6万字长文剖析宁德时代(二):市场分析
2020-07-13 22:40

6万字长文剖析宁德时代(二):市场分析

本文为《6万字长文剖析宁德时代》的第二篇。第一篇:《6万字长文剖析宁德时代(一):核心技术》。第三篇:6万字长文剖析宁德时代(三):财务分析本文来自微信公众号: 凯昇资本(ID:gh_9c57a4031683),头图来自:视觉中国


在上一篇中6万字长文剖析宁德时代(一):核心技术,我们探讨了宁德时代的核心技术及行业技术趋势。在本文中,我们继续沿着技术的路径,推演动力电池市场未来的方向和趋势。


在2025年前,汽车动力电池的发展的主线,是成本的下降,预计到2025年左右,动力电池平均价格将下破100美元/kWh;


2025年将是电池技术和市场格局洗牌的一年,届时,产业界将围绕动力电池成本继续下探至60美元/kWh展开新一轮的技术对决;


目前业界已经开始布局的下一代电池方向包括固态电池、空气电池等;


动力电池的价格的重要意义在于:电动车的普及,抛开政策、主观体验等因素的影响,取决于其全生命周期拥有成本与燃油车的对比高低,而由于动力电池在EV整车中的比重之大,其价格的下降直接关乎电动车的性价比;


除宁德时代这样的动力电池厂商外,传统整车厂纷纷明确提出动力电池成本下降至100美元/kWh的目标和时间表(如GM、大众等)


汽车消费有别于一般可选消费品,有其独特属性,其受宏观因素影响较大,因而,我们对动力电池市场的预测,基于从上至下的原则,从宏观,到汽车市场,到细分市场,再到新能源汽车市场,最终对动力电池市场做出判断 。


汽车市场预测


宏观因素


我国整体乘用车销售自2016年中开始,销量同比增速不断下滑,至2018年中进入负增长,特别是在今年年初由于疫情影响,乘用车销售同比增速断崖式下跌,此后随着复产复工及新的刺激政策出台,开始回暖。我们通过乘用车销售同比增速与我国M1同比数据对比发现,两者呈现极强的相关性,其背后的经济学逻辑是:首先汽车作为大件消费品,有比较低的购买频次,从而容易显现出周期性;其次,乘用车除了家庭消费品属性外还有运输和从事生产的属性,从而受到宏观经济周期影响;此外,汽车消费带有明显的金融属性,从而与货币周期相关。


Figure 1 乘用车销量同比 vs M1同比增速。非常强的相关性,排除季节性影响(春节),两者的领先性不明显。可以看到,货币供给周期(货币政策)和汽车消费促进政策(财政政策)周期同步。来源:Wind


我国的货币周期规律较为明显,以M1为参考的货币短周期约3~5年,上一轮短周期大约为从2014年底至2015年初持续到2018年中至2019年初。在这轮货币周期中,我们首先见证了股市的大牛市(2014年中至2015年中),又见证了中国房地产历史上最大的一波牛市(2016年初~2018年底)。2018年中之后中央数次试图收紧货币政策防止过热,但由于中国本身经济周期加之中美贸易战影响,2018年的货币紧缩政策导致了资本市场(股市)的剧烈动荡、楼市寒冬、以及大件消费市场如汽车消费的剧烈滑坡。


Figure 2 M1 vs M2 同比增速。中国货币政策周期。中国货币政策周期大约3-5年,近年来周期长度明显增长。来源:Wind


2020年初,由于新冠疫情,我国经济在一季度近乎停滞,GDP季度同比下降6.8%,为1992年公开GDP数字以来首次。针对“疫情后”的经济修复,我们可能已经在事实上进入新一轮货币宽松周期。依照我们对上述周期的判断,我们认为至少未来2年内,我国汽车消费市场将有一次明显的复苏。


美国市场的启示


汽车的销售不会无限增长,而是与国民生活水平(人均GDP)、收入水平(人均可支配收入)、地理特性等多种宏观因素相关。下图我们可以看到,美国的汽车年销售额在1986年达到顶峰后,开始了漫长的下跌过程,即使2008年金融危机后有过一波剧烈反弹,但是任然难当趋势性下跌。而这一趋势,是美国在近几年(也包括未来一段时间)的新能源汽车没能发挥第一经济大国的领导力的根本因素。


Figure 3 美国汽车年销售量,来源:Wind。(单位:千辆)


从美国的经验中(下图)可以发现,单车支出相对于物价水平的长期走势一致,意味着汽车消费不同于一般消费品,如电子产品,后者的单价会随着技术的进步,逐渐与消费价格指数脱节——90年代移动电话的价格甚至可以相当于一套房产,而如今其价格可以被多数人负担。本质上说,这是汽车行业的特殊属性。


Figure 4 美国每辆轿车平均支出价格($) vs 美国价格指数。来源:Wind


电动汽车市场


电动车市场现状


2018 Q3为近年来全球电动车销量单季峰值,超过70万辆,此后开始萎缩。从地区分布观察,这一下降趋势主要由亚太地区贡献。AMER在2018 Q3 后增长失速,而EMEA逆势增长。后文将针对这些现象,试图做出解读。


Figure 5 全球各地区EV销售量(辆)(排除商用车和慢速电动车),来源:Bloomberg NEF,Marklines,vehicle registration agencies, EV Sales Blog


从国家销售分布,则可以清楚发现,2018 Q3之后的全球销量下滑,主要由中国贡献,特别是2020 Q1就发生了剧烈萎缩。和上图类似,美国作为AMER地区代表,销量稳定,但增长乏力,德国市场(代表EMEA)虽然还很小,但一直保持增长。很明显,Cov-19疫情是今年Q1中国地区的剧烈萎缩的重要原因,但这不足以解释美洲市场的稳定和欧洲市场的逆势增长。


