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新能(neng)源行業深度報告：逐鹿“硬(ying)科技”

一、 硬(ying)科技(ji)所(suo)富含的(de)時代要義(yi)

由(you)工(gong)業(ye)革(ge)(ge)命(ming)到電(dian)氣革(ge)(ge)命(ming)，再到數字革(ge)(ge)命(ming)，技術(shu)進步的車輪已(yi)轉(zhuan)過了三個多世紀，此間全(quan)(quan)球(qiu)產業(ye)的格(ge)局由(you)割裂到融(rong)合，又由(you)全(quan)(quan)球(qiu)化(hua)向(xiang)屬地(di)化(hua)方向(xiang)變化(hua)，我們看到 21世紀尤(you)其是(shi)貿(mao)易爭端、疫情反(fan)復以來(lai)， 確(que)保(bao)供應鏈的穩定性成為(wei)了各國的當務之急(ji)，無論是(shi)疫苗、芯片還(huan)是(shi)資源，都是(shi)風波不斷。烏云(yun)終 會散去，重要的是(shi)當如何作為(wei)，能夠轉(zhuan)危為(wei)機(ji)。

全球的(de)產業(ye)分工有原(yuan)料、制造和(he)研發(fa)設(she)計，對應(ying)(ying)(ying)著(zhu)科技(ji)(ji)含量不斷提(ti)升(sheng)，2001年中國加入世貿組(zu)織后， 迅速發(fa)展(zhan)成為全球的(de)制造工廠，這其(qi)間(jian)原(yuan)創突(tu)破性的(de)技(ji)(ji)術(shu)革新仍不多，更多的(de)是國際先(xian)進技(ji)(ji)術(shu)/產線 的(de)引入，結合本土人工能源(yuan)市場等優勢，所打造的(de)強(qiang)強(qiang)模(mo)式(shi)。其(qi)所產生的(de)虹(hong)吸效應(ying)(ying)(ying)已經引得海外加 稅等舉(ju)措，對應(ying)(ying)(ying)力拼成本的(de)模(mo)式(shi)愈發(fa)難以為繼，如何“補足(zu)短板、占(zhan)得先(xian)機、去蕪(wu)存菁“，將(jiang)是國 內未來發(fa)展(zhan)的(de)時代要義，而這都劍指(zhi)硬科技(ji)(ji)。

過去數十年(nian)，全(quan)球的主基調之一是發展，體現(xian)為推動 GDP 的持(chi)續增長，而未來則會(hui)更多(duo)著眼于穩定， 諸如(ru)氣候環境、醫(yi)療健康、社會(hui)就(jiu)業等方(fang)面，這其中(zhong)“碳中(zhong)和”、“制造(zao)業”是兩大抓手(shou)。

近年(nian)來工業(ye)化(hua)對應的(de)能源消耗加劇了(le)全球溫升，2017-2018年(nian)全球平(ping)均(jun)氣(qi)(qi)溫已比工業(ye)革命前(qian)高出 1℃， 按照當前(qian)的(de)排放趨勢和(he)(he)各國現有行動(dong)力(li)度，2040年(nian)左右(you)將達到 1.5℃，2065年(nian)左右(you)將達到甚至(zhi)超過 2℃，可(ke)能引(yin)發更多的(de)生態災難和(he)(he)公(gong)共(gong)衛生事件等。為應對氣(qi)(qi)候變化(hua)，我(wo)國推出“碳(tan)(tan)達峰、碳(tan)(tan)中(zhong)和(he)(he)” 發展戰略。

海外諸多國家也制定了碳中(zhong)和時(shi)間表。2019 年(nian) 12 月，新(xin)一屆(jie)歐盟委員會發布《歐洲綠色協議》 （European Green Deal），明確2030年(nian)碳減(jian)排(pai)目(mu)標從40%提高(gao)到50%-55%，將2050年(nian)的80%-90% 減(jian)排(pai)目(mu)標上調(diao)為碳中(zhong)和；日本、韓國、美(mei)國等國家計劃(hua)在(zai) 2050 年(nian)實現碳中(zhong)和。

