储能:即将崛起的基石产业(泛储能产业的技术展望和经济分析)
●储能是涉及甚广、影响甚深的基石产业。储能使电能生产和消耗的时间变换,并可在离网或移动状态使用,这里孕育着重量级应用:电力存储和动力电池。
●电力储能在自身技术进步和新能源发电推动下,处于需求启动初期。目前最成熟的是抽水蓄能技术,这是偏向发电端的技术;化学电池、超级电容具有效率上的优势,但存在成本偏高的问题;液流技术系统需要较高维持费用,且应回避效率偏低的技术类型。目前看来更有希望的是循环寿命较高,成本较低的磷酸铁锂。国内的峰谷调节潜在需求年化为 73GWH/年;快速的负荷平衡需求占 3%的装机总量,国内需求年化为 5.2GWH/年;风能和太阳能发电输出平滑的储能需求,全球保守来看为 8GWH/年。其中,后 2 个市场在目前的价格水平应该就可以启动,而调峰需求启动条件是储能成本下降到峰谷电价差以下,国内为 0.60 元/度(相当有挑战性的目标),我们估计 2016 年储能成本下降到接近 1 元/度水平,届时,可能会出现扶持政策,而启动这一市场。全球来看,高电价国家的分布式发电+储能应用正在兴起,德国在储能政策补贴下,2016 年将到达普及条件,这是一个海量市场。这个市场的未来玩家是储能单元厂商、如
比亚迪和电子控制厂商,如
阳光电源。
●新能源汽车已经达到临界经济性,动力电池技术将在 5-7 年内走向大成。目前,从动力电池系统成本来看,在充分消耗使用的情况下,NCA 和磷酸铁锂路线的价格已经达到了经济性临界水平。广泛应用,则需要解决续航里程偏短和成本过高导致回收里程过长的问题,通过对于技术潜力和规模曲线的分析,我们预计5-7年这2个问题将最终解决,届时,续航里程可以达到500-600公里,静态回收里程达到 15 万公里,动力电池技术大成,预计这个市场的潜在容量在 4 万亿元。燃料电池汽车将在 2015 年取得重要进展。2015 年丰田可望推出首款燃料电池汽车。燃料电池在长期可能成为电动汽车的一个有力竞争者,短期则是追赶者。新能源汽车的技术路径尚难定论,锂离子电池提供了一条能见度很高,或者是保底的技术演进场景,电驱动时代将来临。
●电力储能与动力电池有融合可能,更充分地消耗使用储能单元。家用轿车的续航里程和总里程要求存在矛盾,电池再利用或 2 合 1 融合使用是可能模式。
●锂离子电池性价比仍有大幅提升空间,全球市场未来 5 年复合增速 50%。电池现场零排放,是典型的分布式储能技术。动力电池领域以三元材料更有优势,储能领域磷酸铁锂因长寿而更适合。中国在电池领域具有比较强大的竞争力,在主要材料和电芯环节都有世界级公司,中国厂商通常更多在中低端、消费电子类应用上有竞争优势。需求动力主要来自电动交通工具和储能,预计全球市场未来 5 年复合增长率为 50%。
●燃料电池技术处于即将成熟的时期。燃料电池本身是发电技术,现场零排放,有明显能源转化效率优势,适合大型电站和分布式发电,但并非储能技术。燃料电池依托于化石能源提供氢气。目前,固定装置的成本已经大幅度下降,并开始应用于各类电站,2015 年丰田计划推出首款燃料电池车,将改变市场对于该技术在汽车上应用前景的评价。该技术仍需降低成本,并发展基于煤或天然气的高效率、低成本制氢技术。
