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第三章 锂电产业链
三、中游
1. BMS
1.1BMS发展情况
BMS,电池管理系统,是电池与用户之间的纽带,主要对象是二次电池,主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,是锂电池组内承载“大脑和管家”功能的不可或缺的核心部件,能够时刻监控电池的使用状态,通过必要措施缓解电池组的不一致性,为锂电池的使用安全提供保障,并延长锂电池的使用寿命。随着应用范围更为广泛,应用场景更为复杂,锂电池低温适应性差,过充过放时产生不可逆损坏等缺陷暴露出来,此时,锂电池组中的BMS重要性凸显。
1.2BMS发展趋势
目前涉足BMS领域的主要是三类企业:整车企业、锂电池企业和专业第三方BMS企业,三者数量比例约为6:2:2,整车企业和锂电池企业规模更大,业务板块更丰富,在资金和客户资源方面有一定优势;专业第三方BMS企业注重人才引进与培养,业务上对大量电芯的标定积累了丰富数据,并具有多种不同车型的工况数据,因而具有人才、研发和信息方面的显著优势。
1)软件技术和数据方面,专业的第三方BMS企业在BMS的竞争力相较于其他两类企业优势明显。
2)生产制造方面,第三方BMS企业专注BMS研产销,未来的规模化效应将进一步凸显,同时自有生产线在艺水平和交付能力方面也更有保障。
3)此外,国家正在积极推进新能源汽车相关产业行业标准,BMS 即是重点研究对象之一,专业第三方BMS企业凭借其技术优势将在 行业标准化进程中居于相对有利地位。
所以未来,相比于整车企业和锂电池企业,专业第三方BMS企业因其专业性,将更具备市场竞争力。
2.锂电生产设备
2.1锂电设备发展情况
锂电设备泛指在锂电池生产过程中使用的各种制造设备。锂电设备对锂电池性能和成本有重大影响,是决定因素之一。锂电池生产工艺较长,生产过程有50多道工序,相应需要50多种设备来完成各道工序的制造。
早期,国内锂电池设备基本依靠进口日本企业产品。国内锂电设备生产企业的出现始于2000年后,很多主要的锂电设备制造企业都在2005年前后才进入锂电池设备制造行业。先靠着对日韩产品的模仿,定位中低端市场。近几年来一些优秀的锂电设备企业已经开始自主创新征程,国产锂电设备的技术水平也在快速进步。
2.2锂电生产设备市场情况
据统计,2014-2016年国产锂电设备市场规模分别为38、75、130亿元,年均同比接近100%增长,并预计到2020年,国产设备规模达到285亿元,国产化率提高到80%左右,相比2013年年均复合增速为 40%。
根据全球的动力电池需求量的测算,假设到 2025年全球动力电池汽车渗透率达到 15%-20%,按每1GWh动力电池投资4-5亿元推算,年均锂电设备市场规模400-600亿元 ,相当于2016年市场规模的2倍多。假设到2030年全球动力电池汽车渗透率达到50%,再按1GWh 动力电池投资额5亿元推算,全球年均锂电设备市场规模为1000亿元。
2014年以来,由于新能源汽车的快速发展,锂电池供不应求,电芯厂纷纷扩大投资,对锂电设备行业拉动作用明显,行业规模迅速扩大,龙头公司产值大增,新嘉拓销售额达到 3.6 亿,成为行业内首家锂电设备销售过3亿的公司。步入2015年,随着先导股份和赢合科技登陆资本市场,锂电设备行业将步入一个新的发展阶段。
2.3锂电生产设备发展趋势
总结业内知名锂电生产设备公司的发展历程,可以看到两种发展趋势:一类公司走专业化发展道路,集中研发生产一类产品,在单品上建立起了牢固的优势,并不断创新,树立起业内地位。另一类公司在单品上建立优势后,迅速向其他锂电设备扩展,意图打造一体化锂电设备生产厂商。
锂电生产设备未来将向着自动化、智能化、高精度方向发展。虽然国产化锂电设备已经取得巨大成绩,但目前为止国产设备的技术水平还相对较弱,自动化程度不高,部分大型电池厂商仍需要进口国外设备。随着动力锂电池成为锂电池发展的重心,锂电设备的自动化和智能化成为必然要求。
四、下游
1.动力锂电
1.1动力锂电池基本情况
受益于新能源汽车行业大发展,动力电池需求量不断攀升。2015年我国动力锂电池装机量仅16.04GWh,到2016年,装机量已经飙升到27.73GWh。而2017年,动力电池装机量继续高增长,合计约33.55GWh,相比于2015年,增长已超过100%。双积分政策落地后,新能源车企将加快产业布局,新能源汽车产销量将继续保持高增长。
从动力锂电池生产企业来看,截止到2017年末,产能集中的趋势进一步明朗,据统计,2017年装机量超过5GWh的只有CATL和比亚迪这2家厂商,其中,CATL以9GWh占据了29.41%的市场份额,比亚迪以5.4GWh占比16.12%,2家厂商处于第1梯队,以较大幅度领先其他电池厂商,排名第三位的沃特玛市占率占比不及比亚迪的一半,仅为6.00%。前20强电池厂商合计装机28.86GWh,市场份额合计86.02%。