氣候環境的考量之外，另一主線則是(shi)關(guan)鍵(jian)技(ji)術的突破，2021年(nian)3月，國(guo)務院(yuan)發(fa)布《國(guo)民經濟和社會 發(fa)展(zhan)第十四個五年(nian)規(gui)劃和2035年(nian)遠景目標綱(gang)要》，提出到2035年(nian)我國(guo)關(guan)鍵(jian)核(he)心技(ji)術實現(xian)重大突破， 進入創新型國(guo)家前列：

以國家戰略性需求為導向推進創新體系優(you)化組合，加快構建(jian)以國家實驗(yan)(yan)室為引領(ling)的(de)戰略科技力 量；聚(ju)焦量子(zi)信息、光子(zi)與(yu)微納電(dian)子(zi)、網絡通(tong)信、人工(gong)智能、生物(wu)醫藥、現(xian)代能源系統(tong)等(deng)重大 創新領(ling)域(yu)組建(jian)一批國家實驗(yan)(yan)室；

深入實(shi)施制造強國戰略，實(shi)施產業基(ji)礎再造工(gong)程，加快(kuai)補齊基(ji)礎零部件(jian)及(ji)元器件(jian)、基(ji)礎軟件(jian)、 基(ji)礎材(cai)料、基(ji)礎工(gong)藝和產業技術基(ji)礎等瓶(ping)頸短板，推(tui)動首(shou)(shou)臺（套）裝備(bei)、首(shou)(shou)批次(ci)材(cai)料、首(shou)(shou)版次(ci) 軟件(jian)示(shi)范應用；

立(li)足(zu)產業(ye)(ye)規模優勢(shi)(shi)(shi)、配套優勢(shi)(shi)(shi)和(he)部(bu)分領(ling)域(yu)先發優勢(shi)(shi)(shi)，鞏固提升(sheng)(sheng)高鐵、電力(li)裝備、新(xin)能源、船舶 等領(ling)域(yu)全產業(ye)(ye)鏈競(jing)爭(zheng)(zheng)力(li)，從符合未來產業(ye)(ye)變革方向的整(zheng)機(ji)產品入手打造戰略性全局性產業(ye)(ye)鏈。 實施領(ling)航企(qi)業(ye)(ye)培(pei)育(yu)工程，培(pei)育(yu)一批具有生(sheng)態主(zhu)導力(li)和(he)核心競(jing)爭(zheng)(zheng)力(li)的龍頭企(qi)業(ye)(ye)。推動(dong)中小(xiao)企(qi)業(ye)(ye)提 升(sheng)(sheng)專(zhuan)業(ye)(ye)化優勢(shi)(shi)(shi)，培(pei)育(yu)專(zhuan)精(jing)特新(xin)“小(xiao)巨(ju)人”企(qi)業(ye)(ye)和(he)制造業(ye)(ye)單項冠軍企(qi)業(ye)(ye)；

發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)壯大戰略性(xing)(xing)新(xin)(xin)(xin)興產業，著(zhu)眼于搶占(zhan)未來(lai)產業發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)先機，培育先導性(xing)(xing)和支(zhi)柱(zhu)性(xing)(xing)產業，推(tui)動戰 略性(xing)(xing)新(xin)(xin)(xin)興產業融合化(hua)、集(ji)群化(hua)、生(sheng)態化(hua)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)，戰略性(xing)(xing)新(xin)(xin)(xin)興產業增加值占(zhan)GDP比(bi)重超(chao)過17%。聚 焦新(xin)(xin)(xin)一代信息技(ji)術(shu)、生(sheng)物技(ji)術(shu)、新(xin)(xin)(xin)能源、新(xin)(xin)(xin)材料、高端裝(zhuang)備、新(xin)(xin)(xin)能源汽車、綠色環保以(yi)及航空(kong) 航天(tian)、海洋裝(zhuang)備等(deng)戰略性(xing)(xing)新(xin)(xin)(xin)興產業，加快(kuai)關鍵(jian)核心技(ji)術(shu)創新(xin)(xin)(xin)應用(yong)，增強(qiang)要素保障(zhang)能力，培育壯 大產業發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)新(xin)(xin)(xin)動能。

