起点研究院研究主管吴雨龙:2024全球新能源电池产业白皮书

彬彬评商业 2024-11-08 15:53:04

开拓新蓝海 共赢新周期!

11月6-7日,由起点钠电、起点锂电、起点充换电、起点研究院(SPIR)联合主办的2024起点钠电行业年会、2024起点锂电&两轮车换电行业年会(同期举办:2024第十届起点金鼎奖颁奖典礼/CINE中国钠电展)在深圳山燕子湖会展中心A馆隆重举办,现场1500+产业链嘉宾齐聚盛会,共探行业新篇章。

7日下午,在2024起点锂电&两轮车换电行业年会——专场三:两轮车换电及电池技术专场,起点研究院 研究主管 吴雨龙发布了《2024全球新能源电池产业白皮书》。

起点研究院 研究主管 吴雨龙

以下为现场实录:

我是起点研究的吴雨龙,很荣幸在这里与大家分享《2024全球新能源电池产业白皮书》,主要内容是锂电池、钠电池和固态电池。

首先看终端新能源汽车。

中汽协数据显示,2024前三季度中国新能源汽车销量达832万辆,同比增长32.5%,渗透率达38.6%。预计2024全年新能源汽车销量达1190万辆,渗透率39%。预计到2030年全球新能源汽车销量将达4900万辆,其中中国新能源汽车销量将达2750万辆,占全球销量56.1%。

预计到2030年,全球新能源汽车渗透率将超50%。

中国由于新能源汽车产业政策完善、产业链布局完善、新能源汽车产品性能领先等优势,预计到2030年中国新能源汽车渗透率达72.4%。美国随着新能源汽车相关政策、基础设施逐步完善,预计到2030年美国新能源汽车渗透率将达47%;预计到2030年欧洲新能源汽车渗透率为60%,其它地区新能源汽车渗透率超30%。全球新能源汽车市场正快速增长,并成为减少碳排放的重要方式之一。

储能方面,2024Q1-Q3新增储能项目累计装机规模约27.1GW,截至2024年9月底全球电化学储能市场累计装机规模达到115.3GW,预计2024全年全球电化学储能累计装机将达138.2GWh,预计到2030年全球将达1110GW。

终端3C消费行业,2024年全球经济持续复苏,3C 行业亦迎来了新一轮发展周期,此外还受益于主要厂商推出的新产品、换代周期的刺激以及补库需求的提升,推动3c行业出货增长。2024Q1-Q3全球智能手机、平板电脑、笔记本分别出货8.91亿台、1.05亿台、1.62亿台。随着未来5G、人工智能、智能穿戴等逐步应用普及,3C消费终端将催生出大批新产品、新需求。

这个表主要是对目前比较热的电池性能对比,从能量密度来看,全固态电池>锂电池≥钠电池>铅酸电池≥钒电池;从循环寿命来看,钒电池>锂电池、钠电池≥全固态电池>铅酸电池;从安全性能来看,钒电池、全固态电池>铅酸电池>锂电池、钠电池;从远期电池价格来看,全固态电池>锂电池、钒电池>铅酸电池>钠电池。

电池的价格,不仅关注现在的价格,还要注重远期价格以及价格是否稳定,铅酸电池和钠电池、钒电池比较稳定,因为它不受资源影响,不容易被“卡脖子”;三元、铁锂电池上游用到锂资源、镍资源,特别是锂资源70%-80依赖进口,容易被卡脖子,所以这些价格具有很大的不确定性。

不同的场景对电池的性能,或者是对电池的特点要求也不一样。储能(特别是大储能)领域对电池能量密度要求不高,但对成本较为敏感;新能源汽车领域对能量密度要求较高,同时对成本也有一定要求(不能太高);EVTOL等低空飞行领域对电池能量密度要求极高,但对成本相较不太敏感。

在全球“碳中和”大背景下,全球能源转型,交通工具电动化趋势明确;同时随着新能源电池技术逐步进步,EVTOL、人性机器人、电动船舶、工程机械等新的应用场景不断被打开。

根据不同场景对电池性能的要求不同,做出如下判断:

