鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1045次 | 2021年01月08日
動(dòng)力鋰電池成本降到多少才劃算?
證券時(shí)報(bào)記者孫亞華
最近,新能源車企特別火。特斯拉市值超過4600億美元,超過了豐田、大眾、戴姆勒的市值之和;蔚來市值突破600億美元,不僅超越了寶馬、通用、福特等一眾老牌巨頭,甚至將我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)巨頭百度甩在了身后。初創(chuàng)公司理想汽車和小鵬汽車,也緊隨其后。在國(guó)內(nèi),新能源汽車板塊也是大幅上漲,比亞迪市值連創(chuàng)新高,力壓國(guó)內(nèi)外老牌車企,成為A股“汽車第一股”。
去年,市場(chǎng)還在疑惑造車新勢(shì)力們能否活下去,今年資金已在瘋狂加碼。宣布造車的公司遍布各行各業(yè),“電車對(duì)油車全面替代”的聲音此起彼伏。在二級(jí)市場(chǎng)如火如荼的背景下,新能源車替代燃油車的潮流真的開始了嗎?證券時(shí)報(bào)·e公司記者多方采訪和調(diào)查發(fā)現(xiàn),業(yè)界堅(jiān)信這股潮流一定會(huì)來,只是現(xiàn)在尚未真正開啟,因?yàn)樾履茉雌囅胍耆嫒加蛙嚾悦鎸?duì)多個(gè)技術(shù)瓶頸。
傳統(tǒng)車企的枷鎖
近年來,全球各國(guó)有關(guān)汽車行業(yè)的環(huán)保監(jiān)管越來越嚴(yán),在以往,傳統(tǒng)車企可以通過在內(nèi)燃機(jī)中安裝提高燃料燃燒效率的技術(shù)和裝置,來減少排放。但是,如今越來越多的國(guó)家卻陸續(xù)頒布禁售新燃油車的規(guī)定。
十一月十七日,英國(guó)首相鮑里斯·約翰遜在《金融時(shí)報(bào)》發(fā)表文章表示,英國(guó)將在2030年禁止銷售汽油、柴油驅(qū)動(dòng)的小汽車以及貨車,對(duì)混動(dòng)轎車和貨車設(shè)定了寬限期(2035年),旨在滿足本國(guó)凈零排放的氣候目標(biāo)。這是自今年二月英國(guó)將禁售計(jì)劃從2040年提前到2035年之后的再度提前,比原定計(jì)劃提前了整整十年。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前已有超過12個(gè)國(guó)家、25個(gè)地區(qū)宣布或制定了禁售燃油車的時(shí)間表。例如挪威擬2025年起禁售新燃油車,丹麥、冰島、愛爾蘭等國(guó)家均計(jì)劃2030年后禁售新燃油車。
從近年來傳統(tǒng)車企的部署和公開講話看,他們有關(guān)新能源車的態(tài)度較為矛盾。本田英國(guó)就在近日表示,在15年內(nèi)完全取締燃油車過于瘋狂,他們認(rèn)為短時(shí)間內(nèi)技術(shù)和資源的某些障礙無法克服。全球最大的汽車零部件供應(yīng)商博世在2019年仍表示主攻內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域,因?yàn)閷⒅匦霓D(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)和相關(guān)方面要每年投入數(shù)以十億計(jì)的資金。
瑞士盈豐銀行全球股票投資業(yè)務(wù)主管李劍鋒表示:“有關(guān)這些傳統(tǒng)車企來說,擁抱新能源車,意味著大幅的長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的投入,傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)線電動(dòng)汽車能夠重復(fù)利用的不多,一切都要重新開始。更要命的是,在最開始的很長(zhǎng)一段時(shí)間,電動(dòng)汽車業(yè)務(wù)量因?yàn)橐?guī)模不夠一定會(huì)大幅虧損。據(jù)說傳統(tǒng)車企的董事會(huì)常常會(huì)因?yàn)殡妱?dòng)汽車戰(zhàn)略內(nèi)部分裂為兩派,爭(zhēng)執(zhí)不下。”
