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新能源/動力電(dian)池

新能源行業深度報告:逐鹿“硬科技”

發布時間:2021-09-01   來(lai)源:未來(lai)智庫   點擊數:19903次

鈉離子電(dian)池產業化應用有望加速(su)。2010年之(zhi)后(hou),由于大(da)規模儲能市場的(de)(de)場景逐(zhu)漸(jian)清晰以及產業界對 未來鋰資(zi)源(yuan)可(ke)能面(mian)(mian)臨供(gong)給瓶頸的(de)(de)擔憂,鈉(na)(na)離(li)子(zi)(zi)(zi)電池重新(xin)(xin)進入人們的(de)(de)視野(ye)。之(zhi)后(hou)十年時間,全球頂尖 的(de)(de)國(guo)家實驗室和(he)(he)(he)大(da)學先后(hou)大(da)力開展鈉(na)(na)離(li)子(zi)(zi)(zi)電池的(de)(de)研(yan)發,部分企(qi)業也開始跟進。包括國(guo)際代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao) Faradion 公司、國(guo)內(nei)代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)機構中科海(hai)鈉(na)(na)和(he)(he)(he)鈉(na)(na)創(chuang)新(xin)(xin)能源(yuan)以及鋰電池代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)企(qi)業寧(ning)德時代(dai)(dai)(dai)等。近期寧(ning)德時代(dai)(dai)(dai)發布旗 下第一代(dai)(dai)(dai)鈉(na)(na)離(li)子(zi)(zi)(zi)電池,電芯能量密度達(da)到 160Wh/kg,低溫和(he)(he)(he)快充性能優異,并計劃(hua) 2023年形(xing)成基 本的(de)(de)產業鏈(lian)。在鈉(na)(na)離(li)子(zi)(zi)(zi)電池方(fang)面(mian)(mian),國(guo)內(nei)企(qi)業和(he)(he)(he)機構相比海(hai)外競爭對手有研(yan)發和(he)(he)(he)專利方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)優勢(shi)。

CTP 與大電芯

結構(gou)創新層出不窮,CTP 和大電芯成為研發方向。除了材料本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學升(sheng)級以外,通(tong)過做(zuo)大電(dian)芯(xin)、 做(zuo)大模組(zu)(zu)尺寸乃(nai)至完(wan)全(quan)去(qu)除模組(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)物理變化(hua)也是(shi)(shi)主要方(fang)法之(zhi)一(yi)。比(bi)亞(ya)迪刀片電(dian)池(chi)通(tong)過將單體(ti)電(dian)芯(xin)尺 寸做(zuo)大且(qie)在有限(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間內(nei)放置盡可能多的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)芯(xin)單體(ti)、壓(ya)縮(suo)多余連接件(jian)和(he)(he)結構件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi),提高(gao)(gao) 整個(ge)電(dian)池(chi)包的(de)(de)(de)(de)(de)容量(liang)(liang)、電(dian)壓(ya)、空(kong)間利(li)用率,最終兼顧高(gao)(gao)體(ti)積能量(liang)(liang)密(mi)度(du)、高(gao)(gao)安(an)全(quan)性和(he)(he)低(di)(di)成(cheng)本。寧德時代(dai) 采(cai)用高(gao)(gao)電(dian)壓(ya)鎳 55+大模組(zu)(zu)/CTP 的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)將系統能量(liang)(liang)密(mi)度(du)提升(sheng)至超(chao)過 180Wh/kg,同時降(jiang)(jiang)低(di)(di)成(cheng)本,成(cheng)為 高(gao)(gao)鎳電(dian)池(chi)技(ji)術完(wan)全(quan)成(cheng)熟之(zhi)前的(de)(de)(de)(de)(de)短(duan)期替(ti)代(dai)方(fang)案。LG 化(hua)學已經完(wan)成(cheng)了一(yi)種(zhong)全(quan)新的(de)(de)(de)(de)(de) "模塊包集成(cheng)平(ping)臺"的(de)(de)(de)(de)(de) 開(kai)發,可以在沒有模塊的(de)(de)(de)(de)(de)情況下構建電(dian)池(chi)組(zu)(zu),蜂巢能源推出了自己的(de)(de)(de)(de)(de) CTP 技(ji)術和(he)(he)產(chan)品,大眾(zhong)也計劃 研發和(he)(he)使(shi)用 CTP 和(he)(he) CTC 技(ji)術。特斯拉計劃自產(chan) 4680電(dian)芯(xin),也是(shi)(shi)繼 1865切(qie)換成(cheng)為 2170之(zhi)后(hou),電(dian) 芯(xin)體(ti)系和(he)(he)容量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)又一(yi)次提升(sheng),有利(li)于提升(sheng)能量(liang)(liang)密(mi)度(du),降(jiang)(jiang)低(di)(di)結構件(jian)成(cheng)本。