1.新能源汽车领域:到2030年锂电池(其中又以磷酸铁锂电池为主)为主,钠电池为辅(低速四轮车领域或AB锂钠混合方案),固态电池逐步应用;

2.储能领域:锂电池和钠电池平分天下,钒电池亦有少量应用;

3.电动两/三轮车领域:锂钠同行,铅酸电池市场萎缩;

4.EVTOL等飞行器领域:锂电池为主,半/全固态电池逐步起量。

下面再看锂电池行业目前的发展现状。

总结来看:产能结构性过剩、内卷加剧。根据全球主要企业公布的产能规划,同时结合下游终端市场需求增长、供需关系、产能规划实际落地投产率等因素,起点研究院(SPIR)预测到2025年全球锂电池产能将超4000GWh,到2025年全球锂电池总出货量将达1700GWh,到2025年锂电池产能为出货量的超2倍,锂电池产能将面临结构性产能过剩风险,低端产能在未来两年将逐步出清,部分企业原计划规划产能将面临延期或者停止扩产。

从碳酸锂的价格也可以看出整个行业目前的发展现状,比如2018年是供不应求,锂价上涨;2022年和2023年,新能源汽车的增速降下来,锂价也下降。由于锂价的影响,带动材料、产业链的价格也是逐步呈下降的趋势。

我们也统计了今年9月份同比去年9月份四大主材价格的变化。铁锂正极下降了30%,三元也下降了30%多,负极下降10%,电解液下降了20-25%,隔膜下降了40-50%。无论是电芯,还是四大主材,价格的下降足以说明锂电池行业现状比较卷。

2024年1-9月,全球动力锂电池出货量为710GWh,全球前10企业中国占据6家。前10企业中宁德时代市占率达36.5%,继续霸榜全球出货排行榜第一名;比亚迪动力电池凭借自身新能源汽车销量水涨船高,位居全球第二。

2024年1-9月,全球储能锂电池出货量为228GWh,全球前10企业中国占据9家;其中亿纬锂能前三季度增长明显,2024Q1-Q3储能电池出货量35.73GWh,同比增长115.57%,超过比亚迪位居全球第二。

随着新能源汽车渗透率逐步提升,储能项目商业模式逐步跑通,电动船舶、Evtol、人形机器人等新兴领域的崛起,起点研究院(SPIR)预计到2025年全球锂电池总出货量将达1706GWh,同比增长20.7%;预计到2030年全球锂电池总出货量将超5100GWh,同比增长15.9%,未来6年年均复合增速达20.0%。

2024Q1-Q3中国三元正极出货量为46.7万吨,同比微增3.3%,预计全年出货62万吨,同比微降0.6%。前三季度宁德时代等6系需求增多,带动6系占比29.7%,同比增加7.8%,继而带动南通瑞翔出货从第五升至第二;海外需求减弱,国内需求相较稳定,同时三元面临铁锂挤压,预计2024全年三元出货微降0.6%。

2024Q1-Q3中国磷酸铁锂正极出货量为160.1万吨,同比增长38.6%,预计全年出货226万吨,同比45.2%。前三季度铁锂动力电池装机占比71.4%,相较去年全年提升4.1%;前三季度中国储能锂电池出货量同比增长46.5%;动力和储能领域磷酸铁锂电池的增长带动磷酸铁锂正极增长。

2024Q1-Q3中国锂电负极出货量为148.8万吨,同比增长30.1%;其中天然石墨占比12.6%,人造石墨87%。预计全年出货202万吨。前三季度硅基负极出货量近0.6万吨,同比增长10.2%,低于整体负极平均增速,主要因为目前46系、(半)固态电池对硅基负极增长推动有限。

2024Q1-Q3中国锂电电解液出货96.1万吨,同比增长25.5%,全年出货有望达135万吨。2024前三季度CR5为75.7%,同比下降3.7个百分点,主要由于国轩高科、胜华新材等新进企业分摊了部分份额。

2024Q1-Q3中国锂电隔膜出货量149.1亿平,同比增长32.1%,其中湿法隔膜出货占比75.6%,干法隔膜占比26.4%。预计全年出货量有望突破200亿平。前三季度湿法隔膜占比同比去年上升3.2个百分点,主要因为314Ah等大容量电池更适合湿法隔膜。

