动力电池转折点——新能源汽车创新论坛之香山夜话

第一电动网 综合报道

8月22日,由第一电动网主办的动力电池转折点——新能源汽车创新论坛之香山夜话在北京举行。经历了长达五年的蛰伏,动力电池行业在2015年迎来爆发。今年前6个月,中国新能源汽车产量达到7.6万辆,同比增幅达2.5倍。动力电池供应短缺,已成为制约今年全行业扩张的关键因素。大力扩张产能,是当下各动力电池工厂的主旋律。产能的急剧扩张,犹如洪流涌起,必然伴随泥沙俱下,已为未来的危机埋下伏笔。

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数据来源:中国汽车研究中心、第一电动研究院

在本次夜话上,第一电动网发布了题为《动力电池转折点——中国电动汽车动力电池市场分析》的报告,指出目前电池行业面临四大挑战:

挑战一、供需平衡点
在新能源汽车政策激励以及市场销售火爆带动下,我国动力电池市场火爆,大批项目在全国各地纷纷上马,不仅包括三星、LG等国际巨头,还有中航锂电、中聚、比亚迪等国内龙头企业。大批项目上马、大量资金涌入,动力电池产业发展势头十分迅猛,产业规模快速扩大。而动力电池项目建设周期较短,可以在一年左右时间形成有效产能,在电动汽车市场尚未完全打开的情况下,极容易形成大规模的产能过剩。

对于产业界的一片乐观,我们认为,新增产能是建立在锂电池需求继续保持高速增长的条件下,2016年到2017年上半年产能出来,供需关系可能会发生改变。

1.2015年已过半,仍有25个新能源汽车示范城市未出台配套政策。

据第一电动网不完全统计,截至到2015年7月24日,在39个城市(群)88个城市中,共有37个城市(群)63个城市出台新能源汽车配套政策175项,共有25个城市未出台相关配套政策。

2.按照2014年的同比增长率(300%)分析,我们预计今年新能源汽车产量能达到25万辆。

2014年近8.4万辆新能源汽车车型分布中,纯电动乘用车、纯电动客车、纯电动专用车、插电式乘用车、插电式客车产量五种车型平均电池搭载量占比如下表: 

2014年

纯电动乘用车

纯电动客车

纯电动专用车

插电式乘用车

插电式客车

平均每辆搭

载电池容量

(KWh)

22.78

174.54

26.57

12.75

20.38

新能源汽车

产量占比(%)

45.76

15.06

3.78

19.54

15.86

据以上模型,除去其他因素(如电池厂商为车企提供售后保障的电池)影响,2015年新能源汽车产量预计25万辆,按照以上比例(纯电动乘用车45.76%,纯电动客车15.06%,纯电动专用车3.78%,插电式乘用车19.54%,插电式客车15.86%)大致推测:2015年25万辆的产量对应就需要有近11GWH的电池产量需求。电池产量预期计算公式:总产量25万*2014年各类新能源车型占比*车型电池容量均值求和

2015年

(预计)

纯电动
乘用车

纯电动客车

纯电动
专用车

插电式

乘用车

插电式

客车

合计

车型产量

辆)

12 

0.9 

4.1

4

25

电池产量(GWh)

2.61

6.57

0.25

0.62

0.81

10.86

已有37个城市(群) 出台新能源汽车配套政策,2015年推广目标总和约为27万辆。据此,对应到电池产量,则有近12GWH电池产量需求:

 

纯电动乘用车

纯电动客车

纯电动专用车

插电式乘用车

插电式客车

合计

车型产量(辆)

13

4

1

5

4

27

电池产量(GWh)

2.81

7.10

0.271

0.673

0.873

11.73

据以上模型和计算公式,除去其他因素(如电池厂商为车企提供售后保障的电池)影响,2016年50万辆的目标,对电池产量需求达到近22GWH。

2016年

预计

纯电动

乘用车

纯电动

客车

纯电动

专用车

插电式

乘用车

插电式

客车

合计

车型产量

(辆)

23

7

1

9

7

50

电池产量(GWh)

5.21

13.14

0.50

1.25

1.61

21.7

通过对盟固利、力神、多弗多、微宏动力、中聚、波士顿电池、振华新能源、河南锂动、国轩、中航锂电、比亚迪等主力电池厂商2016年产能规划的不完全统计,各家厂商产量总计约为22.5GWh,基本与电池需求持平,到2016年底,动力电池供应与车辆需求几乎能达到供需平衡点。新建电池生产线投入生产需要一定周期,一般可在一年左右时间形成有效产能,投入建厂的企业大部分在2017年会形成产能。因此,2016年底到2017年上半年产能释放出来之后,供需关系可能会发生潜在改变,致电池产量大幅度提升,可能引发产能过剩,供过于求。