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2.2 動力電(dian)池規模加(jia)速擴(kuo)容,國(guo)內企業競相出海

全球(qiu)動力電池裝機量處于快速增(zeng)長的階(jie)段(duan)。在(zai)全球(qiu)(qiu)新能源汽車滲(shen)透率持(chi)續(xu)提升的(de)背(bei)景下,動力電池 裝機量迎來快(kuai)速增長。2016 年全球(qiu)(qiu)動力電池裝機量僅為 43GWh,2020 年增長至 136GWh,期間(jian) 復合增速約 33%。2019 和 2020 年由(you)于中國新能源汽車市場放緩導致動力電池需求增速較低,從 2021年開始(shi)全球(qiu)(qiu)電動車市場共振帶來需求的(de)強勢回暖,上半年裝機量達到 114GWh,同比增長 154%; 預計 2025 年全球(qiu)(qiu)動力電池裝機量將超(chao)過 1TWh。

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中(zhong)日韓瓜分全球市場。從(cong) 2017 年(nian)(nian)開始,寧德時代已(yi)經連(lian)續四年(nian)(nian)成為全(quan)球動力電(dian)池銷(xiao)量冠軍,2020 年(nian)(nian)市場份(fen)額達(da)到 25%,21 年(nian)(nian)上半年(nian)(nian)進一(yi)步(bu)提升至 30%。隨著歐洲市場的崛起,韓系廠商近年(nian)(nian)來增 長迅(xun)速(su),LG化學(xue)市場份(fen)額已(yi)超(chao)過 20%,全(quan)球動力電(dian)池市場呈現出(chu)“兩超(chao)多(duo)強”的格局。除了寧德和(he)比(bi) 亞(ya)迪(di)之外,21年(nian)(nian)上半年(nian)(nian)中航(hang)鋰電(dian)、國(guo)軒(xuan)高科(ke)、遠景 AESC等國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)也進入行(xing)業(ye)前十,5家中國(guo)企(qi) 業(ye)的市場份(fen)額合(he)計達(da)到 43.2%,而韓國(guo) 3 家合(he)計占比(bi)34.9%。

動力電(dian)池行業資金壁壘高,技術迭代快,龍頭優勢(shi)明(ming)顯。在(zai)資本開支(zhi)方(fang)面,1GWh 電(dian)池(chi)產(chan)(chan)線(xian)需(xu)要(yao)投 資 3-4億元(yuan),一般(ban)需(xu)要(yao)建設 5GWh以(yi)上的(de)(de)產(chan)(chan)能(neng)才能(neng)達到較好(hao)的(de)(de)規(gui)模效應,全球主流電(dian)池(chi)企業的(de)(de)產(chan)(chan)能(neng) 規(gui)劃都已(yi)經(jing)達到了 100GWh以(yi)上的(de)(de)規(gui)模。電(dian)池(chi)的(de)(de)技術(shu)迭代較快(kuai),意(yi)味(wei)著需(xu)要(yao)不斷地投入研(yan)發才能(neng)保 持技術(shu)的(de)(de)領先(xian)性(xing)和(he)前(qian)瞻性(xing),中小企業在(zai)技術(shu)研(yan)發和(he)資金方(fang)面存在(zai)劣勢,龍頭的(de)(de)先(xian)發優勢有望長期維 持。國(guo)內企業寧德時代在(zai)產(chan)(chan)能(neng)和(he)出貨(huo)規(gui)模、盈(ying)利能(neng)力、客(ke)戶群體方(fang)面已(yi)經(jing)比肩甚(shen)至(zhi)超(chao)越競爭對手, 在(zai)技術(shu)研(yan)發和(he)專利方(fang)面也在(zai)加快(kuai)布局。