经过2018-2022的锂电产能快速扩张后,锂电池面临产能结构结构性过剩,2023年以来,特别是2024年不少锂电池企业原先计划2024年扩产都取消扩产或推迟扩产,导致锂电设备企业需求降低,锂电设备行业进入低质产能出清阶段。

根据各家企业财报,2024Q1-Q3中国主要锂电设备企业营收普遍同比下降,净利润均为下降;且净利润下降幅度普遍在营收下降幅度两倍以上,主要原因除了锂电设备企业除了自身锂电设备出货量减少,叠加同样性能锂电设备单价同比下降15%以上,造成净利润同比大幅下降。

我们认为,锂电设备行业低质产能出清阶段,经过这两年调整,同时叠加未来新增产能扩产,预计2026年行业迎来复苏,走向健康良性发展阶段。

锂电池的行业发展趋势:

1.动力电池,未来5-6年国内磷酸铁锂电池为主;三元锂电池为辅;国外三元锂和磷酸铁锂电池平分天下;

2.储能领域,储能电芯往更高容量方向走,314Ah、628Ah等将成为未来几年年主要的电芯容量;

3.消费锂电池,随着5G、人工智能、智能穿戴等逐步应用普及,未来5-6年消费锂电池需求稳步小幅上涨。

无论是动力电池,还是储能电池,还是消费电池,国内都比较内卷,所以出海成为各个企业的必由之路,也是成为国内企业去国外竞争的第二战场。

下面讲钠离子电池的发展现状。

2023年为钠电池小试、中试阶段;2024年以来钠电池在各个领域加速验证及应用,进入规模化示范应用阶段。

前段时间,宁德时代发布“骁遥超级增·混电池”,用于增程/混动车型。宁德时代在此节点发布锂/钠混搭技术,一方面除了推动钠电行业技术发展,同时将极大提高钠电行业发展信心及行业企业发展定力。

2024年1-9月份全球钠电池出货量1.82GWh,其中中科海钠、维科技术、比亚迪、众钠能源、海四达出货量位居前五。低速车(含低速电动两轮、三轮、四轮)领域:2024年1-9月出货量达213MWh;新能源汽车领域:2024年1-9月出货量达91MWh;储能领域:2024年1-9月出货量达1289MWh。

随着钠电池的技术不断进步,同时规模化效应逐步体现,产品价格逐步下降,预计钠电池在各个细分领域逐渐渗透,进而带动钠电池出货规模不断增长。

随着储能商业模式逐步打通,经济性逐步提高,储能将是未来钠电池的主要战场,起点研究院(SPIR)预测,到2030年钠离子电池出货量将超1400GWh,其中储能领域将达590GWh。

钠电池短期发展挑战:

1.成本优势现在还没有完全发挥出来,主要是现在处于发展初期阶段,产业链不成熟,需求量比较小,规模化效应也没有体现出来。

2.终端应用的案例相对锂电池不多,产品一致性稳定性也还没有完全达到锂电池那样稳定。

钠离子电池发展趋势:

1.2025年钠电正极、负极、电解液等材料市场价格预计整体还会下降10-20%,而2025年规模化生产企业钠电池度电成本将降低到0.4-45元/wh水平,预计2026年钠电池成本降低至0.35元,低于锂电池,2028年钠电成本低于0.25元,低于铅酸电池。

2.宁德时代AB电池方案,打造行业标杆,预计将成为钠电池进入新能源汽车领域的最优方案。若2025年宁德时代骁遥增混电池持续放量,依靠宁德时代的带动,钠电产业发展速度将得到巨大提升。

3.2025年钠电池发展最快的几个细分领域分别为:储能、新能源汽车(锂钠AB电池方案)、启停电池、三轮车、工程机械。

4.未来钠电主要的应用场景还是储能领域。聚阴离子为最适用于钠电储能领域的正极材料,预计2026年聚阴离子正极材料出货量将超过层状氧化物正极材料出货量。

5.钠离子电池将会在2026或2027年爆发。随着钠电池性能不断提升,和电池成本不断降低,预计2026年和2027年钠离子电池市场将会在储能、两轮车、启停电池等应用领域渗透率不断提高。

6.2030年钠电池出货量预计超过1Twh,全产业链产值规模超过万亿!

