通過拆解分析動力電池成本及趨勢

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今天，電池佔到一輛電動車總成本的25 - 40%，令其成為最昂貴的電動車零部件。降低電池成本、提高性能對於1）令電動車成為一項大眾市場技術及2）在激烈的電池和整車廠競爭中勝出都是最關鍵的因素。其意義深遠，影響着包括大宗商品、採掘、化工和工業設備等在內的諸多行業。

UBS Evidence Lab 聯手在動力電池領域有豐富經驗的工程諮詢機構 P3 Automotive對行業領先的電芯進行了深度的物理和化學分析。2020年，我們將比亞迪、SKI和寧德時代NCM 811 電芯加入電池分析對比表。我們曾在2018年的Q-series報告"Heart of an Electric Vehicle" 中對LG化學、寧德時代、三星（SDI）和松下的電池進行了分析。我們目前的電池研究範圍（7種電芯）涵蓋了所有主要的製造商、各代鎳化學工藝和電池外觀形態。

我們認為，現有廠商在擴大相對於新進入者的成本和技術優勢。而在現有廠商中，電芯成本、地理佈局、戰略合作/合資企業及政府政策加在一起將決定市場份額大小。

電芯行業整合度高，我們估算2019年前六大製造商控制着市場的87%。中國以外的電池供給方面，韓國電池製造商幾乎壟斷了大眾等傳統整車廠的電池供給。松下從北美超級工廠獨家向特斯拉供貨。

在中國市場，我們估算中國前兩大製造商合計市場份額約70%。由於政策的原因，中國市場與海外電池市場基本仍是分隔開的。我們預計到2025年，韓國電池製造商在中國市場的份額將從低基數升至市場的五分之一左右。

今後五年，我們預計電動車供應鏈上的中國企業將積極進軍海外市場。這將令中國市場的過剩供給得以填補日益浮現的海外供給缺口。

即便是在中國出口持續增長的情況下，我們也預計海外電池市場仍吃緊。電池工程師等人力資本是關鍵的行業增長瓶頸，尤其是在亞洲之外的地區。那些已在歐洲成功實現本土化生產的現有廠商可望保持先動優勢。我們預計現有廠商普遍會隨行業增長，而新進入者面臨艱難的爬坡戰。

因為整車廠希望打破韓國供給壟斷控制。與P3的發現相反，我們認為中國的材料成本低於海外市場。若此項優勢能維繫，那麼中國可以實現相較於海外廠商的成本優勢。

據P3估算，寧德時代的第三代NCM 811電池系統在電池包層面和電芯層面的成本分別為120美元/千瓦時和99美元/千瓦時，均低於松下。我們認為，特斯拉的盈利能力水平説明自我們2018年完成此項研究以來，它們進一步降低了電池包成本。

三種占主導地位的電芯（圓柱、方形及軟包）在2020-21年全球電芯成本對比中都有較突出的代表，按成本從低至高排列依次為寧德時代（方形）<松下（圓柱）< LG化學（軟包），成本介於99美元至109美元/千瓦時之間。

第二代 (NCM523-622) 三星、SKI、寧德時代和比亞迪電芯成本都在150美元/千瓦時上下。比亞迪和三星SDI的第一代NCM 111 電芯成本處於全球成本曲線頂端，在160美元/千瓦時以上。

瑞銀預計，2022年電池包層面成本將降至100美元/千瓦時以下，對於現有的製造商而言，這比我們之前的預期低了約20美元/千瓦時，部分歸因於向NCM-A 和NCA 等高鎳化學工藝轉變的速度快於預期。隨着整車廠加大電池包、冷卻系統和電池管理系統等部件的自產力度，電池系統成本下降的速度也快於我們的預期。

我們的研究顯示，2022年，電動車與傳統汽車之間的總體成本差距僅為1900美元，我們預計到2024年這個成本差將不復存在。因此，我們將2025年美國市場電動車滲透率預測上調4個百分點至12%。歐盟/中國引領的增長應會拉動全球電動車滲透率到2025年升至約17%，到2030年升至約40%。