●超级电容具有优良的功率特性,在调功类的利基市场应用。电容器性能在理论上仍具有巨大潜力。近年来,超级电容和化学电池技术融合,获得了兼具功率密度和能量密度的产品特性,如锂离子超级电容和铅碳电池。超级电容性价比提升,主要目标市场是工作频次较高的电力调功应用和机械能量回收装置中,如混合动力车、电梯和港机等,另外,超级电容和电池搭配也用于风光储能中。
●电驱动时代将来临,广义能源产业的格局改变将在 10 年内随之改变。电动车存在多种技术路径,锂离子电池提供一个能见度较高,保底的演进场景。汽油相对于电能、煤炭等能源产品的定价明显偏高,这是为什么电动车整车效率提升不足 1 倍,电费消耗却只有汽油车的 1/10 到 1/5。储能技术的高度进步将促使各个能源部门之间的要素更通畅的流动。无论电动车还是煤气化氢燃料电池大成,都将转向更便宜的基础能源产品。电动车在减少现场排放的同时,产业化初期将增加总排放,并集中在生产环节,碳捕捉及其它环保措施需要加强。新技术会加强分布式发电和储能的地位,这需要更市场化、更智慧的电网。
●投资策略:锂电投龙头、燃料电池投主题、超级电容投态度。 锂离子电池是目前最成熟的技术,中国在该领域具有强大的产业竞争力,在材料和电池环节都不乏世界级公司,投资已融入全球产业链的龙头企业,建议关注比亚迪、
万向钱潮、杉杉股份、阳光电源、均胜电子、
新宙邦、
中国宝安、
欣旺达、
德赛电池。燃料电池 2015 年将是元年,国内技术能力有待提高,具有主体投资机会,关注有研发布局的公司,如
长城电工、
南都电源。超级电容性价比快速提升,将导致应用领域的扩展,电容器技术有相通性,但应考虑的是态度积极的公司,如
江海股份。
技术多样性和广阔市场空间,导致大储能产业正经历资本市场的盛宴期。多样性暗示着风险,国内资本市场则偏向对巨大潜力做反映。
即将崛起的基石产业
储能是指通过特定介质将能量存储起来并在需要时释放的能量转换过程,储能实现能源生产和消费在时间和空间上的变换,对应的是新能源汽车和电力储能 2 大应用。环境压力以及新能源快速发展,使储能产业孕育着数万亿级的潜在市场。
储能技术路线众多,但是距离广泛应用都还有差距。锂离子电池的技术仍有快速提升的潜力,成本也有巨大下降空间,预计 5-7 年储能技术将达到广泛应用的适用性和经济性条件,未来,还有燃料电池和电容器技术在演进变化中,电驱动的时代必然到来。
惯例思维容易认为电力储能和电动车的应用是不同的市场,实际上,2 个应用的要求并没有本质的差异,尤其是,大规模的电力调峰储能应用和电动车的要求非常类似。这 2 类应用存在融合的可能性,实际上,也存在这种必要性。
更本质的理解,储能是能量转移介质,储能技术的高度进步将促使各个能源部门之间的要素更通畅的流动。在新能源车经济性评价中,能源价格套利是比效率提升更重要的经济性来源。
最想呈上的看法是:
储能将成为基石产业,包括广义的能源产业在内的诸多行业将随之改变。
报告期间,得到了来自产业界、投资界的诸多帮助,特别感谢本报告合作方——真锂研究所给与的更贴近产业、更前沿的支持!