而从数量上看,行业洗牌已经开始,经过2014-2016年的疯狂增长后,动力电池企业将面临产能过剩和行业整合的冲击,会有大量生产企业面临淘汰,预计到2020年仅有20家左右的动力电池生产企业。
从各类型锂离子电池来看,2017年磷酸铁锂电池实现装机16.33GWh,占比48.68%,依然保持着第一的为主,但是比重较上一年度有了大幅度下降,绝对量与上一年度相比也是明显下降。NCM三元电池实现装机15GWh,占比44.71%,绝对量同比增长翻了一番有余,比重也有了大幅度提高。
从各类车辆市场来看,2017年纯电动乘用车市场实现锂电装机12.74GWh,首次排名榜首,占比37.96%,同比增长60.79%;纯电动客车市场实现装机12.33GWh,退居次席,占比36.76%,同比下降18.76%,是唯一一个同比下降的细分市场;纯电动专用车市场实现装机6.19GWh,占比18.45%,同比增长高达99.75%,是增速最快的细分市场。插混乘用车市场实现装机1.66GWh,同比增长58.62%,大致保持与纯电动乘用车市场同步增长。
1.2动力电池发展趋势
1)三元电池路线将快速占据统治地位:2017年电池路线拉开了大转向的序幕,三元路线快速占据主导地位。补贴与电池能量密度挂钩之后,三元路线的快速上位超出了多数人预计,如果现有政策趋势维持不变,预计2018年及以后,磷酸铁锂路线将会逐步退出电动汽车市场。
2)动力电池生产商洗牌加剧:对于锂电装机市场,2017年是个深度调整的年份,拉开了行业大洗牌的序幕主要原因:补贴首次与能量密度挂钩,开启了技术相对落后的电池厂商被强制淘汰的进程。预计2018年及以后,优秀电池厂商会逐步体现出优势,行业走向健康发展轨道。
2.1储能锂电市场情况
近年来,随着电源投资不断向清洁能源倾斜,可再生能源装机容量比重及发电量比重均明显提高。但是,风能、太阳能等可再生能源具有不连续、不稳定、不可控的非稳态特性,这决定了迫切需要大规模储能技术参与调节。储能主要应用于电力的削峰填谷、新能源发电的平滑入围以及分布式发电的节。可以说,储能是新能源进一步发展的有效支撑。
储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如铅酸电池、全钒液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)三大类。在化学储能领域,铅酸电池的使用历史最久,目前仍是主流,在世界上应用广泛,性价比高,成本最低,但能量密度也不高。
在政策的支持下,2016年,我国储能锂离子电池产业延续了此前快速发展的势头。电化学储能项目的累计装机规模为389.8MW,占总储能市场规模比例为1.3%,较上一年增长0.2个百分点。2017年,中国新增投运电化学储能项目的功率规模为121MW,同比增速超过15%。
锂电池在储能上的技术应用主要围绕在电网储能(电力辅助服务、可再生能源并网、削峰填谷等)、基站备用电源、家庭光储系统、电动汽车光储式充电站等领域。
2.2储能锂电市场规模
据统计,2016年我国储能市场锂离子电池的需求量约为3.79 GWh,到2018年,我国储能市场锂离子电池的需求量将达到8.21GWh。未来两年,储能锂离子电池累计需求将达到13.66GWh。
从应用分布上看,新增投运项目全部应用在集中式可再生能源并网、辅助服务和用户侧领域。其中,用户侧领域的功率规模最大,超过70MW,辅助服务领域的同比增速最大,接近1000%。
从技术分布上看,锂离子电池和铅蓄电池的功率规模基本持平,比重分别为51%和49%,同时铅蓄电池的同比增速最大,超过81%。虽然铅蓄电池价格低廉、性能稳定,但是其循环寿命底,一般为300-600次,且在回收过程中铅对环境有严重的污染,因此综合各种电池的优劣,锂电池由于产业链相对成熟,安全可靠以及环境友好,将逐渐成为储能电站的首选,以磷酸铁锂和经梯级利用、再生利用后的低成本锂电池产品为主。
2.3储能锂电池发展趋势
1)电网储能:实现可再生能源并网、电网电力辅助服务以及削峰填谷。
2)基站备用电源:中国通信市场已经进入新的发展时期,预计到2020年,储能在基站备用电源应用的累计市场装机容量为23.5GWH。随着锂离子电池性能提升和成本大幅下降,届时锂电池的渗透率有望达到80%以上。
3)家庭光储系统:分布式“光伏+储能”商业模式将作为我国未来能源建设的着重发力点,可实现居民和商业用户侧电力自发自用、多余电力上网的经济运作。
4)电动汽车充换储一体化:新能源汽车产业链的不断完善带动了充电站和充电桩建设的稳步推进,《电动汽车充电基础设施发展指南》指出,我国至2020年充电站和充电桩建设数量将分别达1.2万座和480万个,配套的储能设备需求将激增。同时,光储充电站的出现,有望进一步刺激对储能电池的需求。
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