撰文/鄧繼躍

?

全球新能源電池發(fā)展格局與趨勢

撰文/鄧繼躍

一、國際電池行業(yè)發(fā)展現狀及趨勢

1、此消彼長發(fā)展不平衡

全球電池行業(yè)自2007年起，經過2009年的波動，2010年至2011年均有較大增長。（見圖表1）

其中，鉛酸電池的市場份額占據主要地位，增長平穩(wěn)，增速放緩；鋰離子電池增速最大；太陽能電池波動較大。（見圖表2）

2、主要電池產業(yè)現狀（1）鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池市場需求量正逐年下降，增長速度自2000年以來已明顯放緩。鋰離子電池已經在電動自行車市場開啟了大規(guī)模替代鉛酸電池的進程，燃料電池正取代鉛酸電池成為電動叉車的主要能量，其它市場的替代進程也陸續(xù)開始。鉛蓄電池目前主要在中國、巴西、墨西哥等國生產。（見圖表3）

（2）鋰離子電池

1991年才實現商業(yè)化的鋰離子電池產業(yè)發(fā)展速度最快。2005-2015年，全球鋰電池市場規(guī)模從56 億美元增長到230億美元，復合年增長率高達15.2%。如以15.2%的年增長率，預計到2020年全球鋰電池的市場規(guī)模將達到466億美元。（見圖表4）

2000年至2010年間，智能手機、平板電腦、移動電源等便攜式鋰電池等應用領域的發(fā)展是驅動鋰電池行業(yè)持續(xù)增長的主要動力。2010年以后，鋰離子電池在動力電池領域的應用逐步成熟，并逐步向新能源汽車等領域拓展。

2013 年電動汽車成為全球鋰離子電池的第4大產品。（見圖表5）

圖表5：2013年全球鋰電池下游應用領域分布情況

圖表1：全球電池行業(yè)銷售收入

圖表2：全球主要電池產品銷售收入占比

圖表3：全球鉛酸蓄電池市場規(guī)模

圖表4：全球鋰電池市場規(guī)模

新能源汽車強勁增長的需求推動動力電池成為鋰電池重要組成部分，占比上升到2015年的28.26%。各類電動交通工具持續(xù)翻番增長將會成為推動鋰離子電池、尤其是動力鋰電池在未來的五到十年間蓬勃發(fā)展的主力。（見圖表6）

儲能市場（4G移動基站微站、家庭儲能市場、分布式光伏發(fā)電等應用）將會成為鋰離子電池的新藍海。（見圖表7）

全球鋰電池產業(yè)呈“三足鼎立”態(tài)勢。2014年中國、日本和韓國合計占有全球90%以上的市場份額。日本占據鋰離子電池技術優(yōu)勢和高端產品市場，韓國迅速追趕，中國則更多集中在中低端市場競爭。（見圖表8）

全球的鋰電池產業(yè)在向中國轉移。松下、三星、LG 等多家鋰電池產業(yè)巨頭紛紛在華設立子公司或將生產制造部門甚至研發(fā)部門遷至中國。

（3）燃料電池

全球燃料電池產量飛速增長。其中固定領域對增長的貢獻最大，運輸領域增長相對平穩(wěn)，便攜式領域幾乎停滯不前。氫燃料電池發(fā)展迅速。2011年全球氫燃料電池市場規(guī)模為10.3億美元，較2010年6.7億美元成長54%。

固定式燃料電池未來增長潛力巨大。根據Pike Research的預測，到2022年固定式燃料電池的出貨量將達到35萬臺，相對于目前的規(guī)模有一個巨幅的提升。加拿大的巴拉德動力公司和美國的Bloom Energy，Fuel Cell Energy，UTC Power是該領域的主要生產公司。

交通運輸領域燃料電池已在物料搬運設備領域實現商業(yè)化。北美的Plugpower和加拿大巴拉德動力公司是主要廠商。未來發(fā)展主要集中在物料搬運設備市場和輕型燃料電池電動汽車上。

