01
新能源不僅火,還燃
前不久,知名藝人發(fā)生交通事故剛把特斯拉推到風(fēng)口浪尖,理想又雙叒自燃了……
4號晚,理想官方對此次汽車自燃事件做出回應(yīng),表示車的質(zhì)量沒有問題,著重表示“高壓供電系統(tǒng)、低壓供電系統(tǒng)、三電系統(tǒng)(含動力電池、驅(qū)動電機、電機控制器)均工作正常,無任何電路短路和燃油泄露問題,車輛電壓、電流及燃油壓力均無異?!?。相比于之前各大品牌對自燃事件的草草表示,這次仿佛有在認(rèn)真應(yīng)對,然而網(wǎng)友似乎都不買賬,評論里“電池包”仍是大家最關(guān)心的話題。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和權(quán)威人士表示,傳統(tǒng)燃油車的年火災(zāi)事故率約為萬分之一到萬分之二之間,新能源汽車的自燃概率還不及其三分之一,明顯低于傳統(tǒng)燃油車。然而,市面上的新能源車大多為新車,燃油車則相對老化,且新能源車自燃更像行走的炸藥包,速度極快,傷害更大。兩相比較,不得不讓消費者心生疑慮,新能源車真的能完全代替燃油車嗎?
歐洲和日本紛紛停售燃油車也表明了各國對新能源的璀璨前景看好。我們今天就來看看汽車的盡頭,會是新能源嗎?下文,我將著眼動力電池的前世、今生,解剖這一新能源車的心臟,來看看新能源車這門生意的未來到底會走向何處?
02
變化的油電之爭,不變的電池焦慮
新能源打著“新”字的招牌,主要新在動力源上采用的動力電池。而電動汽車本身卻實打?qū)嵅凰闶裁葱庐a(chǎn)物,甚至還比燃油車的出現(xiàn)更早將近半個世紀(jì)。油電之爭,并不新鮮。這是一場你來我往,后來者居上的游戲。表面是汽車油電之爭,背后是動力技術(shù)之爭,更潛藏著電池技術(shù)的迭代發(fā)展。
電動汽車兩百多年的發(fā)展浮沉中,動力電池經(jīng)歷著從鉛酸蓄電池、鎳氫電池到如今主流的鋰電池的不斷大浪淘沙,續(xù)航里程也從最開始的80km發(fā)展到主流的500km,電壓也從80V過渡到標(biāo)準(zhǔn)電壓后又攀升到400v,我們也看到,今日消費者所憂慮的“電池衰減,續(xù)航焦慮”,也是往昔推動著電動汽車的動力電池技術(shù)發(fā)展的主要因素。伴隨著電池的自我變革,動力電池也在曲折中螺旋上升,尋找用武之地。
03
新能源的內(nèi)憂外患:補不齊增長的飛輪
新能源車雖然在今年漲聲一片,卻依舊持續(xù)火爆。同級別的新能源車要比燃油車貴5萬,按5到8年的換車頻次來算,在十漲四跌的油價來到8元的時代下,燃油車也更經(jīng)濟。在保值率上也遠(yuǎn)超新能源車,更不用說遠(yuǎn)勝新能源車的成熟技術(shù)和續(xù)航里程。
但乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示,2021年中國新能源乘用車銷售331萬,市場滲透率14.8%,相比于2020年的5.8%,提高了9個百分點。預(yù)計2022年中國新能源汽車的市場滲透率20-25%之間。數(shù)據(jù)表明,觀望的人越來越少,更多的人選擇加入。即使現(xiàn)在車企采用的都是預(yù)售模式,人們還是相信新能源畫的大餅?zāi)艹漯嚒?/span>
回顧電動車與燃油車的博弈,可以肯定的是,能量密度高,續(xù)航里程遠(yuǎn),價格便宜,安全性高,是勝出的不二法寶。飛速發(fā)展的新能源真的能安枕無憂嗎?
·外部環(huán)境:成本與業(yè)績齊漲
1)補貼退坡已來。
2022年新能源汽車補貼標(biāo)準(zhǔn)在2021年基礎(chǔ)上退坡30%。也就是說,純電動乘用車?yán)m(xù)航里程在300公里以下的無補貼,續(xù)航里程300-400公里(含300公里)的純電動乘用車補貼下降至9100元;400公里以上(含400公里)的純電動乘用車補貼下降至1.26萬元。此外,2022年12月31日之后上牌的車輛不再給予補貼。
退坡的政策優(yōu)惠,意味著新能源車價格上再遭狙擊。疊加終端售車的提價,勢必會對消費者的決策產(chǎn)生一定的影響。
2)賣電池和造車誰賺錢?
