全球动力电池格局愈发清晰,技术成本双管齐下助推新能源加速渗透

周五受特斯拉电池日预期引导,新能源车板块起爆。虽然因为产业链自身因素以及今年疫情影响,销量数据上并没有给新能源领域带来积极的配合,但从全球能源生态变革的各方态度来讲,趋势是明朗的,前景是乐观的。产业链各方持续积极投入扩产,政策方面不断深入的支持,给行业带来了持续的景气发展空间。

从2011年以来,以特斯拉、比亚迪等为代表的新能源汽车高速发展,全球新能源汽车销量从2013年的20.2万辆上升至2019年的221万辆,年均复合增速达到150%。从国家来看,中国在此期间大力发展新能源车,销量从2013年的1.7万辆提升到了2019年的120.6万辆,其中2019年的销量占全球销量的比例达到了54.6%,已经成为全球最大的新能源汽车市场。

全球新能车市场销量及同比增速

电动化进程动力电池需求爆发

为实现碳减排目标,欧盟汽车排放发布最新规定,到2021年汽车制造商必须将平均每辆车每公里碳排放量从118.5克降至95克,不达标部分将面临每辆车每克95欧元的罚款,到2030年将该标准进一步收紧到每公里75克碳排放。碳排放对欧盟各个国家的汽车行业带来巨大的经营压力,所以车企不得不推动技术变革来满足政府要求,电动化浪潮即将上演。从全球来看,不仅仅是欧洲的车企,全球主流车企都陆续制定了电动化规划,2020-2022年将迎来第一波车型投放周期。

全球主流车企电动化进程规划

随着下游新能源汽车市场的快速发展,动力电池也进入爆发期,全球动力电池出货量从2013年的13.8GWh上升至 2019年的116.6GWh。国内市场也迎来了大爆发,2019年装机量达到了62.38GWh。中国要求2025年新能源汽车占汽车产销达到25%,并且制定了双积分等政策,预计未来发展新能源汽车将是全球各国的首要选择。随着今年开始国产特斯拉的放量,以及欧洲主流车企第一波电动新产品的投放,全球新能源汽车市场将迎来真正的爆发期。根据Marklines预测,未来5年全球动力电池行业将持续高速增长,2025年全球装机量可达850GWh、对应市场空间可达6000亿元。

全球动力电池出货量及未来需求预计

从2015年以来,全球动力电池企业前十均被中日韩企业包揽,整体出货量占比于2019年到达顶峰为86.9%。2019年前十企业动力电池出货量约101.3GWh,中国、日本、韩国企业数量分别为4家、3家、3家,其中宁德时代2019出货量约32.5GWh,出货量连续三年保持第一。从产能规划来看,全球电池企业工厂规划从2015年的3座扩张至 2019年的75座,规划产能也升至2028年的1.45TWh。

装机量TOP5的企业市占率不断提升,由2017年的58%上升到2019年的75%。其中,宁德时代、松下和LG Chem三家的市占率提升最快,总装机量增幅最大。2019年宁德时代装机量32.5GWh,累计增长271%,2019年市占率为28%,相比2017年提升10%;2019年松下装机量28.1GWh,累计增长281%,市占率为24%,相比2017年提升7%;2019年LG Chem 装机量12.3GWh,累计增长273%,市占率为11%,相比2017年提升2%。

头部动力电池企业装机量(GWh)

中日韩在动力电池领域占主导位置

随着多年竞争,全球动力电池行业格局愈发清晰,四大龙头企业均有其优势。宁德时代核心管理层以及技术团队出身于数码锂电池全球龙ATL,掌握材料,工艺与设备,电池模组,BMS 及电池开发的全产业链技术,并于2011年成立独立的公司。在2012年探步海外市场,与宝马合作,保持着电池出货量持续高增长,与2017年达到11.84GWh,规模位列2017年全球第一。技术方面,继承ATL动力电池技术,开发使用最前沿的 CTP 技术以及跨越 NCM622实现NCM811,两条路线提高电池能量密度,技术研发成本逐年上升,领先全球。成本方面,一方面公司掌握上游四大材料技术,并入股广东邦普,着眼布局“材料+电池+回收”生命全周期,另一方面,其CTP技术和NCM811技术不仅是能量密度的提升,更是其成本下降的重要利器。上下游产业链的全面布局,提高其上游材料的议价能力,更使其盈利能力一马当先。

