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“特斯拉旋風”的啟示-2013-9-23
當下,戰(zhàn)略新興產業(yè)不缺政策,同樣也“不差錢”。資本市場層面,無數的投資者、投機客趨之若鶩、賓座常滿,而資本市場潮起潮落、大浪淘沙后勇者幾何?行業(yè)領域層面,無數的夢想家、開拓者激情澎湃、壯志滿懷,而行業(yè)洪流洶涌激蕩、塵埃落定后誰在笑傲江湖?新興產業(yè)相關的研究報告也是林林總總,大部分聚焦于產業(yè)鏈主干及細枝末節(jié)投資機會的羅列,卻缺乏對新興產業(yè)商業(yè)模式的關注。當下,數不清的商業(yè)模式正在涌現,采用全新商業(yè)模式的新興產業(yè)正在成為傳統(tǒng)產業(yè)的掘墓人,新貴正挑戰(zhàn)著守舊派,守舊派在掙扎中重塑著自我,而新的商業(yè)模式也在碰撞中滌蕩精煉。可見,新興產業(yè)是有風險的,眾多新的商業(yè)模式最終能存活下來的也是寥寥,投資者如若押對了行業(yè)卻選錯了商業(yè)模式路徑,依然會承擔很大的風險敞口。在本系列報告中,我們將以新興產業(yè)得到市場印證的成功商業(yè)模式為切入點,在正確的商業(yè)模式引領下,找尋雙倍成長的邏輯標的。
一、從商業(yè)模式看特斯拉的發(fā)展
1.1關于商業(yè)模式的綜述
從戰(zhàn)略角度來看,商業(yè)模式被描述為不同企業(yè)戰(zhàn)略方向的總體考察,涉及到市場主張、組織行為、增長機會、競爭優(yōu)勢和可持續(xù)性等。與此相關的變量包括利益相關者識別、價值創(chuàng)造、差異化、愿景、價值、網絡和聯盟等。從整合的角度來看,商業(yè)模式是一種建立在許多構成要素以及它們之間關系之上的,用來說明特定企業(yè)商業(yè)邏輯的概念性工具。它說明了公司如何通過創(chuàng)造顧客價值、建立內部結構,以及與伙伴形成網絡關系,來創(chuàng)造市場、傳遞價值和關系資本,并獲得利潤、維持現金流(Osterwalder,2005).
商業(yè)模式早在20個世紀50年代就有人提出了這個概念,但直到40年后(1990年代)才流行開來,近年來各種商業(yè)概念變動趨勢日趨復雜,如何甄選并演變?yōu)榭尚械纳虡I(yè)模式成為學術界以及市場廣為聚焦的熱點。
理論研究經過多年的充實和完善,基本上確立了商業(yè)模式構成的主要要素組成,不限于價值提供/主張、經濟模式、顧客界面/關系、伙伴網絡/角色、內部結構/關聯行為,以及目標市場等。而研究商業(yè)模式構成體系,不僅指出商業(yè)模式應當包括哪些構成要素,還要研究這些構成要素的地位,以及它們之間的關系,基于商業(yè)模式的網絡建模開始流行,以期不斷改進與修正,創(chuàng)新原有的商業(yè)模式。畢竟,在所有的創(chuàng)新之中,商業(yè)模式創(chuàng)新屬于企業(yè)最本源的創(chuàng)新。離開商業(yè)模式,其他的管理創(chuàng)新、技術創(chuàng)新都失去了可持續(xù)發(fā)展的可能和盈利的基礎。所有的成功的大企業(yè)都是從小企業(yè)秉持成功的商業(yè)模式一步步走過來的。
當前,全球化、信息技術的發(fā)展和產品生命周期縮短,使得競爭格局發(fā)生了巨大的改變,一些企業(yè)甚至一些產業(yè)由于固步自封而走向衰亡(例如:諾基亞等),而那些對商業(yè)模式進行了有效創(chuàng)新的企業(yè)則以令人難以想象的速度崛起(例如:蘋果的第二春)??梢?,思路決定出路,布局決定格局,商業(yè)模式決定企業(yè)成敗。在“模式創(chuàng)造價值”這一命題越來越被市場接受的當下,戰(zhàn)略新興產業(yè)作為一塊被資本關注的熱土,資本對“商業(yè)模式”的崇拜甚至超過了產業(yè)個體現狀本身(如火如荼的PE/VC就是最好的例證).
從商業(yè)創(chuàng)新模式創(chuàng)新的周期窗口來看,當前新興產業(yè)正處于商業(yè)模式創(chuàng)新的涌動期,從理論上看,商業(yè)模式的創(chuàng)新主要發(fā)生在產業(yè)發(fā)展的初期和衰退期,恰與當前傳統(tǒng)產業(yè)升級改造和戰(zhàn)略新興產業(yè)培育的時代背景相吻合?,F實中,產業(yè)發(fā)展的成熟期也可能會出現巨變型的商業(yè)模式創(chuàng)新。
可見,未來我們不得不直面的將是波瀾壯闊的戰(zhàn)略新興產業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)潮。一方面,布局決定格局,商業(yè)模式決定企業(yè)成敗,模式創(chuàng)造價值的命題深入人心;另一方面,成功的創(chuàng)新模式寥寥,一浪又一浪,多數死在沙灘上。目前市場上大部分研究忽視了商業(yè)模式及其風險,揭示了投資機會,卻忽視了風險淡化了重心與倚重。我們在接下來的6篇報告中,將試圖以市場公認的成功的商業(yè)模式創(chuàng)新案例為切入點,具體采用的分析模式借鑒《商業(yè)模式新生代》(AlexanderOsterwalder、YvesPigneur著)提出的分析理念,剖析新材料與其它六大戰(zhàn)略新興產業(yè)的成功要素,更為有效、準確地找尋兩者契合之處的雙倍成長機會。
1.2新能源汽車商業(yè)模式
雖然當前世界各主要發(fā)達國家和有關汽車公司均在加緊研發(fā)此種新型汽車技術并取得長足進展,但總體而言,我國仍基本上與之處在同一個起跑線上,差距不過只有3―5年,并不像傳統(tǒng)內燃機技術一樣存在20年的巨大差距。在商用化和產業(yè)化方面更是如此,某些方面我們還有一定優(yōu)勢。從商業(yè)模式上來看,我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展的商業(yè)模式集成體系總體上呈現各種模式并存的現象,基本上涵蓋了國際上主要商業(yè)模式的要素集成,具有一定的代表性。
根據0sterwalder,Pigneur和Tucci在2005年發(fā)表的《厘清商業(yè)模式:這個概念的起源、現狀和未來》一文中提出的定義:“商業(yè)模式是一種包含了一系列要素及其關系的概念性工具,用以闡明某個特定實體的商業(yè)邏輯。它描述了公司所能為客戶提供的價值以及公司的內部結構、合作伙伴網絡和關系資本等用以實現(創(chuàng)造、營銷和交付)這一價值并產生可持續(xù)、可盈利性收入的要素。”我國新能源汽車主流商業(yè)模式主要有以下緯度及分類:
雖然我國新能源汽車行業(yè)起步以及商業(yè)模式跟進都不晚,但至今成功的商業(yè)模式仍未成型,比亞迪作為我國新能源汽車行業(yè)的領頭羊,卻依然難稱成功。2009~2012比亞迪的營業(yè)收入分別為411.14億元、484.48億元、488.27億元和469億元,近三年同比增長分別為17.84%、0.78%和~3.94%,其凈利潤更是大幅度下滑。最近四年其凈利潤分別為37.94億元、25.23億元、13.85億元和8134萬元。2013年上半年比亞迪營業(yè)收入為260.4億,其中凈利潤4.27億,同比增長了25倍。4.27億的利潤中有3.2億為政府補貼,主營業(yè)務凈利潤貢獻主要來自傳統(tǒng)汽車,新能源汽車依然步履蹣跚。我國的新能源汽車商業(yè)模式的不成熟導致了產品長期以來沒有市場、國內也沒有形成萬輛級的生產銷售企業(yè)、城市的基礎設施配套更是遠未達預期,政府補貼和輸血難救大市,政府推動的“十城千輛”試點最終結果便是試點城市大面積“不及格”。