Figure 6 全球主要国家EV销售量(辆)(排除商用车和慢速电动车),来源:Bloomberg NEF,Marklines,vehicle registration agencies, EV  Sales Blog。


Figure 7 PEV占新售车辆比例,2019。来源:PwC。


Figure 8 美国2019年各企业PEV销售额,来源:US Department of Energy(单位:1,000s)特斯拉预计在2019年在美国售出190,000辆插电式电动汽车(PEV),比排名第二的通用汽车多160,000辆。特斯拉会遇到颠簸吗?2018年,在美国销售的PEV总数超过35.8万辆,但预测表明,到2025年,这一数字可能会增加到120万辆。特斯拉已经在美国的电动汽车市场上占据了主导地位,并且销量大约是第二名的七倍。在2019年,许多汽车将成为其最接近的竞争对手。但是,随着制造商在该行业进行更多投资并生产更多种类的汽车以满足客户需求,未来几年市场竞争将加剧。


政策


工信部于2019年底发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》征求意见稿。2012年6月,四部委发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》后,于2015年开始在全国范围内对新能源汽车购置给予补贴。2018年,新能源乘用车、电动大巴和商用车保有量快速攀升至130万,在新车总销量的占比达到4.5%。2017年,三部委印发了《汽车产业中长期发展规划》,提出2017-2025年的全汽车产业发展规划。最新的《规划》关注新能源汽车市场的开发,发展规划期至2035年。


Figure 9 根据规划整理政策新能源车占比目标。来源:汽车业协会、工信部、BNEF


意见稿解读


最新的规划中,新能源汽车的定义有所改变。新能源汽车不仅仅是交通工具,而是具备储能等不同功能的智能网联设备。这也意味着中国不仅会强化新能源汽车的垂直供应链,还将打造以新能源汽车为核心的生态系统。新能源汽车与电网能量互动的基础设施、5G网络、车载操作系统和相关应用的发展将在未来15年加快脚步。


新能源汽车销量占比目标:新规划将新能源新车销量占比目标上调至25%。假设新车总销量保持在2018年的水平,达到2800万,则2025年新能源汽车销量需达到700万。在上一次提出的汽车产业规划中,新能源汽车销量占比目标为20%。BNEF 2019年的新能源汽车展望报告预测,2025年中国新能源汽车新车销量占比略低于20%。


意见稿勾画了到2035年实现纯电动汽车为主导、燃料电池车商业化的发展蓝图。从2021年起,空气污染较严重的地区将实行政府车队、公交车和出租车全面电动化。这样的蓝图与BNEF的长期展望是一致的,我们对2035年中国纯电动汽车销量在新车销量的占比预测是50%。我们也认同电动大巴、轻量电动卡车和电动出租车将快速增长。但短期而言,增长还是面临阻力的:中国今年前三季度的电动大巴销量显著放缓,销量增长比去年仅增加7.8%。


规划对纯电动汽车设定的平均能耗目标为每百公里12KWh,插电混动车的油耗需要降到每百公里2升。今年最畅销的纯电动汽车车型的每百公里能耗是16KWh,也就意味着纯电动汽车车型燃油经济性有待大幅提升,因为电池为延长里程会装载更多电池,整车车重也会随之提高。


规划呼吁加快车载操作系统的研发。目前,阿里巴巴等技术企业已经着手开发车载操作系统,并与车企合作部署。广汽集团等车企也在独立研发系统。规划呼吁围绕车载操作系统,构建车企、一级供应商和技术企业深度合作的开发与应用生态。


规划提出,到2025年,高度自动化汽车(L4级及以上)应实现商业化并作特定用途,如摆渡车和街道清扫车。目前,中国共有300辆自动驾驶测试汽车在21个城市开展道路测试。沧州、长沙、广州、上海和武汉已经允许测试车辆搭载乘客。上海也计划投放超过130辆robotaxi,建设自动驾驶运营示范区。我们预计robotaxi在已开展自动驾驶试点的城市会逐步扩张。到2035年,我们预计中国将成为robotaxi全球第二大市场,仅次于美国。


补贴


下图由BNEF整理的截止2020Q1全球主要国家新能源汽车补贴,目前全球EV单车补贴最高的是新加坡,折算每辆补贴1.46万美元(购置补贴),且紧随其后的皆为欧洲国家。美国的补贴水平在这个表单中位列中游,且由于其特殊的税收体制,补贴方式为购置抵税。可能出乎很多人意料的是,中国的补贴水平在表单上位列倒数第一——仅3618美元。当然,中国目前的补贴水平经历过数次下调,但我们认为,这在很大程度上解释了前文提到的2018Q1后中国市场EV销售下滑严重的现象。


Figure 10 各国BEV购买补贴政策,(美元标准化)。来源:Bloomberg NEF


Table 2 新能源补贴政策,单位:万元



双积分系统


中国的新能源车双积分系统,类似于碳排放交易系统,系中国多部门联合发布的促进整车厂新能源化转型的核心政策之一,但我们的分析认为,这一系统在实际运行中,并未起到(或没有达到预期的)足够的作用。


2017 年 9 月 27 日,工信部等 5 部委正式联合发布“乘用车企业平均燃料消 耗量与新能源汽车积分并行管理办法”(以下简称双积分政策)。双积分政策对企业的油耗积分和新能源积分将实行并行管理,汽车制造商除 了需要降低燃油消耗来获取油耗正积分,还必须出售足够数量的新能源汽车才能 获得相应的新能源积分。若企业新能源积分不足,燃油车型的销售将会受到限制, 从而使得整个品牌的业绩受到强烈打击。


2019 年起新能源积分正式开启考核,2019、2020 年积分比例目标分别为 10%、 12%;油耗积分在 2019-2020 年进一步趋严,整体目标值分别需达到 5.5、 5.0L/100km,且 2020 年新能源乘数由 3 倍调整为 2 倍;


