全球动力电池竞争报告：2019.pdf

请务必阅读正文之后免责条款部分 Table_Summary 全球动力电池竞争 报告： 2019 恒大研究院研究报告 科技行业 专题报告 2019/12/18 首席 经济学家 ： 任泽平 研究员 ： 连一席 lianyixievergrande 联系人 ： 陈栎熙 chenyuexievergrande 联系人 ： 谢嘉琪 xiejiaqievergrande 导读 ： 动力电池是新能源电动汽车的 “心脏”，占整车成本的 30%-40%， 是潜在市场达数千亿的新兴产业 。 对动力电池核心技术与供应链的争夺，将成为大国 制造业 竞争的另一制高点，且很大程度上影响着未来全球新能源汽车的行业格局。 当前行业发展现状与竞争格局如何？未来中国和中国企业能否在这场竞赛中胜出？ 摘要： 受益于下游新能源汽车发展， 全球 动力电池出货量 七 年增长近百倍。 2011年开始新能源车 步入 高速发展 期 ， 2018 年全球新能源乘用车销售 达 200万辆。作为主要 中游 产业，动力电池也随之进入 爆发期，全球动力电池出货量从 2011 年的 1.08GWh 上升至 2018 年的 106GWh， 七 年增长近百倍 。 从 政策 层面来 看 ， 各国发展电池技术的侧重点有所不同 。 从主要 国家 和地区 最新的 规划来看，动力电池方面 中国和欧盟侧重 发展 锂 离子 电池、日韩 和美国侧重固态电池 。从电池能量密度来看，各国和地区普遍计划到 2030 年单体能量密度达 500Wh/kg。 从 企业层面来看 ， 龙头企业优势突出，市占率不断提高。 装机量 TOP5 的企业市占率不断提升， 由 2016 年的 56.7%上升到 2018 年 65.9%。其中，宁德时代、松下与 LG 化学 市场份额占比最高 提升最快，总装机量增幅最大。 2018 年宁德时代装机量 21.3GWh，市占率 22%；松下装机量 20.7GWh，市占率 21.4%； LG 化学 装机量 7.4GWh，市占率 7.6%。前三大企业在技术、工艺等领域各具竞争优势。 松下是全球最先实现 NCA18650+硅碳负极圆柱电池量产的企业，在电化学体系、生产良率与一致性方面居于领先地位 ； 宁德时代 率先实现了 NCM811 方形电芯 的量产，并成功运用于广汽与宝马，技术路线 上 成功实现 由 NCM523 向 NCM811 的过渡； LG 化学 的优势在于其对化学 材料 的理解，技术路线为软包电池，是国际上最先掌握层压叠片式软包的企业，而在 NCM811 的应用上，则落后于宁德时代。 全球动力电池最终将寡头化。 “油电平价”与行业学习曲线带来的价格压力、动力电池需要巨额资本投入、产品研发周期缩短都将加速这一进程。1） “油电平价”和动力电池行业“学习曲线”要求至 2025 年动力电池价格将在目前水平下降一半至 100 美元 /KWh。 IEA（国际能源署）预计，电池包年产量由 1 万上升至 5 万可以降低 9%的成本，由 10 万上升至 50 万则可以降低 12%的成本。扩大生产规模是电池企业取得成本优势的重要手段 。 2）与集成电路类似，动力电池也是一个重度资本密集行业。全球最大的汽车零部件企业博世曾一度进入动力电池领域，但发现要达到 100GWh 的生产规模需要 200 亿欧元的投资，权衡风险收益之后最终选择退出。这说明巨额的资本开支阻碍了潜 在对手的进入，使得现有的头部企业能够有机会提高自身的设备利用率。 恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 2 服务国家大局战略 3）电池企业的产品研发周期正在缩短。 1991 年锂 离子电池商用以来基本延续了以钴酸锂 /锰酸锂 /磷酸铁锂为正极、石墨为负极的电池体系，但近 几 年 来 出 于 对 能 量 密 度 的 要 求 ， 正 极 材 料 由 NCM111 向NCM523/NCM622/NCM811 过渡，未来进一步升级到 NCA/富锂锰基正极、硅碳负极甚至固态电池，对于电池企业来说研发压力陡增，小企业更加难以竞争。此外，出于对动力电池安全性的考量，整车厂选择动力电池供应商需要经过长时间（一般长达 2-3 年）的测试、验证和筛选，一旦纳入供应链后不会轻易更换供应商，这将进一步巩固和扩大行业领先者优势，促使行业形成寡头竞争。 未来行业 龙 头 或 将在 宁德时代 和 LG 化学 中 产生 。 2018 年全球出货量排名前十的电池企业中，具有全球竞争力的只有松下、 LG 化学 、 宁德时代 、三星 SDI 四家。 