1.3特斯拉:新能源汽車創(chuàng)新商業(yè)模式典范
似乎一夜之間,美國電動車生產商特斯拉成為外界熱炒的焦點。而該電動車創(chuàng)始人艾龍?穆思科,也被外界譽為汽車界的“喬布斯”。對于新能源汽車這個行業(yè)來說用“千里馬常有,而伯樂不常有”形容最為貼切不過了,新能源汽車自上世紀90年代發(fā)端以來,全球保有量已可觀,未來的市場空間更是巨大,但行業(yè)中成功的企業(yè)鮮有。新能源汽車相對于傳統(tǒng)汽車行業(yè)屬于典型的“小企業(yè)、大行業(yè)”,市場空間對于競爭廠商來說都足夠大,能否脫穎而出資源整合是關鍵,而當今企業(yè)之間不是產品與服務之間的競爭,商業(yè)模式的競爭才是關鍵。
下面,我們將詳細解剖特斯拉商業(yè)模式的各項要素。
1、客戶細分:
毋庸置疑,在傳統(tǒng)汽車向新能源汽車過渡的初期,能主動去接受新能源汽車的大部分都是環(huán)境保護意識更強的人群,而這部分人群往往資產凈值也較高,富人居多。再加上困擾電動車發(fā)展的“充電困難”、“里程焦慮”等問題依然棘手,電動車也徹底淪落為“富人們的玩具”。而特斯拉的商業(yè)模式是激進型的,以純電動車為主。所以,特斯拉第一款量產電動跑車TeslaRoadster客戶群體瞄向了富人。
2008年10月份,Roadster金融危機中實現量產,盡管產品的下線時間比原計劃晚了半年多,但首批客戶依舊表現出足夠的容忍,1000名客戶中只有30名要求退款,而空缺出來的名額很快就被新訂單填滿。從布拉德?皮特、喬治?布魯尼、施瓦辛格再到谷歌的兩位創(chuàng)始人,TESLA的客戶名單幾乎就是一張全球財富榜。雖然TeslaRoadster并未為公司實現盈利,但Roadster零到百公里最快加速3.7秒的成績以及卓越的設計和體驗足以讓傳統(tǒng)超跑大吃一驚,也奠定了特斯拉產品“高端、大氣、上檔次”的基調。
Roadster跑車在2011年底停產,特斯拉需要一款可以規(guī)模量產和銷售的車輛,為特斯拉賺來真正的第一桶金,殺手锏正是特斯拉的第二款車型四門轎跑ModelS。特斯拉S型車出現被徹底顛覆了,以往人們心中的電動車更像是高爾夫球車,除了高端大氣的外表,ModelS更“平易近人”,2012年6月,ModelS上市,采用三種不同容量的電池供消費者選擇,分別為40千瓦時、60千瓦時以及85千瓦時,分別為車輛提供256公里、370公里和480公里的最大續(xù)航里程。最大輸出功率416馬力,零到百公里加速5.6秒。依據不同電池組售價分為4.99萬美元、5.99萬美元和6.99萬美元三檔,燃油車對手,如寶馬5系和奧迪A6在北美的售價都在5萬到6萬美元之間。
目前,ModelS系列也進行了高配、中配、低配三檔劃分,基本上滿足了中高端客戶的不同需求。目前,偏重于商務用車的ModelX系列已經開始接受預定,以大眾消費為目標的GENIII正在研發(fā),預計價格約3W美金,特斯拉從豪華品牌入手,逐漸向中低端品牌滲透。
2、價值主張:
以數字化為核心。特斯拉有別于傳統(tǒng)的汽車產業(yè)區(qū)域布局,特斯拉選址于IT圣地美國硅谷,因而其商業(yè)模式中數字化色彩濃烈。
盡量提高續(xù)航里程、降低造價,打造性價比高的電動車。全新TeslaModelS電動車(高配版)的電池組由8000個電池單元組成,續(xù)航里程可達到483公里。由于電池組安放在地板下,相比傳統(tǒng)內燃機汽車更容易放大座艙空間。車頭的“發(fā)動機艙”被作為行李艙使用,乘客艙可輕松容下五位成人,甚至還能增添兩個向后的兒童座椅。新車的外形設計動感又不失優(yōu)雅,線條流暢自然,帶有一些捷豹xf的風韻。
ModelS并沒有因為續(xù)航里程而放棄性能表現,新車從靜止加速到96km/h耗時5.6秒,運動版則有望控制在5秒之內,400米加速耗時14秒,極速為193km/h。從96km/h制動到靜止僅需42米。
性能以及續(xù)航里程的大幅提升,ModelS電動車的售價也極具競爭力,ModelS低配版補貼前售價為5.74萬美元,高配版為7.74萬美元,加上聯邦政府退稅、州地方政府補貼以及極低的保養(yǎng)支出和燃料費用,競爭力大增。
隨著松下18650圓柱電池成本不斷下降以及BMS系統(tǒng)成本趨于穩(wěn)定,未來ModelS的成本端還有進一步下調的空間,性價比有望進一步提升。
3客戶關系:
特斯拉更多的是提供了全產業(yè)鏈服務模式,直接打消了消費者從買車到使用,再到保修以及增值等所有環(huán)節(jié)的顧慮。
綜合來看,特斯拉已經幫助消費者考慮了從買車到用車、從保修到充電等各個環(huán)節(jié)的所有問題,消費者需要做的就是付錢提車而已。
4渠道通路:
Tesla營銷模式效仿蘋果的直銷模式,由于電動車有別于內燃機汽車,其產品講解、銷售、保養(yǎng)都需要專門的人員上崗。作為小眾品牌,直營店可以提供更專業(yè)的服務以及更好的品牌展示。Tesla更講究體驗,有別于傳統(tǒng)的4S店經營模式。同時,Tesla同樣仿效蘋果模式,通過體驗店的方式發(fā)展網上銷售端,從渠道通路上來看,銷售模式及方式與傳統(tǒng)的汽車4S店模式大相徑庭。
5關鍵業(yè)務:
特斯拉關鍵業(yè)務主要集中于三個開發(fā)制造平臺,即最早的修改版的蓮花Elise平臺、TeslaModel平臺和TeslaGENIII平臺。公司還有部分研究開發(fā)服務,這部分營收來自于向其他汽車制造商提供電動汽車動力系統(tǒng)及組件的設計開發(fā)服務,Tesla認為目前這是一種可持續(xù)也可行的營收創(chuàng)造手段。開發(fā)合同中會標定一些技術節(jié)點,當開發(fā)服務滿足某節(jié)點時相應部分會被確認為遞延收入,直至全部滿足后確認為營收。
從目前已投產過的兩個平臺產品來看,特斯拉產品的續(xù)航指標要大幅領先于同行業(yè)其他廠商的續(xù)航里程,關鍵業(yè)務平臺優(yōu)勢明顯。
6核心資源:
特斯拉自身擁有的核心技術是BMS系統(tǒng),具有一定的領先優(yōu)勢,而其他技術方面優(yōu)勢并不明顯。就電動車的核心技術電池而言,特斯拉所使用的電池是鈷酸鋰系列的鋰電池,優(yōu)點是單位重量的比能更高,這就使得特斯拉使用同等單位體積和重量的電池,可以產生更多的能量。也正是因此,ModelS擁有了483KM的續(xù)航里程。目前這項技術國內也有一些電池生產企業(yè)在用,因此,這一技術并不是非常先進。
特斯拉所使用的電池包在使用過程中安全性較低,鋰電池的燃燒爆炸問題一直是影響安全性的主要因素。燃燒爆炸原因在于:一、局部損壞和短路導致溫度升高,有機電解液發(fā)生燃燒泄漏。二、幾百上千塊電池串并聯,熱管理和充放電管理BMS難度較大。針對這方面的擔憂,特斯拉ModelS啟用了電池組水冷系統(tǒng),就系統(tǒng)本身而言,也并不是特別有技術優(yōu)勢和亮點。
我們認為特斯拉成功的最核心資源還在于其資源的整合力,商業(yè)模式的創(chuàng)新和應用上有別于大部分電動車廠商運作模式,使其并非特別亮眼的技術構成部件,組合起來卻具有了令人震撼的澎湃動力。
7重要伙伴:
從特斯拉重要合作伙伴來看,深深地印刻著資源整合的烙印。例如,公司最早同蓮花汽車合作補充其車身及相關設計里面的不足,后期引入戴姆勒奔馳和豐田為戰(zhàn)略合作伙伴,徹底補足了其在汽車制造領域底蘊不足的缺憾。電動車最核心的部件,特斯拉與松下合作,使得鋰電池的配套成本不斷降低,推動市場需求的釋放。此外,對于充電裝置,特斯拉堅持走小型化路線,將其外包給老板musk控股的solarcity公司。前面部分,我們也論述了特斯拉具有濃重的數字化烙印,公司目前跟硅谷的谷歌等IT企業(yè)建立合作關系。