氫燃料電池在電動汽車發(fā)展中有望后來居上，突破只是時間問題。其發(fā)展機遇有：其一，全球燃料電池電動汽車已經從開發(fā)階段進入市場導入階段，成本的持續(xù)顯著下降助推燃料電池汽車加快批量化生產進程；其二，激烈的專利競爭為燃料電池產業(yè)的發(fā)展奠定了技術基礎（為了氫燃料電池車的發(fā)展，豐田汽車在2015年1月宣布開放其5680項燃料電池技術專利的使用權）；其三，全球汽車巨頭在燃料電池汽車上的投入及相互合作，推動燃料電池商業(yè)化的快速發(fā)展；其四，政府補貼以及與燃料電池汽車的市場導入量相匹配的加氫站建設也在積極推進。目前全球加氫設施的發(fā)展主要集中在三大區(qū)域：北美、歐洲和日本。

根據預測，從2020年開始，全球燃料電池車銷量出現大幅增長；2023年，全球燃料電池車銷量有望突破1.5萬輛，北美、歐洲和亞太地區(qū)基本上各占1/3；2024年，亞太地區(qū)的燃料電池車銷量將超過歐洲和北美。

燃料電池在便攜式領域的發(fā)展由于攜帶和使用安全等難題幾乎處于停滯狀態(tài)，未來在該領域的發(fā)展還需很長時間。

（4）太陽能電池

2008年以來，全球太陽能電池產能波動性增長，產量持續(xù)穩(wěn)步增長。其中，全球EPC市場容量（非住宅光伏市場）迅猛增長。（見圖表9）

圖表6：全球動力鋰電池的總容量需求增長趨勢

圖表7：2011年-2013年全球工業(yè)和儲能市場對鋰離子電池的需求（單位：萬kWh）

圖表8：2014年全球鋰電池產業(yè)市場份額（分國別）

圖表9：2008-2014年全球太陽能電池產能和產量

2011年，中國大陸光伏電池產能占全球總產能的60%，其余產能主要分布在美國、臺灣省、韓國、歐洲等區(qū)域。在太陽能電池中，多晶電池仍為主流，產業(yè)集中度逐步提升。美國的First Solar公司掌握薄膜電池生產專利技術，是世界領先的太陽能光伏模塊制造商之一。

在2012年以前，以德國、意大利、西班牙三國為代表的歐洲區(qū)域為全球光伏發(fā)展的核心地區(qū)，占全球總裝機規(guī)模的70%。2013年以后，中、美、日三國成為主要增長區(qū)域，南非和印度成為了最有潛力的新興市場。

全球光伏發(fā)電未來發(fā)展前景廣闊。目前光伏行業(yè)的終端需求受各國政策變化的影響大。根據各國政策，日本、美國、英國、德國、西班牙等未來需求將減少，中國、印度、泰國、韓國、菲利賓、巴西、智利、洪都拉斯、烏拉圭、沙特阿拉伯、以色列、南非、阿爾及利亞、法國、土耳其、荷蘭的新增需求將快速增加。

（5）鎳氫電池和鎳鎘電池

鎳鎘電池呈現出年銷量下滑態(tài)勢。由于鎘具有毒性，許多發(fā)達國家已建議禁止使用鎘鎳電池。傳統鎳鎘電池在民用領域將被逐步取代。鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產品，近年來市場在逐步萎縮。目前在移動電話、筆記本電腦等領域被鈷酸鋰等鋰電池取代，在便攜式電器市場、電動工具、電動車市場被錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池取代。鎳鎘電池和鎳氫電池全面退出市場只是時間問題。

（6）原電池

原電池市場需求穩(wěn)定，市場份額相對萎縮。2014年全球市場規(guī)模達136.6億美元，占全部電池市場的18%，比2009年的24%有所下降。其中鋅錳電池逐漸減少，堿錳電池增速緩慢，鋰一次電池增速強勁。日本堿性電池產業(yè)發(fā)達，全球知名堿性電池廠商都集中在日本。美國和德國是主要堿性電池進出口貿易國。

3、國際電池行業(yè)的發(fā)展趨勢

全球電池行業(yè)的發(fā)展有如下幾方面的趨勢。

（1）市場趨勢

各類電池的市場規(guī)模此消彼長，以新能源作為材料的電池發(fā)展?jié)摿薮?。鉛酸蓄電池增長放緩；鎳鎘和鎳氫電池市場持續(xù)萎縮；鋰電子電池漲勢迅猛；燃料電池市場突破在即；太陽能電池發(fā)展受各國相關政策影響大。

