年以来,在新能源汽车产业迅速发展和“双碳”目标等的带动下,我国动力电池产业取得了快速的发展,并在全球电池市场占据领先地位。在全球电池市场中,中国、韩国、日本三个国家占据了90%以上的市场份额,形成了三足鼎立的局面。
年1-10月,在全球动力电池装机量前十名企业中,中国企业有6家,占比超过50%;韩国企业3家,日本企业1家;欧洲和美国占较少的份额,约为2%。
中国电池企业的市场份额持续增长,而日韩电池企业的市场份额呈现下降趋势,LGEnergySolution(排名第二,以下简称LGES)市场份额从年的22.3%下滑至13.8%;松下能源(排名第四)市场份额从14.1%下滑至7,9%;三星SDI(排名第六)市场份额从5.5%下滑至4.8%;仅SKOn(排名第五)市占率从5.7%上升至6.2%。
制表:DT新材料
近年来,为了提高本国电池产业竞争力,韩国、日本政府纷纷制定了电池技术和产业发展战略和扶持政策,日韩两国的电池企业和汽车企业也纷纷加大电池技术和产业的投资,以巩固全球市场份额。
1韩国电池技术和产业发展战略及态势
近年来,韩国动力电池规模位居全球第二;在全球动力电池装机量前十名的企业,韩国占据3家,包括LGES、SKOn以及三星SDI,然而三家韩国动力电池企业的市场占有率自年以来呈现出连年下滑的趋势。
为了应对全球动力电池市场的激烈竞争以及欧美电池政策所带来的市场格局变化,韩国在年确定了“电池技术是将韩国经济转变为领先经济的核心驱动力”,并在年明确了“到年,韩国将占据全球40%的电池市场份额,成为全球第一电池大国”的目标。
韩国政府通过“二次电池产业(K-电池)发展战略”、“充电电池产业革新战略”等战略措施,加大了对电池产业的投资,构建韩国本土电池生态系统并推动电池供应链的本土化,推动本土电池市场内需增长;
此外,韩国电池企业加大与美国汽车公司合作力度,纷纷在美国建厂扩大产能,同时加速材料自产,积极开展低成本等电池技术开发,提高韩国企业在全球市场的占有率。
1.1韩国政府电池产业战略举措
年7月,韩国发布了“二次电池产业发展战略”(以下简称K战略),战略对韩国本土电池行业的发展现状以及全球电池行业格局趋势进行了分析,认为电池行业具有技术密集型、受供应链影响较大和以消费者为导向的特点,需要持续的研发投入来引领技术方向。
年11月,韩国政府进一步发布了“充电电池产业革新战略”(以下简称革新战略),指出尽管当前全球经济低迷,但电池市场规模受电动汽车扩张带动,未来将快速扩张;韩国应将动力电池作为提升其出口竞争力的核心产业,并确定了“通过在电池产业领域持续努力,来增强全球领导力”的路线。
韩国政府的具体策略包括:通过公私合作,支持大规模电池研发;培育韩国本土电池生态体系,稳定电池供应链;创造公共/私人消费市场,刺激中小企业和初创企业的研发,确保韩国电池产业生态系统以及全球份额的稳定增长。
1.1.1政企加大电池技术和产业投资,确保韩国具有技术领先优势
围绕下一代动力电池技术,韩国政府将拉动公私合作,支持大规模电池研发。K战略中,韩国政府对研发路线进行了规划,主要围绕新一代电池制造技术以及实现全固态电池、锂硫电池、锂金属电池的商用化,如表2所示。
为了尽早掌握新一代二次电池技术,推进新一代动力电池的大规模研发,韩国政府计划到年至少投入40.6万亿韩元(亿美元)的私人投资,通过大规模的政府研发初步可行性研究等来扩大对优先技术的支持。通过研发、税收和财政支持,一半以上投资将用于电池设施,包括生产线升级;20.1万亿韩元将用于研发。
参与投资的私营企业包括韩国电池制造商三星SDI、SKON、LG化学及其全资电池公司LGES。LG化学及LGES计划到年共在韩国进行15.1万亿韩元的电池投资,LGES将投资12.4万亿韩元用于扩大韩国产能和开发下一代电池技术,LG化学计划投资2.7万亿韩元用于支持电池研发。