8成本構成:
以ModelS系列為例,電池成本約占到整車總成本的50%,其次為BMS系統(tǒng),約25%左右,其余包括車身等構件總計約25%??梢婋姵叵到y(tǒng)為特斯拉電動車最核心的成本構成。
目前特斯拉應用的電池由日本松下公司提供,松下為特斯拉供貨的鋰電池型號為NCR18650A,屬于較常見的鎳鈷鋁三元鋰電池,其次為BMS系統(tǒng),這部分成本比較固定。以高配版汽車為例,其使用的7410節(jié)左右松下NCR18650A電池成本就達到了18.5萬元(按電池價格25元/節(jié)計算),占到了電池總成本的70%。另外電池管理系統(tǒng)成本約為8萬元。
近年來,受益于鋰電池技術的突飛猛進并日趨成熟,鋰電池的高速投入期已經邁過,目前正向著規(guī)模經濟邁進,最突出的體現便是近年來隨著鋰電池市場需求的不斷擴張,鋰電池成本不斷降低,以日本為例,1995到2010年,15年間,日本鋰電池平均成本年率下滑幅度為11.2%。
根據日本NEDO制定的日本“新一代汽車蓄電池技術開發(fā)藍圖”描述,2015年日本產鋰電池平均成本降至3萬日元/千瓦時,2020前后降至2萬日元/千瓦時,2030年前后降至1萬日元/千瓦時,從中長期來看特斯拉電池成本未來依然具有較高的下調空間,無疑會使得特斯拉在目前已經具備與主流競爭車型“掰手腕”的前提下,進一步發(fā)力。
特斯拉的BMS系統(tǒng)目前已經發(fā)展較為成熟,屬于自身設計開發(fā)的核心競爭力模塊,未來在成本端有望穩(wěn)中有降。
9收入來源:
特斯拉2013年一季度業(yè)績報告顯示,公司報告期內營業(yè)收入環(huán)比激增83%,實現盈利1500萬美元,每股利潤為12美分。值得注意的是一季度盈利為該公司首次扭虧,市場反應較為振奮。
2013財年第二季度凈虧3050萬美元,去年同期凈虧1.056億美元。調整后每股收益為22美分,預期為虧損17美分。從2013年上半財年的整體數據來看,特斯拉的財報均超市場預期,較為搶眼。
其實,特斯拉的收入構成跟國內的電動車行業(yè)收入構成也是比較類似的,主要也是由汽車銷售和退稅補貼兩部分構成。目前對于特斯拉業(yè)績屢超預期也存在著一些質疑,一部分觀點認為一季度扭虧為盈不僅僅是銷量帶來的,和政府補貼規(guī)模的擴大有著必然的聯系。但從二季度數據來看,公司的銷售量仍在快速攀升,根據美國電動車聯盟(ElectrificationCoalition)對美國上半年豪華汽車市場的研究得出,特斯拉ModelS占據了美國上半年豪華汽車銷售總量的8.4%,特斯拉在美上半年銷量超越寶馬、奧迪、奔馳,我們認為從這一組數據來看,已經比較具有說服力,公司的業(yè)績推動很大程度上還是銷售推動。
二、電動汽車投資核心是動力電池和BMS系統(tǒng)
以上,我們通過商業(yè)模式研究的視角,對特斯拉的成功案例有了一個全新的視角和認識。我們也在一直強調商業(yè)模式的重要性,特別是對于新興產業(yè),商業(yè)模式很可能成為行業(yè)獲取突破的關鍵。其實對于新能源汽車行業(yè)來說,政策與技術進步都不缺,但近年來行業(yè)卻陷入了發(fā)展的困惑,前期各國政府均制定的新能源汽車目標普遍面臨流產的尷尬。主要原因還在于新能源汽車的銷售并未達到預期的速度,政府的政策推動給力,技術進步也在不斷取得突破,但產業(yè)界迫于市場壓力還是選擇了收縮和防御。
特斯拉的成功無疑給苦于探索成功商業(yè)模式的新能源汽車行業(yè)點燃了一盞明燈,當理想照進現實以后,政府和產業(yè)界也勢必會重拾信心。我們之所以濃墨描述特斯拉商業(yè)模式的成功要素是因為,特斯拉的成功相當于給產業(yè)界齒輪和市場需求齒輪找到了一種完美嚙合的途徑,而齒輪一旦嚙合磨合,整個市場需求的創(chuàng)造也勢必會拉開帷幕。對比此前新能源汽車政策夢想與需求現實之遙遠,我們更相信這種被拉大的鴻溝某種側面上反映了未來空間的巨大。
此外,除了特斯拉成功的案例外,Volt、Leaf等成功案例依然有值得我們去借鑒學習之處。言歸正傳,回歸到我們系列報告這一主題上來,我們認為新能源汽車最核心的部分在于電池系統(tǒng)和BMS系統(tǒng)的模塊集成,而對于材料行業(yè)來說,鋰電池作為新材料科技的復合體,更具有研究的價值。
此外,我國鋰電池產業(yè)不管從質還是量上都達到了一定的高度,而阻礙其走向高端制造之路的關鍵因素就是BMS。先進的BMS給大功率電池組的安全應用打了一劑強心針。要想發(fā)展電動汽車,BMS的問題必須得到解決。相關的政策扶持和科研投入,必將催生BMS行情。
近年來,鋰電池行業(yè)已經度過了3C第一春,主要受益于近年來智能手機和平板電腦行業(yè)的高速成長,而新能源汽車的貢獻度依然不明顯。從3C到EV的鋰電池第二春何時才能來臨?我們認為很大程度上還是取決于新能源汽車商業(yè)模式未來的發(fā)展、衍生及改進,而特斯拉作為成功商業(yè)模式之“奇葩”,更值得我們持續(xù)追蹤和挖掘。
封二:鋰電行業(yè)邁入動力電池時代
三、鋰電進入動力電池時代
3.1環(huán)保+性能優(yōu)異,鋰電孕育一場能源應用“革命”
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰電池所使用的材料里不含有污染性金屬,鋰電池在生產及使用過程中沒有污染物產生。相比較鉛酸蓄電池而言,鋰電池在環(huán)保上有著天然的優(yōu)勢。
此外,鋰電池還具有比能量大,循環(huán)壽命長,自放電率低,無記憶效應等優(yōu)勢。鋰電池完全能夠滿足車用動力的需求,在加上其綠色、環(huán)保的特點。鋰電池借助其優(yōu)異性能和節(jié)能環(huán)保的特性,其應用從智能手機、數碼相機等消費電子,到電動自行車、電動汽車乃至儲能,可以說鋰電孕育著一場能源應用“革命”。
鋰電池作為新能源、新材料和新能源汽車三大新興產業(yè)的交叉點,2012年國內鋰電池產量為35.5億自然只(折合成18650規(guī)格統(tǒng)計),同比增長19.5%;市場規(guī)模已達到640億元,同比增長14.3%。
3.2電動汽車推動動力電池時代發(fā)展
鋰電池的下游應用主要包括消費電子、動力電池、儲能電池三大領域。消費電子目前是主流,儲能市場技術上仍不成熟,未來鋰電主要增長在動力電池。
隨著智能手機、數碼相機的普及,當前鋰電池80%產量應用于消費電子,鋰離子電池數碼產品主要包括手機、筆記本電腦、IPAD、電動工具、數碼相機、便攜影音設備、游戲機等產品。新增長點主要看:智能手機、IPAD、以及電動工具。據高工鋰電產業(yè)研究所(GBII)預計,2012年鋰離子電池在傳統(tǒng)3C領域的市場規(guī)模為523億元,預計2013年的增長速度為15%。
儲能市場當前規(guī)模較小,且技術上仍不成熟。2012年中國電網儲能的市場規(guī)模為6億元。且和光伏產品一樣,市場不是在國內,而是在發(fā)達國家。分布式儲能市場,將會遵循光伏逆變器的市場發(fā)展路線,先走歐洲、日本、美國,最后才到中國。國內分布式儲能,2~3年內還只能是試驗階段,市場需求要快速放量幾乎不可能,過高的系統(tǒng)成本以及繁瑣的審批流程,將成為兩大關鍵制約因素。
鋰電池當前主要的增長點在動力電池市場,鋰電池在中小系統(tǒng)動力市場(電動自行車)將打敗鉛酸電池,鋰電池替換鉛酸電池的速度取決于鋰電池成本的下降速度,最近10年有望將完成這過程。這些市場敏感的不是技術,而是成本。