電力設備新能(neng)源行業承載(zai)了達(da)成(cheng)國(guo)家“制造強(qiang)國(guo)”和“碳達(da)峰、碳中(zhong)和”戰略的雙重使命，無論是(shi) 已競逐(zhu)全球市場的新能(neng)源汽車、風光新能(neng)源，還是(shi)在奮(fen)力追趕的工業自動化領域，都在技(ji)術(shu)迭(die)代中(zhong) 不斷夯實“硬科技(ji)”。

二、 電動車：領(ling)跑硬科(ke)技(ji)

經(jing)過多年(nian)發展，中(zhong)國形成了全球最完善、最具競爭(zheng)力(li)的鋰電產業鏈，主要(yao)體現在兩個(ge)方面：

1）產業鏈(lian)最完(wan)善：從(cong)上游(you)的金屬(shu)開采冶煉(lian)和(he)化(hua)(hua)工原料、中游(you)的鋰電(dian)材料和(he)三(san)電(dian)系(xi)統、下游(you)的整車和(he) 充電(dian)樁，國內每個(ge)環(huan)節都有(you)大量(liang)的企業(ye)(ye)(ye)(ye)從(cong)事專門(men)的研發和(he)生產(chan)，專業(ye)(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)分工使得各環(huan)節具(ju)備較強的 技(ji)術敏感性(xing)和(he)成(cheng)本控(kong)制能(neng)力；而國外從(cong)事鋰電(dian)行業(ye)(ye)(ye)(ye)的企業(ye)(ye)(ye)(ye)一(yi)般是體量(liang)較大的金屬(shu)或(huo)者(zhe)化(hua)(hua)工集團，從(cong) 事多元化(hua)(hua)經營，鋰電(dian)業(ye)(ye)(ye)(ye)務占比相對較小(xiao)。

2）中國企業具備最高(gao)的全球份額：全球(qiu)鋰電產(chan)業(ye)鏈經(jing)歷(li)了日本(ben)一家獨大、韓國搶(qiang)占份額(e)(e)再到中國后 來(lai)居上(shang)的(de)(de)(de)發展歷(li)程，目前中國企業(ye)在大部(bu)分(fen)(fen)細分(fen)(fen)環(huan)節都具有最高的(de)(de)(de)全球(qiu)份額(e)(e)。具體來(lai)看，三元(yuan)前驅 體和負極的(de)(de)(de)全球(qiu)市(shi)占份額(e)(e)近 80%，為產(chan)業(ye)鏈中最高的(de)(de)(de)兩大環(huan)節（不考慮磷酸鐵(tie)鋰）；電解液、動力電 池(chi)和隔(ge)膜的(de)(de)(de)全球(qiu)市(shi)占率在 60%-70%，三元(yuan)正極材料的(de)(de)(de)份額(e)(e)低于 60%。