挑战二:安全管理

早在2011年,科技部、财政部、工信部和发改委等四部委曾联合发布新能源汽车示范推广“安全令”(即《关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函》),强调对投入示范运行的插电式混合动力汽车、纯电动汽车要全部安装车辆运行技术状态实时监控系统(简称BMS),特别是要加强对动力电池和燃料电池工作状态的监控。

今年以来,新能源汽车自燃事故频发,导致工信部开展新能源汽车安全隐患排查治理。8月6日,工信部发布了《关于开展节能与新能源汽车推广应用安全隐患排查治理工作的通知》,此次发文严查新能源汽车安全隐患,旨在从产品设计、制造生产、运行使用、回收报废等环节层层把关,以确保新能源汽车安全运行与健康发展,杜绝或减少安全事故的发生,避免因为这些事件给整个行业发展带来不必要的阻碍和挑战。

我们认为,目前新能源汽车正处于发展的关键时期,安全管理问题不仅涉及到人民生命财产安全,也关系到战略性新兴产业的发展大局。深圳、厦门的三起烧车事件,再次敲响安全警钟。事故责任问题迟早要回答。越晚面对,整个行业的成本就越大。

应形成360度电池安全管理体系:从电池原材料、结构设计、制造环节、使用和维护等方面进行安全管理。电池制造商、汽车制造商及公共安全人员对电动汽车及电池安全问题应更加重视

此外,电动汽车动力电池的系统测试与认证应提上议事日程,通过以上案例,电动汽车起火事故有的在充电过程中引发的,有的是因为电池管理系统和充电系统之间不能互联互通,五洲龙4月26日深圳湾的起火事故就是因为电池管理系统和充电系统配合度比较差,致使车多充了一个半小时的电。因此,应建立

电动汽车和充电设施的开发和测评技术方面,搭建一个有效、权威的交流平台,让合适的车型选到合适的电池,为产品提升和测试认证提供技术支持,为标准完善和政策法规制定提供数据支撑,推动电动汽车和充电网络健康发展。系统的评测与认证,不建议由政府制定相关部门进行,应由市场化的机构和企业参与,保证公正、竞争性,防止垄断。

挑战三:回收与梯次利用

新能源汽车批量投放市场始于2014年。在此之前,我国车用动力电池尚未出现大规模报废的情况,因此未建立专业车用动力电池回收利用体系。但是经过两年,到2016年,预计电池衰减问题将浮出水面。在新能源汽车市场的高速增长下,动力电池的回收和再利用工作亟待提出解决方案。废旧动力电池的处理涉及安全、环保,回收利用应被当作新能源汽车发展的重要环节之一。

1.锂电池的回收再利用面临前所未有的机遇。

1)大量的动力电池将在未来几年内到达退役期。根据中汽研的预测,2015年动力电池累计报废量约在2-4万吨左右,到2020年,我国仅纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车动力电池累计报废量将达到12-17万吨的规模。可见废锂电池的回收再利用拥有广阔的市场。

2)动力锂电池使用寿命约20年,但用于汽车动力却只有3-5年。但对于储能系统来说,这些电池仍具有较大的使用价值。

3)动力电池价格高与其中的主要元素价值高有直接关联。现在的动力电池主要分为两种类型:镍氢动力电池主要回收对象为镍、钴和稀土元素,回收技术工艺已经成熟;动力锂电池中铜、铝、镍和钴为主要回收对象。目前锂离子电池各种正极材料中三元系正极材料回收价值最高,磷酸铁锂、锰酸锂类正极材料回收价值较小,且锂电池回收工艺成本较高。

2.我国根据动力电池的产品特点和经济性特点制定了相应的回收再利用路线。

国务院2012年印发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,强调要制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯级利用和回收管理体系。

3.动力电池的二次利用是全球趋势

在国外,已有大型汽车制造商进军废锂电池回收行业,并着手新能源动力电池的二次利用。预计全球的储能行业的利润2017年将达到190亿美元。

挑战四:技术进步速度与退补速度。

国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》中提及的目标,至2015年动力电池模块的能量密度达到150Wh/kg(折算成单体电池,其能量密度大约需要达到170-190Wh/kg),至2020 年动力电池模块的能量密度达到300Wh/kg(对应的单体电池能量密度至少达到330Wh/kg 以上)。不仅仅是中国,美、日等国对下一代动力电池的规划也是2020年能量密度达到300Wh/kg,而稍微长期的2030年规划,能量密度则达到了500Wh/kg。

1. 2014年至今电池能量密度较之2013年有所提升

实验室研发的25Ah能量型三元混合材料电池密度达到159.6Wwh,50Ah的磷酸铁锂电池能量密度达到136.6wh6Wh。

规模化生产的20Aah能量型磷酸铁锂电池能量密度达到127Wwh,200aAh能量型磷酸铁锂电池能量密度达到108wh108Wh;规模化生产的2.6Ah三元材料18650电池能量密度均超过180wh180Wh。 

