动力锂电池产业拆解分析
最近几年，不论是在国内还是国际上，电动汽车都是炙手可热的新兴产业。自从2005年电动汽车产业在国内开始兴起，到2009年元月科技部、财政部、发改委、工信部联合启动了“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，标志着新能源和电动汽车产业正式上升为国家战略。2012年7月9日，国务院正式发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》，明确指出我国节能与新能源汽车发展的技术路线和主要目标，到2015年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆，2020年产能达到200万辆，累计产销量500万辆以上。但是，根据中国汽车工业协会在今年2月发布的全国电动汽车统计数据显示，2013年我国累计生产和销售的电动汽车(包括混合电动汽车和纯电动汽车)分别为1.75万辆和1.76万辆，远远低于人们的预期。即便是在大洋彼岸的美国，电动汽车的销量也好不到哪里去，2013年仅仅销售了9.6万辆电动汽车，奥巴马政府制定的2015年年产百万辆电动汽车的目标已经注定无法实现。残酷的现实再次证明，电动汽车的产业化和商业推广进度与大家的预期相距甚远。如果仅仅从产销量的数据来研判，其实电动汽车在全球范围内并没有展开真正意义上的商业化进程。那么一个很现实也很迫切的问题就是，什么时候电动汽车才能开始真正的商业化进程，或者说全球电动汽车的产业化临界点到底什么时候才能到来？就这个问题，笔者将从三个不同的角度进行分析与探讨，希望能给广大读者提供一些与众不同的视角和启发。电动汽车价格角度很多人在探讨电动汽车现阶段无法普及的原因时候，总是将问题归结于电动汽车价格过高，坚信只有电动汽车的生产成本大幅降低才能普及。例如，丰田普锐斯混动版在美国的厂商指导价是2.40-2.95万美元，而丰田卡罗拉只有1.61-1.80万美元；雪佛兰Volt的厂商指导价是3.91-4.21万美元，而雪佛兰科鲁兹为1.68-2.32万美元。日产Leaf的厂商指导价是3.52-3.73万美元，而日产Versa是1.45-1.85万美元。在美国如果没有政府补贴或优惠，一辆混合动力汽车(HEV)的价格比同级别的传统汽车高出约7000美元，而一辆插电式混合动力汽车(PHEV)甚至可能高出2万美元，而2万美元在美国是一辆普通轿车的售价。至于纯电动车(EV)那就更加昂贵了，比如特斯拉ModelS最基本款售价就已经接近8万美元了。简单的数学计算就可以发现，电动汽车成本增加与其动力系统有直接关系，从HEV、PHEV到EV，动力电池模块成本占整车的比例越来越高。HEV对ICE、变速箱、传动连动装置和电动机都有新的要求，需要它们的体积要变小、功率变大，因而动力电池系统(Cell+Pack+BMS)的成本只是一小块，大概占整车成本的5%-10%左右。PHEV大概是10%-30%。但是对EV而言，电动动力系统成本占整车的比例大幅度上升，比如特斯拉ModelS动力电池系统的成本已经接近整车成本的60%。要想推广电动汽车，首要的问题就是降低电动汽车生产成本，这个判断的出发点本身并没有问题。由于当前中国电动汽车的发展重点是纯电动车(EV)，而纯电动汽车的成本直接取决于动力电池系统，于是很多人大声疾呼只有大幅度降低动力电池的生产成本(一般认为要在现有基础上降低50%)，才能实质性推动中国电动汽车的商业化推广进程。但是，问题真的是这么简单吗？电动汽车的电动动力系统主要包括动力电池、Pack和电池管理系统BMS，笔者简单分析一下其成本降低的可能性。·电极材料。锂离子电池的原材料成本构成中，正极材料占比最高，约占材料成本的30%-40%，负极材料占15%-20%，隔膜占15%-20%，电解液占5%-10%，其他材料占25%左右。笔者以占电芯成本份额最大的正极材料为例，来分析材料成本是否还有下降的空间。