2.1 產業技術(shu)業態創新更勁

技(ji)術(shu)催動變革，量能(neng)的(de)(de)積累將(jiang)引發(fa)質的(de)(de)突破(po)。從絕對數(shu)量來看(kan)，經過數(shu)年(nian)的(de)(de)發(fa)展，全球新(xin)(xin)能(neng)源汽車 的(de)(de)產(chan)(chan)銷(xiao)量已(yi)突破(po) 300萬臺/年(nian)，產(chan)(chan)值突破(po) 3000億(yi)元，產(chan)(chan)業(ye)規模蔚(yu)為可(ke)觀，且(qie)造就出如 Tesla、寧德時 代一(yi)眾的(de)(de)明星上市公(gong)司。然(ran)而，相比于已(yi)發(fa)展了一(yi)百多年(nian)的(de)(de)燃油汽車，新(xin)(xin)能(neng)源汽車技(ji)術(shu)業(ye)態的(de)(de)革新(xin)(xin) 仍(reng)遠未停息，無論是造車新(xin)(xin)勢(shi)力、固態/燃料電(dian)池(chi)、SiC器件(jian)、大功率/無線充電(dian)等都尚處于起步階段， 新(xin)(xin)技(ji)術(shu)的(de)(de)萌生到茁壯將(jiang)一(yi)次次顛覆(fu)產(chan)(chan)業(ye)格局，新(xin)(xin)的(de)(de)賽道即意(yi)味著新(xin)(xin)的(de)(de)可(ke)能(neng)。

技術發展趨勢(shi)：材(cai)料與(yu)工(gong)藝并進(jin)

新能(neng)源(yuan)汽車(che)的(de)發展需要(yao)解決續航里(li)程、充(chong)電速(su)度和成(cheng)本較高(gao)等痛(tong)點，動力電池(chi)作為關鍵零部件，長 期承(cheng)擔(dan)著能(neng)量密度提升(sheng)以及成(cheng)本下降的(de)重任，主要(yao)包括兩(liang)個方面：1）材料體系的(de)升(sheng)級，如(ru)(ru)高(gao)鎳正(zheng)極、 快充(chong)負極、硅基負極、固(gu)態電池(chi)、鈉離(li)子電池(chi)等；2）工藝的(de)改(gai)進和升(sheng)級，如(ru)(ru)大(da)容量電芯、CTP技(ji)術、CTC 技(ji)術、刀片電池(chi)等，主要(yao)涉及物理層面的(de)變(bian)化。

高鎳正

高鎳為正(zheng)極(ji)材(cai)料主流發展方向之一。鎳(nie)含量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)提高(gao)能夠提升正(zheng)極材料的(de)(de)(de)克容量(liang)(liang)(liang)(liang)，從(cong)而提升電池(chi)能量(liang)(liang)(liang)(liang) 密(mi)度(du)。目前量(liang)(liang)(liang)(liang)產 NCM811 的(de)(de)(de)電芯(xin)能量(liang)(liang)(liang)(liang)密(mi)度(du)普(pu)遍在(zai) 240-260Wh/kg 之(zhi)間(jian)(jian)，成組后系統能量(liang)(liang)(liang)(liang)密(mi)度(du)超過 170Wh/kg，而 NCM523的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)密(mi)度(du)一般在(zai) 200-210Wh/kg，隨著鎳(nie)含量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)增減(jian)，能量(liang)(liang)(liang)(liang)密(mi)度(du)還有進一 步提升的(de)(de)(de)空間(jian)(jian)。但高(gao)鎳(nie)低(di)(di)鈷(gu)化降(jiang)低(di)(di)了(le)電池(chi)的(de)(de)(de)倍(bei)率性能和(he)穩(wen)定性，電池(chi)企業需要在(zai)高(gao)能量(liang)(liang)(liang)(liang)密(mi)度(du)和(he)安全(quan) 穩(wen)定性之(zhi)間(jian)(jian)做出取舍、兼顧(gu)和(he)平(ping)衡。另(ling)一方面，高(gao)鎳(nie)體系由于降(jiang)低(di)(di)價格昂貴的(de)(de)(de)鈷(gu)金屬用量(liang)(liang)(liang)(liang)，可(ke)以降(jiang) 低(di)(di)電池(chi)生產成本。

