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新能源汽车当前处于什么发展阶段,未来行业突破重点和难点在哪里?

2020年5月,汽车行业有两件大事值得我们关注:一是大众入股江淮控股和国轩高科,大众汽车拟投资10亿欧元获50%江淮控股的股权,在江淮大众合资公司持股比例上升至75%,此外,大众投资11亿欧元获国轩高科26.47%股份并成为其大股东;二是根据中国乘联会的数据,国产特斯拉Model 3在中国5月份的销量为11095辆(预期值为5000-6000辆),较4月份暴涨205%,预计6月仍将保持强劲的增长势头。此外,国内也在加大对新能源汽车的支持力度,先后出台多项消费补贴、放宽限购约束等支持措施,如北京亦提出下半年增加2万个新能源车号牌,向无车家庭倾斜。新能源汽车在当前究竟处于怎样的发展阶段,未来行业突破重点和难点在哪里,本文拟对上述两个问题进行细致梳理。


一、新能源汽车正迎来拐点的前夜


1、新能源汽车与智能手机产业的对比


判断一个行业所处的发展阶段,最好是能寻找到与之相似的参照系。智能手机从某种意义上而言,恰好提供了这样一个参照。本质上而言,是因为两者存在以下的相似性:一是两者均是大众消费品。随着信息时代的不断发展以及价格的不断下降,手机已经逐渐成为极为普通的消费品;而对于汽车而言,随着人均可支配收入的增加,也由小众化逐渐走向普通老百姓。对于中国而言,人均保有量仍远低于发达国家水平,无论传统汽车还是新能源汽车仍有较大的空间。二是两者均是对旧产品的颠覆。智能手机是对传统手机的颠覆,新能源汽车是对传统汽车的颠覆。从产品的更替而言,两者的演进路线极为相似。


当然,另一方面,两者亦存在明显的不同:一是新能源汽车的驱动力更强。智能手机的发展更多是基于市场的自发行为,而新能源汽车的发展则还叠加了政府的强力推动,如欧洲有碳排放的强制要求,国内则有各类政策补贴及扶持等;二是新能源汽车产业链上下游的带动作用更强。新能源汽车属于大宗消费品,其产业链上下游带动作用远强于智能手机。因此,新能源汽车只要在关键技术上有所突破,其未来发展空间及颠覆力度将远高于智能手机。


2、智能手机发展的复盘


(1)当渗透率指标达到20%左右时,行业将迎来真正的爆发点。


智能手机由掌上电脑发展而来。最早的掌上电脑并不具备手机通话功能,但随着用户对掌上电脑个人信息处理方面功能的依赖的提升,生产商将掌上电脑的系统移植到了手机中。智能手机即是一台可以随意安装和卸载应用软件的手机;而传统手机或功能手机使用的是封闭式操作系统,不具备类似的扩展性,不能随意安装和卸载软件。


世界上第一款智能手机是IBM公司1993年推出的Simon,也是世界上第一款触摸屏的智能手机。而苹果公司于2008年推出的iPhone 3G则开启了业界的新时代(第一代于2007年推出),也成为了一个现象级的产品。从2009年开始,逐年的智能手机渗透率可见下图。我们可以看到,在2008年以前,很长时间智能手机的渗透率仅在10%左右,而自从苹果公司推出iPhone 3G的2009、2010年渗透率分别达到14%、19%以后,逐步走高。因此,我们大致可以将20%的渗透率视为行业爆发的前夜。


新能源汽车当前处于什么发展阶段,未来行业突破重点和难点在哪里?


(2)智能手机的发展在于关键技术环节的突破。


传统手机单纯以硬件作为商业模式和收入来源,手机设计理念停留在通讯设备层面,技术上主要集中于追求更高的通话音质,同时通过与运营商紧密合作,不断扩大手机销量。智能手机则不仅将手机作为一部通话工具,而是将音视频、浏览器、通话、Wifi、email等功能集成在一起,同时采用大屏幕、多点触控等更易操作的人机交互方式,将手机上商业模式推向生态和平台,从设计、硬件、软件等方面实现全方面的技术突破。而随着4G向5G时代的过渡,智能手机又在发生新的技术更迭,如芯片、显示屏(全面屏)、摄像头、功能件、结构件等各部分都在重新突破,并带来了又一次的产品更替的机会。因此,关键技术环节的突破,使行业获得了一次又一次的新生。


3、新能源当前正处于突破的前夜


(1)新能源汽车未来渗透率将逐步提升,并逐步达到爆发的临界点


当前,国内新能源汽车的销量渗透率已达到7%,距离20%还有一定的距离。从当前新能源汽车推进的情况来看,特斯拉极类似于智能手机的苹果公司,其Model 3产品则类似于iPhone手机,实际上,从特斯拉的管理层来看,很大一部分即来自于美国硅谷,甚至是直接来自苹果公司,因此,从某种意义上,两个行业、两种产品都打上同样的烙印。随着特斯拉在中国及欧洲的不断建厂扩产,可以预计Model 3及其他产品的销量将不断走高,消费者的接受程度也不断提升,从而带来整体新能源汽车渗透率的提高。


新能源汽车当前处于什么发展阶段,未来行业突破重点和难点在哪里?