主流正极材料LCO、NMC、LMO和LFP的价格目前已经非常透明了，国产LCO价格已经稳定在18-20万元/吨，三元材料的价位区间在14-18万元/吨，LFP目前已经下降到了10万元/吨以下的水平。如果读者有兴趣的话，可以简单计算一下金属和锂盐等最基本的原材料在这几种正极材料的成本里面所占的百分比，就会知道材料的降价空间还剩下多少了。虽然在短期内受原材料价格的波动，以及国内材料企业产能严重过剩、降价求生等因素影响，正极材料价格在2014年可能会有所下调。但我们要注意到，国内正极材料厂家整体毛利润率仅10%左右，大部分小型企业毛利润率只有5%而实际亏损，只有钴酸锂材料因为享受13%的出口退税而略微盈利(据称这个政策即将被取消)。在如此恶劣的盈利状况下，三五年之后国内数百家材料企业又有多少家企业最终能够存活下来？适当的利润率是企业良性发展的基础。而且，如果我们把视角放大到经济全球化的大环境里，我们就可以看到由于美元的长期性贬值所引起的全球大宗金属和矿石原材料商品价格的长线价格上涨趋势是不可逆转的。而在国内则是由于人民币实际购买力的较大幅度贬值而带来房租水电的大幅上涨，以及人力成本的不断攀升。另一方面，动力电池对电极材料质量的要求比3C小电池要高一个档次，其质量要求只会越来越严格。综合考虑这些现实因素，我们还能指望电极材料成本在未来数年里仍会有较大幅度的下降空间吗？·锂电电芯生产。相对而言，国内电芯企业的盈利水平比材料厂稍微好点，但即使是电芯大厂毛利率也在20%以下，中小企业毛利率普遍接近10%，但行业整体盈利水平仍然偏低。动力电池的生产非常依赖自动化生产设备，并且软包方形和圆柱电池的生产设备差别很大，技术路线的革新或者更改都意味着巨大的设备投入。对于单体电池而言，18650价格已经触底几乎没有多少下降的可能性。软包电池和方形电池降价空间还有一些，但如果我们考虑到大型电池较低的成品率以及极高的设备依存度，情况就不那么乐观了。笔者要强调的是，动力电池的成本核算不能仅仅考虑销售价格，必须把售后服务成本也综合考虑进来。目前国内动力电池企业一般给车企5-8年的质保期，质保期间电池出了问题由电池厂家负责。相比较于日韩动力电池，目前中国动力电池虽然有价格优势，但整体质量普遍低劣而根本无法满足电动汽车的实际使用要求，平均不到3年就得更换电池，更换电池的成本就必须由电池企业承担的。事实上，目前国内几乎所有的动力电池企业卖电池赚的钱基本都用来做售后服务了，这使得企业不得承受沉重的成本压力。国产动力电池需要大幅度提高单体电池一致性和可靠性，这样一来综合分摊下来的成本增加将是比较明显的。锂电电芯厂家一方面要承受材料厂的价格压力，另一方面自身设备折旧和人力成本的飙升也严重地压缩了企业盈利能力。笔者个人认为，如果国内动力电池厂家仍然延续其在手机电池上一味依靠价格战制胜的策略，而不是真正将重心转移到通过技术进步提高电芯质量上来，那么在SamsungSDI和LG已经在中国完成战略布局的大环境下，整个中国动力电池行业的前景将是悲观的。一般而言，目前手机电芯按Wh计算成本平均每年下降7%左右，但是对于质量标准远远高于3C小电池的动力电池电芯而言，笔者倾向于5%左右的年降幅。也就是说到2020年，动力电池电芯每Wh的生产成本相对于目前的水平而言不大可能会有超过30%的降幅。另一方面，根据国际上的普遍标准，30%左右的毛利润率是维持企业可持续性健康发展的基本要求。如果我们用这个标准来衡量的话，国内绝大部分材料厂和电芯厂的盈利能力普遍偏低，仅仅只能维持基本生存而已，根本没有能力进行上技术方面的研发和革新。事实上，这也是整个中国制造业目前的现状和缩影。·Pack和BMS。相对于锂电材料和电芯生产，Pack和BMS都没有多少技术含量，Pack和BMS成本的水分之大，已是业内公开的秘密。BMS和Pack并不像锂电材料和电芯那样有很高的技术要求，普通的电子厂都可以生产，并且这两个部件的成本主要来自于知识产权(设计费用)。