車企加(jia)快高鎳電池(chi)裝機。盡管目(mu)前國內市場(chang)磷酸鐵鋰有(you)回潮趨勢(shi)(shi)，但在(zai)高端車(che)(che)(che)型(xing)和海(hai)外市場(chang)方(fang)面， 高鎳三元仍然是主流(liu)的(de)(de)發展趨勢(shi)(shi)。海(hai)外車(che)(che)(che)企在(zai)高鎳電(dian)池方(fang)面的(de)(de)裝(zhuang)機較(jiao)早(zao)(zao)。特(te)斯拉從 Model 系(xi)列(lie)開(kai)始 便采(cai)用松下的(de)(de) NCA 電(dian)池，隨著供應(ying)商的(de)(de)多元化(hua)，NCM811和 NCMA 等(deng)其他高鎳路線也(ye)相繼(ji)被采(cai)用；現(xian)代(dai) Kona EV 早(zao)(zao)在(zai) 18年便發布了搭載 LG 8系(xi)電(dian)池的(de)(de)版本(ben)；國內蔚來等(deng)造車(che)(che)(che)新勢(shi)(shi)力從 19年開(kai)始搭 載國內大廠的(de)(de) 8 系(xi)電(dian)池；之后大眾(zhong)、奔馳(chi)等(deng)歐洲車(che)(che)(che)企以及福特(te)、通用等(deng)美系(xi)車(che)(che)(che)企也(ye)相繼(ji)推出采(cai)用高 鎳電(dian)池的(de)(de)新車(che)(che)(che)型(xing)。從車(che)(che)(che)企動(dong)向(xiang)來看，高鎳已是大勢(shi)(shi)所趨。

電池廠材料廠跟進，頭(tou)部企業率先(xian)受益。日本企業(ye)在高鎳(nie)方(fang)面布局較早，松下主要(yao)采(cai)(cai)用 NCA 體系； 國內寧德時(shi)代、比(bi)亞迪等頭部企業(ye)則采(cai)(cai)用 NCM811 路線；韓國企業(ye)相對多樣化，SKI 以 NCM 為主 并持(chi)續(xu)提升鎳(nie)含量(liang)，三星 SDI 研發 NCA 和(he)(he) NCM，LG化學則采(cai)(cai)取 NCM 和(he)(he) NCMA 兩條(tiao)路線。在較 為關鍵的(de)(de)正極(ji)材料方(fang)面，中日韓企業(ye)都選擇先與本土的(de)(de)正極(ji)材料廠(chang)商合作，并且電池(chi)廠(chang)本身(shen)也(ye)具備 一定的(de)(de)技(ji)術積累和(he)(he)量(liang)產能力，這也(ye)導致全球正極(ji)行業(ye)在短期內仍將維持(chi)相對分散的(de)(de)格(ge)局。

硅基負極

當(dang)前普遍(bian)采用(yong)的(de)(de)人造(zao)石墨/天然(ran)石墨材(cai)料(liao)能(neng)量(liang)(liang)密度已(yi)經(jing)接近理(li)論上限 372mAh/g，提升空(kong)間不(bu)大(da)，理(li) 論上限能(neng)量(liang)(liang)密度達4200mAh/g 的(de)(de)硅(gui)材(cai)料(liao)產(chan)業化(hua)進程(cheng)(cheng)進入提速期。純硅(gui)作(zuo)為負極材(cai)料(liao)時體積膨(peng)脹(zhang)(zhang)大(da)， 多次充(chong)放電會引(yin)起顆(ke)粒粉化(hua)、SEI 膜重復生長消耗電解液，最終影(ying)響(xiang)電池的(de)(de)循環(huan)穩定性，行業內一般(ban) 采取納米化(hua)、復合化(hua)和體系匹配改進等(deng)改良方案。相比于(yu)晶體硅(gui)材(cai)料(liao)，氧化(hua)亞(ya)硅(gui)材(cai)料(liao)在(zai)嵌鋰過程(cheng)(cheng)中(zhong) 的(de)(de)體積膨(peng)脹(zhang)(zhang)大(da)大(da)減小，因此(ci)循環(huan)性能(neng)也得(de)到了極大(da)的(de)(de)提升，是目前行業內較為成熟的(de)(de)應(ying)用(yong)方案。