……
3.新能源汽车:电驱动必然来临
特斯拉推出的 Model S 揭开了电动车大发展的序幕,越来越多的车厂跟进,汽车业的电动时代正在逐步来临。
3.1.驱动力:效率提升、能源套利和集中排放
新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车,其共同点是电驱动。
新能源汽车利用电驱动替代或部分替代燃油驱动,以其更高效的整体运转效率,减少能耗费用,节约成本。实际上,汽油车效率低的原因在于,一是燃油系统不能向发电厂那样有效率(这个可能被电力传输过程的损耗所对冲),二是机械传动和控制方式存在比较大的能量损失,后者是电动车真正在效率上高于汽油车的地方。我们认为,不同类型的新能源汽车的整车效率提升估计在 50-100%,但是,这其实并不是新能源汽车经济性唯一重要的来源。
能源产品套利甚至是新能源汽车的更重要的经济驱动力。我们根据 IEA 发布的2013 年的全球主要国家的能源价格数据,同样热值为基础,测算了主要能源的相对价格。如果家庭电价为基准 100%,则动力煤是最低廉的能源产品,其相对价格为 10%;汽油最贵,其相对价格为 60-120%;柴油的相对价格 40-80%。有趣的是,相对价格为0.1 的动力煤正是最大宗的电力原料,2011年动力煤占全球基础能源供应的 41.3%,这是低电价的解释之一。
电能具有最高的可利用性,所以,实际上电价相对汽油的价格被明显低估了,这是为什么电池电动车的电费通常仅是汽油费用 10-20%的根本原因。10%大致是采用谷电价的结果,如果采用峰电价则在 20%左右,而如果采用柴油车对比为 15-30%。
电动车将争抢石油的奶酪。电动车的经济本质是能源套利,如果电动车的比例大幅度上升,可能导致能源产品价格体系的再调整。据 IEA 的统计,2011 年全球能源消费比重最大的是石油,占比 49%,而石油消费中的 62%是应用在交通运输领域。
在中国,由于日益严重的城市雾霾天气,导致政府部门对于减少城市 PM2.5 的排放高度重视,而燃油车的尾气是 PM2.5 的重要来源。
新能源汽车的社会意义在于可能适当减少排放,关键是把燃油车分散式的排放改变成为集中式的排放。需要重视的争论是,尽管在使用环节新能源汽车的效率均高于燃油车,但是,如果考虑储能单元的制造环节在总成本中的占比很高,则其总排放量未必更低。集中排放,更容易实现碳捕捉和其它排放的控制,但是,前提是加大对于生产环节的排放处理。这是一个巨大的挑战,也是一个巨大的商机。
3.2.电动车的经济性处于临界水平
3.2.1.电动车储能系统的经济性其实已经来临
纯电动汽车经济性的关键在于储能系统。纯电动汽车与传统燃油车的差异主要在于储能单元、电机驱动系统以及充电装置。目前电动汽车价格远高于传统汽车,固然有储能单元导致的成本增加,但实际上也因为规模偏小导致的制造成本高企(目前还没有任何一款纯电动汽车达到过主流车型的销量)。我们认为电驱动系统的技术比较成熟,其成本应该不会高于同配置的燃油动力体系,充电装置的投资主要是外部完成,车辆本身这方面的成本比较低。
我们对 Model S 和 E6 的储能部分进行了经济性分析,结论是:在充分使用电池的前提下,电动车的动力成本低于汽油车。所谓的充分使用是指电池消耗达到其使用寿命,也就是电池容量衰减到只有初始容量 80%的时候。对于运营性质的车辆而言,充分使用是可以实现的,但是对于家庭用车则并非如此,这是为什么,率先应用电动车的是出租车和公交大巴的原因之一。
充分使用对于私家车而言,是一个非常困扰的问题,仍以 Model S 为例,如果预计的总行驶里程为 120000 英里,则其电池装载量为 20kwh 的时候将获得最优的动力成本(电池寿命和总里程匹配),而这个配置下的续驶里程仅 116 公里。这是初始投资过大的新能源系统面临的普遍问题,其理论上的经济性,依赖于长期的使用。目前,model-s 的电池系统的静态回收里程 30 万公里,E6 的电池系统则为25万公里,都超过了通常家庭乘用车的预计总里程。