“目前,我國(guó)就是新能源汽車發(fā)展最大的沃土?!痹谧C券時(shí)報(bào)記者的采訪中,多位外國(guó)投行分析人士都說了類似的話語(yǔ)。誠(chéng)然,我國(guó)占據(jù)了新能源汽車市場(chǎng)全球銷量的半壁江山,對(duì)新能源車企扶持力度也較大。2019年十月,特斯拉上海廠落成投產(chǎn),從項(xiàng)目審批到廠落成投產(chǎn),特斯拉上海廠僅僅用了一年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)線下車??恐覈?guó)市場(chǎng)“起死回生”的特斯拉股價(jià)開始一飛沖天,市值超過底特律汽車三巨頭之和。資本在嗅到了新能源車替換傳統(tǒng)汽車的巨大市場(chǎng)后,把目光注視到了我國(guó)市場(chǎng),紛紛加碼布局。
近日,美國(guó)最大公共養(yǎng)老金加州公共雇員退休系統(tǒng)(CalPERS)向美國(guó)證監(jiān)會(huì)提交的機(jī)構(gòu)持倉(cāng)報(bào)告顯示,三季度CalPERS對(duì)特斯拉和蔚來均進(jìn)行了加倉(cāng)。另外,加拿大養(yǎng)老金三季度大幅加倉(cāng)蔚來。
電池成本
降到多少才劃算?
我國(guó)的新能源汽車市場(chǎng)占據(jù)了全世界的半壁江山,2019年,我國(guó)新能源汽車銷量共計(jì)120.6萬輛,占全球221萬輛的一半以上。但是,即使在發(fā)展速度如此之快的我國(guó)市場(chǎng),每月新車的銷售仍集中在燃油車,占比超過九成。
任何一項(xiàng)好的生意,歸根結(jié)底都基于廣大的底層需求。通過記者多日在數(shù)家燃油車品牌4S店的隨機(jī)采訪發(fā)現(xiàn),受訪者不愿意購(gòu)買電動(dòng)汽車的原因重要集中在:不劃算和充電不方便(充電樁不好找、充電太久等)。
國(guó)際能源署(IEA)和彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)近日公布的報(bào)告也顯示,經(jīng)過模型測(cè)算,目前純電動(dòng)汽車前期購(gòu)置成本和總使用成本仍比燃油車高,這是影響消費(fèi)者購(gòu)買電動(dòng)汽車的重要因素。電動(dòng)汽車的重要成本集中在電池,電池成本的下降將會(huì)有效促進(jìn)零售價(jià)格的下降,從而縮短電動(dòng)汽車與燃油車的成本差距,達(dá)到消費(fèi)者口中的“價(jià)格劃算”。
那么,電池的成本具體降低到多少,才會(huì)使電動(dòng)汽車與燃油車的成本大致相當(dāng)?IEA在2018年做的一項(xiàng)研究顯示,燃油車與電動(dòng)汽車的持有成本差異,根據(jù)不同國(guó)家的政策、車型偏好、氣候氣溫等因素有所不同,且不同型號(hào)的電池對(duì)不同大小的車輛影響也有所差異,但是總體來看,當(dāng)電池的成本降至120美元/kWh且汽油處于較高價(jià)格(1.5美元/L)時(shí),持有電動(dòng)汽車將比燃油車經(jīng)濟(jì)劃算。但若汽油處于較低價(jià)格(0.8美元/L)時(shí),120美元/kWh的電池成本必須在年度里程超過4萬公里時(shí),電動(dòng)汽車才是更為劃算的選擇。
國(guó)內(nèi)的學(xué)者和專家也持有大致相同的觀點(diǎn)。我國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高指出,只有當(dāng)動(dòng)力鋰離子電池成本下降至100美元/kWh,新能源汽車才能真正大規(guī)模推廣使用。