客户卡位看， LG 化学 和 宁德时代 客户群布局较全面， LG化学 基本覆盖海外高端车企， 宁德时代 在国内市占率超过 50%，并成功 进入 大众、宝马等高端供应链； 产能情况看， 宁德时代 和 LG 化学 产能规划最为积极，三星 SDI 及松下均比较保守；技术路线看， 宁德时代 的方形、LG 化学 的软包是行业主流发展方向，而松下圆柱路线相对小众；在业务定位 方面，三星和松下动力电池 业务 定位均为大集团、小业务，存在一定程度管理体系臃肿、战略重视程度不够的问题 。而 宁德时代 主业为动力电池、管理相对灵活， LG 化学 动力电池板块资本开支占总开支 40%以上，战略重视程度高。 风险提示 ： 电池成本下降不及预期 等 恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 3 服务国家大局战略 目录 1 全球动力电池八年百倍增长，中日韩三国鼎立 . 5 2 主要国家和地区的电池技术路线战略规划 . 7 2.1 中国：各阶段目标明确 . 7 2.2 日本：推动全固态电池和新型电池发展 . 8 2.3 欧盟：电池全生命周期详尽规划 . 8 2.4 美国：明确中长期目标，投入力度降低 . 9 3 全球动力电池巨头情况 . 9 3.1 全球动力电池企业竞争格局 . 9 3.2 全球动力电池主流企业介绍 . 10 3.2.1 宁德时代 . 10 3.2.2 松下电器 . 10 3.2.3 比亚迪 . 12 3.2.4 LG Chem . 13 3.2.5 三星 SDI . 14 3.3 全球主流动力电池企业对比 . 15 4 动力电池竞争格局展望：全球龙 头或将在 CATL 和 LG 化学中产生 . 16 4.1 客户对比： CATL 和 LG Chem 卡位高端客户群 . 17 4.2 产能情况： CATL 与 LG 扩展积极，松下产能规划保守 . 18 4.3 技术路线： CATL 方形、 LG 软包是主流，松下圆柱相对小众 . 20 4.4 业务重心： CATL、 LG 集中动力电池领域，松下与三星 SDI 大集团小业务 . 21 恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 4 服务国家大局战略 图表目录 图表 1： 全球动力电池出货量 . 5 图表 2： 2018 年全球新能源汽车渗透率 . 5 图表 3： 全球动力电池市场空间 . 5 图表 4： 2018 年全球动力电池产能分布（按国别） . 6 图表 5： 全球动力电池企业排名（中国企业标亮） . 6 图表 6： 主要国家和地区锂电池单体规划 . 7 图表 7： 中国动力电池技术发展路线图 . 8 图表 8： 龙头动力电池企业装机量份额 . 9 图表 9： 龙头电池企业装机量（ MWh） . 9 图表 10： 2018 年宁德时代电池类型分布 . 10 图表 11： 2018 年宁德时代合作前五车企情况 . 10 图表 12： 松下电池单体对比 .11 图表 13： 松下配套特斯拉电池钴含量大幅减少 .11 图表 14： 松下电器 全球工厂情况 . 12 图表 15： 2018 年比亚迪电池类型分布 . 13 图表 16： 2018 年比亚迪合作车企情况 . 13 图表 17： 比亚迪产能规划情况 . 13 图表 18： LG Chem 配套 Renault Zoe 产品性能参数 . 13 图表 19： LG Chem 全球工厂情况 . 14 图表 20： 三星 SDI 技术发展路线图 . 15 图表 21： 三星 SDI 全球工厂情况 . 15 图表 22： 世界龙头电池企业对比 . 16 图表 23： 前四大电池企业客户资 源对比 . 17 图表 24： 2018 年四大电池企业客户装机量占比 . 18 图表 25： 2018 年全球电池企业产能情况 . 19 图表 26： 全球电池巨头生产基地布局 . 19 图表 27： 2019 年一季度海外销量靠前纯电车型供应关系 . 20 图表 28： 电池企业技术路线 . 21 图表 29： 电池业务资本开支占比 . 21 图表 30： 2018 年 LG Chem 二次电池业务收入占比 . 21 图表 31： 松下二次电池收入占比 . 22 图表 32： 三星 SDI 电池收入占 比（亿人民币） . 