电动车要大规模普及需要满足 2 个条件:一、续航里程达到与燃油车接近的程度,即续航里程需要在 model-s 的基础上提高 30%左右,而在 E6 的基础上则需要提升 1 倍以上;二、在用户行驶的总里程内,成本可以被有效回收,我们认为对于家庭乘用车而言,这个里程在 10-15 万公里(10 年日均 30 公里对应 10 万公里里程,日均 50 公里则略超过 15 万公里)。
我们对 15 万公里的回收里程测算表明,电池系统成本需要在现在的基础上下降40-50%,这对于当今的技术而言,并非不可及,我们估计在 3 年左右的时间内可能达到这一水准。如果在提升续航里程的同时仍需要 15 万公里回收,则需要 5-7 年的时间才能达到。
3.2.2.应用瓶颈:成本高和里程焦虑
新能源汽车在产业化的初期,加上规模较小,所以,存在成本偏高的问题。我们以市场上的各种新能源公交大巴为例,其产品价格高于对标燃油车的幅度超过了储能系统导致的成本增加,这导致其里程回收周期偏高。即便考虑补贴,其插电混合动力汽车也不经济,纯电动则在经济性的临界水平。
整车价格较高在产业化初期是可以理解的,将随着产业规模上升而迅速下降。
电动汽车真正瓶颈是续航里程方面的局限,或者是“里程焦虑”。目前已经量产的电动车中,model S 续航里程 480 公里最长,i3 续航里程 150-210 公里最短。这种续航里程在长途行驶过程中必然面临充电的需要,而目前即便是对于电池模组有损伤的快速充电模式下,也需要 40 分钟以上的充电时间(往往还不能实现满充)。
续航里程问题的解决有 3 个途径,一个是通过技术提升能量密度,提高满电后的续航里程(这个我们在后面将详细分析);二是发展快充技术;三是通过商业模式的创新,解决这一问题,比如换电模式,也比如宝马 i3 提供的长途行驶的换车方式。
通过提高电池装载量来解决续航问题,并不单纯要求提高能量密度,同时还需要储能单元的成本大幅度下降,否则,会因为回收里程太长,而难以撬动占比最大的家庭用车市场。
未来 5-7 年是电动车产业的过渡阶段,应对续航瓶颈的措施:一、发展征程式混合动力汽车(燃油发电机供电的电动车),如比亚迪的秦;二、纯电动汽车(EV)以综合性能的明显优势与低速汽车抢市场,或者是 EV 低速化;三、创新商业运营模式(如换电模式),解决消费者对 EV 续航能力的担忧。
3.3 产业化趋势:锂电池更高能量密度,更低成本
3.3.1.高能量密度、低成本:正极体系转向 NCA 和富锰材料
高能量密度材料是产业化推进的重点。动力电池一直在能量密度、安全性和成本之间纠结,而越来越逼近产业化阶段,越发现能量密度才是电池技术的瓶颈,而高能量密度的材料成为产业推进的重要方向。国内厂商一直以来偏向磷酸铁锂 LFP 路线,但是,最近 2 年,开始转向高能量密度的其它材料体系。
2014 年 8 月比亚迪董事长王传福透露最新研究的磷酸铁锰锂电池的能量密度较传统磷酸铁锂电池有望显著提升。根据我们了解,锰嵌入磷酸铁锂的结构后的正极材料可以保持磷酸铁锂的多数特性,有比较好的安全性和循环特性,而锰嵌入可以提高电压,并导致比能量密度提高,整体能量密度可以提升 15%,再结合其它技术能量密度有望提升 40-50%。新的产品可以大幅度改善比亚迪电池能量密度低的缺点,未来关键是看比亚迪何时将其量产,我们估计是在 2016 年。
电池组能量密度的提升可以在通过正极、负极、电解液和电池模组技术的各个环节技术和工艺提升而实现,详细内容请参考锂离子电池部分。
3.2.2.规模和成本相互论证:Tesla的超级工厂
