钜大LARGE | 点击量:609次 | 2021年12月30日
全球动力锂电池“荒”,且看我国如何破局
动力锂离子电池是新能源汽车的“心脏”,在一定程度上掌握着新能源汽车发展的命脉。对车企来说,动力锂离子电池就像悬在头上的“达摩克利斯之剑”,其性能质量、生产供应和服务保障决定着新能源汽车的生命持久力。随着新能源汽车热度不断提升,全球动力锂离子电池供需缺口引发电池“荒”,我国唯有突破动力锂离子电池产量、原材料、技术三大困境,化危机为先机,才能在这场全球竞技中实现弯道超车占领优势地位。
一、全球动力锂离子电池供需缺口持续扩大
在新能源汽车产业持续高景气发展的背景下,全球对新能源汽车动力锂离子电池的需求量稳步攀升。据市场机构EVVolumes统计,2020年全球汽车用动力锂离子电池装机量同比上升17%,达到137GWh;2021年上半年,装机量累计达到115.1GWh,同比上升155.8%。
图12017-2025年全球锂离子电池及动力型锂离子电池需求量(装机量)及预测(单位:GWh,%)
动力锂离子电池需求量不断上涨,但全球锂离子电池原材料却面对短缺。一方面,全球锂矿、钴矿、镍矿等部分矿山资源在2020年经历了停产、破产、合并,产量有所收缩,供应端存在不稳定因素,导致供应紧张。另一方面,受新冠疫情冲击,相关公司的扩产计划相应搁置或延后,同时由于化工类产品如电解液产量不足,造成原材料进一步短缺。
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全球动力锂离子电池供需缺口将持续扩大。全球新兴能源市场调研机构SNEResearch预测,到2023年,全球电动汽车对动力锂离子电池的需求达406千兆瓦时(GWH),而动力锂离子电池供应预计为335千兆瓦时(GWH),缺口约18%。到2025年,这一缺口将扩大到约40%。根据美国银行最新公布的报告,由于需求快速拉升,市场短时间内无法做好准备,动力锂离子电池供应或在2025年-2026年“售罄”,届时各电池厂产量利用率都将超过85%;2026年-2030年间,“电池荒”可能进一步加剧。
图22023-2025年全球动力锂离子电池供需缺口(单位:%)
我国动力(17.700,-0.14,-0.78%)电池短缺问题初见端倪。据动力锂离子电池联盟数据,2021年上半年,我国动力锂离子电池累计装车量52.5GWh,同比上升200.3%。发展势头强劲的同时,却面对着动力锂离子电池供应紧缺、车企需求得不到满足的困境。目前,我国300家在册生产动力锂离子电池的公司长期处于供不应求的状态,目前多数公司的锂离子电池生产线满负荷运转,估计产量瓶颈将在较长时间内一直存在。一场电池供应短缺的危机正在新能源汽车行业蔓延。
二、我国动力锂离子电池三大难题亟待破局
(一)动力锂离子电池产量问题
我国电池生产公司未能正确预估市场走向。2020年,我国动力锂离子电池装机量累计63.6GWh,同比上升2.3%。新冠疫情蔓延后,电池生产公司由于错估形势,未能按照预期实现扩产计划,当面对新能源车爆发式上升时,无法跟上车企发展速度,遇到增产瓶颈。
结构性紧缺问题日益凸显。据我国汽车动力锂离子电池产业创新联盟数据显示,2021年上半年,我国动力锂离子电池有近30%的产品尚未装机利用,产量与装机量存在较大差距。据测算,目前我国供应高端动力锂离子电池厂家的有效产量为300GWh,而2021年的预计装机量大概为200多GWh。表面上看产量缺口并不大,但实际情况是,电池生产线大多具备定制化特点,假如配套车型销量不达预期,产量就无法充分发挥。我国目前共有电池生产厂千余家,但能够成规模生产动力锂离子电池的公司只有十家左右。所以问题的根源是结构性紧缺,缺优质公司供货。
(二)动力锂离子电池原材料问题
全球缺货锂矿资源面对短缺。2019年,全球锂价经历暴跌,很多南美矿山被迫减产甚至关停,雅保和Orocobre等头部公司在未来一到两年基本没有增量释放。另外,全球锂资源集中在少数矿山中,全球最优质的盐湖锂分布在智利、阿根廷和玻利维亚,占全球锂资源量58%,储量最丰富的智利锂矿的开发有配额限制,不能在短时间内随意提高产量。综合来看,南美矿山恢复生产和投产要时间,锂的供需缺口在短时间内是刚性的,而在可预见的长期内也改善乏力。
我国锂资源高度依赖进口。2017年锂资源全球产量为23万吨,其中我国的使用量为12.5万吨,占全球总量的52%。2019年国内利用本土的锂资源加工的基础锂盐仅为6.5万吨。我国进口锂矿石重要来自澳大利亚,进口西澳锂精矿作为原料生产锂化合物及深加工产品。在锂矿自给率只有20%的情况下,一旦因为某些外部因素导致国内公司持股矿场停止供货,海外锂矿进口被掐断,以宁德时代(589.500,-1.10,-0.19%)为代表的国内动力锂离子电池公司,将面对严峻考验。
锂进口紧张导致相关材料价格上涨。动力锂离子电池的成本当中,正极材料的占比超过40%,锂恰是正极材料的核心原料。数据显示,正极材料、电解液六氟磷酸锂的价格皆出现上涨。七月一日,六氟磷酸锂的市场报价为每吨33万元,较六月三十日每吨上涨5000元,今年以来价格总体涨幅超过200%,而且供应极为紧张,加大了电芯厂迅速扩大产量的难度。