Figure 11 双积分系统示意图


2018 年积分交易平台正式上线,支撑 2016~2017 年度积分核算和负积分抵 偿工作顺利完成,共有 118 家企业参与,完成交易 107 笔。2018 年度负积分抵偿 工作目前已完成,71 家负积分企业通过积分交易完成抵偿,总计完成 79 笔交易转让。


根据乘联会发布的积分报告显示,根据测算 2018 年 1~12 月的新能源乘用车 生产 100 万辆,形成新能源积分 361 万分,每辆乘用车平均 3.6 分,较 17 年的 2.9 分提升 25%。19 年 1~10 月新能源乘用车产量 82 万辆,较 2018 年同期增长 18%,而新能源积分达到 344 万分,2019 年 1~10 月的新能源积分比例已经达到 22%,较 2018 年同期增长 44%。由此来看大部分车企完成双积分的任务较为轻松,双积分在原有制度下对车企转型新能源的促进作用影响较小。


针对这种情况,今年6月22日,工信部、财政部、商务部联合发布了修改后的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》(下称“双积分”新政)。“双积分”新政对现行办法进行了多项修订。


双积分新政明确提出2021、2022、2023年度的新能源汽车积分考核比例要求分别为14%、16%、18%。工信部表示,该积分比例是在统筹考虑行业正负积分基本平衡、满足第五阶段油耗标准和实现既定产业发展目标的基础上,综合测算得出的。按照该比例要求,基本能够保障实现“到2025年乘用车新车平均燃料消耗量达到4.0升/百公里、新能源汽车产销占比达到汽车总量20%”的规划目标。


同时,“双积分”新政修改了新能源乘用车车型积分计算办法,要求更加严苛。此前,纯电动汽车(BEV)的积分主要根据续航里程判定,而新政综合考虑整车续航水平、整车电耗水平、电池能量密度等因素。BEV的单车积分也大幅削减,下调幅度超过50%。而插电式混合动力汽车(PHEV)的单车积分由此前的2分,下调20%至1.6分。PHEV分值下调较小,体现了对PHEV的合理支持,使PHEV能够得到更加合理的发展。


Figure 12 积分余额,2019年。来源:BNEF。特斯拉和大多数中国乘用车企业产生NEV正积分,但多数国际车企有大量的NEV负积分,需要购买NEV正积分来抵偿归零。NEV正积分排名前三的企业为比亚迪、北汽集团和吉利,而NEV负积分排名前三为本田、大众、丰田和通用。                                         




整车厂


2019年全球插电电动车(PEV)品牌市场占有率,特斯拉排名第一,比亚迪排名第二,北汽第三。2019年,特斯拉完成36.7至36.8万辆电动车销量,特斯拉的销量转化为16%至17%的市场份额。中国制造商比亚迪,北汽和上汽紧随其后。插电式电动汽车插电式电动汽车有两种类型:电池电动汽车(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV)。两者均包含可自行为车辆供电的充电插座和可充电电池。但是,PHEV还包括传统的内燃发动机,如果电池电量不足,该内燃发动机将启动。因此,BEV是唯一的零排放车辆。上汽集团和宝马等制造商同时生产电池电动汽车和插电式混合动力汽车,但特斯拉专门制造全电动汽车。这家美国公司于2008年推出了首款电池驱动的汽车Roadster。在2019年,特斯拉的车型阵容包括Model S,Model X和Model 3车辆。


Figure 13 全球2019年插电电动车(PEV)市场份额。来源:CleanTechnica,EV-Volumes。


在传统整车厂中,EV暴露指数(由BNEF计算)前6名,全部来自中国,分别是比亚迪、奇瑞、北汽、江铃、长安、吉利。通过下面图表可以看出,传统大厂如大众、丰田、福特、通用等,排名都比较靠后。当然,需要提醒的是,虽然这一评分系统包括了未来EV车型占比的权重,但如丰田和大众,已经在新能源领域有了相当的技术沉淀


Table 3 整车厂年销量(辆)vs BNEF EV exposure Score,来源:Bloomberg NEF. 计算规则:EV sales to total sales;EV revenue to total revenue;number of current EV models to total models; number of planned EV models to total models.


Figure 14 Bloomberg NEF Electric Vehicle Exposure Score vs 年销量。来源:Bloomberg NEF。计算规则:EV sales to total sales;EV revenue to total revenue;number of current EV models to total models; number of planned EV models to total models.


战略规划


Table 4 传统车厂电动平台时间表


电动车企业产品线规划


Figure 15 比亚迪车型(BEV+PHEV),来源:Bloomberg ENF。BENF 2019 EV exposure rank- 1st


Figure 16 奇瑞车型(BEV+PHEV),来源:Bloomberg ENF。BENF 2019 EV exposure rank – 2nd


Figure 17 北汽车型(BEV+PHEV),来源:Bloomberg ENF。BENF 2019 EV exposure rank – 6th


Figure 18 吉利车型(BEV+PHEV),来源:Bloomberg ENF。BENF 2019 EV exposure rank – 8th


电动车市场展望


Bloomberg NEF于5月19日最新发布的《新能源汽车市场长期展望》报告指出,目前,全球新能源汽车保有量为700万辆,道路交通各领域持续电气化。新能源客车保有量超过50万辆,新能源物流配送车和卡车保有量接近40万辆,电动两轮摩托车(包括摩托车、轻便摩托车和踏板式摩托车)保有量达1.84亿辆。其中,中国的新能源客车和电动两轮车全球市场份额最大。动力电池价格的进一步下降,多国政策压力不断增加,新能源汽车市场上引人注目的新车型越来越多。疫情冲击下,2020年全球汽车销量预计出现大幅下滑。这给车企的重点战略布局及针对”新四化“转型的资金投入带来重大挑战。汽车产业的长期转型趋势并未改变,但未来三年不会一帆风顺,不同市场中新能源汽车的渗透率差异预计会持续扩大。


