動(dòng)力電池

從全球角度看電池的成本和化學(xué)體系趨勢(shì)

第一電動(dòng)大牛作者朱玉龍 2022-06-03 09:19

高盛發(fā)布了《Global Batteries: The Greenflation Challenge 》和《Green Metals Battery Metals Watch: The end of the beginning 》闡述了一些觀點(diǎn)，我覺得還是很有意思的，所以抽取一些內(nèi)容和大家分享下。

制造電池是一項(xiàng)復(fù)雜的業(yè)務(wù)，需要保護(hù)各種原材料和管理Pack的供應(yīng)鏈，這些上有主材會(huì)隨著化學(xué)體系的發(fā)展而變化。不斷增長的需求、零部件短缺和不斷上漲的原材料價(jià)格正在挑戰(zhàn)十年電池價(jià)格下降的客觀規(guī)律。

五個(gè)關(guān)鍵結(jié)論：

●2022-23年電池價(jià)格持續(xù)下降的趨勢(shì)會(huì)有變化，但電池創(chuàng)新和油價(jià)上漲兩相對(duì)比，從總持有成本TCO對(duì)比來看，電動(dòng)汽車與內(nèi)燃機(jī)的成本平價(jià)仍可以在2025年實(shí)現(xiàn)。電池Pack價(jià)格將從2021年的129美元/千瓦時(shí)上漲至2022年的136 美元/千瓦時(shí)，然后在2025年降至105美元/千瓦時(shí)。

●電動(dòng)汽車使用的金屬（例如銅和鎳）供應(yīng)將持續(xù)緊張，并且由于電池Pack行業(yè)仍處于起步階段，地理上集中在中國，需要更快地?cái)U(kuò)大產(chǎn)能，因此部分電池材料將面臨瓶頸。

●為了在材料周期性緊張的情況下實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的電動(dòng)汽車供應(yīng)增長，電池行業(yè)會(huì)有更多樣化的電池化學(xué)組合（到2030年，LFP 市場(chǎng)份額從25%提高到38%），并回收金屬從退役電池中長期發(fā)揮關(guān)鍵作用。

●動(dòng)力電池行業(yè)短期內(nèi)的利潤率風(fēng)險(xiǎn)，由于原材料獲取難度加大，電池行業(yè)進(jìn)入門檻也隨之提高。2025年，行業(yè)結(jié)構(gòu)可能會(huì)保持進(jìn)一步整合，中國以外的電池供需將趨緊。

●技術(shù)多元化和垂直整合將是電池行業(yè)長期贏家的關(guān)鍵決定因素。

這里面其實(shí)第一個(gè)成本分析和第二個(gè)金屬和鐵鋰的關(guān)系可以展開來講。

▲圖1.主要的結(jié)論

Part 1

動(dòng)力電池成本分析

根據(jù)高盛的電池Pack的成本模型分析，由于材料價(jià)格上漲，電池價(jià)格將在未來十年繼續(xù)持續(xù)下降的長期共識(shí)受到了很大的挑戰(zhàn)。在過往的預(yù)測(cè)中，最大的缺失是由于全球政策趨同，這使得電池需求的快速擴(kuò)張導(dǎo)致原材料市場(chǎng)緊張（供需失衡）。

▲圖2.電池材料和不同化學(xué)體系kWh需要的金屬

基于全球動(dòng)力總成前景和電池的金屬供給，預(yù)計(jì)未來10-20年主要材料（鋰、鎳、鈷、錳）的電池需求將繼續(xù)以22%/15%的復(fù)合年增長率增長。電池價(jià)格下降的預(yù)期，是受到挑戰(zhàn)的，以三元NCM811的電池為例，不同材料的價(jià)格會(huì)使得電池Pack價(jià)格變化0.1-1.2%。

▲圖3.熱目前鎳和鋰兩個(gè)要素是繞不開的

電池是多種材料的復(fù)雜相互作用，由其各個(gè)材料的總成本決定，而總成本又受供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)不同原材料成本和加工利潤率的驅(qū)動(dòng)。電池供應(yīng)鏈從原材料的開采開始，包括鋰、鎳、鈷等；材料加工商將原材料轉(zhuǎn)化為電池組件的前體材料；組件制造商將前體材料進(jìn)一步加工成不同類型的陰極（NCM、LFP 等）、陽極、隔膜、電解質(zhì)和集流體，電池制造商組裝成電池；將多個(gè)電池封裝以達(dá)到所需的能量容量并安裝到車輛上。供應(yīng)鏈上的其他參與者通常采用成本加成定價(jià)策略（韓國電池制造商成本轉(zhuǎn)嫁主要針對(duì)正極金屬），仍然在很大程度上使最終用戶面臨成本波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

2020-2025年平均電池價(jià)格下降32美元/千瓦時(shí)（從138美元/千瓦時(shí)至105美元/千瓦時(shí)），原材料價(jià)格變化可能有13-45美元/千瓦時(shí)的反彈，電芯成本下降主要來自正極創(chuàng)新和電芯設(shè)計(jì)變化、更好的設(shè)計(jì)（電池到車輛的集成）和產(chǎn)能利用率提高上節(jié)省的運(yùn)營成本。汽車制造商將逐步采用更大的電池。

▲圖4.成本下降的假設(shè)

Part 2

磷酸鐵鋰

中國磷酸鐵鋰從2021年9月開始超越三元電池，在中國以外，磷酸鐵鋰的使用在逐步加快。因?yàn)?2022-23年左右的專利到期取消，這使得中國以外的使用限制得以打開。鑒于 LFP 的成本優(yōu)勢(shì)和車企的材料多樣化激勵(lì)措施，現(xiàn)在預(yù)計(jì)磷酸鐵鋰的市場(chǎng)份額將上升到 2030年，從25%提高到2030年的38%。由于磷酸鐵鋰的能量密度較低，大量部署的領(lǐng)域主要包含中小型電動(dòng)汽車。

▲圖5.不同化學(xué)體系的成本曲線（2021、2025和2025考慮回收）

▲圖6.不同化學(xué)材料成本和鐵鋰全球滲透率

隨著電池回收市場(chǎng)向2030年邁進(jìn)，磷酸鐵鋰的市場(chǎng)份額將在2030年后開始萎縮，其成本競爭力因回收價(jià)值低于NCM而降低，讓位于NCM811/Ni90和其他新電池的擴(kuò)張。將續(xù)駛里程標(biāo)準(zhǔn)化以后，磷酸鐵鋰電池在2021年比三元電池便宜 10-20%，隨著中國逐步取消電動(dòng)汽車補(bǔ)貼，磷酸鐵鋰的成本優(yōu)勢(shì)在2022年以后變得越來越突出。