電動自行車是短期內最有可能成為鋰電大面積應用的新領域。中國自行車協會當前大力推動鋰電電動自行車的發(fā)展,期望3~5年內用鋰電作為動力電池的比例從現在2%提高到20%。
去年4月,四部委發(fā)文將“時速不超過20公里、整車質量(重量)不大于40公斤”作為電動自行車的及格線。同年5月18日,環(huán)保部又掀起了全國性的鉛酸蓄電池環(huán)保大整頓。經過嚴格準入后,全國鉛酸蓄電池企業(yè)將減少三分之二,甚至五分之四,而時速和重量的限制更將引導電動自行車的電池選擇,這為鋰電自行車帶來難得的機遇。
而在電動自行車之后,電動汽車與儲能又會帶動鋰電需求的新一輪井噴。出于擺脫石油依賴、加強環(huán)保等方面的原因,中國對電動車的支持力度會不斷加大,和動力應用相比,消費類鋰電只可算小打小鬧。動力電池的崛起才真正打開了人們對鋰電無限的想象空間,目前鋰電池已成為電動汽車應用的理想產品。
目前國內鋰電池產量仍不算高,僅相當于鉛酸蓄電池產量的十二分之一,替代空間巨大,其中動力鋰電又只占到所有產量的5%,國外機構預計,到2016~2017年,動力鋰電市場或許可以和當前手機、平板電腦用的鋰電市場相提并論。
動力電池最大的市場空間在電動汽車,但現階段動力電池廠商很難保證盈利,僅政策補貼明確的電動大巴、出租車等部分市場尚可維持,部分實力電池廠商有望獲得市場蛋糕。2012年全球電動汽車用動力鋰電池市場規(guī)模約為18億美元,高工鋰電產業(yè)研究所預計,2020年其市場規(guī)模有望擴增至150億美元,未來7年復合增長率為35%。
除了政策扶持,電動汽車發(fā)展關鍵還要靠技術改進的推動,降低成本,提高電動汽車的安全性及經濟性,目前特斯拉電動汽車的性能突破,已取得良好的效果,給行業(yè)帶來了曙光。
四、鋰電技術改良提高安全性和經濟性
電動汽車無法成為主流汽車的原因主要有以下幾個方面:安全性、經濟性、基礎設施裝備。其中安全性及經濟性主要和鋰電池相關。
鋰離子電池自問世以來,以其獨特的高能量密度、高輸出電壓、長循環(huán)壽命、環(huán)境污染小等優(yōu)點受到了人們的廣泛青睞,已在消費電子市場占據主導地位,并力爭在未來電動汽車和可再生能源儲存等大規(guī)模儲能領域發(fā)揮重要作用,但其安全性和價格問題必須妥善解決。
4.1安全性
2013年1月6日,日本航空公司的一架波音787客機在飛抵美國機場后,出現輔助動力裝置鋰電池起火,客艙冒煙。一時間,全世界關于鋰電池安全性的質疑聲再次集中爆發(fā)。
在美國,隨著波音公司事故的廣泛傳播,已經開始對鋰電池驅動的電動汽車推廣產生了影響。
作為車用動力儲能設備,安全性能尤其需要重視。由于鋰電池能量高,材料穩(wěn)定性差,鋰電容易出現安全問題。
鋰離子電池的安全問題主要源于熱失控的發(fā)生,電極/液態(tài)有機電解液相互作用的熱穩(wěn)定性是制約鋰離子電池安全性的首要因素。因此,探索高安全和可靠性新型電解質以替代有機電解液是解決鋰離子電池安全性問題的有效途徑之一。聚合物電解質應運而生,其可有效緩解甚至消除電解質與電池材料之間發(fā)生的化學反應,避免電解質滲漏,可望提高鋰離子電池的安全性和能量密度等。更重要的是,機械強度高和柔韌性好的聚合物電解質的運用將使得“印刷”鋰離子電池成為可能,不僅可拓展鋰離子電池在“柔性”電子器件上的應用,更可望降低鋰離子電池的制造成本。
4.2經濟性
美國能源部最近估計,電動汽車和混合動力汽車若想和燃氣驅動汽車競爭,那么電池的價格要降低50%~80%。要達到這個數字,可能需要發(fā)明全新品種的電池,不過,通過改進驅動當前電動汽車的鋰離子電池,從而來實現這一目標的可能性也很大。
這類方法有很多,包括鋰~硫,鋰~空氣,鋅~空氣以及鎂離子。然而,每個方法好像都有自己獨特的問題。例如,鋰~空氣電池可以到達10倍傳統(tǒng)鋰離子電池的能量(可達到汽油的能量密度),然而使用金屬鋰會非常危險,而且也不能對它們多次反復充電。
即使新技術的諸多問題可以在實驗室里解決,但是要實現大規(guī)模的生產,可靠的電動汽車供電可能還需要幾十年的時間。在解決這些挑戰(zhàn)的過程將為傳統(tǒng)的鋰離子電池技術提供很長的改進時間。
此外,規(guī)模經濟角度看,目前造成我國鋰離子動力電池成本高的主要原因是尚未形成大規(guī)模生產,達到一定規(guī)模后,規(guī)模經濟性將得到體現。例如,上世紀90年代初手機剛進入中國市場時,售價曾一度超過2萬元人民幣,一塊電池的價格需要1000多元。而隨著技術的進步,電池大規(guī)模生產后價格急劇下降,手機實現了大規(guī)模普及,目前普通手機電池的生產成本僅需10元左右。
因而,隨著技術進步推動鋰電性能提高,加上大規(guī)模生產產生規(guī)模經濟性,未來我國新能源汽車鋰離子電池能夠實現成本的經濟性。
4.3技術改良需要關鍵材料的突破
鋰離子電池技術發(fā)展方向主要包括兩方面,即技術改良及新一代鋰電池的開發(fā)。技術改良階段,主要是正極材料、負極材料、電解液、隔膜四大材料,從而提高電池的容量與安全性。首先打算在2015~2020年前后實現目前約2倍能量密度、即200~300Wh/kg的改良型鋰離子充電電池,改良型鋰離子充電電池打算將正負極換成更高容量的材料來實現,改進隔膜與電解液提高安全性。
到20~30年代鋰電池技術進入一個新領域,實現具備500Wh/kg能量密度的新一代電池。在電池的性能中最為重要的大容量化指標,被稱為“后鋰離子充電電池”的全固體電池和鋰空氣電池。
五、探索鋰電池產業(yè)鏈投資機會
鋰電池產業(yè)鏈看,包括上游的資源、中游的的關鍵材料、下游的電池組裝三大領域。
相對全球豐富的鋰資源,鋰電對碳酸鋰的用量并不大,而全球能提供碳酸鋰的廠家非常多,且國內多家公司介入鋰資源的開發(fā),碳酸鋰出現供應嚴重短缺的概率較小。
鋰電產業(yè)的發(fā)展關鍵還在于材料和裝備技術。從整個材料和裝備領域來看,鋰電池產品技術仍相對滯后,但嘗試新技術、走精品路線的企業(yè)在不斷增多。此外,工信部擬推出鋰電池行業(yè)準入標準,由此將加速鋰電池行業(yè)的整合,動力電池行業(yè)的集中度將提高,有利于上游走精細化高端路線的設備和材料公司發(fā)展。
5.1上游資源
鋰資源主要包括兩個部分:一是鹽湖鹵水鋰,從鹽湖鹵水提取生產的鋰化學產品主要是碳酸鋰和氯化鋰;二是礦石鋰,從礦石中分選的鋰礦產品主要是鋰輝石、鋰云母等。鹽湖資源大部分在南美(玻利維亞,智利高海拔地區(qū))和中國(青藏高原),其中南美的鹽湖資源基本上掌握在國際鋰行業(yè)三強:SQM、FMC、Rockwood手中,三家鹽湖提鋰巨頭占據了全球鋰市場供應62%的份額。礦石資源主要分布在澳大利亞、北美和中國,其中澳大利亞鋰輝石礦品位最高、儲量最大。泰利森掌握了全球最大的鋰輝石在產礦山。
根據美國地質調查局(USGS)數據,2012年全球鋰資源儲量1300萬噸,其中,智利750萬噸、占比57.7%,中國350萬噸、占比26.9%,澳大利亞100萬噸、占比7.7%,阿根廷85萬噸、占比6.5%。
隨著鋰電行業(yè)的發(fā)展,目前多家公司投資鋰資源開發(fā),主要包括西藏礦業(yè)、中信國安、路翔股份、西部礦業(yè)、鹽湖集團等。
1。西藏礦業(yè)(000762):公司開采的扎布耶鹽湖是世界三大鋰鹽湖之一,品位世界第二,資源潛在價值達1500億元;西藏礦業(yè)爭取在5年內實現年產25000噸碳酸鋰系列產品的遠景目標。