圖表10：2002-2014年主要國家鋰離子電池供應量格局變化趨勢

圖表11：全球16個主要電動汽車國家車用鋰電池技術進步

圖表12：電動車電池行業(yè)分國別技術遷徙

（2）生產趨勢

全球電池產能在向中國轉移。日本、韓國和歐洲的一些電池巨頭由于成本或環(huán)保問題，紛紛在華設立子公司或將生產制造部門甚至研發(fā)部門遷至中國。如，日本和韓國的鋰電池，歐洲的鋰錳電池及太陽能/光伏電池等。（見圖表10）

（3）技術趨勢

第一，各主要新能源電池成本顯著下降。而隨著廠商擴大生產規(guī)模、調整融資、提高效率，這一趨勢仍將持續(xù)。

2011年以來，動力鋰電池成本價格下降了50%，能量密度也不斷上升。（見圖表11）。

燃料電池中鉑的用量在過去十年間下降了80%，成本較2006年降低50%以上，且還存在繼續(xù)下降的空間。交通運輸用燃料電池的成本有望接近實現規(guī)?；a、與內燃機汽車競爭的起始點。

圖表13：技術前沿電池研發(fā)情況

太陽能發(fā)電技術成本在過去二十年已大幅下降，并將繼續(xù)下降，能量轉換效率也在不斷的提升中。

第二，鋰離子電池技術停滯不前，燃料電池重獲重視并有新進展，兩條技術路線將在較長時期齊頭并進，未來新能源汽車技術構成不明朗；結合幾種電池優(yōu)勢的混合產品率先實現量產和市場化。

①鋰離子電池技術現狀及趨勢。

目前能夠生產出的使用石墨負極的第一代鋰電池的能量密度已離理論極限值（600Wh/L）不遠，無法滿足市場應用的需要，制約潛在需求的釋放。

目前鋰離子電池技術研發(fā)方向為第二代鋰電池（使用硅負極，最高能取得800Wh/L左右的能量密度）和第三代鋰電池（使用更高能量密度的金屬負極甚至做到無負極，能超過1000Wh/L的能量密度）。

鋰離子電池分國別技術遷徙趨勢如圖表12所示。

②燃料電池技術現狀及趨勢。

目前，交通領域燃料電池的功率密度達到了接近內燃機的水平。從燃料電池的壽命看，小車達到了5000小時，大巴超過了1萬小時。

日本在燃料電池研發(fā)上處于世界領先。根據近年來燃料電池專利持有情況來看，各大汽車公司在近幾年的專利數目節(jié)節(jié)攀升，其中豐田公司更是位居榜首。2014年，豐田推出首款量產版氫燃料電池車。

燃料電池的研發(fā)方向主要集中在如何解決質子傳導膜的適用溫度范圍擴展、氫氣儲存和運輸技術難度大、氫氣安全性等問題，以及繼續(xù)降低鉑族金屬作為催化劑的使用比例等。

目前各大電池企業(yè)和汽車巨頭在鋰電池和氫燃料電池研發(fā)上齊頭并進，未來新能源動力車輛的技術構成不明朗。

③太陽能電池技術現狀及趨勢。

對于太陽電池來說最重要的參數是光電轉換效率。晶硅電池因轉換效率、運行可靠性等綜合性能指標較優(yōu)，成為目前光伏市場的主流。

太陽能電池的能量轉換效率在不斷提升（美國能源部國家再生能源實驗室（NREL）實現了目前最高的45.7%的轉換效率）；發(fā)電成本在過去二十年已大幅下降，并將繼續(xù)下降。

高分子聚合物太陽能電池有望獲得9%的光電轉化效率，但距離聚合物電池投入商用的15%的光電轉化效率尚有一定距離。

目前結合幾種電池優(yōu)勢的混合電動汽車產品率先實現了產業(yè)化和市場化。諸如燃油混合動力汽車，以及聯合使用風能、光能和儲能的發(fā)電系統等過渡產品必將在某種占絕對優(yōu)勢的電池產品成功商業(yè)化之前長期存在。

第三，處于電池研發(fā)技術前沿的新能源終端電池，如鋰硫電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池、石墨烯電池、超級電容器等，憑借各自的突出優(yōu)勢有非常好的前景。但由于上述電池等各自在技術、成本和市場應用上的一些關鍵問題沒有解決，產業(yè)化和商業(yè)化尚需時日。（見圖表13）

二、國內電池行業(yè)