日韓技術(shu)較為領先，中國已實現量產。硅基(ji)(ji)負極材料于 1996 年由日立化(hua)成(cheng)首次發明，目(mu)前(qian)技術(shu)較(jiao) 為領先的廠家多集中在日韓(han)，包(bao)括日本日立化(hua)成(cheng)、日本信越化(hua)學、韓(han)國(guo)(guo)(guo)加德士、韓(han)國(guo)(guo)(guo)大(da)洲、美國(guo)(guo)(guo)安 普(pu)瑞斯等。貝(bei)特瑞是國(guo)(guo)(guo)內最(zui)早量產硅基(ji)(ji)負極的企業，其(qi)他公司如杉杉股份也具備較(jiao)強(qiang)的技術(shu)積(ji)累和 量產能力。

鈉離子電池

鈉離子電池有望成為(wei)新能源領(ling)域補(bu)充(chong)的(de)技術路線。鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)具有(you)(you)以下(xia)特性(xing)(xing)(xing)：1）能量(liang)密度(du)(du)(du)弱于(yu)鋰電(dian)(dian)(dian)， 強(qiang)于(yu)鉛酸。鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)芯能量(liang)密度(du)(du)(du)為 100-150Wh/kg，遠高(gao)于(yu)鉛酸電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de) 30-50Wh/kg，與(yu)(yu)磷(lin)酸 鐵鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de) 120-200Wh/kg 有(you)(you)重(zhong)疊的(de)范圍，與(yu)(yu)三元(yuan)鋰 200-300Wh/kg 的(de)水(shui)平有(you)(you)較(jiao)大(da)差距。僅從能量(liang) 密度(du)(du)(du)考慮，鈉(na)(na)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)有(you)(you)望首先替代低速電(dian)(dian)(dian)動車、儲(chu)能等市場，但較(jiao)難(nan)應(ying)用(yong)于(yu)電(dian)(dian)(dian)動汽車和消費電(dian)(dian)(dian)子(zi)等領 域。2）安全性(xing)(xing)(xing)高(gao)，高(gao)低溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能優異。鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)熱失(shi)控溫(wen)度(du)(du)(du)高(gao)于(yu)鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)，具備更高(gao)的(de)安全性(xing)(xing)(xing)，高(gao)低 溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能優于(yu)其他二次(ci)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)。3）倍(bei)率性(xing)(xing)(xing)能好，快(kuai)充(chong)具備優勢(shi)。依(yi)賴于(yu)開(kai)放式 3D結構，鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)具 有(you)(you)較(jiao)好的(de)倍(bei)率性(xing)(xing)(xing)能，能夠適應(ying)響應(ying)型儲(chu)能和規模供電(dian)(dian)(dian)；在快(kuai)充(chong)能力方面，鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)容量(liang) 20%-80% 的(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)時(shi)間只需(xu)要 10 分鐘左右，快(kuai)于(yu)鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)。4）資(zi)源豐富，材料成(cheng)本較(jiao)低。鈉(na)(na)資(zi)源地殼豐度(du)(du)(du)是鋰 資(zi)源的(de) 440 倍(bei)，并且(qie)分布相對廣泛；鈉(na)(na)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)不使用(yong)鋰、鈷(gu)等價(jia)格(ge)較(jiao)昂貴(gui)的(de)金(jin)屬(shu)，鈉(na)(na)鹽(yan)價(jia)格(ge)遠低 于(yu)鋰鹽(yan)，負(fu)極集流體用(yong)鋁箔代替銅箔，材料成(cheng)本具有(you)(you)較(jiao)大(da)優勢(shi)。