22 恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 5 服务国家大局战略 1 全球 动力电池 八年百倍增长，中日韩三国鼎立 受益于新能源汽车不断普及， 动力电池 出货量 8 年增长近百倍 。 自2011 年后，以特斯拉、比亚迪等为代表的新能源汽车高速发展，动力电池也进入爆发期 。 2018 年全球新能源乘用车共销售 200.1 万辆， 全球锂电池 2018 年出货量达 189GWh， 其中动力电池出货量 从 2011 年的 1.08GWh上升至 2018 年的 106GWh，占整体锂电池行业的比例超过达到 56.1%。 图表 1： 全球动力电池出货量 资料来源： EVTank， GGII， 恒大研究院 欧洲纷纷制定燃油车禁售计划，全球新能源汽车 与动力电池 产业将进入成长期 。 2018年 全球新能源汽车销量占全部汽车销量比例仅为 2.3%，其中中国占比 4.4%。根据各国政策规划，中国 要求 2025 年新能源汽车占汽车产销 达到 25%，欧洲各国则 制定了燃油车禁售时间表 ，例如挪威要求到 2025 年 实现燃油车禁售 ，丹麦、荷兰、爱尔兰 要求到 2030 年 实现燃油车禁售 ，法国、西班牙、英国、葡萄牙 要求到 2040 年 实现燃油车禁售 。英国 还 要求到 2030 年新能源乘用车销量占比 50%-70%。欧盟 2019 年 4 月通过新的碳排放规定：到 2025、 2030 年，新登记乘用车碳排放量在 2021年基础上分别减少 15%、 37.5%；但是，据欧洲环保署数据，节能技术改进仅能实现年均 1.5%-2%左右的碳排放降幅。不达标将面临高额罚款， 发展新能源汽车将是欧洲车企唯一选择 。大众、宝马、沃尔沃提出，到 2025年新能源汽车销量占比 25%、 30%、 50%；本田提出，到 2030 年新能源汽车销量 占比 65%。 根据 Marklines 预测 ， 未来 5 年 全球动力电池 行业将 持续 高速增长， 2025 年全球装机量可达 850GWh、市场空间可达 5800 亿元。 图表 2： 2018 年 全球新能源汽车渗透率 图表 3： 全球动力电池市场空间 资料来源： Marklines，恒大研究院 资料来源： Marklines，恒大研究院 0%1 0 %2 0 %3 0 %4 0 %5 0 %6 0 %0204060801 0 01 2 01 4 01 6 01 8 02 0 02 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8锂电池全球出货量（ G Wh ）动力电池出货量（ G Wh ）动力电池占比 ( 右轴）37. 6%6. 5% 5. 7%4. 4%2. 1% 2. 0% 2. 0% 2. 0% 1. 9% 1. 8% 1. 1%0. 9%0%5%10%15%20%25%30%35%40%挪威 瑞典 荷兰 中国比利时美国 法国 英国 韩国 德国加拿大日本新能源车渗透率2018 年全球新能源车销量渗透率 2.3%02,0004,0006,0008,00002004006008001,000201420152016201720182019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E全球动力电池装机量 (GWh)全球动力电池市场空间 (亿元 ,右 )恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 6 服务国家大局战略 全球 动力电池 产能 集中于中、日、韩三国 ， 2018 年 三国合计 全球 市占率达 97%。 中国、日本、韩国 是全球动力电池市场主力军，三个国家全球出货量占比连续 5 年保持 90%以上。其中，中国发展最为迅猛， 2015 年赶超日本成为全球最大的动力电池生产国， 2018 年中国动力电池出货量约 65GWh， 全球占比 61.3%。 图表 4： 2018 年全球动力电池产能分布（按国别） 资料来源： GGII，恒大研究院 行业 前十中日韩 企业 地位突出。 自 2015 年以来，全球动力电池企业前十均被中日韩企业包揽，整体销量占比于 2016 年到达顶峰为 84.2%。2018 年前十企业动力电池出货量约 86.7GWh，中国、日本、韩国企业数量分别为 6 家、 2 家、 2 家，其中宁德时代以约 24.9GWh 出货量保持第一。从产能规划来看 ，全球电池企业 工厂 规划 从 2015 年的 3 座扩张至 2019年 1 月的 68 座，规划产能也升至 2028 年的 1.45TWh。 