成本和规模相辅相成。2011-13 年以来电动汽车市场销量的增长与锂离子电池价格的下降呈现出明显的对应关系:锂离子电池价格下降 10%,电动汽车销量的增幅就会达到20%~30%。具体来看,2011年-2013年汽车锂离子电池价格分别为4.52元/Wh、2.53 元/Wh 和 1.86 元/Wh,年降幅分别为 44.17%和 26.42%;对应的电动汽车年销量分别为 6.8 万辆、12.96 万辆和22.55 万辆,年增幅分别为 90.59%和 74%。
锂电池价格已经有持续的比较大幅度的降低,但是,由于电动车市场启动带来的巨大的规模效应,以及各个材料环节都在进步,价格仍有持续下降空间。
2014 年 02 月传出消息,特斯拉提出总造价高达 50 亿美元的“Gigafactory”,以满足其未来年产 50 万辆电动汽车的发展规划。其中,特斯拉自身投资 20 亿美元,另外 30 亿美元则寄望于合作伙伴(1 家电池厂商+数家材料厂商)。Gigafactory超级电池工厂的年规划产能为3,500 万kWh的电池单元及5,000 万kWh的电池组,其中1500万 kWh 的电池单元差额即由合作的电池厂商供应。目前,松下已确定与特斯拉共建Gigafactory超级电池工厂。特斯拉 CEO Musk 预计,电池工厂在进入量产的第一年(2017 年)末,就可将动力锂离子电池组的每 kWh 成本减少 30%以上,这意味着特斯拉电池组的单位储能成本将降到 300 美元/kWh 甚至更低。
松下给特斯拉 NCA 电池单元 313.62 美元/kWh的价格,与中国企业磷酸铁锂动力电池单元的价格相当,而 NCA 材料价格(不到 30 万元/吨)要比磷酸铁锂材料价格(不到 15 万元/吨)高很多,正极材料成本一般占到了整个电池单元成本的 1/3 左右,这意味着松下的利润其实很低,估计不到 10%。也就是说,特斯拉自产电池单元的话,至少要有 20%以上的成本降低需要依靠规模效益。NCA 材料的价位目前相对偏高,如果超大规模采购,是可以降低 20%甚至更多的;负极材料价格也已基本到底,不管采购量多少,下降的空间已经不大;电解液和隔膜目前的毛利有 30%和 40%,综合而言采购价降低20%也是很有可能的。
总的来看,依靠规模效益,将电池单元成本降低 30%有可能实现。
3.4 政策助力,恰逢其时,2015 年是好年景
2013 年 9 月四部门发布《继续开展新能源汽车推广应用工作》,制定了补贴标准。纯电动乘用车补贴 6 万元,10 米以上纯电动大巴补贴 50 万元,燃料电池乘用车补贴 20 万元,燃料电池大巴补贴 50 万元。
2014 年以后,政策力度继续加强,几乎在车辆购买到使用的各个环节的鼓励政策都在出台,新能源汽车补贴后的吸引力提高。产业政策也涉及为防止各地扶持本地企业而设置壁垒。政策补贴+配套整车使用环节的优惠政策,其实已经导致电动车的经济性优于燃油汽车。
2015 年新能源汽车将是好年景。这是因为补贴的下降很少,而销售规模上升以及技术进步均导致成本大幅度下降,整车销售的利润率可能会出现大幅度上升。
3.5 起停或能量回收:将广泛采用
汽车启停系统(Stop-Start)是一种微混(Micro Hybrid)技术。启停技术就是减少发动机怠速时燃油的损耗,遇到红灯或塞车时,车辆制动后控制系统会自动将发动机熄火,绿灯放行后,驾驶员踩下离合器则自动重新启动,起停装置可以使节油率提升 10%。欧洲每年销售约 300 万辆带启停系统的汽车。
汽车启停系统技术发展至今,主要有三种方式:①分离式启动机/发电机启停系统;②集成式启动机/发电机起停系统;③i-Stop 智能启停系统。目前以①最为常见,这种装置的启动机和发电机是独立设计的,发动机启动所需的功率是由启动机提供,而发电机则为启动机提供电能,德国博世是启停系统①的主流供应商。全球已量产装有博世 Stop-Start 系统的车型已非常多,包括有宝马、帕萨特、高尔夫,奔驰、奥迪等。