2。中信國安(000839):青海國安擁有3000噸碳酸鋰產能,規(guī)劃建設為3.5萬噸;其控股子公司盟固利(90%)擁有1500噸鈷酸鋰和500噸錳酸鋰產能;公司開發(fā)的青海鹽資源綜合項目,其總計氯化鋰資源儲量763.85萬噸,氯化鋰品味在2.2~3.89克/升之間;中信國安目前共計投資建設了2萬噸碳酸鋰項目。
3。路翔股份(002192):公司收購的甘孜州融達鋰業(yè)擁有“亞洲第一鋰礦”呷基卡鋰礦134號礦脈511.4萬噸鋰礦石的開采權,也控制了地下將近3000萬噸鋰輝石礦,礦石鋰儲量居全國之首,并居亞洲第一、世界第二。
4。斯米克(002162):與宜豐縣合作開發(fā)含鋰瓷土礦,項目投資規(guī)模約10.5億元。5。西部礦業(yè)(601168):公司控股的青海鋰業(yè)有限公司,擁有的中國第二大鹽鋰資源――東臺吉乃爾鹽鋰礦,資源潛在開發(fā)價值約1000億元,年產碳酸鋰1萬噸。6。鹽湖集團(000578):察爾汗鹽湖氯化鉀表內儲量為5.4億噸,占全國已探明儲量的97%;氯化鎂儲量為16.5億噸,氯化鋰儲量800萬噸;集團投資5.33億元建設年產1萬噸碳酸鋰項目,鋰回收率達到70%以上,產品純度達到99%。7。佛山照明(000541):公司與青海鹽湖集團合作的碳酸鋰項目將在7月初步投產;公司規(guī)劃了碳酸鋰材料~~>正極材料~~>鋰電池~~>電動車動力的新能源車核心產業(yè)鏈;公司與合肥鋰鑫能源材料、青海威力新能源材料、鋰能源控股、江蘇國崗交通工程聯合發(fā)起青海佛照鋰電正極材料股份公司,主營鋰電池正極材料,設計產能2000噸/年。8。江特電機(002176):公司與宜春市簽訂了《鋰礦資源戰(zhàn)略合作意向書》,擬以“江西江特鋰電池材料有限公司”為平臺,向鋰電產業(yè)上下游(鋰礦、鋰電池、汽車電機、電動汽車驅動總成、特種電動車等)方向發(fā)展。9。西部資源(600139):公司設立江西贛州西部資源鋰業(yè)收購了贛州晶泰鋰業(yè)100%股權以及寧都泰昱鋰業(yè)鋰輝石采礦權及其他經營性資產,從泰昱鋰業(yè)受讓的河源鋰輝石礦礦石儲量424萬噸,Li2O金屬量43341.06噸,平均品位1.04%,采選規(guī)模6.6萬噸/年;晶泰鋰業(yè)今年1月受讓了廣昌縣頭陂里坑鋰輝石礦采礦權,礦石儲量16.31萬噸,平均品位0.99%;晶泰鋰業(yè)目前正在進行2500噸工業(yè)級碳酸鋰生產線項目的試生產。10。西藏城投(600773):公司有意采取增資擴股或股權購買等方式取得金泰工貿、孫建義所有的西藏阿里圣拓礦業(yè)有限責任公司部分股權。而西藏阿里圣拓礦業(yè)公司持有阿里地區(qū)龍木錯等鹽湖資源,該鹽湖鹵水富含硼、鈉、鎂、鉀、鋰和溴等液體礦產資源,具有一定投資價值。
5.2中游關鍵材料的突破
要讓電池性能提高一倍、成本下降一倍,主要就是靠材料。電池成本70%以上是由材料構成的,電池性能也是由材料決定的。
鋰電池主要由五部分構成,即正極材料、負極材料、電解液、隔膜和包裝材料。其中,包裝材料和石墨負極技術相對成熟,成本占比不高。鋰離子電池的核心材料主要是正極材料、電解液和隔膜。其中,正極材料是鋰離子電池電化學性能的決定性因素。正極材料占鋰電池成本的比例超過40%,是最主要的構成部分,電解液和隔膜,成本占比分別為10%和20%。
目前中國在四大關鍵材料領域中,正極材料、負極材料和電解液都已逐步自給,只有隔膜材料還高度依賴進口,但是發(fā)展速度也非常快。
正極材料
鋰電池正極材料市場主要由鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰幾種產品占據。日本鋰電行業(yè)研究機構IIT公司統(tǒng)計數據顯示,中國鋰電池正極材料中,鈷酸鋰占49%,三元材料占22%,錳酸鋰占16%,磷酸鐵鋰占6%,其他材料占7%。
目前市場上商業(yè)化的正極材料只有鈷酸鋰。但從性能方面看,鈷酸鋰循環(huán)次數較低,且晶體結構熱穩(wěn)定性差,存在較大的安全隱患,只適宜做小型電池。而磷酸鐵鋰循環(huán)次數達到2000次以上、價格低廉、無毒環(huán)保,三元材料和錳酸鋰各方面性能也優(yōu)于鈷酸鋰,故錳酸鋰+三元材料、磷酸鐵鋰是動力電池領域和超大容量電源的兩種主流技術方向。
在兩種主流方向中,磷酸鐵鋰是中國主推的技術,市場熱度很高。該產品于1997年引起國內關注,國家“863”計劃于次年投入20億元對其進行研究。但截至目前,產業(yè)化尚處于剛起步階段。國內有60~70家企業(yè)完成了磷酸鐵鋰生產線的購置,總產能近2萬噸/年。但工業(yè)化批量生產的只有十幾家,且生產規(guī)模較小,其余的都在中試或試生產階段。
錳酸鋰+三元材料復合材料是日本、韓國主推的技術,因其具有明顯的成本優(yōu)勢,國際國內市場份額近年來都在不斷增長,但在我國同樣存在開工不足現象。與日韓鋰電企業(yè)側重于開發(fā)錳酸鋰及三元材料為正極的動力電池不同的是,美國主要開發(fā)以磷酸鐵鋰為正極材料的動力電池。美國磷酸鐵鋰電池的制造企業(yè)中,又以A123Systems(NASDAQ:AONE)和Valence(NASDAQ:VLNC)為代表性企業(yè)。而這些企業(yè)都于近年內相繼在中國投資建廠,節(jié)省成本的同時,也在積極開拓中國下游市場。
鈷酸鋰的新建、擬建項目已經很少,市場占有率有所下滑,產業(yè)進入萎縮期。鋰電池在電動汽車和儲能領域的推廣,將為磷酸鐵鋰、錳酸鋰+三元材料兩種主流產品帶來快速的市場需求增長。但未來動力電池正極材料究竟由誰主導,還有待時間的檢驗。
根據高工鋰電產業(yè)研究所(GBII)調研結果表明,2012年中國內資鋰電池正極材料企業(yè)銷售產值達到58億元,同比增長9.43%;總產量為4.3萬噸,同比增長24%。鋰電池正極材料企業(yè)2012年達到195家,相比于2011年189家,增長6家;但是其中有近30多家磷酸鐵鋰材料企業(yè)處于停產狀態(tài)。
負極材料
全球鋰電負極材料產能主要集中于中日兩國,呈現出明顯的區(qū)域集中和企業(yè)集中兩大發(fā)展趨勢。日本以三菱化學、日立化成(HitachiChemical)、吳羽化工(Kureha)等企業(yè)承擔了該國主要負極材料的產能。出于為接近資源、降低制造成本的考慮,日本的主要負極材料企業(yè)也紛紛將產能轉移到石墨資源豐富的中國。
2012年中國負極材料總體市場規(guī)模為20.08億人民幣,同比上升15.3%。其中,天然石墨貢獻7.26億元,人造石墨(不包含MCMB)貢獻10.61億元,中間相碳微球和鈦酸鋰等其它負極材料貢獻2.21億元。
規(guī)模增長的同時,負極材料供應逐步過剩,價格呈下滑趨勢。負極材料廠家逐步增多,新進的負極材料企業(yè)為了獲得市場份額,往往采取低價策略,行業(yè)供給過剩,且下游客戶電芯廠商的市場份額趨于集中,小電芯廠的市場份額萎縮,負極材料企業(yè)下游買家的議價能力進一步加強。
深圳貝特瑞、上海杉杉和湖南摩根海容三家企業(yè)在負極材料市場占有率在60%以上。隨著石墨資源瓜分完畢,企業(yè)間的競爭焦點將重新回到技術方面。其研究重點將朝著高比容量、高充放電效率、高循環(huán)性能和較低成本的方向發(fā)展。其中碳材料的研究開發(fā)相當活躍并在石墨改性、軟硬碳和碳納米材料方面取得了很大的進展,錫基材料作為鋰離子電池負極材料具有很大的潛力,其他材料的研究也為鋰離子電池負極材料提供了更多的選擇。
電解液
電解液主要原材料為六氟磷酸鋰,占電解液成本的50%左右。目前市場主要被關東電化學工業(yè)、STELLA、森田化學等幾家日本企業(yè)壟斷,占全球產能的85%左右。