报告预计2020年燃油车销量降幅高达23%,新能源汽车销量首次出现下降。在2025年以前,全球汽车销量难以恢复至2019年的水平。商用车销量亦有下降,但随着中国和其他新兴市场电子商务的崛起及货运需求的提高,预计到2022年商用车销量能完全恢复。到2025年,全球新能源乘用车新车销量占比预计达到10%,到2030年升至28%,2040年升至 58%。新兴市场中新能源保有量渗透率较低,拉低全球均值。预计到2025年左右,新能源汽车在大多国家和多数车型上能与燃油车实现平价。但各地汽车市场和不同汽车细分市场之间的差异很大。欧洲的大型新能源乘用车最早在2022年就能与燃油车实现平价;而印度和日本的小型乘用车平均价格较低,小型乘用车的平价可能要到2030年甚至更久之后。在两者实现平价之前,大多数国家的新能源汽车市场仍需要政策支持。新能源汽车与燃油车实现平价之后,其市场份额加速增长,随后由于充电基础设施规模的限制,市场份额增长在2030-2040年放缓。家用充电桩安装将成为市场增长的限制。


在欧盟减排目标和中国新能源汽车双积分、燃油经济性标准和各城燃油车限牌等政策推动之下,中国和欧洲的新能源汽车在全球的销量份额达到72%。未来十年,在监管措施日趋严格的市场中,车企将专注乘用车电气化,“全球其他市场”类别下的新能源保有量渗透率则处于较低水平。


乘用车


轻型乘用车的电动化正在进行中,当今道路上有超过700万辆电动汽车。各国市场之间正在出现差异,一些地区由于支持性政策与车型的多样性以及对充电基础设施的建设而迅速发展。直接购买激励措施正在逐步淘汰,并被更广泛的政策工具所取代,例如燃料效率或二氧化碳要求(例如欧盟)和电动汽车强制要求(例如中国),这些政策工具正在推动采用。中国在市场上处于领先地位,占所有已售乘用车的50%以上。电动汽车销量增长在2019年放缓,由于Covid-19,预计销量将在2020年首次下降,但将在2021年恢复增长。到2040年,我们预计所有乘用车销量的58%和全球机队的31%将是电动的 。


Figure 19 全球乘用车销量预测(按动力类型),来源:BNEF


Figure 20 全球乘用车销量预测(按国家),来源:BNEF


乘用车,2025年的两轮车和2040年后的商用车的总销量将达到峰值。内燃机乘用车的销量已在2017年达到顶峰,而两轮车和商用车的ICE销量将分别在2026年和2037年达到顶峰。乘用车销售的高峰期将结束一个世纪的增长。


人口和城市化的长期变化是乘用车销售高峰即将来临的两个主要因素。联合国预测,到2020年至2040年,全球人口将增长18%,但它预计高收入国家仅增长4%,中高收入国家仅增长6%。中国,大多数欧洲国家,美国,日本,韩国和澳大利亚(今天占乘用车销量的70%以上)都属于这些收入类别。低收入国家将增长58%,但在这些市场中,人均GDP的增长速度将不足以使消费者从两轮车转向乘用车。


预测电动车普及率的核心是电动车的实际拥有成本。而由于电动车和内燃机车最大的区别在于动力总成,因而电动车的动力总成(电池和电机)的价格就决定了电动车的普及进展。从2010年到2019年,锂离子电池组平均价格下降87%至$ 156 / kWh。到2024年,电池组的体积加权平均价格应降至100美元/千瓦时以下,到2030年将降至61美元/千瓦时。这些不断下降的电池价格使电动汽车可以在没有补贴的情况下与同类内燃汽车达到前期价格平价。到2020年代中期,电动汽车和内燃汽车之间的价格均等在大多数细分市场中均会实现,但地理位置之间差异很大。第一个细分市场(欧洲的大型汽车)到2022年跨越,而印度的小型汽车要到2030年之后才能达到同等价格由于这些细分市场的平均购买价格非常低。


Figure 21 BEV与内燃机汽车平价年份(国家与车型),来源:BNEF、EPA、ICCT、FEV、ONRL、IDL


中国市场EV已经连续两年销量超过100万台/年,市场穿透率达到5%。2019年,中央政府将电动汽车补贴减少了50%以上,这是自2016年开始逐步削减补贴以来的最大降幅。因此,随着需求的拉动,电动汽车销量在2019年第二季度增长了44%。然而,城市放宽对ICE购买的限制,以及较早实施更严格的中国6排放标准,已经提振了对ICE汽车的需求,从而损害了电动汽车的销售。结合补贴削减的负面影响,自2019年7月以来每月销售额一直在下降,为2020年的前景增加了不确定性。


尽管Covid-19导致短期增长放缓,但中国仍将继续引领全球电动汽车市场。短期内,大部分增长是由中央和市政政府的扶持政策推动的,例如扩大的购买激励措施,燃油效率法规,新能源汽车的强制性规定以及对ICE车辆的城市限制。汽车制造商承诺的增加和对充电基础设施的大量投资将在未来10年加速大众市场的采用,巩固中国的领导地位。预计中国乘用电动车的普及率将在2025年达到20%的销量,在2030年达到47%的销量和71% 在2040年。另外,中国人口的老龄化趋势使得中国市场也无法避免乘用车销售峰值的到来。


