新能源产业分析之新能源汽车产业.doc

新能源产业分析之新能源汽车产业新能源汽车产业分析一、新能源汽车产业简介新能源汽车指采用汽油、柴油之外的动力作为动力源的汽车的总称，具体可以分为镍氢电池动力汽车、锂电池动力汽车和燃料电池动力汽车。混合动力汽车(HEV)存在两个动力源：内燃机和储能电池。汽车可由电动机或内燃机发动，在刹车及下坡时，电动机将动能转成电能为电池充电。按照是否依赖外部充电，混合动力汽车又可分为普通HEV和插电式混合动力汽车PHEV(Plug-inhybrid)。目前普通HEV电池主要采用镍氢动力电池，PHEV电池主要采用锂离子电池或锂聚合物电池。纯电动汽车(EV)取消了传统的内燃机，动力来源于自身携带的储能电池。储能电池依靠外界电源充电，在汽车启动时电池向电动机供电，由电动机直接向驱动轴输出扭矩，驱动车辆行驶。燃料电池汽车(FCEV)既摒弃了内燃机，也不需要从外界充电，而是通过自身携带的液态氢和氧气在燃料电池中的化学反应发电，为电动机提供能量，进而为汽车驱动轴提供扭矩。不管是混合动力汽车、纯电动汽车还是燃料电池汽车，动力电池的性能对新能源汽车的发展起着至关重要的作用。新能源汽车动力电池应具有比能量高、比功率大、自放电少、使用寿命长及安全性好等特性。欧洲柴油车份额逐年提高，如西欧柴油乘用车2007年的市场份额已达53.3%；日本的战略核心是发展混合动力车，2008年在其新能源汽车中，混合动力车的市场份额高达95.7%；虽然混合动力汽车在美国新能源汽车销量的份额不到20%，但美国却是全球混合动力汽车的主要消费国，占2007年全球份额的70%。二、新能源汽车产业链分析一般来说，新能源汽车产业链可以分为上、中、下游三个部分。上游产业主要包括各种动力电池的原材料，如正极材料、负极材料、隔膜及电解质，属于技术和资金密集行业；中游企业负责电池组件制造；下游企业着重新能源汽车整车制造。(一)上游产业分析新能源汽车目前的主要动力电池有镍氢电池、锂离子电池、燃料电池、锌空气电池、飞轮电池，燃料电池因为成本高、锌空气电池和飞轮电池因为技术尚未成熟，应用的不多。镍氢电池的原材料包括氢氧化镍(正极材料)、储氢合金(负极材料)、泡沫镍、无纺聚丙烯或聚酰隔膜(隔膜)、氢氧化钾(电解质)，其中正极材料所占成本约为13%，负极材料所占成本约为22%，泡沫镍所占成本约为50-60%。锂离子电池的原材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钴镍锰酸锂等正极材料，占锂离子电池成本的30%；石墨、固态碳粒等负极材料；以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜，占锂离子电池成本的2530%；以六氟磷酸锂为主要原材料的电解液，占锂离子电池成本的12%。1、镍氢电池原料-国内企业基本实现自给镍氢电池的原料包括镍矿资源、稀土资源、正极材料氢氧化镍、泡沫镍、负极材料贮氢合金粉。我国镍矿资源比较丰富，但稀土资源分散。目前国内企业具有相当研发实力，能够保证镍氢电池相关原材料的供给。2、锂离子电池原料-国内企业占据90%以上的正负极材料市场液态锂离子电池包括正极、负极、隔膜及电解等四大材料。正极材料是锂离子电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，约占锂离子电池电芯材料成本的30%左右。目前常用的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂。钴酸锂最早实现商业化应用，技术发展至今已经很成熟，国内市场主要集中在中端，市场特点是在要求产品质量好和稳定，同时具有较大的价格弹性。目前比亚迪、北京当升等国内企业占据了钴酸锂90%以上的市场。安全廉价的锰酸锂电池具有镍氢和钴酸锂电池所无法比拟的优越性能，4V锰酸锂在充电状态下的热分解温度比钴酸锂高约200(充电状态下的分解温度约为430)，热稳定性非常好，被公认为电动汽车最为实用的电极材料。