我們對化學/機械結構、電氣性能、製造成本和隨着規模提升成本趨勢的預估都得自此次拆解。我們認為可見性相對較高，因為我們的預測僅包含了一次現有技術路線的階躍變化。

對於我們的全球成本曲線，我們採用了P3的最優化成本情景，包括：產能/生產線利用率提升，設備效率提高使得吞吐量升高，規模更大使得活性材料採購價格更低，研發費用佔比更低。對於2018年時拆解的電芯，我們估算已經達到了P3的最優化成本情景。2020年拆解的電芯於2019年採購、2020年1季度進行分析。對於這些電芯，我們也認為要麼已實現最優化成本情景，要麼將在未來12個月實現。

我們對下一代電池包成本的樂觀和悲觀情景假設分別為74美元/千瓦時和113美元/千瓦時。二者之間39美元的差距對於整車廠而言大約相當於2500美元的電池系統價差，這將直接影響全球電動車滲透率和盈利能力。這些情景體現了現有商用電芯技術面臨的挑戰和機遇，成本圍繞能量密度、製造、封裝和電池材料而變化。

到2025年全球電動車滲透率將達到約17%，到2030年將達到約40%

我們對2025年全球電動車滲透率的基準/樂觀/悲觀情景預測分別為 17.4%/27.8%/7.0%。根據這三種不同水平的電動車滲透率，我們分別得到973, 1557和 389 吉瓦時的全球動力電池需求水平。我們對2030年全球電動車滲透率的基準/樂觀/悲觀情景預測分別為39.7%, 63.6% 和15.9%，分別對應2596, 4153 和1038 吉瓦時的基準/樂觀/悲觀情景全球電池需求。

我們預計軟包、方形和圓柱這三種形態將共存，因其電池系統成本相同。除了特斯拉，其他整車廠主要採用方形和軟包電池。每種形態電池都有獨特的優點和缺點，有可能技術突破僅針對某一種形態的電池。因此，我們認為整車廠採用多種形態的電池是有道理的。

儘管圓柱電池有成本競爭力和技術領先優勢，但近期內傳統整車廠看來仍不大可能採用這種電池。我們認為，除特斯拉之外，其他廠商無法通過電池管理系統及/或電池包系統來降低更小（數量更多）電芯的安全風險。關於電池管理系統的更多細節，請參考我們2019年的Q-series報告"Coding cars- is the value chain ready"。

傳統整車廠在跟隨特斯拉的步伐、實現電池包和電池管理系統的自產，這可能更好地為它們在中期內採用圓柱電芯奠定基礎。特斯拉計劃將其圓柱電芯容量增加5.5倍（4680電芯）。我們認為，如果行業能跟進，那麼單個電池包的電芯數量減少或令圓柱電芯的採用變得更容易。如果圓柱電芯在行業中被更廣泛採用，那麼目前有圓柱電芯生產能力的電池製造商將處於更有利地位。

整車廠自產電池包、冷卻系統和電池管理系統，使得電池包成本以快於我們之前預期的速度下降。對於專屬電動車平台而言，將電池包整合進車輛底盤看來是經濟的，因此自產趨勢可能會延續。這項趨勢或導致電池製造商的潛在市場縮小至僅生產電芯。

生產製造佔到電芯總成本的10-15%，生產地點是主要影響因素。與整車廠客户“同處一地” 的趨勢應會令既定地點各家電池製造商的成本趨同。

固態電池、乾電極、無鈷/鎳正極和純硅負極等技術都在研發中。我們認為，上述電極、正極/負極材料方面的技術進步都是對現有技術線路的採用。首批將這些技術商業化的公司將享有先動成本優勢。

硅基負極、無鎳/鈷正極和乾電極等新電池材料技術的商用時間表將決定2024年以後的成本曲線。與NCM電池的推出相同，我們預計新技術方面的先動者在其他同業追趕過程中將享有成本優勢。

固態電池是一條完全不同的技術線路：1) 總體看與今天的電池生產線不兼容；2) 並未進入商業化生產。由於製造和材料成本相對較高，我們認為此項技術實現成本平價、被更廣採用的道路並不確定。