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海外主機(ji)廠爭(zheng)奪優質電池資源(yuan),國(guo)內二線廠商迎來發展良機(ji)。為保障大規模(mo)電動化計劃順利實施和 供應鏈的(de)安(an)全穩定以及提升議價權(quan),海外主(zhu)流車企率先打(da)破原有的(de)單點或 AB 點的(de)供應格局,逐漸 向多點供應拓展(zhan),并通過合資、入股、簽訂長(chang)協等(deng)方式與國(guo)內的(de)二線電池廠商進行更加(jia)深入的(de)綁定。

全(quan)球車企(qi)對優質資源的(de)爭奪為二(er)線電池廠(chang)商帶來了良(liang)好的(de)發(fa)(fa)展機(ji)會(hui)(hui),具備技(ji)術研(yan)發(fa)(fa)以及產能規模優 勢的(de)企(qi)業(ye)有(you)望得到海(hai)外(wai)客戶(hu)的(de)認可和訂單(dan)機(ji)會(hui)(hui),例(li)如(ru)國軒和大(da)眾、孚能和戴姆勒之間都有(you)較深入(ru)的(de) 股權綁定(ding)關系;欣旺達、蜂巢(chao)能源、遠景(jing) AESC 等企(qi)業(ye)也開始供貨海(hai)外(wai)主機(ji)廠(chang)。

經過(guo)過(guo)去十年(nian)的(de)戰略培育(yu),國內電動(dong)車產(chan)業(ye)(ye)已在產(chan)業(ye)(ye)鏈體系、產(chan)能規模(mo)、成本(ben)客群上積(ji)累了(le)較強(qiang)的(de) 競(jing)爭(zheng)實力(li),在下(xia)一個(ge)十年(nian),來自歐美日(ri)韓等技術強(qiang)國的(de)追趕亦將愈演愈烈,在行業(ye)(ye)的(de)高景氣增(zeng)長(chang)(chang)下(xia), 建議更多關注以技術研發見長(chang)(chang),具備科技硬實力(li)的(de)成長(chang)(chang)型企業(ye)(ye)。

三、 光伏跟蹤支架:國內企業加(jia)快搶占全球份(fen)額(e)

3.1 跟蹤支架快(kuai)速增長,歐美企業主(zhu)導

跟蹤系統具有(you)更好(hao)的發電(dian)(dian)效(xiao)率,助力度電(dian)(dian)成本下(xia)降

光(guang)伏支架可主(zhu)要(yao)分為固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)支架及跟蹤支架,固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)支架主(zhu)要(yao)包(bao)括最佳傾斜角固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)式以及固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)可調(diao)式, 跟蹤支架主(zhu)要(yao)包(bao)括平單軸、斜單軸和雙軸支架。相對固(gu)(gu)定(ding)(ding)(ding)支架,跟蹤支架能夠根據太(tai)(tai)陽(yang)位置,間歇 驅(qu)動電機(ji)帶動機(ji)械機(ji)構,使光(guang)伏組件(jian)全(quan)天跟隨(sui)太(tai)(tai)陽(yang)位置運動,從而減小太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)的(de)入射角度,提高光(guang) 伏組件(jian)對太(tai)(tai)陽(yang)能的(de)吸收率。

跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)具體(ti)選型與項(xiang)目所在(zai)(zai)地維度和地形等密切相關,平單軸跟(gen)蹤光(guang)伏(fu)支(zhi)架(jia)因性價比較高,得到(dao) 了廣(guang)泛的應用(yong),尤其在(zai)(zai)中低緯度地區,平單軸跟(gen)蹤光(guang)伏(fu)支(zhi)架(jia)能夠顯著提高光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)(dian)系統(tong)的發(fa)電(dian)(dian)(dian)量。 跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)更(geng)多地應用(yong)于集中式地面(mian)電(dian)(dian)(dian)站,分布式光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)(dian)站項(xiang)目地往往存在(zai)(zai)項(xiang)目場地有限(xian)、光(guang)照條件(jian) 一(yi)般等問題,安裝跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)的經濟性偏弱。

和傳統的(de)固定式光(guang)伏系統相比,通(tong)常平單(dan)軸跟蹤技術能(neng)為(wei)光(guang)伏電(dian)站(zhan)帶來 15%~20%的(de)發(fa)電(dian)量提升, 在一些光(guang)照資(zi)源豐富的(de)低緯度(du)地(di)區,甚至能(neng)帶來 20%以上的(de)發(fa)電(dian)量提升。

從成(cheng)本(ben)端看,與(yu)固定支(zhi)(zhi)架相(xiang)比(bi),跟(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架系統(tong)的結構更(geng)(geng)為復(fu)雜,投資成(cheng)本(ben)相(xiang)對更(geng)(geng)高(gao)。據統(tong)計,2020 年美國(guo) 100MW 的光伏地面電站的單瓦投資約(yue) 1.01 美元(yuan),較(jiao)固定支(zhi)(zhi)架系統(tong)高(gao) 7%;具(ju)體到(dao)結構平(ping)衡 系統(tong)(Structural BOS),跟(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架成(cheng)本(ben)較(jiao)固定支(zhi)(zhi)架高(gao)約(yue) 4美分/W。

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以中信博的跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)(jia)和固(gu)定支(zhi)架(jia)(jia)的單(dan)瓦收入為例(li),2017-2020年,跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)(jia)單(dan)瓦價格(ge)約固(gu)定支(zhi)架(jia)(jia)的 2 倍及以上。

除了投資成(cheng)(cheng)本相對(dui)較高以外,后期(qi)的運(yun)(yun)費成(cheng)(cheng)本也相對(dui)略高;據統(tong)計,2020年美國 100MW 地面電站 采用跟蹤系統(tong)的運(yun)(yun)維成(cheng)(cheng)本較固定(ding)支架系統(tong)高 1 美分/W。

采用(yong)(yong)跟(gen)蹤支架雖然會增(zeng)加初始(shi)投資和運維成(cheng)本,但由于(yu)具有明顯的(de)(de)(de)發電(dian)(dian)增(zeng)益,能夠(gou)實(shi)現(xian)更低(di)的(de)(de)(de)度(du)(du)電(dian)(dian) 成(cheng)本。參考中信博參編的(de)(de)(de)發表在能源期刊《Joule》的(de)(de)(de)論文研究結論,對全(quan)球(qiu)大(da)部分地(di)區的(de)(de)(de)光(guang)伏(fu)開發 商(shang)而言,雙面組件(jian)+單(dan)軸跟(gen)蹤器的(de)(de)(de)組合能夠(gou)有效的(de)(de)(de)降低(di)度(du)(du)電(dian)(dian)成(cheng)本,是經濟性較優(you)的(de)(de)(de)策略。根據(ju)彭博新能源的(de)(de)(de)統計(ji),2021 上半年(nian)采用(yong)(yong)跟(gen)蹤支架系統的(de)(de)(de)光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)站項(xiang)目的(de)(de)(de)全(quan)球(qiu)平均度(du)(du)電(dian)(dian)成(cheng)本約 38 美(mei)元/MWh, 明顯低(di)于(yu)采用(yong)(yong)固定支架的(de)(de)(de)光(guang)伏(fu)項(xiang)目。

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我們估算,2020-2024年全球跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)需(xu)求(qiu)的(de)復合增(zeng)速(按(an)容量)有(you)(you)望達(da)到 34%,美國以外地(di)區的(de) 跟(gen)蹤支(zhi)架(jia)需(xu)求(qiu)增(zeng)速有(you)(you)望達(da)到 45%。