再看固态电池。

固态电池由于高安全、高能量密度受到大家的关注,也是国家重点攻关的方向。固态电池有很多路线,各个路线都各自有优缺点,总体来看,日本主要为硫化物路线,韩国聚焦于硫化物技术的同时,在氧化物和聚合物体系上进行技术研究和布局;欧美三种路线都有布局;中国前期主要为氧化物路线,近期布局硫化物路线和复合物路线企业逐步增多。

截至2024年10月底,中国固态电池产业链企业(不包括设备企业)已超过250家,其中电芯企业超100家,固态电解质企业达50家,固态电池正极企业达20家,固态电池硅负极达35家。

从目前发布固态电池的能量密度来看,大多集中在300-380Wh/kg,从整体进展来看,传统锂电池企业中清陶能源、卫蓝新能源、赣锋锂电、孚能科技等进展较快。根据各家企业公布的(半)固态电池产能及规划已超400GWh,未来几年固态电池发展将加速落地。

固态电池发展的挑战:

1.固-固界面接触问题。电极与电解质之间的界面接触由固-液接触变为固-固接触,由于固相无润湿性,导致接触面积小,电极颗粒之间与电解质接触变差,同时造成应力堆积,固体电解质中有大量的晶界存在,导致固态电池快充性能和循环寿命变差。

2.生产工艺、设备问题。湿法工艺:目前液态锂电池设备有一半不能用了;若采用干法工艺:目前液态锂电池设备三分之二不能用了。因此需要重新设计匹配全固态电池生产的工艺及设备,比如干法电极制备技术/电解质转印涂布技术/等静压成型技术等都还尚待解决。

3.材料成本过高。固态电池体系通常选用高性能正负极材料,材料本身尚未真正实现规模化商用,价格高于传统正负极材料。

涉及高价稀有金属(如氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗)原材料成本远高于液态电池(比如硫化物前驱体硫化锂目前价格在0.5-1万元/kg)。

4.路线选择不明确。目前固态电解质路线众多,聚合物、氧化物、硫化物、卤化物,还有各种路线的复合等,而根据固态电解质前驱体材料的选材不同,每种路线下面同时又有很多分支。

5.综合成本过高。某固态电池企业卖给某车企的半固态电池售价超2元/Wh,某新兴固态电池企业卖给某飞行器企业的准固态电池超7元/wh。

未来全固态电池将主要应用于Evtol、30万元以上高端新能源汽车等对成本不敏感领域,预计到2030年全球(半)固态电池出货量将达225GWh。

结合前面的分析,对各个新能源电池的发展进程进行了判断:

1.铅酸电池:2030年以前,仍将活跃在电动两轮车、汽车起动电池等领域;但随着钠电池/锂电池/磷酸锰铁锂等电池性能逐步提高,价格逐步下降,综合性价比逐步提升,铅酸电池将在2034年前后逐步退出历史舞台。

2.钠电池:2024-2025年为验证及示范应用阶段,2026-2027钠电池为大规模导入阶段,2028年以后应用逐步成熟,大量应用于大规模储能、两轮车、低速四轮车等领域;

3.磷酸铁锂电池:目前应用相较成熟,未来性能将稳步小幅提升,未来主要应用在中低端新能源汽车、大规模储能、电动两轮车等领域;

4.三元锂电池:目前应用相较成熟,未来主要应用在中高端新能源汽车、Evtol、电动工具等对能量密度要求较高领域;

5.固态电池:半固态电池为过渡产品;全固态电池预计2027年开始小批量应用;到2030年前后开始大规模商业化应用,由于全固态电池成本较高,所以未来其主要应用于高端新能源汽车、Evtol、人形机器人等对能量密度要求较高且对成本不敏感领域。

注:本文根据速记稿件整理,未经演讲者审核!

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