理论上讲，国际汽车大厂的Pack和BMS如果放在国内代工生产，其成本将会有相当大的下降空间。但是笔者要说的是，指望国际汽车大厂的Pack和BMS现阶段大幅度降价仅仅是一个美好的愿望而已。我们知道，2007年以后美国政府在新能源和电动汽车的战略方向就从氢能和燃料电池转向了锂离子电池。长期以来，欧美国家认为电池产业是个低端行业，是亚洲人的事情，他们并不屑于发展这种利润率较低的实体经济。但是，残酷的现实(氢能和燃料电池存在的巨大技术瓶颈)使欧美国家不得不低下高昂的头，在锂电产业方面奋起直追。为了推动电动汽车的产业化发展，欧美各国都制定了大量的优惠政策来发展锂电和电动汽车相关产业。既然电动汽车产业如此重要，欧美国家自然没有缺席的道理，但无奈在锂电材料和电芯生产领域长期积贫积弱，根本无法跟中日韩竞争。于是他们找到了Pack和BMS这个发力点，其实这个也很好理解，因为Pack和BMS才是直接面对电动汽车整车的部件，而电子和软件恰恰是西方的强项。于是乎，我们就看到了德国和美国都成立了不少专门做Pack和BMS、以及专门从事动力电池检测和认证的公司，Pack、BMS、检测和认证成了美德汽车公司在电动汽车上展示话语权的绝对战场。虽然Pack和BMS都没什么太高的技术含量，但西方整车企业可以通过制定强制性的技术规范和标准壁垒将中国企业阻挡在外。考虑到西方高昂的知识产权、管理和人力成本，在现阶段电动汽车还没普及的情况下就要求在Pack和BMS上大幅度降低成本，那无疑是与虎谋皮。综上所述，虽然从理论上来看动力电池系统(Cell+Pack+BMS)目前确实存在一定程度的降价空间，但是在现阶段电动汽车还没有大规模商业化之前，就指望通过动力电池系统成本大幅下降来普及电动汽车的设想，在笔者看来是并不现实的。那么电动汽车是不是就没有可能进入寻常百姓家了呢？我们不妨从一个另类的角度分析这个问题。20世纪三十年代在美国购买一辆小轿车的价格大概需要1000美元，除了在二战以后的五六十年代和七八十年代价格有过数次短暂的稳定期以外，普通家庭汽车的平均价格是一直在上涨的。目前美国最普通的家庭轿车也在2万美元左右，也就是说在过去的一百年里，美国汽车以美元计价的售价上涨了约20倍！但是，汽车从100年前还是富人家庭象征发展成为现在美国几乎人手一部的生活必需品，地位改变可谓翻天覆地！那为什么车价增加了20倍，汽车反而普及了？据统计，美国现在普通家庭的年收入相对于100年前，按照美元的账面数字计算增加了几乎40倍。虽然汽车的价格是在不断增加的，但美国家庭收入的增加速度更快，也就是说即便汽车的绝对价格(以美元计价)是在不断上涨的但其相对价格是在不断下降的，汽车能够在全世界普及的答案就在这里！就好比从第一代iPhone上市到现在的iPhone5S，上市价格一直变化不大只是略有上升。但是，苹果手机从五六年前只是作为科技新潮人士和有钱人的奢侈品，到现在普通人“咬咬牙就能够买得起”的变化，背后的逻辑是中国居民收入水平持续提升的结果。对于普通轿车而言，一款新车型量产以后，其售价是逐年下降的，平均每年的降幅大概在2%左右，这主要因为设计费用和零部件费用的下降。但是如果我们只考虑新款车型当年上市时的售价，那么相对于几年前同系列的老款车型而言，新车型的售价在绝对值上毫无疑问是不断攀升的(当然这里面美元贬值的贡献不可忽略)。笔者认同现在电动汽车尤其是PHEV和EV价格确实是太高了，超出了大多数人的承受能力。但笔者相信，老百姓的收入增幅肯定是会高于电动汽车价格(新款车型)增幅的。一旦电动汽车在老百姓收入比例里面的相对价格下降到了一个可以接受的水平，电动汽车就达到了普及的临界点了，这就跟现在普通家庭轿车已经可以被中国中产家庭接受的道理完全一样。那么什么时候这个临界点才能到来？笔者并非经济学家，无法预测国人收入水平的增幅能否长时间保持在目前的水平。笔者把这个问题交给读者来思考。诸位看官，您觉得未来十年之内，中国普通家庭的收入水平达到可以接受现在纯电动汽车价位(比如比亚迪e6不包括补贴大概30万元的售价)的可能性有多大？