为了获得新一代二电池用辅元件技术,韩国政府将通过推进下一代零部件、材料和设备技术的开发,开发下一代原始技术(锂金属-空气电池、多离子电池等),推进基于有机物的新概念电池等革新技术的进步,以及建立“下一代电池园”,保证二次电池的部件、材料及设备元件技术安全。为了确保韩国在锂离子电池技术的绝对竞争力,韩国将通过开发高性能材料以及提高低碳、数字化、智能化制造工艺效率等实现锂离子电池的高性能行驶里程(-公里以上)和寿命(充放电次数-此以上)。
1.1.2打造全球领先基地,建立健全韩国动力电池生态系统
尽管韩国在动力电池技术方面处于领先地位,但韩国的动力电池面临着供应链不稳定的风险。在供应链方面,韩国锂离子电池所需的关键材料(阴极、阳极、隔膜和电解质)以及零部件高度依赖中国和日本进口,后两者共同占据了全球阴极市场的70.2%份额。
面对日益剧增的竞争压力和供应链危机,韩国政府以及韩国电池企业都亟需更加稳定、安全以及多元化的供应链。为此,在K战略中,韩国政府将通过培育中小型核心企业、培养二次电池专业人才-以及制定应对全球竞争和发展趋势的制度,来打造韩国动力电池生系统。
在“革新战略”中,韩国政府与韩国电池企业将构建“电池联盟”,联盟由韩国本土电池制造商、材料供应商、精炼企业等供应链中各环节的主要企业与韩国政府机构共同组成,保证韩国电池核心矿物的供应。
韩国政府将为相关材料研发提供高达50%的减税,高于目前的40%;为基础设施投资提供高达20%的减税,高于目前的12%。通过支持韩国私营公司参与矿山开发项目,探索原材料、基础材料技术的联合研发,韩国政府将确保原材料安全,提高材料生产能力,并建立安全、稳定的二次电池供应链。
为了推动电池材料、零部件和设备生产,政府将设立电池研发创新基金。在现有的由韩国政府出资亿韩元所支持的技术创新专业基金的基础上,LGES、三星SDI、SKON三大电池企业将出资亿韩元,与其他民间投资亿韩元共同形成亿韩元的研发创新基金,用来扶持中型骨干企业及中小企业的电池研发项目。通过创建材料、零部件、设备专业综合体作为关键增长基地,指定为国家战略技术扩大税收优惠,加强财政支持,即创建K电池优惠支持计划,韩国政府将培养材料、部件和设备方面的关键公司。
在电池生态系统中,韩国政府高度重视人才培养,将每年培养名以上符合电池行业需求的专业人才,在国立大学以及地方重点大学的能源、电子电气等学科打造电池相关学科教职长聘制度,从而确保韩国动力电池生态系统的需求。同时,韩国政府将加强制度基础建设,包括有效管理国家关键技术、扩大二次电池规格、制定生命周期碳排放标准、建立二次电池行业统计体系等,从而为有效应对全球趋势奠定体制基础。
1.1.3创建公共/私人需求市场,振兴韩国电池市场
随着中国电池企业在全球电池市场的扩张,以及新兴企业的加入,韩国在全球电池市场的份额将受到挤压。通过K战略及革新战略的实施,韩国将借助提升韩国本土生产能力以及增加本土需求来扩大其电池产业规模。
在K战略和革新战略的推动下,韩国政府部门与企业组成的“电池联盟”将共同提高对韩国本土基础设施的投资,预期在年达到60GWh,并在年实现占据40%全球市场份额的目标。韩国将在在全国4个地区(泗洪、大邱、正午、洪城)建立萃取中心基地,并设立二次电池使用后产业化中心(济州、那州、蔚山、鄱阳湖),支持商业化,振兴韩国二次电池市场。
在扩大内需方面,韩国政府通过借助增加公共需求以及扩展电池应用市场来增加内需基础。公共需求包括公共储能系统、公共船舶等,韩国政府将在-年期间2.2GWh的规模创建公共储能系统市场,并在年之前对公共船舶进行转换,预计有搜公共船舶转换费电动或混合动力船舶。此外,韩国政府将积极拓展动力电池在航空、船舶、火车等场景的应用,如K战略中明确将对使用电动挖掘机进行补贴,每台补贴1万至0万韩元。
为了给动力电池新服务创造环境,韩国将进一步发现并培育与电池相关的服务行业,包括利用二次电池数据的新行业、建立“电动汽车零部件数据平台”、以及继续进行二次电池租赁试点项目。