(三)动力锂离子电池技术问题
我国在动力锂离子电池核心技术方面仍有欠缺。在高端电池的四大核心材料中,我国的隔膜产业仍是短板,目前重要依赖大量进口;我国多数国产电解液供应商仍无法掌握电解液的全部数据;正负极材料的国际竞争力有所提升,但在高端产品供应方面与国际水平存在差距,部分供应商仍需采购日韩厂商的高性能前驱体。此外,电池辅料中的PVDF粘结剂、高端碳纳米管导电剂的性能无法与国际接轨,由于投入产出不成正比,进口依赖在短时间内难以摆脱;国产铝塑膜可靠性尚未达到验证周期;激光器、超声波发生器和高可靠性的PLC等高端基础零部件匮乏,制约了我国电池公司选购设备的自主性。
海外竞争加剧倒逼我国公司提前布局。一方面,警惕美国以国家安全为由,在意识形态上或国际知识产权保护上限制我国对外合作。在美国推出史上最激进的新能源汽车激励政策的背景下,我国动力锂离子电池头部公司可能成为其最大竞争对象,具有打压和制裁的潜在威胁。另一方面,日韩等动力锂离子电池公司加快在我国布局,如韩国SKI在江苏常州建设面向纯电动汽车的锂离子电池厂、日本松下在大连厂新建动力锂离子电池生产线。日韩动力锂离子电池公司拥有技术比较优势,倒逼我国优势公司在产品、技术与渠道方面推进创新力度。
三、我国加快补短板需从三方面发力
(一)打破固有格局,提高本土自给率
为解决当前困境,我国要加紧布局海外锂资源。目前,专家级锂资源重要集中在南美洲和澳大利亚。大型盐湖包括玻利维亚乌尤尼盐沼、智利盐湖、阿根廷盐湖。重要锂辉石矿包括澳大利亚泰利森旗下的Greenbush矿山和澳大利亚RIM公司的MtMarion锂矿。在澳中关系前景不甚明朗的国际局势下,我国公司要通过收购、并购或控股等手段,加大与南美国家锂矿公司合作的深度与广度,为锂盐产量扩充保障原料供应、降低原料采购成本、提升产品盈利能力和新增资源储备。
另一方面,加快我国本土锂矿开采和提炼技术水平,积极开发国内锂资源市场。我国青海、西藏和四川锂资源储量占国内锂资源储量的绝大部分。2020年青海与西藏合计产量为9.5万吨,仅占国内碳酸锂产量的21.47%,我国盐湖锂资源远未有效利用。我国需围绕前端提锂能力和后端锂盐生产两方面优化盐湖提锂技术,同时积极研发新型锂吸附剂、萃取剂,以及膜法的应用,降低盐湖提锂成本。此外,支持探索海水提锂等新技术创新,鼓励新产业(47.890,-0.64,-1.32%)和新兴科技公司的发展。
(二)攻坚核心技术,掌握行业话语权
当前,锂离子电池经过钴酸锂、磷酸铁锂和三元锂迭代,正朝着第三代迈进。如今,我国在负极材料、电解质等研究上,可以匹敌发达国家,但在锂离子电池隔膜、能量密度上仍有差距。比如宁德时代虽然持续数年位居全球电池市场第一,但国内外的产业研报仍将松下、LG列在第一档,而宁德时代与比亚迪(290.600,5.81,2.04%)列在第二档。若与日本相比,我国在锂离子电池研发的人力和资金投入,都有较大差距。这凸显基础科学研究极为重要,同时要靠国家、科研机构和公司的长久坚持和投入。
固态电池技术的出现,又打开了一个新通道,为我国重新掌握电池技术主动权带来机会。2020年十一月二日,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》明确“加快全固态动力锂离子电池技术研发及产业化”,并将固态电池列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。研发固态电池的国内外创业公司快速发力,集中固态电池技术单点突破。除了要解决基础科学难题,固态电池在技术上还存在大量要攻关的难点,固态电池量产面对着生产工艺、产品一致性保障,规模化成本可控以及供应链配套成熟等问题。必须发挥我国集中力量办大事的优势,组织各路精英联合攻关,抢占关键技术制高点。
(三)遵从整体规划,提高优质产量
当前,国内动力锂离子电池行业高端电芯及优质产量不足、低端产量过剩的矛盾没有根本改变,但进行结构调整,持续优化产量还要一个过程。“电池荒”的信号一出来,国内多家动力锂离子电池产业链公司纷纷增资扩产,据不完全统计,今年上半年,相关投资项目超过57笔,规划总投资超3500亿元。其中,不仅有动力锂离子电池公司,也有动力锂离子电池原材料及相关生产设备公司。头部公司更是快速抢占制高点,2021年一季度我国头部动力锂离子电池公司相继公布了20多个动力锂离子电池相关新投建项目,投资高达1600多亿元,建设年产量超过350GWh。
必须清醒看到,在结构调整未完成的情况下,持续扩产有可能在产业链的整体或局部形成新的产量过剩。竞争激烈的国内市场,容易出现混战格局。必须站稳脚跟,不自乱阵营。要全行业服从国家规划布局的引导并自觉与国家总体战略相配合,剔除低端产量,减少盲目性。同时国家要提高规划的指向性、约束性,加大结构调整、提质增效力度,防止动力锂离子电池产业链将来因局部的低端薄弱影响整体的高质量发展。
(作者李泯泯来自赛迪智库安全产业研究所)
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