图表 5： 全球动力电池企业排名（中国企业标亮） 排名 2016 出货量（ GWh） 2017 出货量（ GWh） 2018 出货量（ GWh） 1 松下电器 7.2 宁德时代 12 宁德时代 24.9 2 比亚迪 7.1 松下电器 10 松下电器 22.3 3 宁德时代 6.8 比亚迪 7.2 比亚迪 13.8 4 沃特玛 3.2 沃特玛 5.5 LG Chem 8.5 5 LG Chem 2.5 LG Chem 4.5 三星 SDI 4.2 6 国轩高科 2.4 国轩高科 3.2 国轩高科 3.2 7 力神 1.8 三星 SDI 2.8 AESC 3.0 8 比克 1.3 北京国能 1.9 孚能科技 2.9 9 三星 SDI 1.1 比克 1.6 力神 2.1 10 中航锂电 0.7 孚能科技 1.3 比克 1.9 资料来源： EV Obsession，中国汽车百人会， GGII，恒大研究院 61%24%12%3%中国 日本 韩国 其他恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 7 服务国家大局战略 2 主要国家和地区的电池技术路线 战略规划 自 2013 年起， 全球主要国家和地区纷纷制定本国和地区相应的动力电池规划路线 ，适用 对象包括纯电动 汽车 、 插电混合 动力 汽车 等。 目前，全球动力电池技术发展尚未获得共识，各国和地区各个技术路线均有涉及 ， 包括锂离子电池、全固态电池 等 。 从电池能量密度来看，各国和地区普遍计划到 2030 年单体能量密度达 500Wh/kg。 图表 6： 主要国家和地区锂电池单体规划 资料来源： 节能与新能源汽车技术路线图、 NEDO二次电池技术研发路线图、 Annual Merit Review and Peer Evaluation Meeting、 Battery 500 Project， Horizon 2020， 韩国 能源技术发展蓝图 2013，恒大研究院 2.1 中国 ： 各阶段目标明确 中国动力电池各阶段发展规划明确 。 中国电池规划主要由国务院 、 工信部等规划 ， 主要政策包括 “十三五”、节能与新能源汽车产业发展规划（ 2012-2020 年）、节能与新能源汽车技术路线图等。技术发展路线方 面，节能与新能源汽车技术路线图详尽规划了中国动力电池和新型电池的各阶段对应要求，主要分为三个阶段： 1） 2020 年应满足 300km 以上纯电动汽车需求 ：单体能量密度达350Wh/kg和 650Wh/L、单体 比功率达 1000W/kg、单体成本降至 0.6元 /Wh、循环寿命 2000 次。 2） 2025 年应满足 400km 以上纯电动汽车需求 ：单体能量密度达400Wh/kg和 800Wh/L、单体 比功率达 1000W/kg、单体成本降至 0.5元 /Wh、循环寿命 2000 次。 3） 2030 年应满足 500km 以上纯电动汽车需求 ：单体能量密度达500Wh/kg 和 1000Wh/L、单体成本降至 0.4 元 /Wh、循环寿命 3000 次。 恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 8 服务国家大局战略 图表 7： 中国动力电池技术发展路线图 资料来源： 节能与新能源汽车技术路线图 ，恒大研究院 2.2 日本 ： 推动全固态电池和新型电池发展 对比其他国家 ， 日本更侧重发展氢能和燃料电池 ， 并发布例如 氢能与燃料电池战略路线图 、能源基本计划等规划，但并不表示日本放松对动力锂电池的发展。 日本新能源汽车相关产业链规划主要由经产省负责 ，行业层面则主要由 日本新能源产业的技术综合开发机构 （ NEDO）负责。 2018 年 5 月经产省举办 “日本汽车新时代”战略会议 ，制定至 2030 年的新能源汽车领域的中长期规划，包括汽车渗透率、车身轻量化、电池研发、人才培养等方面。 动力电池方面，侧重固态电池的研发，分为两个阶段， 至 2025 年普及第一代全固态电池、至 2030 年普及第二代全固态电池，并将成本从3 万日元 /kWh 降至 1 万日元 /kWh、将能量密度从约 150Wh/kg 提升至 约500Wh/kg。此外，日本还着力推荐新型电池的研究，例如硫化物电池、锌电池等。 2.3 欧盟：电池全生命周期详尽规划 动力电池是欧盟为发展去碳化和可再生能源社会其中的一部分。 