Figure 22 中国乘用车销量预测,来源:BNEF


商用车


截至2019年的四年中,全球商用车销量每年增长3%。自2015年以来,中国和印度市场增长了三分之一以上,而欧洲和美国的销量增长了约20%。但是,2019年的趋势有所不同:中国和欧洲的销售额略有下降,印度的销售额急剧下降,而美国的销售额则是五年来最快的。在2015年至2019年之间,这四个地区的重型卡车销售增长了66%。该细分市场的销售通常在经济增长时期出现跳跃,但在经济低迷时期往往会急剧下降。包括拉丁美洲,俄罗斯,土耳其和东南亚等市场的“世界其他地区”类别的销售情况却有所不同。他们在2018年之前每年下降近4%,但在2019年迅速增长。


彭博估计2019年全球售出超过75,000辆电动商用车,其中绝大部分在中国和欧洲售出。其中大多数是轻型货车。由于轻型货车的销量下降了45%,至略超过41,000辆,2019年中国的电动卡车销量急剧下降。尽管如此,市场仍比2015年的不到8,000辆有所增长。在欧洲,电动LCV的销量不到29,000辆,同比增长接近四分之一。在这两个地方,重型电动卡车的销量同比增长了一倍以上, 但是,销量绝对值仍然相对较低,在中国只有3000多辆,在欧洲则不到800辆。


预计从2019年到2040年,全球货运总需求将增长55%,达到38万亿吨英里。到那时,美国,欧洲,中国和印度将继续占全球需求的一半以上,略低于其目前在全球需求中的份额。然而各国需求分布将发生变化,印度将增长近2.5倍,成为货运活动的最大市场。中国的增长有所增长,但增速低于过去,并且2040年的需求最终将比当前水平高出约40%。在接下来的20年中,欧洲和美国的需求将仅出现适度但稳定的增长,这两个地区的年均增长速度约为0.7%。


Figure 23 全球货运需求增长预计(筛选地区国家),来源:BNEF


Figure 24 全球货运需求增长预计(其他地区国家),来源:BNEF


在城市内部交付和优化的物流系统需求增加的背景下,轻型商用车的销售将增长最快。到2030年,此类货车和轻型卡车的全球市场规模将比2019年增长60%:2030年的销售额将比(估计的全球LCV销售低点)2020年增长近2.5倍。到2040年,LCV市场将是2019年的2.2倍,但接近2020年的3.5倍。


Figure 25 全球商用车销量预测(按类型),来源:BNEF


到2025年,电动LCV的市场将继续增长,在主要市场中约占10%的市场,并且最初将由大型机队推动。这样的运营商有能力吸收较高的电动汽车初始价格,并在五年内从较低的总拥有成本中受益,同时他们可以优化必要的充电基础设施的部署。大型零售商和其他车队所有者的企业可持续发展战略也将推动城市电动货车的发展。


重型车辆的电气化将以较慢的速度进行,但我们预计到2020年代中后期将出现一些有利可图的应用。到2040年,将有超过100万辆中型和重型电动卡车,其中MCV和HCV大致相等。这些细分市场还将看到更多的电气化动力总成,其中电池电力,插电式混合动力汽车和燃料电池都将占有一定份额。大多数全电动MCV和HCV将用于城市工作周期,但有些还将用于 用于区域应用程序。制造商已经在与零售商,工业公司和市政当局合作的项目中部署电子卡车。我们相信,由于半自动和高度模块化的重型卡车制造工艺,生产规模的扩大将比大批量乘用车更简单.2030年,世界其他地区的商用电动汽车销售仍然相对较低 20万辆,到2040年将达到140万辆。


Figure 26 全球商用车销量预测(按动力类型),来源:BNEF


Figure 27 各类型商用车电气化路径(中国、印度、欧洲、韩国、美国),来源:BNEF。*总拥有成本(TCO)是预测替代动力总成技术在商用车辆中所占份额的主要因素。TCO量化了拥有和驾驶车辆时所有相关成本的现值。它包括资本,燃料,维护和轮胎,并且在整个车辆使用期内的总行驶距离上进行了标准化。


公交车


电动巴士(e-bus)的部署在不断增加。中国占全球现有存量的99%,但随着大城市开始完成转换,中国的销售增长正在放缓。其他市场的销售才刚刚开始回升。经济增长和人们对城市空气质量差对健康和环境影响的关注日益增加,这是两个主要驱动因素。预计市政公交车的电动行驶速度将比公路运输的任何其他部门都要快,到2040年,电动公交车将占全球公交车队的67%以上。电动公交车不会完全占领市场。到2040年,柴油和最终氢燃料电池公交车将在难以安装充电基础设施,温度极高的地区,正在部署氢生产的工业集群附近,或当地运营商偏爱不同技术的地区使其余的车队全部使用。


Figure 28 公交车销量预测(按动力类型),来源:BNEF


两轮车/三轮车


在2010年至2019年之间,全球两轮车销售额增长了15%,从7300万增长到8300万,全球机队的数量增长了57%,从5.85亿增长到9.2亿。这种增长几乎全部发生在亚洲。在此分析涵盖的30个主要市场中,只有三个国家(中国(47%)、印度(22%)和印度尼西亚(8%))占全球两轮车销售额的75%以上。越南、巴基斯坦、泰国和菲律宾是仅有的其他至少占全球销售额2%的市场。在这些市场中,两轮车代表着数百万城镇居民的主要运输方式。


三轮车的市场比两轮车小,但在中国和印度却是重要的细分市场。在这些国家/地区,三轮车经常用于商业目的,例如客运出租车服务或轻型货运服务2019年,全球三轮车销量超过1300万辆,全球机队超过1亿辆。中国的存量数量为8000万,是印度的约10倍。