目前，中信国安盟固利电源技术有限公司生产的锰酸锂材料已经陆续进入国内外市场，产生了较好的经济效益。正极材料中最适合用于动力电池的是磷酸铁锂。目前国内外已经能实现量产的合成方法均是高温固相法，高温固相法又分传统的(以天津斯特兰、湖南瑞翔、北大先行等为代表)和改进的(以美国威能、苏州恒正为代表，也称碳热法)两种。与正极材料相比，负极材料占锂电池成本比重较低，而且国内已经实现产业化，负极材料以石墨、固体碳粒为主。国内从事锂电池负极材料生产的前三甲企业是中国宝安、杉杉股份、长沙海容。新型的硅合金、钛酸锂等负极材料还基本处于实验室研究阶段，在短期内还难以展开大规模应用。3、锂离子电池原料-隔膜和电解液技术由国外企业把握锂电池成本中，隔膜约占2530%，但毛利率却高达70%，是动力锂电池中盈利能力最强、但国内还没有产业化的电池材料，基本依赖进口。市场化的锂离子电池隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜，包括单层PE、单层PP、三层PP/PE/PP复合膜。现有的聚烯烃隔膜生产工艺可按照干法和湿法分为两大类。干法双向拉伸工艺是美国、日本非常成熟的技术，目前，世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化产业。主要企业有日本Asahi(旭化成工业)、Tonen(东燃化学)、韩国的SK、WIDE、Finepol、美国Celgard、英国N-Tech。锂离子电池电解液主要原材料为六氟磷酸锂(LiPF6)，占锂离子电池成本50%左右，售价超过30万元/吨，毛利率约60%。由于生产技术难度非常高，目前被关东电化学工业、SUTERAKEMIFA、森田化学等几家日本企业垄断，年产量分别为950吨、800吨和960吨。六氟磷酸锂最上游的化合物专利也被美国美国的A123Systems、加拿大的Phostech和台湾立凯电能科技公司(Aleees)所掌控。(二)中游产业分析1、镍氢电池-国外企业优势明显全球知名的镍氢动力电池厂商包括日本松下和丰田的合资公司PEVE、三洋、美国的Cobasys、法国的SAFT、德国的Varta、美国Electro Energy，以及香港超霸、韩国现代。与国外企业相比，国内镍氢电池主要电池厂商已掌握镍氢动力电池的技术，具备了产业化基础，但在以下方面还是存在明显缺陷：第一，国外企业电池质量具有显著优势；第二，国外企业产品性能参数更优，电池组的一致性、稳定性相当好；第三，借助自动化生产设备，国外企业电池组生产已实现高度产业化；第四，国外企业在电池管理系统(BMS)的研发上与汽车整车厂紧密合作，而国内电池厂商和整车厂商尚处在不断磨合过程中。2、锂离子电池-中国企业接近世界先进水平发达国家纷纷将锂离子电池开发列为新能源产业主要攻克的目标，美国政府支持多个国家实验室和企业一起承担车用锂离子电池的开发工作，欧盟制定了高比能量蓄电池的发展计划，日本则是动力锂离子电池技术领先的国家，其动力锂离子电池及其关键材料量产技术已经成熟，性能已几乎满足电动汽车需求。我国的动力锂离子电池目前正处于产业的导入期，大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，锂电池生产能力仅次于日本。比亚迪、万向集团、深圳比克电池、天津力神电池等都置身于动力锂电池的研究。不过，国内唯一掌握车用磷酸铁锂电池组规模化生产技术的企业是比亚迪，在世界上处于领先地位，比亚迪纯电动车E6和混合动力车F3DM中已正式推出搭载其自主研发的锂动力电池。(三)下游产业分析各国都争相发展节能汽车、环保汽车和新能源汽车。欧洲柴油车份额逐年提高；日本汽车厂商在混合动力汽车和电力汽车领域处于领先地位。美国虽然目前的市场已被日本汽车公司占据先机，但是新能源汽车也许可以改变美国汽车公司目前的窘境。