近年我國六氟磷酸鋰生產技術取得突破,目前已經量產的內陸企業(yè)有天津金牛、多氟多、九九久、廣州天賜、成都黃銘能源、湖北宏源藥業(yè)等。大部分下游電解液企業(yè)對于多氟多、九九久等企業(yè)的六氟磷酸鋰理化指標評價均認為與日韓企業(yè)接近。
國產六氟磷酸鋰的品質與進口產品接近,國產六氟磷酸鋰價格優(yōu)勢明顯。國產六氟磷酸鋰的價格比進口便宜15%。六氟磷酸鋰作為電解液主要成本來源,電解液廠家為了降低成本必然會選取性價比合適的供應商,中國企業(yè)無疑具有一定優(yōu)勢。
我國前5大鋰電池電解液生產商張家港國泰華榮、東莞杉杉、深圳新宙邦、天津金牛、廣州天賜,其中天津金牛、廣州天賜基本上使用自產六氟磷酸鋰,另外3家已經開始小批量使用國產六氟磷酸鋰。預計2015年我國六氟磷酸鋰國產化率將達到90%以上。
中國具有豐富的螢石資源,是全球最大的氟化工生產基地,為我國發(fā)展六氟磷酸鋰提供了良好的產業(yè)基礎。國泰華榮、東莞杉杉、新宙邦等中國電解液企業(yè)的全球市場份額提升,為國產六氟磷酸鋰奠定了市場基礎。更為重要的是,多氟多、九九久、湖北宏源已經掌握了六氟磷酸鋰的關鍵制造技術,其生產出來的產品獲得了國內電解液廠商的認同。
中國企業(yè)在六氟磷酸鋰領域擴張的同時,日韓企業(yè)也積極在中國布局,如:森田在江蘇常熟新建5000噸產能,美國諾萊特與韓國厚成共同在江蘇南通新建400噸的產能??梢灶A見到2015年我國將成為全球重要的六氟磷酸鋰生產基地,不僅不需要進口六氟磷酸鋰,而且將批量向日韓電解液廠家出口。
隔膜
隔膜生產難度最高,盈利最豐厚。在鋰電池中主要作用是防止正負極短路,同時在充放電過程中提供離子運輸的電通道。目前一般采用聚丙烯、聚乙烯單層微孔膜,以及由兩者復合制成多層微孔膜作為隔膜。未來發(fā)展方向是更薄、更安全。
鋰電池隔膜供給高度集中,嚴重依賴進口。隔膜的主要技術掌握在少數企業(yè)手中,集中度很高。國外的隔膜生產主要集中在美國的celgard公司和日本的旭化成、東燃和宇部。由于技術壁壘較高,投資風險大,國內企業(yè)的投資熱情并不高。
國內能夠生產鋰電池隔膜的,僅有佛山金輝高科(佛塑股份的子公司)、新鄉(xiāng)格瑞恩、和深圳星源材質等公司,產品質量與國外同類相比,仍存在較大差距。其中,佛山金輝的產品質量相對較好,供應中低端市場。國內中高端市場,主要由東燃、旭化成和celgard公司壟斷。佛山金輝的產品雖然主要用于中低端市場,毛利率仍然高達60%以上。
根據高工鋰電產業(yè)研究所(GBII)調研結果表明,2012年中國內資鋰電池隔膜企業(yè)銷售產值達到10.10億元,同比增長53%;總產量為1.8億平米,同比增長84%。作為最遲國產化的鋰電池關鍵材料,是近三年來中國資本最為關注的領域之一。新進隔膜企業(yè)質量參差不齊,根據企業(yè)的產值進行排名,我國動力鋰電池隔膜產業(yè)前十名企業(yè)。
由于目前鋰電池核心材料仍處于研發(fā)階段,離大規(guī)模成熟應用于電動汽車仍有一定距離,國內企業(yè)仍需要持續(xù)研發(fā),改進工藝,以滿足電動汽車對材料的更高要求。綜合技術、產品盈利能力和需求增長幅度,對各子行業(yè)排序如下:
從技術成熟度考慮,負極材料>電解液>正極材料>隔膜。電解液主要是復配技術,技術最為成熟,不存在新產品替代的風險,風險因而最低;與之相對,磷酸鐵鋰的技術路線風險最高,日韓企業(yè)基本采取三元材料和高端錳酸鋰的技術路線。另一方面,國內磷酸鐵鋰的生產取得一定突破,但一致性目前仍未得到有效解決,國內絕大多數生產企業(yè)都還處于小量送樣階段,未實現工業(yè)化量產;六氟磷酸鋰的技術路線風險相對較低,但產品要求嚴格,工業(yè)化生產難度很高;隔膜的難點不在合成而在于工藝,國內相對落后的應用研究,導致隔膜成為鋰電池核心材料中,國產化率最低,也是生產難度最大的材料。
從產品收益率考慮,隔膜>正極材料>電解液>負極材料。技術門檻的高低,決定了產品盈利的高低。因此,佛塑股份的隔膜雖然質量落后于國際巨頭,定位中端,仍然具有60%以上的毛利率。而江蘇國泰的電解液,定位高端,毛利率預計在30%~40%左右。六氟磷酸鋰和磷酸鐵鋰,預計盈利能力介于兩者之間。
從動力電池帶來的需求增長幅度考慮,磷酸鐵鋰>隔膜>電解液。由于磷酸鐵鋰不能用于傳統(tǒng)小型鋰電池,因此動力電池對其的需求拉動最為顯著;動力電池對隔膜安全性要求很高,目前主要使用3層復合隔膜,因此大大提升了隔膜的需求量。而傳統(tǒng)鋰電池領域的約1.5億平米左右的需求量,決定了其需求彈性略低于磷酸鐵鋰;六氟磷酸鋰與電解液基本保持1:10的比例,因此兩者的需求彈性相同。
5.3下游動力電池生產
2012年新能源汽車、電網儲能、特種車、通信基站等領域的成品鋰電池組市場規(guī)模為35億元,比2011年的26億元增長34.6%。
PM2.5催生了環(huán)保熱潮,促使我國加大發(fā)展新能源汽車的力度。但新能源汽車的推廣集中在城市的公交車以及出租車。由于價格居高不下,鋰電池私家車以及電動摩托車銷量相對小,還沒有能夠為市場所接受。
根據《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達到50萬輛,到2020年超過500萬輛。巨大的市場前景促使相關企業(yè)產能不斷擴張,作為核心部件的動力電池,成為外資、國企和民企搶占新能源汽車市場的核心。
六、鋰電池產業(yè)投資建議
鋰電池作為新能源、新材料和新能源汽車三大新興產業(yè)的交叉點,借助其優(yōu)異性能和節(jié)能環(huán)保的特性,其應用從智能手機、數碼相機等消費電子,到電動自行車、電動汽車乃至儲能,可以說鋰電孕育著一場能源應用“革命”。目前處于從消費電子向動力電池時代邁進的階段。未來的增長前景較為確定,但鋰電仍存在著安全性及成本高兩大問題,而關鍵新材料的改良是提高安全性及降低成本的關鍵。而且從規(guī)模經濟的角度看,隨著行業(yè)規(guī)模的擴張,規(guī)模經濟性將逐步體現。我們從技術、資本實力、市場前景、商業(yè)環(huán)境幾個角度探尋鋰電產業(yè)鏈的投資機會。
上游鋰原料方面,相對全球豐富的鋰資源,鋰電對碳酸鋰的用量并不大,而全球能提供碳酸鋰的廠家非常多,且國內多家公司介入鋰資源的開發(fā),碳酸鋰出現供應嚴重短缺的概率較小。主營鋰資源的公司有天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè),技術相對成熟。
中游材料方面,鋰電池性能的改進關鍵還要依賴材料上的突破。目前主要包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜和包裝材料五大領域。其中,包裝材料和石墨負極技術相對成熟,成本占比不高。鋰離子電池的核心材料主要是正極材料、電解液和隔膜。從國內技術成熟度看,電解液技術目前已達到國際水平,正極材料也逐步實現國產化,隔膜高度依賴進口。從產品收益率上,隔膜利潤最高,正極材料次之,電解液相對較低。市場前景上,電動汽車的發(fā)展將帶動隔膜及正極材料加倍成長。但實際上,在材料領域,隔膜、正極材料等關鍵材料定價權仍掌握在技術領先的日、韓企業(yè)手中,中國市場規(guī)模不斷擴大,出口量大幅增長。然而,電池材料企業(yè)的盈利能力卻呈現下滑態(tài)勢。
在關鍵材料上,我們看好正極材料及隔膜的前景,電解液的行業(yè)集中優(yōu)勢。建議正極材料關注中信國安(000839)、杉杉股份(600884)、中國寶安(000009)、金瑞科技(600390)、當升科技(300073);隔膜關注佛塑科技(000973);電解液關注江蘇國泰(002091)、多氟多(002407)、新宙邦(300037).