启停系统所使用的电源,目前铅酸电池占据绝对垄断地位,但也存在锂离子电池取代铅酸电池的趋势。
启停系统是燃油车提高能效的一个选择,但是更高级的形态是带能量回收的起停混动系统。在电驱动模式下,这不再成为单独模块,成本应该较燃油车的同样装置更低,所以应该成为标准配置。电动车上混动模块采用的储能装置有 2 种思路,一种是采用单一的电池系统,这样在能量回收释放时候,电池反复充放电;另一种是采用专门的具有长寿命、以及优异的功率特性的储能单元,可以经历频繁的充放电。后一种情况下采用的是功率型电池或超级电容。
3.6.燃料电池汽车:即将走向成熟
燃料电池技术被认为是远期最有前途的电动车技术,因为其在整体上具有更高的能源效率。燃料电池汽车面临的问题是成本太高,这个因为技术在快速演进中,成本在快速下降。燃料电池汽车使用氢气为燃料,由于其整体较高的能源转化效率,所以其消耗成本仅为传统汽油车的 30%。
2015 年将是燃料电池汽车的市场化元年,标志性的事件是丰田将推出的新一代氢燃料电池车,系统造价大约为 500 万日元,约合 51,000 美元。
燃料电池详细分析见后面相应章节。
3.7.电驱动必然来临,电池技术领先,多种仍在推进
众多技术中,距离产业化最近的是锂技术离子电池和燃料电池技术,前者已经进入经济性临界点;后者 2015 年将可能因为丰田燃料电池车上市而被认为是其元年
长远来看,电容器技术也具有成功的可能性,这是因为从电容器技术的储能机理来看,其理论能量密度远没有实现。
理论界还在开发锂空、锌空,包括最近热议的铝空等金属空气电池,这些技术本质上都是燃料电池类的技术,在能量密度方面都非常强大。但是,这些技术都仍在早期开发阶段以外,未来的关键是充放电全过程的整体效率。另外,这些技术的原料成本可能比较贵,而氢燃料电池(或其它化石燃料电池)的燃料直接来自化石能源,而不是电解获得。
我们认为,锂离子电池提供了一条能见度很高,或者是保底的技术演进场景,预计 5-7 年左右的时间后,汽车的电驱动时代将来临,大面积普及将启动。
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7. 投资策略:储能的盛宴
7.1.电动汽车将成熟,能源和汽车产业将改变
新能源汽车应用已经突破临界经济性,预计 5-7 年走向大成。我们发现从储能系统的成本来看,在充分消耗适用的情况下,目前 NCA和磷酸铁锂路线的价格已经达到了经济性临界水平。而电动车如果要广泛应用,仍存在续航里程偏短和成本过高导致的回收里程过长的问题。通过对于技术和规模曲线的分析,我们预计 5-7 这 2 个问题将解决,届时续航里程可以在现有水平上提高 30-100%,静态回收里程 15 万公里,锂离子电池体系的电动车技术大成。在假设成本大幅度下降后,我们估计这一市场的潜在容量约为 4 万亿元。
燃料电池汽车也可能在 2015 年取得重要进展。燃料电池在固定装置方面成本已经接近销售电价的水平,移动装置燃料电池也接近成熟,2015 年丰田可望推出首款燃料电池汽车。燃料电池存在功率密度不足的缺点,需要配合功率型储能单元配合使用,如超级电容或功率型锂电。燃料电池在长期可能成为电动汽车的一个有力竞争者,短期则仍是一个追赶者。
新能源汽车存在多种有竞争力的技术路线,锂离子电池最接近成熟,也提供了5-7 年发展到成熟状态的保底场景,而无论哪种技术最终胜出,汽车产业的电驱动化将是未来的趋势。
电力储能市场在储能技术和新能源发电技术的推动下,需求处于正在启动的初期。我们估计,国内的调峰潜在需求为 1100GWH,年化为 73GWH/年;快速的符合平衡需求 3%的装机总量,约 5.2GWH/年;风能和太阳能发电输出平滑的储能需求,全球保守来看为 8GWH/年。其中,后 2 个市场在目前的价格水平应该就可以启动,而调峰需求启动需要,储能成本下降到峰谷电价差以下,国内为 0.60 元/度,我们估计 2016 年储能成本可能下降到接近 1 元/度的水平,届时,可能会出现扶持政策,而启动这一市场。高电价可能导致分布式发电+储能的兴起,这个需求一旦达到启动条件,也将是海量,关注德国市场。