表1全球主要新能源汽车厂商发展动态大众清洁柴油车战略受阻，向多元化方向发展；计划在2010年开始将锂离子电池技术应用于汽车；纯电动汽车和燃料电池车已有概念车；宝马侧重氢燃料电池车，宝马7系汽油和氢能混合动力豪华版轿车将量产；计划将混合动力技术应用到M型跑车；已有X系列混合动力概念车。戴姆勒与宝马、通用共同开发双模完全混合动力系统；将推出锂电池的混合动力车；丰田混合动力领域的领跑者。旗下有普锐斯、雷克萨斯GS450h和雷克萨斯400H等HEV，但爆发的刹车门事件将极大地延缓丰田新能源汽车的开发本田多元化战略布局；目前混合动力Civic已量产；氢动力燃料电池车FCX已量产；在巴西已投放E100汽车；日产2006年在北美推出Altima混合动力车型；与NEC合资开发生产锂电池，总投资将达到20亿日元，计划于2010年开始投产；2012年批量生产纯电动汽车并投放日本和欧洲市场；通用氢燃料电池领域处于领先；目前在美国市场有5款混合动力车型在销售；采用锂电池技术的电动车雪佛兰Volt将于2010年量产。福特在美国市场有Escape和Mariner两款混合动力车；在美国、欧洲和南美市场推出了14款可使用E85乙醇燃料灵活燃料汽车；正在研发锂电池业务以替代目前HEV中的镍氢电池。比亚迪已经上市DM双模汽车，正在研发纯电动汽车。奇瑞A5混合动力汽车已经上市；使用各种替代燃料的车型正在研发中。长城哈弗混合动力预计09年上市；包括甲醇等替代能源的车型的4个新项目正在研发，将在2009年底前完成。吉利华普海锋甲醇动力轿车于2008年底上市；混合动力技术处于攻关阶段，最早要2009年底才能正式投产：上汽上汽将实行混合动力、替代燃料和燃料电池三条技术路线的发展战略；一汽混合动力技术是主线；东风东风主打产品是中度混合动力客车和纯电动小巴；长安杰勋HEV已经上市；混合动力版志翔也将上市；三、我国新能源汽车产业存在的问题我国目前新能源汽车产量小，投入商业化生产的产品较少，汽车企业缺乏足够的重视与政府政策引导，主要存在以下问题：1、新能源汽车合资企业多，自主核心技术少由于我国汽车厂商与外资企业合资较多，这就难以避免地造成国内研发实力的弱化，企业越来越依赖国外技术，造成本国技术空心。在当前发展新能源汽车的潮流下，如果企业又走这一条等待国外技术的老路，则必将造成自身核心技术缺失，丧失追赶国际先进的机会。2、关键技术的缺失造成成本难以迅速降低在新能源汽车的一些关键技术中，我国企业还比较缺失。如锂离子电池原料的隔膜和电解液技术基本由国外企业把握，而这两者是占据锂电池成本的70%以上，国内企业不得不为此花费大量的成本，以至于新能源汽车的成本无法降低。3、技术难度加大产业化难度新能源汽车可以大幅度提高燃油效率，但存在两个问题，一是系统复杂化，能效大幅提高将导致系统非常复杂；二是如果实现复杂系统的动力装置，成本将非常高，难以产业化。如燃料电池汽车已具备很好的能量转化效率，但是由于其催化剂和质子交换膜的耗费太高，目前也难实现大规模生产。4、清洁新能源大规模供应体系没有建立起来如果新能源汽车产业化战略规划不能够建立在清洁新能源大规模供应的基础上，即使企业在新能源汽车技术方面也许会领先，但主流产品会没有竞争力，从而将置身于危险的境地。我国大规模的清洁能源供应体系远未建立，国家也还没有制定出新能源大规模供应和能源基本转型的具体计划和时间表，从而使得新能源汽车的长久、稳定发展缺乏实质性基础。4、政策扶持力度还不够，较少直接惠及消费群体新能源汽车的发展靠的是市场的需求，而市场需求的主体是消费群体。目前，国家对新能源汽车产业有一部分政策支持，但是，这些政策大体上都是针对源头生产企业的，对于广大的新能源汽车消费群体，国家并没制定完善的政策，及时的给与补贴。由于目前的新能源汽车售价普遍比传统汽车高出12倍，甚至数倍，这种情况下，如果国家补贴缺位，市场需求无法兴起。5、资金缺口较大与传统汽车开发相比，我国新能源汽车的研发仍处于初级阶段，要真正实现产业化，尚需大量资金。一方面，在基础技术研究、关键部件和材料的研发及产业化方面，