(2)新能源汽车的关键技术正处于快速突破阶段。


新能源汽车最根本的环节在于动力电池技术,包括电池的续航能力、安全性以及在此基础上的电子化。根据中国气研、汽车之家《2019年中国汽车技术发展与消费者洞察研究报告—新能源汽车篇》,在制约用户购买新能源汽车的诸多因素中,“充电不方便”、“续航里程短”、“电池更换成本高”、“电池寿命短”、“自燃等安全问题”占比分别达到55.80%、51.30%、40.30%、28.70%、27.70%。目前,从产业发展情况来看,单体能量密度、循环寿命、充电倍率、使用寿命等性能指标均已达到甚至超过了2020年政策目标:如天津力神2019年研发的NCA三元高比能动力电池能量密度达303Wh/kg,高于2020年政策单体能量密度300303Wh/kg标准。而从国内动力电池的巨头宁德时代最新的信息来看,已发布续航可达200万公里、寿命达16年的电池,目前已经可以接受订单并进行生产。


二、新能源汽车发展未来难点和重点


新能源汽车未来发展难点和重点,个人认为在两个方面:一个仍是动力电池及配套措施;二是汽车的电子化。


(一)动力电池


从产业链角度,动力电池主要涉及矿产资源(锂矿、钴矿、镍矿)、材料(正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及铝塑模)、中游制造(动力电池)。动力电池占据了新能源汽车成本的40%左右。上游矿产资源储备,目前来看较为充足。真正需要去突破的,主要体现在材料及中游制造的动力电池组装方面。


1、材料


(1)正极材料


从动力电池材料构成来看,正极材料占比38%、隔膜占比21%、电解液占比16%、负极占比5%、其他材料占比18%。正极材料无论是从成本角度,还是从技术角度,都是动力电池的核心。

目前我国正极厂商竞争激烈,格局分散。现有正极材料主要是三元路线(主要是三元镍材料)和磷酸铁锂路线。三元材料的优势在于,能量密度高、成本相对较低,但是安全性相对较差,目前三元路线的市场占有率达到67.35%左右;磷酸铁锂路线的优势在于,安全性较高,但是能量密度稍低、成本稍高。但现有的电池能量密度离客户的满意度、政策规划要求还是有较大差距。



未来正极材料要取得突破,可从两个技术方向去努力,一是全固态的电池,全固态电池的优势在于:安全性更高、不易燃、不易发生副反应;能力密度更高,能远高于当前的三元镍电池;二是三元富锂电池,其优势在于电池容量更高,较三元811高20-35%;电压平台更高。


(2)隔膜及其他材料


隔膜是电池产业链中毛利率最高的环节。在隔膜环节,也有两种生产工艺,湿法隔膜与干法隔膜。其中,湿法隔膜占比已达72.96%,已成为主流。隔膜领域的技术突破将主要体现在涂覆材料上。传统用的多是聚丙烯和聚乙烯材料,新的隔膜材料将具有成本低、硬度低、吸水率低等特点,将有效提升动力电池安全性能。


负极材料方面,当前主要以人造石墨为主、天然石墨为辅。人造石墨、天然石墨的市场占有率分别达到了72.14%、23.14%。目前商用化石墨负极实际容量已经接近理论值,提升空间有限,急需寻找新的替代材料。碳硅材料有望成为下一代的负极材料,通过在碳负极中加入少量的Si(5-10%),可显著提升容量,目前特斯拉Model 3动力电池即采用了碳硅负极材料。


2、与动力电池相配套设施


在动力电池配套的设施中,充电桩是目前最大的短板。截至2019年末,全国充电基础设施累计数量为121.9万个,全国新能源汽车保有量达381万辆。车桩比约为3:1,距离国家规划的“车装比1:1”的要求还有很大距离,随着新能源车保有量快速提升,车桩比失调的问题更加突出,充电桩与新能源车陷入了“鸡生蛋、蛋生鸡”循环悖论中。作为一项基础设施,充电桩有必要加快建设进度,稍提前发展,为后续新能源车的发展预留足够的空间。当然,这必然需要政府扶持与市场机制的有机结合,一方面,给予充电桩行业的相关企业相关扶持政策,如电价政策、补贴政策等;另一方面,积极引入各类资本包括民间资本,激活充电桩行业投资热情。


3、动力电池组装方面


动力电池的组装方面,技术进步主要去模块化的Pack结构创新上。宁德时代推出了CTP技术,而比亚迪则推出了刀片电池技术。上述两种技术的共同点在于,通过去模组化减少不必要的结构件的用量,实现轻量化,从而提高提及密度和能量密度。宁德时代主要通过大模组减少了单个Pack的模组数量,而比亚迪则通过电芯层面的创新设计达到了这一个目的。上述两种技术还需要进一步实现整体轻量化、以及体积密度、能量密度的提升。


(二)电子化


电子化是在新能源汽车基础之上的更高级的拓展,同时也是5G在最主要的应用场景。随着V2X技术的进一步普及,道路安全和行车效率将显著提升,在5G技术落地的催化下,V2X还将实现对自动驾驶的赋能,推动自动驾驶系统性能提升,并提高驾乘体验。目前,除传统厂商积极行动外,华为等科技型公司也积极入局。华为作为通信行业的领跑者,在云计算能力、V2X解决方案等方面广泛布局。但目前来看,汽车电子,无论从整体生态构造,还是从无人驾驶的推进情况来看,仍处于发展的初期,市场前景广阔的背景下,仍有较长的路要走,这是后期需要重点跟踪的方向。

来源: 政策与组合观察

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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