1、總體情況

圖表14：全國鉛酸蓄電池產量及增長率

圖表15：我國主要鉛酸蓄電池廠家地域分布

圖表16：全國鋰離子電池產量及增長率

圖表17：我國主要鋰離子電池廠家地域分布

進入二十一世紀以來，我國電池制造行業(yè)保持多年增長，在全球電池行業(yè)中的份額逐年增加。2013年全年實現主營業(yè)務收入4192.19億元，利潤總額162.92億元，利潤率5.94%。以鋰離子電池為代表的新型電池發(fā)展迅猛，鉛酸蓄電池發(fā)展呈穩(wěn)健上升趨勢，鋅錳電池產量稍降，鎳鎘電池、鎳氫電池和堿錳電池產量降幅較大。我國電池產業(yè)重點分布在廣東、浙江、江蘇、河北等省份。

2、主要電池類別發(fā)展現狀

（1）鉛酸蓄電池

我國是鉛酸蓄電池的產銷大國之一。2009年以來，我國鉛酸蓄電池產量呈現上升趨勢，2014 年達2.21億千伏安時。（見圖表14）

鉛酸蓄電池的下游主要是電動汽車行業(yè)，以及作為通信基站的后備電池和儲能電池。

拉動鉛酸蓄電池2011年以來增長較快的電動自行車的市場容量已基本飽和，未來幾年是鋰離子電池大規(guī)模替代鉛酸電池的時間。

隨著環(huán)保、工藝落后的小企業(yè)將逐步退出生產，鉛酸蓄電池的行業(yè)集中度將不斷提升。

我國鉛酸電池企業(yè)主要分布在長三角、珠三角地區(qū)以及天津、河北、四川等地。（見圖表15）

（2）鋰電池

①發(fā)展現狀。2009年以來，我國鋰離子電池的產業(yè)規(guī)模保持了較快的增長速度，高于其它類電池增速和全球增速。2014年，我國鋰離子電池產量達52.9億只，已是全球最大的鋰離子電池制造基地。（見圖表16）

我國鋰離子電池企業(yè)主要分布在長三角、珠三角地區(qū)以及北京、天津、河南、四川、江西等地。（見圖表17）

我國鋰離子電池企業(yè)主要有ATL，比亞迪，天津力神，光宇國際、海特電子和深圳比克等。

我國鋰離子電池整體還處于產業(yè)鏈低端。鋰離子電池在安全性、續(xù)航能力、使用壽命、成本、使用便利性等方面急待提高和改進。高端動力和儲能電池差距近兩年來在縮小，但距離仍然比較大，是制約我國電動汽車發(fā)展的瓶頸。

②鋰電子電池4大材料行業(yè)現狀。在鋰電池4大關鍵材料生產上，雖然目前我國在全球的市場份額遠超日本和韓國（2014年），但整體來說工藝、技術水平不高，中低端產品產能過剩，行業(yè)集中度偏低，企業(yè)很難獲得規(guī)模效益。在隔膜、電解液、動力鋰電池的核心配方以及電池管理技術等方面，我們也都沒有自己的核心技術，高端產品一直被日本、韓國、美國等國外企業(yè)把持。（見圖表18）

③鋰電子電池下游應用及趨勢。

圖表18：我國鋰離子電池4大材料行業(yè)現狀

圖表19：2013年我國鋰電池下游應用領域分布情況

圖表20：中國太陽能電池產量及增長率

圖表21：我國主要太陽能電池廠家地域分布

消費型及動力型鋰離子電池產品需求增長是帶動鋰離子電池銷量猛增的兩大驅動力。（見圖表19）

我國目前消費類電子產品市場中手機、平板電腦、筆記本電腦、數碼相機等主要產品的市場容量已基本飽和，未來對鋰電池增長拉動有限。

我國動力鋰電池市場由于投資急劇擴張、技術水平不高，未來將在中低端產品上出現產能過剩和價格戰(zhàn)。

（3）太陽能電池

2005年以來，我國太陽能電池產量快速增長。產業(yè)發(fā)展大致經歷了高速增長及產能盲目擴張期、出口驟減進入產業(yè)寒冬期、政府扶持增加國內需求進入穩(wěn)步回暖期這三個時期。（見圖表20）

我國太陽能電池企業(yè)主要分布在江蘇、浙江、四川以及北京、天津等地。無錫尚德是全球最大的太陽能面板制造商。（見圖表21）

我國發(fā)展光伏產業(yè)的優(yōu)勢。

目前我國產業(yè)化生產的多晶硅和單晶硅電池平均轉換效率處于全球領先水平。我國銦、鎵資源豐富，加之銅銦鎵硒技術的效率提升，使我國在太陽能電池制造成本上具有相當大的優(yōu)勢。