欧盟十年经济发展规划的最新框架“地平线 2020”计划（ Horizon 2020）计划 从 2014 年至 2020 年向工业、科研、商业等领域共计投入 经费 770.28亿欧元，其中电池专项拨款共计 1.14 亿欧元，包括 锂离子电池材料与传输模型 、 先进锂离子电池的研究与创新 等 7 个课题。 在欧盟委员会的号召下， 欧洲 于 2017 年成立 电池联盟。 为 应对强势的亚洲地区动力电池行业发展， 欧洲电池联盟制定 了 电池战略行动计划 ， 包含电池原材料到电池回收全流程 ，目标是 ： 1）确保原材的可 持续供应 ，并为成员国规划好需要探索和储备的原材料，分别为钴 (芬兰，法国，瑞典和斯洛伐克 )，锂 (奥地利，捷克共和国，芬兰，爱尔兰，葡萄牙，西班牙，和瑞典 )，天然石墨 (奥地利、捷克、德国、斯洛伐克和瑞典 )，镍 (奥地利、芬兰、法国、希腊、波兰、西班牙和联合王国 ); 2） 支持各项电池产业链 ， 其中德国为电池制造提供 10 亿欧元、法国为电池价值链提供 7 亿欧元； 3）加快对例如锂电池、固态电池等先进技术研发创新 ；4）加强培养相关技术人才 ，包括人才教育、技术训练、全球专家吸引等；5）强化电池产业链的安全和可持续性 ，包括事先产品 设计到事后产品回收，确保电池全流程安全可靠； 6）与监管框架和政策保持一致 ，例如绿色车辆指令、二氧化碳排放标准等。 恒大研究院研究报告 立足企业恒久发展 9 服务国家大局战略 2.4 美国 ： 明确中长期目标 ， 投入力度 降低 美国是最早对动力电池进行研发投入的国家之一 ， 规划主要由美国能源部下属的汽车技术办公室 （ Vehicle Technologies Office） 执行 ，研发 主要由阿贡国家实验室进行 ，包括电池的成本控制、循环回收、电池表面改性剂、新型材料等各种前沿技术。影响美国动力电池发展的主要有两个政策规划，一为 2013 年美国能源部能源效率与可再生能源办公室颁布的电动汽 车普及大挑战蓝图，提出到 2022 年，电池成本要求降低到125 美元 /kWh、能量密度达到 250Wh/kg、体积能量密度 400Wh/L、功率密度达到 2000W/kg。二为 2016 年奥巴马政府发起的“电池 500”计划（ Battery 500）， 目标是开发金属锂电池 （金属锂代替石墨） ，能量密度达 500Wh/kg，循环次数 1000 次，连续 5 年共计超 5000 万美元投入。 根据 美国能源部 2020 年预算报告， 美国 更新规划 明确将在 2028 年前将电池成本降低至 80 美元 /kWh、续航里程提升至 300 英里以上（约483 公里）、充电时间小于 15 分钟。 更详细的电池技术规划由汽车技术办公室下属的美国先进电池协会制定，包括 2030 年后先进 电池能量密度达500Wh/kg。 不同于前几年的大力投入， 目前 美国能源部将重心转移至电网改造和能源存储，整个汽车技术部门的预算投入较大减少，其中 电池和电气预算 3940 万美元，较 2019 年降低 1.24 亿美元 。其中减少了创新型电池的性能测试、先进电池材料和电化学优化研究两个项目的资金，取消了电池安全性和热性测 试的项目资金。此外，还将电池正极研究小组数量 缩减 为一组。 3 全球动力电池巨头 情况 3.1 全球动力电池企业竞争格局 市场集中度不断提高，龙头走向优势凸显 。 装机量 TOP5 的企业市占率不断提升， 由 2016 年的 56.7%上升到 2018 年 65.9%。其中，宁德时代、松下与 LG Chem 市占率提升最快，总装机量增幅最大。 2016-2018 年宁德时代装机量 21.3GWh，累计增长 233%，市占率 22%，提升 7.2%；松下装机量 20.7GWh，累计增长 171%，市占率 21.4%，提升 3.8%； LG Chem 装机量7.4GWh，累计增长 300%，市占率 7.6%，提升 3.4%。 图表 8： 龙头动力电池企业装机量份额 图表 9： 龙头电池企业装机量（ MWh） 资料来源： 公司年报，恒大研究院 资料来源： 公司年报，恒大研究院 14.7% 18.2% 21.9%17.6% 16.9%21.4%17.1% 10.8%12.0%4.3% 8.5%7.6%3.1% 3.9% 3.1%43.3% 41.6% 34.1%0%20%40%60%80%100%2016年 2017年 2018年CATL 松下 比亚迪LG化学 三星 SDI 其他21.3 20.7 1