预计在2019年至2040年之间,全球两轮车的年销量将从8300万辆增长至9100万辆(图206),全球机队的销量将增长34%,从9.2亿辆增长至12.4亿辆。


到2040年,中国、印度和印度尼西亚(占2019年全球人口的40%)仍将是主要市场。虽然我们认为中国的销售量已经达到顶峰,但我们预计印度和印度尼西亚的销售量将持续增长,分别直到2035年和2033年。我们预计到2040年,印度将拥有世界上最大的两轮车车队,并且在路上将超过3.6亿辆。在全球范围内我们预计到2040年,两轮车所有权将在许多主要市场达到顶峰或开始下降。从保有量基础非常低的非洲开始的非洲将是一个例外。我们预计到2040年,非洲大陆的销售额每年将超过700万。


Figure 29 三轮车/两轮车市场销量预测(按动力方式),来源:BNEF


动力电池预测


根据对全球汽车销量和其中电动车销量的预测,结合对电动车装电量的预测,我们可以从市场角度预测全球未来电池产业的销售量和销售额特别是远期预测。


需求


到2030年每年锂电池需求将超过2TWh。要满足这一需求需要在材料、组件和电池生产方面实现空前但可实现的增长。如果制造商成功执行其增长计划,到2025年名义生产能力将超过1.7TWh。这是同年需求的两倍以上,但由于利用率,调试延误和废弃率的变化,实际的过剩供应量将减少。在下个十年的下半年,要保持这种增长速度就必须跟上需求。中国仍然是电池产能的市场领导者,并且在其电动车队中采用新的高镍化学技术方面处于世界领先地位。欧洲正在成为电池制造的第二大地区。在未来十年中高镍电池化学材料将在市场中占有越来越大的份额。


Figure 30 全球锂电池需求量(年),来源:BNEF


价格趋势


预计到2024年,电池组的体积加权平均价格将降至100美元/千瓦时以下,成本的下降将来自电池和电池组材料成本的降低,能源密度的提高,资本和运营成本的降低以及更高效的生产流程。面向纯BEV平台的新包装设计的推出将进一步降低价格。到2030年,观察到的18%的学习率表明平均价格将降至$ 61 / kWh。这将需要进一步的技术突破,例如高压阴极,固体电解质,更先进的制造工艺以及固态电池的引入。


Figure 31 电池包平均价格($/kWh),来源:BNEF。


在Bloomberg NEF的2019年电池价格调查中,预测到2024年电池组平均价格将降至$ 100 / kWh以下。一些公司期望更快地达到该价格点。在2019年法兰克福车展上,一位不愿透露姓名的大众高管对彭博表示,该公司将在2020年以100美元/千瓦时的价格购买其ID.3电池。相关高管并未具体说明这是电池还是电池组。BNEF认为这是指电池组,因为这与该公司在2017年发表的声明一致。


通用汽车表示其新的Ultim 电池平台将会压低电池价格到100美元/kWh以下。其和LG化学合资的工厂预计于2023年在Ohio建成,届时将达到这一价格目标。


这些厂商之所以能够将锂电池价格下压到100美元之下,主要是由于采用了新的电池平台,专门适配电动车的生产,而早期的电动车平台通常由原来的燃油汽车平台改装而来。下图对比大众原有的电动车电池包设计和新的MEB平台结构差异,可以看到新的MEB平台在设计上更为简洁和一体化,从而降低了工艺难度和造价。


Figure 32 大众e-golf电池组(左),大众MEB电池组(右),来源:大众汽车


在基于共享ICE / EV架构设计的电池组中,电池通常占总电池组价格的70%。专用的EV架构可降低包装价格,这意味着电池将开始占总包装成本的较大百分比。为了实现未来的价格目标,还需要进一步降低单元级成本。


转换化学物质既可以降低材料成本,又可以提高能量密度。从NCM(622)移至NCM(9.5.5)可使能量密度提高23%,原材料成本降低21%。这相当于330 Wh / kg的细胞级能量密度。以当前的8种材料价格,这将导致电池成本为69.50美元/ kWh。降低报废率和增加产量将进一步降低成本。


采用NCM(9.5.5)以及增加产量和减少报废将足以使电池组价格达到100美元/千瓦时。到2030年将成本从$ 100 / kWh降低到$ 61 / kWh的途径尚不清楚。这不是因为不可能,而是因为可以有更多的选择和途径。我们希望在接下来的几年中,如何实现这些成本降低将变得更加清晰。


BloombergNEF预计,到2025年之后,乘用电动车将结合使用硅阳极,锂金属阳极和固态电解质以及新的制造工艺。当大规模使用时,这些技术将有助于进一步提高细胞能量密度并降低价格。保守估计,使用锂金属作为阳极和厚阴极的NCA电池的能量密度分别为475Wh / kg和1,300Wh / L,具有如此高能量密度的电池将具有更低的制造成本,轻松实现60美元/千瓦时的价格


产能规划


全球产能规划


此外,通过对已经公布的电池厂产能规划,可以探知未来短期动力电池产业的销量和销售水平。下图统计了截止目前已经公布的全球动力电池厂商规划或在建产能,以预计建成年份分类。由于电池产能的建设周期约2-5年,我们不难发现2020年(36万MWh)的建成高峰来自于2016~2018年下游电动车需求的旺盛及其带来的动力电池供给缺口,这也是过去数年动力电池厂高毛利的核心。2021年的预计建成产能较2019年剧烈萎缩,不足75000MWh,主要由于2019年开始的新能源需求萎缩(特别是由中国市场萎缩),以及2020年疫情带来的影响。即便如此,目前公布的产能规划依旧在2022年迅速反弹,回到28万MWh左右。


Figure 33 全球电池生产厂产能规划(按照建成或预计建成年份)(MWh),来源:Bloomberg NEF。截止2020年5月1日


主要动力电池厂商产能扩张


截取主要动力电池厂商规划,特斯拉、SKI、LGC、CATL、万象、比亚迪将占领未来行业主要产能。需要注意的是,特斯拉预计将在2020年秋季召开电池大会,届时会公布其自由电池生产计划。除去特斯拉的不确定性,LG、SKI、CATL将主导未来4年的新建产能。