公司主要产品及应用领域情况

中国新能源汽车行业自十三五以来快速发展,公司伴随行业爆发营收和业绩快速增长。2015年-2019年,公司营业收入年均复合增长率高达68.1%;净利润年均复合增长率高达47.1%。根据2019年业绩快报,19全年实现营收、归母净利、扣非归母净利455.46、43.56、37.20亿元,同比分别增长53.8%,28.2%、18.9%。

公司历年营业收入及同比增速

松下电器在电池领域深耕多年产品线涵盖多种用途的干电池、通信与汽车用阀控式铅酸电池、电动工具用镍镉、镍氢电池、消费类锂电池以及电动车、储能用锂电池。

松下与特斯拉深度绑定,采用镍钴铝酸锂(NCA)路线,并以18650和21700圆柱电池闻名。横向来看,当竞争对手2013年做磷酸铁锂电池与NCM111时,特斯拉和松下已经着手使用NCA三元电池;当竞争对手2017年开始由低镍材料过渡到NCM622/NCM811高镍正极材料时,特斯拉和松下探索更高能量密度的硅碳负极应用。纵向来看,特斯拉和松下一直坚持使用 NCA 作为电芯正极材料,并不断提高镍含量、降低钴含量。对比最新Model 3与Roadster两款汽车,特斯拉平均每款车钴含量降低约60%。根据特斯拉最新公告,Model 3的电芯能量密度超过其他任何一款竞品所使用的电芯,其钴含量低于主流电芯制造厂即将量产的下一代NCM811电芯产品。随着对电池理解的进一步深入,特斯拉与松下共同研发了新型圆柱电芯,即Model3上使用的21700圆柱形电池。相比18650电池,21700电池体积更大, 成组后由于电芯数量减少更易管控,单体能量密度提高到340Wh/kg。目前21700已在内华达的超级工厂量产。

松下目前有包括二次电池事业部在内的7个事业部,2015-2019年松下二次电池事业部营收处于200-300亿人民币左右(日元兑人民币汇率按0.065换算),占松下总收入的4.9%逐渐提升至5.56%左右,总体比重仍较小。盈利方面,二次电池业务始终处于盈亏平衡线附近, 给公司稳定在5%左右的利润率带来拖累。

松下总收入及二次电池业务营收情况(亿元)

LG CHEM成立于1947年,是LG电子集团旗下子公司,在全球拥有销售和研发网络。其电池业务涵盖小型电池,动力电池以及储能系统。在2019年4月,公司将原有的五大事业本部部门体系即基础材料,电池,信息电子材料,材料以及生命科学更改为四大事业领域,分别为石油化学,电池,尖端材料和生命科学。LG CHEM与1995年成立电池事业本部,已经为超过21万台电动汽车搭载电池。

2015-2019年LG Chem二次电池业务营收增长较快,从2015年的179.6亿元增长到2019年的499亿元人民币左右(韩元兑人民币汇率按0.0057换算)。二次电池业务在整个公司的比重也在逐渐增长,从2015年的15.6%增长至2019年的30%左右,显示出了公司在二次电池业务上的重视和极大的发展潜力。

LG Chem总收入及二次电池业务营收情况(亿元)