廣汽集團(tuán)董事長曾慶洪在世界動力電池大會上曾開玩笑說“廣汽像是在給寧德時代打工”,數(shù)據(jù)顯示,去年寧德時代凈賺178億元,2年暴漲300%??稍诳v觀上游鋰礦的毛利率,寧德時代也在為人做嫁衣。
電池是新能源車的心臟,占整車成本的40%。但整車供應(yīng)商仍在電池上卡脖子。整車制造商基本都沒有全盤能力,在全球新能源整車廠商中,目前只有比亞迪可以實現(xiàn)電池自產(chǎn)、自行供給的。特斯拉雖也已布局動力電池,但入局已晚,技術(shù)上追進(jìn)仍需要時間。鋰電池成本中,正極材料占40%以上。2021年以來上游原材料的持續(xù)瘋漲,下游整車廠商和動力電車企業(yè)想要保持業(yè)績增長,少不了對產(chǎn)業(yè)鏈上游的把控力以及對產(chǎn)品價格周期的理解。
·內(nèi)部卡脖:咽不下的芯片與電池
1)預(yù)售的芯痛:訂車2分鐘,排隊小半年
黑貓投訴顯示,各大新能源車的投訴關(guān)鍵詞九成多為“交付”相關(guān)。而同時乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示,2021年,新能源專用產(chǎn)能平均利用率從2.52%到116.15%不等,統(tǒng)計的86家車企中,僅有19家車企平均利用產(chǎn)能利用率達(dá)90%以上,36家小于20%,產(chǎn)能過剩與產(chǎn)能不足并存。特斯拉等熱門品牌基本都是訂車2分鐘,提車等半年,產(chǎn)能不足、延期交付等新聞屢見不鮮。
產(chǎn)能不足的外衣之下,除去電池的周期外,芯片才是真正的痛心之處。一款新能源汽車,要用到2000多顆芯片,如今拿到電動汽車的入場券不難,但想要勝出并不容易。國內(nèi)整車廠基本都采用購買英偉達(dá)芯片,據(jù)說,比亞迪“造芯”至今20年,也只解決了一部分芯片的自研自產(chǎn)問題,材料、設(shè)備的制約使得攻克先進(jìn)制程的芯片生產(chǎn)仍然困難。特斯拉選擇自主研發(fā),從2016年啟動自研芯片項目,2019年FSD芯片才得以量產(chǎn)方式。在全球缺芯的背景下,自造芯片的技術(shù)壁壘過高,整車廠商們的路并不好走。
2)安全與智能能否兼得?
頻繁的自燃事件,是新能源車深受消費者詬病的原因之一。而電池技術(shù)的短板使得品牌不愿直面問題。據(jù)國家應(yīng)急管理部的數(shù)據(jù)顯示,2022年一季度新能源汽車火災(zāi)共發(fā)生了640起,比去年上漲了32%,平均每天超過7例。電池安全,已經(jīng)成為懸在新能源汽車頭上的達(dá)摩克里斯之劍。掉下來,是必然事件。頻次,是消費者不能接受的。用戶端的需求始終是決定商業(yè)循環(huán)的源頭,新能源頻繁的安全與問題,無疑會給熱情的消費者帶來影響。
與之前的三大件不同,新能源汽車更注重智能服務(wù),當(dāng)下特斯拉能超越傳統(tǒng)車企的真正核心,仍是內(nèi)部的數(shù)字化科技以及人工智能自動駕駛技術(shù)。而國產(chǎn)廠商顯然還未能解決這個問題。
目前新能源車定價仍高于傳統(tǒng)油車的錨定價格,電池衰減,續(xù)航焦慮以及安全隱患問題仍是消費者躊躇觀望的原因,新能源還未真正搭建增強回路,推動增長的飛輪。
03
繞不開的動力:小電池大能量
想理解新能源繞不開動力電池這一心臟,讓我們先著眼電池單體,來看看目前市場主流電池。如今新能源車主要搭載的動力電池,磷酸鐵鋰電池、三元電池,是按正極材料體系來劃分的結(jié)果。
磷酸鐵鋰電池:正極材料為磷酸鐵鋰,不需要鎳、鈷等稀有元素,生產(chǎn)成本低,也因為無鈷這個高活性材料,安全性良好、循環(huán)壽命長,技術(shù)成熟度也相對較高。比亞迪的刀片電池就是磷酸鐵鋰的升級,在材料無法升級能量密度的限制下,從系統(tǒng)集成下手,提高體能量密度。散熱性能好也是刀片電池的一大優(yōu)勢。最近,首批由比亞迪供應(yīng)的刀片電池已經(jīng)交付特斯拉德國工廠,鋰電池的頭部玩家中國電池正在走向世界。