Figure 34主要电池厂产能计划(GWh),来源:Bloomberg NEF。截止2020年5月1日


宁德时代产能规划


宁德时代目前公布的最大产能扩张项目是cheliwan的45万GWh项目,预计于2022年完工。另外2021年将有总计26万GWh的新产能投入生产。


Table 5 宁德时代产能规划,来源:Bloomberg NEF


Table 6 宁德时代产能释放时间表



充电桩


根据国务院在2013年颁布的《能源发展“十三五”规划》,到2020年我国将新增集中式充换电站超过1.2万座,分散式充电桩超过480万个,接近1:1的车桩比,将保证充电问题不再成为制约新能源汽车发展的阻碍。根据BNEF的调查,截至2019年底,我国充电桩(各类总计)达到51.6万个,提前完成2013年目标。


Table 7 全球充电桩数量,来源:Bloomberg NEF。充电桩指充电插座,一个充电站可能包括多个插座接头。数据截止2020年1月31日。


全球充电桩类型分类中,占绝对多数的是中等快充型(3~20KW),2019年达到43万个,且主要由中国贡献,其背后是中国电动车充电依赖公共充电桩的现状,我们认为,电动车(特别是乘用车)在中国的普及,需要更多的家用充电桩(慢充)的进一步普及。


Figure 35 全球充电桩数量(按功率类型),来源:Bloomberg NEF。充电桩指充电插座,一个充电站可能包括多个插座接头。数据截止2020年1月31日。



Figure 36 中国vs美国充电桩数量及类型,来源:BNEF。可以看到左图中国中等快充站比远远小于美国,但快充型占比领先,显示出两国电动车充电场景的差别。


Figure 37 美国截止2020年3月充电站和充电插座,来源:US Department of Energy。可以看到美国电动车充电器以插座为主,充电站为辅。


Figure 38 美国2020年至2030年电动车充电需求(单位:10亿千瓦时),来源:McKinsey


储能系统预测


发展历史与现状


Figure 39 全球储能系统地区分布(2004年~2024年),按进度区分,来源:Bloomberg NEF。


电动汽车的普及必然意味着储能系统的发展和普及两者互为因果关系。首先政府推动电动车产业源自于对新能源的推广,后者的初衷来自于对环境,特别是碳排放的考量和政绩压力。而多数新能源发电方式,如风能、太阳能、潮汐能等由于发电功率在时间和空间上的不均匀性,必然要求能量储存系统的匹配。另外在电力需求端,未来电动车的普及所带来的充电需求(特别是快充需求)将对城市电网造成巨大压力,在需求侧通过储能系统能够平缓用电需求的时空波动。此外,5G通讯的普及也带来了客观的储能系统需求。根据《中国联通 5G 基站设备技术白皮书》,5G 基站设备功耗大幅提升,目前 4GLTE 的主要频段是 1.8~1.9GHz 和2.3~2.6GHz,而5GNR 的主要频段是 3.4~3.6 GHz 和 4.7~4.9 GHz,电磁波频率越高,传播损耗越大,使得在相同情况下,5G 基站的覆盖半径将小于 4G 基站,因此 5G 网络相比 4G 需要更为密集的基站覆盖。


2019年,全球规划储能系统容量达到5300MWh,其中1834MWh为资金到位或已经进入施工,1789MWh为宣布或计划。而截至目前,2020年已宣布或计划容量已经达到4858.32MWh,对比去年增长172%。(下图)


Figure 40 全球储能系统容量(MWh),来源:Bloomberg NEF。按照项目状态分类


从地域上看,2015年至2019年,全球容量中亚太地区占绝对主导,但2020年已公布项目中,美洲地区占了绝对多数(4607MWh),而亚太和中非欧地区则下滑明显。                               


Figure 41 全球储能系统容量(MWh),来源:Bloomberg NEF。按照项目地区分类


亚太地区在2020年的骤降主要由中国贡献。2020年,中国公布项目容量从2019年的3223MWh下降至目前的1140Mwh,降幅超过60%。2019 年5月 28 日,国家发改委出台《输配电定价成本监审办法》,抽水蓄能电站、电储能设施、电网所属且已单独核定上网电价的电厂的成本费用不得计入输配电定价成本,电网侧储能在 2019 年受到重创,新增装机114MW,同比减少60%。2019 年11 月,国家电网发布《国家电网有限公司关于进一步严格控制电网投资的通知》,再次提及不得以投资、租赁或合同能源管理等方式开展电化学储能设施建设,预计短期内电网侧储能难有良好表现。但2020年中国储能市场正在从可再生能源领域寻找新的动能,预计将有1.1GW的储能项目投运。


Figure 42 中国储能系统容量(MWh),来源:Bloomberg NEF。按照项目状态分类


在储能系统的技术路径选择上,从2008年至2020年,产业已经完成了从钠硫电池向锂电池的转型,目前锂电池占比超过50%。


Figure 43 全球储能系统容量(MWh),来源:Bloomberg NEF。按照项目技术类型分类。


预测


根据Bloomberg NEF(BNEF)的预测,全球储能市场累计装机量将从2018年的9GW-17GWh增长到2040年1095GW-2,850GWh,期间投资额达6620亿美元。随着电池成本降低,应用范围也更广,如在大规模电力系统中用于调峰。零售用户也希望通过储能节省电费。


Figure 44 全球储能累计装机量及预测(国家),来源:Bloomberg  NEF。


Figure 45 年储存安装量(按应用场景分类),来源:BNEF。左:功率,右:容量


储能装机量排名前十位的国家占全球总规模的近四分之三:2040年,中国和美国将是最大的市场,两者的储能规模几乎与印度、德国、南美、东南亚、法国、澳大利亚和英国等其他主要市场的总规模相当。