三星SDI于1999年进入电池领域, 2008年与博世合作,正式开发动力电池业务,2018年出货量占全球份额约4.2%、排为第五。三星SDI产品线齐全,包括BEV纯电动汽车用电池(60Ah、94Ah)、 PHEV 插电混合用电池(26Ah、37Ah)、HEV混合电动车用电池(5.2Ah、 5.9Ag)、为低压系统设计高功率电池(4Ah、 11Ah)。从产品来看,三星SDI主攻方形三元电池,目前单体能量密度约在220-250Wh/kg左右。三星SDI的主要客户集中欧美,并且是宝马电动车系列的专属供应商,拥有良好的豪华车车企合作关系。总体来看,其受益于与博世以及宝马的合作,较早开始动力电池领域,成为第一梯队的电池厂家,而且在和宝马合作的过程中占据先发优势,也在不断推动技术的进步。但是宝马在2013开始和宁德时代合作,扶持宁德时代作为未来的供应商,并且从其2018年量产的120Ah方形电芯来看,能量密度并没有领先行业,未来可能掉到第二梯队。

三星SDI的方形单体电池产品

动力电池寡头格局稳定

就技术路径而言,统一的技术选择短期来看是难以做出判断的,因为目前领先的几种路线都存在一定的优缺点。比如追求更高的能量密度和更低的成本势必会牺牲电池的安全性。

从当前产能规模来看,CATL>LG Chem>松下>三星 SDI。宁德时代拥有较大的产能规模,2020年预计产能将达到116.5GWh;LG Chem产能规模次之,2020年预计产能规模预计将达到109GWh。松下和和三星受限于“大公司,小部门”,整体二次电池业务方面投入较低,因此在产能方面处于落后。

产能扩张速度方面,产能扩张速度排位分别为宁德时代,LG CHEM,松下和三星SDI。宁德时代扩产速度最快,主要是因为国内扩产速度较快;LG公司扩产较为激进,在欧洲波兰工厂规划宏大;三星SDI和松下产能在2020年也会达到2018年两倍左右。

头部动力电池企业产能对比

对于下游车企而言,与电池企业合作,采购动力电池并不是最终答案,因为可能受到供应商产能的制约。因此,对于车企来说,与专业电池制造商合资建厂或自建工厂将是可行的方案,一方面为主机厂提供了稳定的动力电池来源,能更好地配合车型生产节奏;另一方面也有利于降低动力电池制造成本,以获得更有效的成本管控。这种做法可能会进一步稳固动力电池行业的格局。因此,我们预计 2022年CATL、LG、松下、三星 SDI四家企业的市场份额有望提升至68%,2025年有望提升至71%。

未来全球动力电池市场份额预测

对目前最具全球竞争力的松下、LG Chem、CATL、三星SDI等四家企业进行分析:从技术看,圆柱、方形、软包三种技术各有优劣势,松下在单体能量密度上领先,CATL和LG正在加速追赶,尤其是CATL已凭借最新CTP技术在电池包能量密度上实现反超;从成本看,CATL和 LG由于开放的供应链体系,在成本比重最大的原材料环节有较大的优势,CATL后端工序采用国产化设备,前端设备也在加速国产化,叠加低人力成本及出色的管理能力,成本环节CATL领先,LG次之;从客户看,LG和CATL客户最广泛,LG已基本覆盖海外高端车企,CATL在国内市占率超50%并已进入大众、宝马等高端车企供应链;从产能看,CATL和LG扩产最为积极,松下和三星次之。

四家动力电池企业竞争力比较

未来3-5年行业格局基本稳定,最具全球竞争力的企业只有CATL、LG CHEM、松下和三星SDI。目前松下在技术端尤其是电芯单体能量密度上仍有一定优势,但由于技术路线不同,四家头部企业在循环次数、充放电倍率等其他指标方面无法完全同等级进行比较;另外方形和软包电池成组效率更高,CATL和LG两家企业的电池包能量密度已接近甚至超过松下,因此四家企业在技术上并不存在档次上的差距。而成本端,由于开放的供应链体系以及产能布局在中国,CATL和LG在成本端的优势突出,尤其是CATL,在成本角度具有较大的领先优势。

综合考虑,动力电池行业未来在集中度提升的同时,很可能出现CATL和LG CHEM的双寡头格局,LG有望凭借对材料体系的理解和产品的高品质卡位高端市场,CATL将凭借成本方面的优势卡位中低端市场,同时在技术端逐步积累后有望扩大高端市场份额。

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