在系统集成方面取得较大进展,采用磷酸铁锂材料的动力电池系统能量密度达到90WH90Wh/Kg,循环寿命超过5年/10万公里,三元材料动力电池系统的能量密度达到110Wwh。

现在距离2020年还有5年时间,可产业化的下一代动力电池却还没有浮出水面。但是,过去几年,能量密度水平每年的平均增幅都接近10%,随着产能的高速扩张,大量资本的进入,未来5年电池材料预计可以出现飞跃式的进步和巨大转折。

2.技术进步成本下降的速度能够覆盖退补速度

资本的大量涌入将使市场竞争主体增多,销量的提升、产量的增加能够带来规模效益,使得未来动力电池的能量密度水平逐年以近10%的幅度提升,成本则以平均每年超过10%的速度价格下降,因此,几乎可以覆盖退补的幅度,有可能与普通动力汽车直接竞争。

但是值得注意的是,地方补贴存在结构性调整的可能,不是所有的城市都像北京、上海等财力丰厚,一些城市面临房地产、出口不景气的现状,地方财政有一定的困难,同时地方补贴也是地方保护难破的主要原因,因此,地方补贴是否具有有效性和持续性,还需要打一个问号。

针对这份开题报告,第一电动网CEO庞义成首先发言指出,“我们正在快速下行的逐渐冷冻的宏观经济环境下,处在一个局部热点。是中央政府用独有的强大政策杠杆强行撬动了市场,而政策的可持续性很难把握。实际上真正开放地方补贴的城市全国加起来十来个,地方补贴也存在拿不到的情况。其次是技术红利是否能尽快接上成为行业大问题。因为技术进步将大大提升成本,提升效率,才能保证行业持续发展动力。”

电池

天津力神电池股份有限公司总裁秦兴才认为电池面临的挑战主要在技术和价格方面。电池循环几千次后需要进行安全测试(包括模块系统的测试),防止电池过充。而在价格导向的利润却显得越来越少。“现在车厂都要求八年20万公里,而对除去免费保养服务等售后服务对应应电池利润将会很少。”秦兴才如是说。

在电池安全方面,秦兴才呼吁在电池全生命周期安全基础上,制定动力电池年检和检测制度。电池是一个整体运行的系统,需要检测连接电子元器件。作为企业要做好全生命周期检测,设计时要考虑电池的检查和维护,加强技术支撑。尽快开启全生命周期研究,建议动力电池年检制度和年检规范,包括动力电池检验。

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中航锂电(洛阳)有限公司国内营销公司总经理杨晓伟赞同建立时时监控或者检测标准。他表示电池安全包括电器的设计、工艺设备,生产控制,集成等都是电池厂着重在做的,而电池厂与主机厂所掌握的信息存在一定的差距,现在缺失的就是时时监控与维护。

电池

此外,关于电池市场,他还认为磷酸铁锂应该是市场竞争度最高的,而且市场未来三到五年生命力都将很强,政府政策方面,“十三五”期间,政府补贴2016年到2020年已经规划好,退补不会有很大影响,因为主机厂、电池厂应该已经做好了双补还是单补,还是无补的应对策略。

Celgard全球副总裁林密则认为,国内电动车在短期内将是大巴市场为主,电池企业应该把目光放在大巴领域。而对于不同产品应用对于电池的诉求不同。“纯电动车对于高能量密度及大电流冲放电都有需求,电池技术的发展针对的是增加消费者选择电动车的可能性,满足消费者多样化需求。对电池的能量和功率有更高的要求,各种电池的应用.为电池量身定制的材料改善电池的关键性能。主机厂及电池供应商基于自身多样化的平台对于电池的性能、参数有着不同的需求。”林密如是说。

电池

合肥国轩高科动力能源有限公司总经理方建华表示不太看好传统汽车整车厂在未来的新能源汽车当中能发挥一个主导作用。现在的汽车和传统汽车应该是一个本质上的区别,目前电池厂现在是受制于整车厂,而电池企业或许可以根据电动车特性,以电池为核心打造一个动力总程系统或产业链、产业生态。

电池

“新能源汽车不是对传统汽车的一个替代,我认为现阶段只是一个补充,或者说选择这个新能源汽车规划的路径方面,通过增量来促进存量的转变,实际上最终新能源汽车一定要颠覆传统汽车。”方建华说。其次在利益的驱动下,传统汽车在某种程度上供不应求,还在创造利润时,做新能源也不会投入100%的资源。

电池

波士顿电池总裁潘晓峰表示,对目前动力电池市场的情况,从政府方面,不管怎么补贴,是否退坡,安全问题是政府一定要重视的,而且一定会调到整个产业链,其次是看供求关系,政府的政策角度没有问题。

第一电动网2015年上半年动力电池市场分析图:

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