韩国储能市场在2018年处于领先地位,但美国将在今年超越韩国,中国也将在下一个十年超越美国。由于23起电池火灾需要调查,今年韩国储能市场的增长暂时放缓。尽管韩国储能行业补贴力度很大,但还是跟不上中国、美国等大市场的增长步伐。


就地区看来,到2040年,亚太地区兆瓦级项目规模占总规模的40%,欧洲、中东和非洲(EMEA)占33%,美洲23%。中国和美国的需求让所在地区的其他市场相形见绌,而欧洲、中东和非洲各国的需求较平衡。


到2040年,全球范围部署的储能项目大多数都是电网级储能项目。用户侧储能(BTM)的作用比BNEF去年预测的小。我们预计居民及工商业用户侧储能市场速度会放缓,且总装机量减小,也对用户侧储能展望做了相应下调。因此,用户侧储能系统不会蚕食系统级装机的份额。


今天,储能主要用于能源时移,通过可再生能源项目现场配备的储能系统实现能源时移越来越普遍。未来几年内,调峰能力发展动力渐强。光储项目在美国、澳大利亚、英国和德国越来越普遍。这些协作项目可以抵消对天然气新装机的需求,具体取决于其利用率和常见的峰期持续时间。目前的项目合同类型种类繁多。


用户侧储能项目(BTM)达到一定规模,并提供电力系统服务的可能性很难确定。BTM的经济性仍不被看好,且由于缺乏合适的商业模型、技术架构和管制,其发展亦受限制。尽管如此到2040年用户侧储能电池仍能蚕食调峰、电力辅助服务和分布式储能装机规模的7%。


到2040年,全球储能投资总规模将达6620亿美元。在计算投资时,我们考虑的是设备和安装成本,未考虑收入机会,也未考虑对扩大电池产能规模的投资,因为这部分电池大多用以供应运输行业。我们认为,供应链不会制约储能的部署。


根据Bloomberg NEF最新完成的全球储能系统成本调研,2019年一个完成安装的、4小时电站级储能系统的成本范围为300~446美元/kWh。成本范围之大也凸显了储能项目在设计和安装过程的复杂性和多样性。本研究报告将探讨影响储能系统成本的逐年变化趋势及其关键影响因素,并对2030年储能系统成本进行预测。


储能系统成本逐年下降,背后有一系列驱动因素,最关键的有以下几个:技术进步、生产规模扩大、制造商之间的竞争加剧、产品的一体化程度提高,以及行业整体专业知识水平提高。储能项目成本差异较大,主要受功率能量比、项目规模、项目复杂程度、冗余度及当地法规的影响。放电时间为4小时的储能系统平均成本为370美元/kWh ,而放电时间为0.5小时的储能系统平均成本为633美元/kWh 。更多的储能设备需求方正在与中国电池制造商建立联系。


采用磷酸铁锂(LFP)电池的储能项目成本比采用镍锰钴电池的项目平均低16%,磷酸铁锂电池技术路线主要由中国制造商供应。


BloombergNEF对2019年户用储能系统成本的最新调研数据为721美元/kWh ,高于先前的670美元/kWh,主要是因为我们将安装成本的估算值从约1,000美元提高到了2,500美元。美国的户用储能系统安装成本甚至会高于硬件总成本。


Figure 46 5kW/14kHh家庭储能系统单价($/kWh).来源:BNEF


Figure 47 20MW/80MWh AC储能系统单位价格($/kWh)(4小时电站级储能系统的总成本基准),来源:Bloomberg  NEF。2018、2019为实际调查数据,2020年及此后为预测值。注意:不包括保修费用,保修费用通常每年支付,而不是作为初始资本支出的一部分。尽管由于市场缺乏透明度,这些成本并未明确包括任何税项,其中有些可能会在不知不觉中包括在内。这是针对棕地开发的项目,因此不包括电网连接成本。包括5%的EPC保证金。不包括打捞成本或项目扩充。经通胀因素调整后的2018年数据转换为实际的2019年美元价格。由于2018年调查中的参与者方法,2018年电池架数据可能包括提交的铭牌,而不是可用容量数据。


Figure 48 50MW/50MWh AC储能系统单价($/kWh),来源:BNEF。不包括通常每年支付的保修费用,而不是作为初始资本支出的一部分。尽管由于市场缺乏透明度,这些成本并未明确包括任何税项,其中有些可能会在不知不觉中包括在内。这是针对棕地开发的项目,因此不包括电网连接成本。包括5%的EPC保证金。不包括打捞成本或项目扩充


在5G基站储能需求方面,截止 2019 年末,4G 基站累计达到544 万个,新增172 万个,5G 基站新增超过13 万个,按照 4G 基站、5G 基站 1000W 和 2700W 功耗、以及4 小时应急时间测算,2020 年新增储能电池需求约 7.56GWh。


从 2018 年起,中国铁塔公司已经停止采购铅酸电池,大部分基站改造升级项目选择锂离子电池,其中又以磷酸铁锂为主。根据GGII,中国铁塔在全球范围内拥有基站 200 万座,需要电池约 54GWh,磷酸铁锂电池需求在 5G 基站建设带动下开始显现。根据高工锂电资料,2019 年全球通信基站电源对锂电池的需求量为 12.1GWh,同比增长 64.1%,2025 年有望达到 60GWh,年均复合增速超过 30%。


根据中国储能网与 IHS Markit 资料,2019 年全球电网侧电池储能系统部署装机容量为 2.7GW,2020 年预计部署量达到 4GW累计10.7GWh,尽管受到新冠疫情影响,同比仍有 49%的增长。随着可再生能源渗透率的提高,储能系统对于提供电网弹性和可靠性至关重要,预计储能领域对锂电池的需求量仍将保持快速增长,到 2025 年,全球部署的电池储能系统装机容量将达到 64.3GW累计179GWh。  

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