相連,任何一個(gè)角落風(fēng)吹草動(dòng)都有可能給前者帶來波折。

新材料的成本“攻堅(jiān)戰(zhàn)”

當(dāng)然,不是每一家新能源車企都能輕松實(shí)現(xiàn)新材料自由。

由于大部分新材料的成本、技術(shù)、資本的壁壘都不是很低,導(dǎo)致造車領(lǐng)域的應(yīng)用情況嚴(yán)重不均衡。以碳纖維為例,基本只有豪車或者頭部車企在投入使用,就目前來看,國內(nèi)碳纖維用于汽車行業(yè)僅有2%,就算是全球范圍內(nèi),汽車在這行的應(yīng)用占比也不到9%。

至于到底有多貴?碳纖維的價(jià)格一般在120-200元/Kg,也就是說,隨著造車領(lǐng)域?qū)π虏牧系囊蕾嚕笠肴兆虞p松,先要解決新材料的成本,而根據(jù)計(jì)劃,汽車用碳纖維的成本在2020、2025、2030的每一個(gè)階段要比上一階段降低50%。

如果按照這個(gè)數(shù)字來計(jì)算,到2025年,碳纖維的成本就變成60-100元/KG,2030年將降低至30-50元/KG,這個(gè)價(jià)格基本能被大部分車企接受。新材料的成本焦慮始終伴隨著應(yīng)用普及,除了汽車圈,信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、綠色環(huán)保以及航空航天、海洋裝備……這些領(lǐng)域也嗷嗷待哺。

不可否認(rèn),新材料的成本根源一在技術(shù),二在市場。事實(shí)上,這些年國內(nèi)對于新材料研發(fā)的重視在產(chǎn)業(yè)化的追逐下逐漸倍增。公開資料顯示,汽車新材料與應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)專家隊(duì)伍已擴(kuò)容至42位,其中來自整車主機(jī)廠22位,零部件總成6位,大學(xué)科研院所14位、其他相關(guān)機(jī)構(gòu)。

技術(shù)方面從人才儲(chǔ)備便開始著力下手,頭部企業(yè)的研發(fā)投入明顯提高,以碳纖維行業(yè)頭部企業(yè)光威為例,其每年的研發(fā)經(jīng)費(fèi)已經(jīng)在11%以上。光威所在的整個(gè)威海臨港區(qū)在碳纖維方面的研發(fā)投入都不可小覷,公開資料顯示,數(shù)據(jù)顯示,今年以來,該區(qū)省級(jí)以上研發(fā)平臺(tái)總數(shù)達(dá)到37家,碳纖維產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng)新平臺(tái)就占據(jù)了8家。

市場規(guī)模方面,2019-2021年我國碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能呈不斷上升趨勢。2021年,我國碳纖維產(chǎn)能上升至6.3萬噸。技術(shù)優(yōu)化后帶來的市場產(chǎn)能可以大大緩解供應(yīng)鏈中的溢價(jià)焦慮,事實(shí)上,碳纖維只是新材料成本攻堅(jiān)中的冰山一角,還有不少面臨最基礎(chǔ)的行業(yè)成長。

高端熱場材料是最典型的一個(gè),這個(gè)領(lǐng)域本身的企業(yè)參與不算太強(qiáng),一直以來,國內(nèi)的熱場材料都依賴海外進(jìn)口,德國、日本、美國等頭部企業(yè)的定價(jià)權(quán)相當(dāng)較高。但從2019年開始,國內(nèi)也漸漸朝著這個(gè)領(lǐng)域涉足。

截至目前為止,國內(nèi)熱場材料有80多家,不過大部分都集中在5000萬以下的小規(guī)模企業(yè),真正的大型企業(yè)還未被孵化。種種跡象顯示,想要打下新材料的成本,上下游所有環(huán)節(jié)都還有很長的路要走。

新能源造車還有多少難題?

盡管目前的造車圈口碑跟資本都已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如從前瘋狂炙熱,但想要一門心思涌進(jìn)來的活躍者依舊數(shù)不勝數(shù)。國內(nèi)造車除了頭部的蔚小理,以及在市場上嶄露頭角的哪吒威馬等,至少還有50多個(gè)新品牌掙扎在這片喧囂的土壤之上。

值得注意的是,歷經(jīng)上一輪的資本沸騰,下一輪的造車難易與否跟錢關(guān)系不大,而是集中到科技的灌輸與表現(xiàn)力上,最明顯的變化就是頭部新勢力漸漸被手握核心技術(shù)的傳統(tǒng)車企壓倒。以今年9月份為例,9月份,比亞迪銷量突破20萬輛,吉利、廣汽埃安月銷量也達(dá)到了3萬輛的級(jí)別,長安、奇瑞突破2萬,而新勢力月銷量最高的哪吒汽車不過1.8萬輛,小鵬汽車甚至只剩下了8468輛。

坦白來講,新勢力之所以被傳統(tǒng)車企逼近的理由無非就技術(shù)重心的偏移,在前者持續(xù)押注智能駕駛,人車一體的酷炫的體驗(yàn)時(shí),傳統(tǒng)車企的精力始終停留在電機(jī)、電機(jī)、電控等關(guān)鍵領(lǐng)域,比亞迪能一騎絕塵,旗下的刀片電池跟超級(jí)混動(dòng)DM-i系統(tǒng)等核心技術(shù)貢獻(xiàn)了最大功勞。

智能化跟電車的本質(zhì)發(fā)展,究竟哪一個(gè)更重要?從技術(shù)角度來講,汽車智能網(wǎng)聯(lián)的門檻不算高,這就牽扯出當(dāng)前造車圈頻繁被人詬病的同質(zhì)化問題,曾經(jīng)有媒體統(tǒng)計(jì)過,諸如L2+級(jí)別輔助駕駛、氣囊及氣簾保護(hù)、智能語音交互等特色早就泛濫成災(zāi),哪吒、歐拉、威馬、上汽飛凡、零跑等多個(gè)新能源車品牌在某些功能上堪比復(fù)制粘貼。

從消費(fèi)市場的角度來看,國內(nèi)新能源汽車消費(fèi)歸根到底還是心系本質(zhì)問題。艾媒調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,41.7%的中國消費(fèi)者,對新能源汽車不滿意的因素是續(xù)航能力差,36.7%的中國消費(fèi)者,對新能源汽車不滿意的因素是配套設(shè)施不完善。

一句話,還是續(xù)航更重要。

誠然,造車遭遇技術(shù)瓶頸后,只能用智能化來彌補(bǔ)科技在汽車工業(yè)發(fā)展中的存在感無非就是續(xù)航技術(shù)遲遲沒迎來新突破。新能源電池究竟還能不能在更上一層樓?如今的主流動(dòng)力電池三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,但碳酸鋰不僅價(jià)格成本居高不下,電池安全性高且密度和性能也陷入難以提升的漩渦。

而電池的突破或許跟新材料的應(yīng)用有加大關(guān)系,蔚來新能源汽車發(fā)展的主攻方向就是采用新的超導(dǎo)體材料,一直被認(rèn)為比碳酸鋰在儲(chǔ)電量、使用壽命長、充電速度方面優(yōu)勢更強(qiáng)的石墨烯也開始備受關(guān)注。

繞來繞去,造車勢力折騰了一圈,值得慶幸,終于又重新回到初心之地。

道總有理,曾用名歪道道,互聯(lián)網(wǎng)與科技圈新媒體。同名微信公眾號(hào):道總有理(daotmt)。本文為原創(chuàng)文章,謝絕未保留作者相關(guān)信息的任何形式的轉(zhuǎn)載。

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