動力電池方面,在節(jié)能環(huán)保及新能源汽車政策推動下,新能源汽車的巨大市場逐漸明朗,巨大的市場前景促使相關企業(yè)產能不斷擴張,作為核心部件的動力電池,成為外資、國企和民企搶占新能源汽車市場的核心。動力鋰電池建議關注的公司有德賽電池(000049)、億緯鋰能(300014)、成飛集成(002190)、南都電源(300068).
封三:發(fā)掘BMS領域的投資機會
七、BMS提高電動汽車效率與安全
對于用戶來講,與電動汽車半路沒電跑不動相比,更加害怕電動汽車跑著跑著就起火了。由于單體鋰電池的性能方面會有差異,會導致局部過熱的情況,這時候就需要給它降降溫,否則,會影響整體的使用壽命,甚至會引發(fā)安全事故。
當電池處于低溫環(huán)境時,則會影響其充放電的性能,降低工作效率。這是一個很有現實意義的問題,由于我國區(qū)域廣泛,南北氣溫差異較大。如何在高溫地區(qū)降溫,低溫地區(qū)正常運行就是一個很大的難題。以長春為例,長春市雖然是新能源汽車的試點城市之一。但是由于東北地區(qū),冬天比較長且寒冷,新能源汽車很難在此地區(qū)運行,還是以混合動力車為主。而先進的BMS可以通過加熱控制系統(tǒng)來解決鋰電池低溫啟動的問題,這樣會大大地拓展了市場規(guī)模??偟膩碚f,BMS可以使得電池的使用效率和運行的安全邊際得到保障。所以BMS對于電動汽車的發(fā)展具有很深遠的意義。
目前,我國已經成為鋰電池的生產大國,處于完全競爭的態(tài)勢。而我國電動汽車的發(fā)展遲遲沒有新的進展,這跟我國電子信息化的發(fā)展滯后是不無關系的。BMS落后于其他國家,大大地降低了用戶體驗和安全系數。若想發(fā)展電動汽車,BMS的問題就必須要解決。
八、BMS的技術難點及成本分析
8.1BMS的技術難點
電池的SOC估計目前還不能滿足電動汽車發(fā)展的標準是BMS最大的短板。這一缺陷限制了電池容量的有效發(fā)揮和電池均衡系統(tǒng)的效果,從而使得電池的安全性可靠性急劇降低。這大大地影響了電池使用壽命和性能。如何優(yōu)化解決電池的SOC估計是一項全世界需要面對的難題。下面是目前比較常用的SOC估計方法。
8.2BMS成本分析
國外目前BMS系統(tǒng)主要采用的是定位于高端的主動式BMS均衡系統(tǒng),而國內目前主要采用的是定位于中低端的被動式或者只是起到顯示作用的不帶均衡功能的BMS。從中,我們可以看出,我國目前在BMS的開發(fā)和應用方向還有很長的一段的路要走。
從國外的BMS發(fā)展狀況中,我們可以看到,價格與技術含量高的主動式BMS,是我國未來BMS發(fā)展的方向。在目前我國經濟處于轉型升級的特殊時期,我們應該結合我國的工業(yè)生產狀況來發(fā)展具有高附加值的主動BMS。國外BMS的成本在整個電池系統(tǒng)中的成本占比大約是30%左右。而假如采用國內的被動式BMS,差不多只占到總成本的3%左右。對于Tesla這樣的強調電子信息技術的公司,BMS的造價甚至高達2萬美金,價格遠遠的高于市場上一般的主動式BMS.
九、發(fā)掘BMS領域的投資機會
其實目前,很多鋰電池生產企業(yè)的產線是從國外引進的一流產線,總的生產規(guī)模更是毫無疑問的世界第一,所以說不管從質還是量上,國內的鋰電池總體生產水平已經不低。但整體的鋰電池行業(yè)發(fā)展仍然處于較低水平上,一個很重要的原因就是BMS技術跟不上。這大大地影響了整個電池組的使用壽命以及安全性。代表性企業(yè)Tesla甚至不惜耗費巨資也要將BMS調試到最優(yōu)的可用狀態(tài),從而確保整車的穩(wěn)定運行。BMS的重要性也就不言而喻了。
在新能源汽車已經列入我國國家戰(zhàn)略的前提下,要發(fā)展新能源汽車,BMS問題必須被克服。由此產生的相關的扶持政策以及科研投入,必將推動BMS行情。
BMS領域我們看好均勝電子(600699)、成飛集成(002190)、中國寶安(000009).Tesla行情下,國內唯一一家涉及高端BMS制造的均勝電子(600699)或將優(yōu)先受益。
重點公司介紹:
均勝電子
公司是一家以汽車零部件研制、生產和銷售為主營業(yè)務、具有持續(xù)經營能力和盈利能力、具備較強市場競爭力的上市公司。公司的重點發(fā)展核心為汽車電子產品和機電集成系統(tǒng),以滿足新能源市場和技術的需求。其涉及汽車風窗洗滌系統(tǒng)、空氣管理系統(tǒng)、發(fā)動機進氣系統(tǒng)、視鏡視覺系統(tǒng)、內外飾系統(tǒng)、發(fā)動機功能系統(tǒng)、電池電源管理系統(tǒng)、汽車駕駛安全系統(tǒng)和汽車娛樂舒適系統(tǒng)等領域。公司已經收購了德國高端汽車電子公司德國普瑞25.1%的股份,德國普瑞開始為寶馬新混合動力5系列轎車的電池系統(tǒng)提供集成管理鋰電池的電子控制單元(ECU),并獲得高電壓電池的最佳表現,成為寶馬新的混動5系唯一的電池管理系統(tǒng)供應商。同時,普瑞的技術也成功運用在純電動寶馬ActiveE上。公司是國內唯一一家具有供應高端BMS能力的企業(yè)。在Tesla行情的超預期下,公司直接受益是大概率事件。中國寶安公司是一家綜合類股份制集團公司,主營業(yè)務是高新技術產業(yè)、房地產業(yè)、生物醫(yī)藥業(yè),曾連創(chuàng)“新中國第一家股份制企業(yè)、發(fā)行新中國第一張股票、第一張可轉換債券、第一張中長期認股權證、成功策劃武漢商場成為深交所第一家異地上市公司、首次通過證券二級市場收購上市公司上海延中實業(yè)、分拆馬應龍并在上海證券交易所上市,成為中國境內首例分拆企業(yè)上市的上市公司、開辦新中國第一個財務顧問公司安信財務,協助川鹽化、甘長風等20多家國企改制上市”等多項新中國第一。公司為廣東省和深圳市確定為重點發(fā)展的70家、30家大型企業(yè)集團之一和深圳市政府評定的深圳市最高企業(yè)類別:一類一級企業(yè)。經過多年的發(fā)展,公司取得了非凡的業(yè)績,正在向以高新技術產業(yè)、房地產業(yè)、生物醫(yī)藥業(yè)為主的投資控股集團的目標邁進??毓蓪幉ò萏?2.26%的股份,涉足BMS領域。成飛集成公司是以工模具設計、研制和制造為主業(yè),以計算機集成技術開發(fā)與應用為特征的高科技股份有限公司,是行業(yè)內公認的四大汽車覆蓋件模具企業(yè)之一,是中國汽車覆蓋件模具重點骨干企業(yè),同時公司積極開拓國際市場,汽車模具產品已遠銷到美國、英國、意大利等國家,成為國內出口汽車覆蓋件模具的主要企業(yè)。公司募集資金將全部用于增資中航鋰電建設鋰離子動力電池項目,以期從能源產業(yè)中“掘金”??毓芍泻戒囯?3.63%的股份,涉足BMS領域。欣旺達公司是國內鋰能源領域設計能力最強、配套能力最完善、產品系列最多的鋰離子電池模組制造商之一。主營業(yè)務是鋰離子電池模組的研發(fā)、設計、生產及銷售。主要產品為鋰離子電池模組。公司在手機數碼類電池模組、筆記本電腦類電池模組和動力類電池模組的電源管理系統(tǒng)研發(fā)方面,處于國內同行業(yè)領先水平。比亞迪