三元電池:正極材料主要由鎳、錳(或鋁)、鈷與鋰元素組成。三元材料電池能量密度更高、充放電倍率性能和低溫性能好,但安全性、循環(huán)壽命不如磷酸鐵鋰電池。
隨著原材料的上漲,在連續(xù)5年落后三元材料的情況下,如今磷酸鐵鋰材料實現(xiàn)反超,成為正極材料細(xì)分領(lǐng)域出貨量最多,且增長速度最快的子行業(yè)。
04
動力電池走向何處
目前飽受追捧的新能源車動力,也正是在沿著低成本、高性能、安全性的方向優(yōu)化,主要的優(yōu)化路徑分為三個方向。
·研發(fā)新材料體系。
避免瘋漲的鋰礦“卡脖子”,動力電池企業(yè)也在積極尋找新的材料代替,鈉離子電池就是其中之一。鈉元素分布廣泛,更容易獲取,且鈉離子電池低溫性能良好,熱穩(wěn)定性更優(yōu),能量密度優(yōu)化后更高。
就在今年的世界動力電池大會上,寧德時代便推出的M3P電池,就是基于鈉離子體系研發(fā),其能量密度高于磷酸鐵鋰,成本優(yōu)于三元電池。 目前已經(jīng)量產(chǎn),明年就將推向市場。
·更新蓄電池材料。
正極、負(fù)極、有機電解液,構(gòu)成蓄電池的最小單元。新能源汽車銷量逐年增長卻伴隨著安全事故的增加,其中電池自燃占比事故原因的31%。自燃的多數(shù)原因是鋰電池發(fā)生內(nèi)部或者外部短路后,短時間內(nèi)電池釋放出大量熱量,溫度極劇升高,導(dǎo)致熱失控。
正極材料的優(yōu)化,主要是采用高鎳三元材料,負(fù)極加入納米硅形成硅碳負(fù)極材料,以實現(xiàn)更高的鋰電池能量密度產(chǎn)品與相關(guān)市場領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化。
易燃性的液態(tài)電解液在高溫下會被點燃,最終導(dǎo)致電池起火或者爆炸。為解決這一電池自燃的幕后元兇,動力企業(yè)也在著手研發(fā)將電解質(zhì)逐漸由液態(tài)發(fā)展為固態(tài)。
·大電芯、大模組。
從電池的物理方面做研發(fā)方向,CTP 和大電芯是目前主流方向。特斯拉的4680大圓柱電池就是代表之一。此外,寧德時代發(fā)布的CTP3.0麒麟電池,在結(jié)構(gòu)方面采用了創(chuàng)新工藝。電量相比特斯拉的4680電池提升了13%,可實現(xiàn)整車1000公里續(xù)航。
目前動力電池競爭激烈,磷酸鐵鋰、三元、固態(tài)鋰電、燃料電池,技術(shù)路徑方向各異,方形、圓筒型各有優(yōu)缺,究竟哪一個技術(shù)路線能笑到最后,最終的結(jié)果只有時間能給出答案。
05
尋找下個礦山:電池回收
我國新能源汽車自2015年發(fā)展迅猛,常規(guī)動力電池的服役年限在5年左右,如今新能源汽車電池退役的窗口期已經(jīng)來到。新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,加上2021年以來,鋰電池原材料進(jìn)入上升通道,動力電池回收將成為鋰資源供給的重要補充,電池回收被賦予更高附加值。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計,到2050年全行業(yè)動力電池的一半材料有望來自報廢電池的循環(huán)利用。
·遞次利用與拆解回收再生利用
動力電池的回收主要分為梯次利用和拆解回收再生利用兩個循環(huán)過程,梯次利用經(jīng)濟效益遠(yuǎn)超拆解回收。
遞次回收是電池回收的循環(huán)開始。動力電池容量降至80%以下,雖無法應(yīng)用在新能源汽車上,但在回收后仍可利用于其他場景,如家庭電能調(diào)節(jié)削峰填谷備用電源等。當(dāng)電池?fù)p耗嚴(yán)重,無法繼續(xù)使用時,只能通過化學(xué)方式煉電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬拆解回收再造。