1.1.4巩固和提高韩国电池的全球市场份额韩国
政府预计,随着韩国电池产能的进一步扩大和电池生态系统的建立,韩国电动汽车电池的收益将增加6倍,从年的22.7万亿韩元增加到年的万亿韩元。届时,韩国将占据全球电池市场的40%。
同期,韩国电池材料、零部件和设备供应商的收入预计将增加13倍,从4.3万亿韩元增长至60万亿韩元,占全球市场份额的20%;电动汽车电池的出口预计从70亿美元增长至亿美元。
1.2加大与美国汽车企业合作,但面临新的机遇和挑战
尽管LGES,SKON以及三星SDI的市场占有率位居全球动力电池装机量前十,但近年来三家企业全球市场占有率呈现持续下滑趋势,年为34.7%,年为30.4%,年1-10月则剩近25%。年,美国出台了《通胀削减法案》,规定电动汽车的电池和电池材料必须由美国制造。韩国企业正在抓住机会,加快开发能量密度更高的动力电池,并积极在美国投资建厂,以实现电池所需矿物原材料供应的多元化以及应对美国新政三星SDI、SKOn以及LGES等公司正在引领电池材料生产和组装领域的巨变。
1.2.1三家韩国动力电池加大与美国车企的合作,纷纷在美建厂扩大产能
LGES、三星SDI和SKOn三大电池公司加大与美国汽车企业的紧密合作,加快在美国建立电池工厂,至年预计合建11家电池工厂。
LGES计划在美国建立6个电池生产基地。LGES与通用汽车成立了合资电池企业UltiumCells。UltiumCells正在俄亥俄州、田纳西州建立2家电池工厂,规划产能均在35GWh以上,并计划于年在密歇根州建立第3家工厂,规划产能超过50GWh。年8月,LGES联合日本车企巨头本田宣布,将会在美国共同出资44亿美元建造产能达到40GWh生产动力电池的工厂。LGES的投资将主要以支持美国电动车用和其他电动工具用的圆柱形电池需求。
SKOn的投资主要围绕福特汽车和大众汽车的需求,在美国共建立4个电池工厂,与福特汽车的合资企业BlueOvalSK在肯塔基州和田纳西州建设电池工厂总产能达GWh,预计年投入使用,在佐治亚州建设2家工厂,总投资高达3万亿韩元。
三星SDI与汽车制造商Stellantis成立了合资企业,该企业计划于年开始在美国生产电动车电池和模块,建成后的年产能将达到23GWh,三星SDI有意将其扩大到40GWh。
1.2.2美国《通胀法案》鼓励韩国企业与美国合作,但韩国企业也受到美国共享技术的霸凌
年8月,拜登政府签署了总价值为7亿美元的《通胀削减法案》,为每辆电动车提供了7美元的税收抵免。根据法案,从年起执行原材料40%和电池组件50%的最低占比的限制条款。即一款电动车若想拿到7美元补贴中的一半,其动力电池核心材料必须来自美国或与美国签署自由贸易协定(FTA)的国家;若想拿到另一半,其所用动力电池的主要零部件产自北美的比例至少要达到50%。
在此政策鼓励下,韩国电池企业纷纷与美国车企进行合作,扩大韩国企业在美国建立电池及电池材料企业的投资规模。然而,美国车企以确保电池安全为由,要求电池企业共享电池相关技术,对韩国电池企业也带来冲击。如通用汽车直接以确保电池安全为由,要求LG新能源交出与稳定性直接相关的电池输出相关实验数据。美国福特在与SKOn协商电池合资计划时,要求共享电池密度相关技术。
1.2.3受到韩国政府国家核心技术和尖端产业保护的限制
近年来,韩国政府为了保护尖端产业竞争力,出台了系列的措施,决定将半导体、电池等具有全球竞争力的重大技术确定为国家核心技术。年8月,韩国将实施《国家尖端战略产业竞争力强化和保护相关特别措施法》,防止尖端技术外流,认为如果这些技术流向海外,将会对韩国产业和国家安全产生负面影响
年9月韩国产业通商资源部拒绝批准韩国LF公司在美设立电池材料工厂,理由是防止尖端技术外流生产。LF公司是制造电动汽车电池用高镍NCM(镍、钴、锰)材料等的企业,如果LF不能进入美国,使用其材料的特斯拉等美国车企也将很难得到电动汽车补贴。LF将需要提出技术保护措施进行重新申请。