近年來,鋰離子電池成本已大幅下降,據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì),從2010年至今下降幅度已超過87%。但是,當(dāng)前鋰離子電池的平均成本仍居高不下。彭博新能源財(cái)經(jīng)公布的2020年報(bào)告顯示,鋰離子電池目前的平均成本在156美元/kWh。咨詢公司CairnEnergyResearchAdvisors今年三月報(bào)告顯示,2019年特斯拉的電池組成本為158.27美元/kWh。
證券時(shí)報(bào)·e公司記者聯(lián)系寧德時(shí)代和比亞迪相關(guān)負(fù)責(zé)人咨詢目前的電池成本情況,對(duì)方均因涉及機(jī)密問題,不予回答。
雖然今年特斯拉CEO馬斯克曾豪言未來要使電池包成本降至56美元/kWh,廣汽新能源副總經(jīng)理肖勇也認(rèn)為,未來2~3年新能源車的成本將會(huì)降到與燃油車相當(dāng),但也有分析人士并不如此樂觀。彭博新能源財(cái)經(jīng)的分析師認(rèn)為,經(jīng)過這么多年的降成本,已至了一個(gè)比較瓶頸的位置。在新技術(shù)出來之前,電池的成本受基礎(chǔ)元素材料價(jià)格的影響將越來越大。目前正極活性材料占電池生產(chǎn)總成本已達(dá)45%左右。
能量密度提升面對(duì)瓶頸
電動(dòng)汽車要實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油車的取代,另外一個(gè)重要的因素就是解決里程焦慮,而里程的新增取決于能量密度的提升。目前,特斯拉、比亞迪、小鵬、理想等新能源汽車品牌都推出了600公里以上續(xù)航的車型,與大部分燃油車的單次續(xù)航大致相當(dāng),不少人疑問,為何還會(huì)有里程焦慮?
這里要科普一個(gè)概念,新能源汽車公布的單次充電里程實(shí)際是NEDC續(xù)航,該續(xù)航是高于實(shí)際上路的續(xù)航,偏差值可達(dá)20%。也就是說,600公里的NEDC續(xù)航,上路實(shí)測(cè)也許只能達(dá)到500公里,更不用說由于氣溫降低、電池衰減等因素引起的續(xù)航進(jìn)一步下降。
電池系統(tǒng)容量的核心是單體電池,單體電池的能量密度由wh/kg來衡量(每公斤的電芯,能夠出現(xiàn)幾度電)。在單體電池的能量密度外,還有一項(xiàng)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的指標(biāo)是電池系統(tǒng)能量密度。電池系統(tǒng)除了單體電池之外,內(nèi)部包含的這些電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、高低壓回路等占據(jù)了電池系統(tǒng)的部分重量和內(nèi)部空間,所以電池系統(tǒng)的能量密度會(huì)低于電芯能量密度。
目前市場(chǎng)上,重要使用的電池為三元電池和磷酸鐵鋰離子電池。以特斯拉Model3長(zhǎng)續(xù)航版為例,其使用的是松下的三元電池,單體電池的密度可達(dá)300wh/kg,但是電池系統(tǒng)能量密度僅為161wh/kg。比亞迪使用的磷酸鐵鋰離子電池方面,以漢EV超長(zhǎng)續(xù)航尊貴版為例,單體電池能量密度為170wh/kg,組成電池組之后電池的系統(tǒng)能量密度為140wh/kg。
根據(jù)證券時(shí)報(bào)記者與多位業(yè)內(nèi)人士交流,300wh/kg的單體電池能量密度,基本是目前市場(chǎng)上可量產(chǎn)的最高電芯能量密度。寧德時(shí)代相關(guān)人士告訴記者,寧德時(shí)代目前單體電池能量密度最高是304wh/kg。
根據(jù)《我國(guó)制造2025》的動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展規(guī)劃:2020年,電池能量密度達(dá)到300Wh/kg;2025年,電池能量密度達(dá)到400Wh/kg;2030年,電池能量密度達(dá)到500Wh/kg。
光大證券分析師殷中樞和馬瑞山認(rèn)為,依靠現(xiàn)有的動(dòng)力鋰離子電池體系,2025年后,電池能量密度難以達(dá)到國(guó)家要求。據(jù)一些電池供應(yīng)商推測(cè),依靠已有的三元體系難以實(shí)現(xiàn)單體電池能量密度高于350wh/kg的目標(biāo)。