美(mei)國(guo)主導全(quan)球(qiu)跟蹤支架需求,新興市場有望興起

近年(nian)(nian),隨著光(guang)伏需(xu)求(qiu)(qiu)的(de)增(zeng)長以及跟(gen)蹤(zong)支架(jia)性價比的(de)提升,全球跟(gen)蹤(zong)支架(jia)出(chu)貨量呈現(xian)快(kuai)速增(zeng)長。根據 Wood Mackenzie統計,2020年(nian)(nian)全球光(guang)伏跟(gen)蹤(zong)支架(jia)出(chu)貨量 44.4GW,同比增(zeng)長 26%;跟(gen)蹤(zong)支架(jia)市(shi)場 需(xu)求(qiu)(qiu)的(de)快(kuai)速的(de)增(zeng)長也推動了主要(yao)跟(gen)蹤(zong)支架(jia)企業出(chu)貨量的(de)快(kuai)速增(zeng)長。

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美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)是全(quan)球(qiu)(qiu)最大的跟蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)市場(chang),按照彭博新能(neng)源的統計,2020年(nian)(nian)(nian)全(quan)球(qiu)(qiu)跟蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)出貨(huo) 47.5GW(與 Wood Mackenzie 統計口徑略(lve)有(you)差異(yi)),其(qi)中美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)市場(chang)需求(qiu) 23.4GW,占比約 50%;據估算,2020 年(nian)(nian)(nian)約有(you) 11.7GW 的跟蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)以(yi)囤貨(huo)的方式用(yong)來鎖定投資稅收(shou)抵免優惠,這部分支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)將用(yong)在 2020 年(nian)(nian)(nian) 之后的項目建設,推算美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo) 2020年(nian)(nian)(nian)實際應用(yong)的跟蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)約 11.7GW,相當于美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo) 2020年(nian)(nian)(nian)地面(mian)電站 新增裝機的 80%。除了美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)和中國(guo)(guo)(guo)以(yi)外,拉丁美(mei)(mei)洲、西班牙、澳(ao)大利亞(ya)、印度、中東等光(guang)照條件比 較好的地區的跟蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)需求(qiu)也較為旺盛,整體看美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)以(yi)外地區跟蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)滲(shen)透(tou)率遠低于美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)。

根據中(zhong)國(guo)光(guang)伏行(xing)業協會數(shu)據,2018 年(nian)國(guo)內跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)架(jia)滲透(tou)率達 20%,較 2017 年(nian)提(ti)升(sheng) 12 個百分點, 主要因(yin)為大量領跑者項(xiang)目使用(yong)了跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)架(jia);2019 年(nian)中(zhong)國(guo)光(guang)伏電站(zhan)市場跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)架(jia)占比為 16%,2020 年(nian)跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)系統市場占比相較 2019 年(nian)上漲 2.7個百分點;未來國(guo)內跟(gen)(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)架(jia)的滲透(tou)率有望持續提(ti)升(sheng)。

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3.2 相(xiang)比海外競爭對手,國內企業制造能(neng)力(li)優勢突出

在(zai)技術(shu)層面具(ju)備(bei)逐步實現超越的有利條件

與 NEXTracker、ARRAY Technologies 等美(mei)國(guo)跟(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)巨頭相比(bi),國(guo)內跟(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)企(qi)業(ye)起步相對較晚(wan); 近年,國(guo)內企(qi)業(ye)通過加(jia)大研發投(tou)入,聚焦高端(duan)產品(pin),跟(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)快速(su)迭代,產品(pin)質量已能比(bi)肩海外龍(long) 頭,以(yi)中(zhong)信(xin)博(bo)為代表的(de)國(guo)內跟(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)企(qi)業(ye)正在(zai)快速(su)崛(jue)起。2020年,中(zhong)信(xin)博(bo)跟(gen)(gen)蹤(zong)支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)出貨量全球(qiu)排名 第四,在(zai)亞(ya)太、中(zhong)東等市(shi)場,公(gong)司的(de)市(shi)占(zhan)份額處于領(ling)先地位,反映了國(guo)內企(qi)業(ye)的(de)產品(pin)競爭力。

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