②我國光伏產業(yè)面臨的問題。

第一，市場嚴重依賴出口。中國目前是太陽電池的生產大國、光伏發(fā)電市場應用的小國，光伏產業(yè)仍未改變出口為主的局面。

第二，電網方面，目前我國的智能電網建設仍然十分落后，存在諸多技術問題，新電改中的輸配分離仍面臨技術、資金、安全等困境。

第三，電站方面，分布式光伏發(fā)電需要在屋頂建立電站，但是投資方一般難以獲得屋頂業(yè)主的產權。電站產權制度的設計是制約分布式光伏發(fā)電在居民中推進的一大阻礙。

③太陽能電池未來發(fā)展趨勢。

目前國際光伏市場迅速發(fā)展、國內需求不斷增加。未來發(fā)生像2012年全球性產能過剩問題的可能性不大，甚至可能面臨首次太陽能電池板短缺的問題。隨著我國西北部地區(qū)地面電站的逐漸飽和，以及光伏平價上網的條件達成，配合儲能技術的成熟，未來東部及南部地區(qū)將興起建分布式電站的熱潮。

（4）鎳鎘電池和鎳氫電池

隨著鋰電池對鎳鎘電池的替代和鎳鎘電池嚴重的環(huán)境污染問題，我國鎳鎘電池的市場規(guī)模急速下滑，生產鎳鎘電池的廠家數量不斷減少，未來成長缺乏動力。（見圖表22）

我國的鎳氫電池產業(yè)經過近二十年的發(fā)展已經初具規(guī)模，目前產量和出口量居世界第一。重點生產區(qū)域有廣東、、山東、江西、河南等省份。主要生產企業(yè)包括深圳德賽電池、湖南科力遠新能源、惠州超霸電池等。

雖然鎳氫電池是我國現在電池的主流方向之一，近年來其產量呈下降趨勢，市場規(guī)模在萎縮。我國鎳氫電池三大應用領域：電動車、便攜式高耗電產品、電動玩具（2014年）。鎳氫電池在大功率工業(yè)用動力電池方面有較大的應用占比，但未來成長空間有限。純電動汽車的推進或影響鎳氫電池前景。

（5）燃料電池

我國燃料電池汽車處于探索發(fā)展階段，和國際相比有較大差距。截至目前，我國僅有200余輛燃料電池電動車示范運行，2015年燃料電池車產量僅有10輛。目前擁有燃料電池汽車整車生產技術的國內車企僅為上汽集團一家。雖然我國在燃料電池關鍵材料的研發(fā)已經達到國際水平，但在燃料電池發(fā)動機等產業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)上還存在較大的發(fā)展空間。我國尚未形成明確的燃料電池汽車發(fā)展路線圖，加氫站的建設任務也很艱巨（目前僅有北京、上海、鄭州3座），未來燃料電池發(fā)展面臨較多變數。

（6）原電池及電池組

我國原電池及原電池組行業(yè)產量平穩(wěn)增長。2014年產量為384.42億只（折R20標準只），比2007年的峰值略有下降。（見圖表23）

圖表22：我國鎳鎘電池和鎳氫電池產量

圖表23：全國原電池及原電池組產量及增長率

預計鋅錳電池國內需求將逐漸減少，堿錳電池增速較緩慢，鋰一次電池增速強勁。鋰錳電池目前處于行業(yè)整合期。

國內主要原電池生產企業(yè)有南孚、雙鹿、廣州虎頭、香港松柏、香港高力等。

3、我國電池行業(yè)的發(fā)展趨勢

（1）市場趨勢

我國的鉛酸蓄電池發(fā)展平穩(wěn)，未來增長空間有限，行業(yè)集中度將有所提高；鋰電子電池漲勢迅猛；太陽能電池產業(yè)發(fā)展回暖；鎳鎘和鎳氫電池市場在萎縮；燃料電池處于市場探索期。

（2）生產趨勢

隨著全球電池產能向我國轉移，我國相關電池產量將持續(xù)增長。鋅錳電池和鎳鎘電池受國家環(huán)保政策的影響，一些污染嚴重、技術水平低的企業(yè)將退出市場。鋰離子電池及4大關鍵材料行業(yè)相關投資過熱，已經或將會出現產能過剩，中低檔產品生產企業(yè)過多，同質化競爭嚴重。