1.3电池企业加速材料自产,积极开展低成本等电池技术开发
1.3.1三大电池巨头加速材料自产,确保电池供应链安全
在经济低迷以及新冠肺炎影响下,韩国电池行业面临着全球原材料价格上涨所带来的供应链危机。韩国电池产业的四大关键材料对外依存度分别为:负极47.2%、正极80.8%、隔膜69.5%、电解液66.5%。其对中国镁、稀土、锂等重要材料的依赖度超过80%,对俄罗斯和乌克兰的氪、氙、钯等材料的依赖度超过30%。如韩国年上半年从中国进口电池关键原材料——氢氧化锂增长了%,对中国进口依赖度83.2%。
为了尽量减少对中国矿产和材料在供应链上的依赖,韩国加速材料企业的布局。年1月,LGES的母公司LG化学计划在韩国新设动力电池正极材料工厂,每年生产规模为6万吨;年10月SK创新旗下SKIETechnology在波兰建成锂电池隔膜厂,年产量为3.4亿平方米;三星SDI旗下子公司STM与EcoProEM合作推动NCA正极材料自主生产,预计年产量3.6万吨。
1.3.2积极推进低成本高锰电池的开发,提高市场占有率
韩国三大电池企业为了降低电池成本,正在积极推进高锰电池的开发。高锰电池比现有三元锂电池(NCM)产品便宜,能量密度接近,价格预计比磷酸铁锂电池贵10%左右,性能上领先于磷酸铁锂电池。但目前锰电池还处于产品开发阶段,不能保证商用化时间。对于技术开发最积极的LGES来说,产品上市的目标时间定在年。但韩国国内电池企业的锰、锂大部分依赖中国企业,锰90%以上来自中国,也受到原料的影响。
2日本电池技术和产业战略发展态势
自上世纪80年代开始,日本政府的产业技术综合机构NEDO对锂离子电池研发给予了长期稳定的支持,并制定了动力电池研发路线图和行动计划,着重对锂离子动力电池单体、模块、标准、评价及关键原材料进行研发攻关。日本在锂电池技术上取得了巨大突破,促成了锂电池的商业化。
年至5年,日本垄断了相关技术并获得了巨大利润。近年来,日本将氢能燃料电池汽车作为新能源汽车的发展重点,导致日本的锂电池发展受到了影响,日本动力电池的全球市场份额从年的40%下降至年的21%以及年的低于20%,在与中国和韩国的竞争中失去了市场份额,目前位居全球第三。
伴随着全球新能源汽车的快速发展,为了应对迅速扩张的全球动力电池市场以及扭转当前在动力电池市场上处于相对劣势的局面,日本再次把发展动力电池提上日程通过明确电池产业发展路线及目标,扶持电池技术快速发展,以及成立电池供应链协会促进企业联合,增强日本电动汽车行业在全球的竞争力。
2.1日本政府对电池产业的战略规划
年12月,日本政府推出《碳中和绿色增长战略》(以下简称“增长战略”),明确了“到年实现碳中和目标,构建零碳社会,以及实现90万亿日元(亿美元)绿色GDP”的整体目标,并为汽车和蓄电池产业的发展提出目标和任务。
年10月,日本第六次更新其中长期政策指针《能源基本计划》,明确可再生能源的“最优先性”,并将年可再生能源发电所占比例从此前的22%至24%提高到36%至38%。
年9月,日本电池产业战略研究公私理事会发布《电池产业战略》(以下简称“产业战略”),明确电池产业发展思路并提出相关举措,提出到年建立GWh/年的国内制造基地,全球生产能力达GWh/年,以提高日本电池产业竞争力。
2.1.1日本电动汽车及电池产业现状及发展目标随着纯电动汽车市场的发展,车用电池市场规模快速增长。日本凭借技术优势在早期占据了电池产业市场,但随着中国及韩国电池企业的不断抢占市场份额,日本已处于落后位置。
在电池供应链上,日本电池组件也正在失去竞争力,原材料、电池制造等对外依赖的风险增加。在电池材料竞争力上,日系材料在质量、市场份额方面占优势,然而,中国具有成本优势且材料质量也后来居上。
在原材料供应上,全球电池供应链上的原材料储量和产量集中在澳大利亚、刚果等,中游精炼生产集中在中国,日本的石墨材料依赖中国进口。在电池形态上,目前液态锂电池仍是主流,日本在备受