IEA同樣有關(guān)電池能量密度大幅提升表示疑問。在最新報(bào)告中,IEA認(rèn)為,以目前的研究來看,鋰離子電池的單體電池能量密度可在未來達(dá)到325Wh/kg,隨著封裝技術(shù)的進(jìn)步,電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)275Wh/kg。IEA強(qiáng)調(diào),更高的能量密度要目前的技術(shù)水平出現(xiàn)十分顯著的提升。
充電太慢換電困擾多
“我覺得最麻煩的問題是充電?!币晃幌M(fèi)者在回答為何不愿意買新能源車時(shí)說,“燃油車是加了油就立刻開走,最多耗時(shí)幾分鐘,電車在快充下也要充1個(gè)小時(shí),太耽誤時(shí)間了。”
這確實(shí)是阻礙電動(dòng)汽車替代燃油車非常重要的因素。充電問題,歸根結(jié)底還是電池的設(shè)計(jì)問題,高速充電會(huì)加大電池設(shè)計(jì)的難度和削減電池的壽命?!盀榱诉m配高速充電,要特殊的電池設(shè)計(jì),例如降低電極的厚度,這會(huì)新增電池的成本和降低電池的能量密度。”一位電池制造業(yè)內(nèi)人士對(duì)證券時(shí)報(bào)記者表示,“在高速充電下,若想維持電池的壽命,要重新做相關(guān)的電池包設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)下,成本比較大?!?/p>
在降成本壓力和提高充電速度的設(shè)計(jì)上,車企如何平衡取舍,仍是十分“頭疼”的問題。
在此背景下,部分車企發(fā)展出換電模式來試圖解決這一困境。但是實(shí)際上,換電同樣問題重重。
首先,成本較高。建設(shè)換電站要用地,為了提升效率,用地一般要選擇接近人員密集區(qū)的地方,這種地塊一般價(jià)格較貴,且審批流程較為繁瑣。再加上目前的主機(jī)廠所生產(chǎn)的動(dòng)力鋰離子電池規(guī)格不一,假如要建設(shè)換電站,必須要儲(chǔ)備多規(guī)格的動(dòng)力鋰離子電池,這樣就導(dǎo)致成本新增。
2013年,特斯拉曾公布更換電池技術(shù),最終因成本問題而放棄。2015年的特斯拉股東大會(huì)上,馬斯克發(fā)表過如下觀點(diǎn):“我們之所以推出換電技術(shù),是看人們是否會(huì)選擇這樣的充電方式。我們以為人們會(huì)更傾向于超級(jí)充電樁,但不能完全確定,所以又打造了換電技術(shù),可以在90秒內(nèi)完成電量補(bǔ)充?;谀壳暗臓顩r,換電技術(shù)將來的推廣價(jià)值不是很大?!?/p>
其次,動(dòng)力鋰離子電池再利用技術(shù)存在壁壘,存在電池衰減等問題。目前,蔚來汽車推行的是免費(fèi)換電模式,但是一位蔚來車主告訴證券時(shí)報(bào)記者,他基本不去換電站換電:“我并不了解換到我的車上是用了多長(zhǎng)時(shí)間的電池,一來?yè)?dān)心電池衰減嚴(yán)重,二來?yè)?dān)心舊電池是否會(huì)起火等安全問題?!倍辔卉囍鞅磉_(dá)了同樣的擔(dān)憂,他們認(rèn)為,換電模式只適合出租車、物流車等“不是自己的車”來使用。
此外,基礎(chǔ)設(shè)施的不完備也制約著新能源車的發(fā)展。據(jù)充電聯(lián)盟統(tǒng)計(jì),截至十月底,我國(guó)新能源汽車和充電樁比例為3.14,車公樁比為7.07。距離國(guó)家《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)》規(guī)劃樁車比1∶1的目標(biāo)還有較大差距。
多位新能源車主在接受記者采訪時(shí)表示,在小城市沒有大量充電設(shè)施;在大城市,快充樁也不夠,高峰時(shí)期要經(jīng)常和出租車搶充電樁?!俺潆妴栴}沒解決前,我下一輛車暫時(shí)不會(huì)考慮新能源汽車。”