(圖源:格林美官網(wǎng))
·亂象:寂寥的白名單與高漲的小作坊
數(shù)據(jù)顯示,截至目前,動力電池回收相關(guān)企業(yè)的注冊超過2000家,但僅有45家進(jìn)入工信部“白名單”,這意味著不少動力電池在回收過程的正規(guī)化、專業(yè)化仍不足。
小作坊不考慮環(huán)保和安全,成本優(yōu)勢之下,反向推高動力電池收購價,而在誘人的價格驅(qū)動下,回收黑市進(jìn)一步擴張,對比之下,正規(guī)企業(yè)的產(chǎn)線消化需求過剩。據(jù)研究機構(gòu)EVTank發(fā)布的《中國廢舊鋰離子電池回收拆解與梯次利用行業(yè)發(fā)展白皮書(2022年)》顯示,2021年中國理論廢舊動力電池理論回收量為29.4萬噸,這些只需格林美一家企業(yè)滿負(fù)荷運載幾乎便能消化。同時高工鋰電的數(shù)據(jù)顯示,2018年—2020年,“白名單”企業(yè)僅回收了不到20%的退役動力電池,其他大部分動力電池都流入了非正規(guī)回收企業(yè)及小作坊。
對比顯示,電池回收行業(yè)仍有待規(guī)范,目前來看,失去價格優(yōu)勢的白名單企業(yè)并不好過。
·困境:誰能接住風(fēng)口
目前市場上的電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,結(jié)構(gòu)電壓等諸多方面差異也造成了電池回收的障礙。鋰鹽作為周期產(chǎn)業(yè),長期趨勢是隨著技術(shù)發(fā)展鋰電成本下降,也增加了電池回收成本的不確定性。
“電池的絕大部分材料可以重復(fù)利用,目前公司鎳鈷錳回收率已達(dá)到99.3%,鋰的回收率達(dá)到90%以上。”寧德時代董事長曾毓群日前表示。天齊鋰業(yè)則表示,“實驗室應(yīng)該能做到(90%回收率),但商業(yè)上我個人還沒見過?!彪p方各執(zhí)一詞,值得注意的是,對于廢舊電池材料回收滿足循環(huán)利用,寧德時代的90%以上參考時間是2035年。
動力電池企業(yè)、整車廠商也積極布局電池回收產(chǎn)業(yè),寧德通過旗下邦普循環(huán)自設(shè)電池材料回收的閉環(huán)體系;蔚來汽車與寧德時代、國泰君安等企業(yè)共同投資蔚能,布局電池回收,目標(biāo)是要做電池的全生命周期管理。隨著政策的驅(qū)動,風(fēng)口已至,至于誰能競得最大的紅利,各方的角逐才剛剛開始。
06
動力,重構(gòu)汽車
在過去,發(fā)動機、變速箱和底盤的“三大件”定義著傳統(tǒng)燃油車,是衡量汽車的動力、駕駛感受和乘坐體驗的指標(biāo)。新能源時代,新的三大件——由電機、電池、電控組成的三電系統(tǒng),它們服務(wù)于更高級別的自動駕駛、智能座艙等智能化設(shè)施。
動力,重構(gòu)汽車。電動汽車在誕生以來的近兩百年歷史中幾經(jīng)沉浮,輝煌與沉默的背后,都是電池技術(shù)的積累。
目前,我國新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)從政策驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,群雄逐鹿的時代,傳統(tǒng)車企和造車新勢力都在積極擁抱消費者。渤海**研究所最近預(yù)測顯示,到2025年全球新能源車銷量有望達(dá)到2240萬輛,滲透率將超過40%。
新能源汽車的浪潮已成大勢,但電池技術(shù)的改進(jìn)依舊任重而道遠(yuǎn)。唯有補足電池這節(jié)短板,再用優(yōu)勢碾壓,才能真正碾壓傳統(tǒng)燃油汽車。但這個漫長的過程中依舊有很多未知,考驗每個普通消費者的同時,更是考驗著新能源產(chǎn)業(yè)鏈的各個角色。