公司主要從事二次充電電池業(yè)務、手機部件及組裝業(yè)務,以及包含傳統(tǒng)燃油汽車及新能源汽車在內的汽車業(yè)務,同時利用自身的技術優(yōu)勢積極拓展新能源產品領域的相關業(yè)務。主要客戶包括諾基亞、三星、摩托羅拉、華為、中興等手機領導廠商,以及博世、TTI等全球性的電動工具及其他便攜式電子設備廠商。公司還是全球最具競爭能力的手機部件及組裝業(yè)務的供應商之一,主要客戶包括諾基亞、三星、摩托羅拉、華為、中興等手機領導廠商。本集團可以為客戶提供垂直整合的一站式服務,設計并生產外殼、鍵盤、液晶顯示模組、攝像頭、柔性線路板、充電器等手機部件,并提供整機設計及組裝服務,但不生產自有品牌的手機。公司于2003年通過收購原西安秦川汽車有限責任公司開始從事汽車業(yè)務,是國內銷量排名前十名的轎車生產企業(yè)中增長速度最快的生產廠商,在中國汽車工業(yè)協會公布的2010年轎車生產企業(yè)銷量排名中位列第6位,并位居國內非合資轎車生產企業(yè)第1名。佛山照明公司是全國電光源大型骨干企業(yè),國務院批準為機電產品出口基地,享有自營進出口業(yè)務經營權。生產和經營電光源產品,在國內、國際市場上享有“中國燈王”美譽。是全國電光源行業(yè)中規(guī)模最大、質量最好、創(chuàng)匯最高、效益最佳的外向型企業(yè);工業(yè)總產值、利稅總額、出口創(chuàng)匯、人均勞動生產率等主要指標均居全國同行首位。公司主要生產和經營各種電光源產品及其配套燈具。主要產品有普通燈泡、裝飾燈泡、碘鎢燈、溴鎢燈、單端燈、汽車燈、等。產品有四、五成出口,內銷市場除鞏固廣東市場外,還輻射到全國主要大、中城市??毓珊戏蕠幧婕癇MS領域。億緯鋰能惠州億緯鋰能股份有限公司是中國最大、世界第五的鋰亞電池供應商,具有自主知識產權和國際先進技術水平,致力于發(fā)展成為新型鋰能源領域的國際領先企業(yè)。公司主要服務于智能電網、射頻識別(RFID)、汽車電子(輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)和安全防盜系統(tǒng))和安防產業(yè)(電子煙霧報警器)等領域,為上述領域提供高能量、長壽命、適用溫度范圍廣的新型環(huán)保鋰電池解決方案和產品??毓苫葜菔袃|能電子39%的股份,涉足BMS領域。
商業(yè)模式商業(yè)模式細分
價值定位模式激進模式:以電動車為主,企業(yè)研發(fā)和生產的產品為純電動車為主
漸進模式:把混合動力汽車的研發(fā)、生產與推廣作為實現純電驅動戰(zhàn)略取向的過渡
能源補給模式充電模式:通過較多地方建立較多數量的充電設備進行能源補給,同時還需要配套提供電池的維修和保養(yǎng)服務
換電模式:集中換電并統(tǒng)一維護,同時可以利用夜間用電低谷充電,節(jié)約成本的同時也不必考慮電池壽命及維修問題
合作合資模式整整合作:掌握核心技術的整車企業(yè),通過與其它企業(yè)或單位合作,形成資金、技術、市場方面的互補,能夠在新能源汽車的研發(fā)、生產、銷售領域擴大優(yōu)勢
整零合作:整車廠商與掌握核心零部件技術的企業(yè)合作進行核心零部件技術的攻關
跨界合作:新能源汽車企業(yè)與能源企業(yè)合作,或整合其它下游企業(yè),實現市場環(huán)節(jié)的控制
市場運營模式整車銷售模式:整車和電池捆綁銷售,車電一體、自行充電,通過電網建立一個方便、完善的城市充電站和充電樁網絡
整車租賃模式:消費者以租賃的形式獲得新能源汽車的使用,這種模式下消費者通過較低的成本和風險就可以實現對新能源汽車的體驗
電池租賃模式:車電分離,整車企業(yè)裸車銷售,消費者不需要購買電池,由能源企業(yè)或其它投資企業(yè)提供新能源汽車動力電池的租賃、充換電及維護等服務。
公司主營業(yè)務及規(guī)模
中信國安(000839)中信國安盟固利(簡稱MGL)主要從事鋰離子二次電池關鍵材料和高能量密度動力鋰離子二次電池的研發(fā)、生產與銷售,目前是國內最大的鋰電池正極材料鈷酸鋰和錳酸鋰的生產廠家,同時也是國內外唯一大規(guī)模生產動力鋰離子二次電池的廠家。
杉杉股份(600884)控股75%的湖南杉杉新材料有限公司,主要生產鋰離子電池正極材料,擁有年產5000噸鋰電正極材料的生產規(guī)模,鈷酸鋰年生產能力為4000噸,錳酸鋰500噸。
中國寶安(000009)磷酸鐵鋰正極材料國內第一,目前全球第三;控股75%的天驕公司,主營的三元正極材料,市場占有率30-40%。
金瑞科技(600390)公司子公司長遠鋰科(公司占16%,大股東占84%)是專業(yè)生產鈷酸鋰的高新技術企業(yè),新型鋰離子正極材料鎳鈷錳酸鋰其比容量比鈷酸鋰高出30%以上。
上海普天(600680)公司將在上海重點建設磷酸鐵鋰電池正極材料、動力電池管理系統(tǒng)產業(yè)化基地。
橫店東磁(002056)公司于2006 開始研發(fā)鋰電池的正極材料--磷酸鐵鋰。
江特電機(002176)江特鋰電池材料公司已經試投產。
當升科技(300073)公司是從事鋰電池正極材料研發(fā)的科技創(chuàng)新型企業(yè),主營鈷酸鋰、多元材料、錳酸鋰以及其他鋰電正極材料,產銷規(guī)模已位居國內第一、世界第三。
湘潭電化(002125)公司生產的錳酸鋰是鋰電池正極材料之一。錳酸鋰性能比磷酸鐵鋰要差,并非鋰電池材料的發(fā)展方向。
公司主營業(yè)務及規(guī)模
佛塑科技(000973)隸屬于公司的星源科技是我國能生產動力鋰電池隔膜的兩家企業(yè)之一;另一家企業(yè)金輝高科是比亞迪與佛塑股份共同出資281萬美元組建,佛塑股份占55%股權。
中達股份(600074)目前自主研發(fā)生產太陽能光伏新材料、電池隔離膜,公司聚烯烴薄膜若應用于鋰離子隔離膜、薄膜太陽能電池中,將身價百倍,有望和佛塑股份分庭抗禮。
南洋科技(002389)公司參與發(fā)起浙江泰洋鋰電池材料股份有限公司(持股85%):經營范圍為鋰離子電池隔膜及鋰離子電池其他材料。
方法途徑優(yōu)點缺點
安時法通過累積電池在充電或放電時的電量來估計電池的SOC,并根據電池的溫度、放電率對SOC進行補償 簡單,在短時間能夠準確估算SOC 開環(huán)預測,存在無法確定初始SOC和累計誤差越來越大的問題
開路電壓法通過實驗方法描述在不同放電電流情況下的電池的端電壓與電池的剩余能量的關系曲線,并存儲特征關系曲線 簡單易行 但是需要電池長時間靜置,不能滿足在線檢測的要求
阻抗法用不同頻率的交流電激勵電池,測量電池內部交流電阻,并通過建立的計算模型得到SOC估計值 反映了電池在某特定恒流放電條件下的SOC值 根據此SOC判斷電池能繼續(xù)放出的電量,還必須考慮后階段放電率的實際情況
卡爾曼濾波法利用系統(tǒng)和測量動態(tài)的知識、假設的系統(tǒng)噪聲和測量誤差的統(tǒng)計特性,以及初始條件信息,對測量值進行處理,求得系統(tǒng)狀態(tài)的最小誤差估計 能夠根據采集到的電壓電流,由遞推算法得到SOC的最小方差估計,解決SOC初值估計不準和累計誤差的問題 對電池模型依賴性很強,對系統(tǒng)處理器的速度要求較高
神經網絡法該方法必須獲得鋰電池的性能參數,以上提到的其他方法也可以用于給神經網絡提供數據 神經網絡法在建好網絡模型的前提下,依靠大量的樣本進行數據訓練可以得到較好的精度 這種方法對訓練方法和訓練數據的依賴性很大,目前還沒有得到很好的使用
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