电力储能成本,主要由储能系统成本和效率损失构成。我们认为有前景的技术,需要有比较高的存储效率,这方面化学电池、超级电容具有先天的优势,但存在成本偏高的问题,液流技术系统成本较低,但效率偏低是瓶颈。目前还很难看出可以和抽水蓄能技术相竞争的新技术,我们认为新技术应该在低成本的同时,实现高效率。如果,电池体系的电动车大成,远期,电池将可以被二次利用在储能市场,这是一个可能的应用模式。
储能市场的玩家出了储能单元的生产厂商以外,电力电子控制系统厂商也是重要的竞争者。这是因为在储能单元和控制电路部分的成本造价接近,都可能成为储能系统的主导方。
储能是一种能量转移介质,储能技术的高度进步将促使各个能源部门之间的要素更通畅的流动。我们发现汽油相对于电能、煤炭等能源产品的定价明显偏高,这是为什么电动车整车效率提升不足 1 倍,电费消耗却只有汽油车的 1/10 到 1/5。如果电动车或煤气化氢燃料电池大成,则需求将转向更便宜的能源产品,能源格局将改变,我们倾向于认为,电力产业未来地位将上升。我们认为电动车大成将在 5-7 年左右的时间发生,广义能源产业的格局将随之而改变。
7.2.产业投资的技术路径多样化,资本盛宴期
大储能产业正在经历的是资本市场的盛宴期,最好的年代。技术多样性本身也暗示其中蕴含着巨大的技术风险,尽管,同时不能否认特定技术大获全胜的可能。从产业投资的角度来看,只要主流技术路线没有确定,产业竞争者的投资就是有序而克制的;而一旦技术路线在产业达成共识,则产业投资就会出现井喷。有趣的是,国内股票市场,在庞大需求显露的初期,更多对潜在的巨大市场潜力做出反映。
锂离子电池在动力电池应用上已具备临界经济型。电池技术依托于电能,现场零排放。目前仍有能量密度不足和成本过高的问题,我们预计 5-7 年内,通过材料和电池组的技术提升,能量密度可以较目前提升 30%-100%,静态回收里程可以下降到 15万公里以内,达到大规模商业化普及的条件。锂离子电池也适合电力储能,预计 2016年,高电价国家的光伏储能将在补贴的驱动下将具备经济型,国内如果出台补贴政策,也将在 2016 年具有临界经济型。动力电池和电力储能应用未来将打通,以更快回收电池成本,而获得更好的经济性。动力电池领域以三元材料更有优势,储能领域磷酸铁锂因长寿而更适合。
燃料电池技术处于即将成熟的时期,丰田计划 2015 年推出燃料电池汽车。燃料电池技术依托于化石能源,现场零排放,能源转化效率有明显优势,适合大型电站和分布式发电,但这个技术本身是发电技术,并不适合电力储能。目前,固定装置的成本已经大幅度下降,并开始应用于各类电站,2015 年丰田计划推出首款燃料电池车,将改变市场对于该技术在汽车上应用前景的评价。该技术仍需要继续降低系统成本,并发展基于煤(或其他低价基础能源)的高效率、低成本制氢技术。
超级电容具有优良的功率特性和超长寿命,在调功应用方面有显著优势。电容器在理论上仍具有巨大潜力。近年来,超级电容和化学电池技术融合而成,获得兼具功率密度和能量密度的产品特性,如锂离子超级电容和铅碳电池。超级电容性价比提升,主要目标市场是工作频次较高的电力调功应用和机械能量回收装置中,如混合动力车、电梯和港机等,另外,超级电容和电池搭配也用于风光储能中。
广义储能技术将改变基础的能源格局,具有广泛辐射影响力。电动车有能源产品套利的经济驱动,长期而言将有利于相对低价的基础能源产品,如煤。电动车在减少现场排放的同时加大生产环节排放,碳捕捉及其它环保措施需要加强。新技术会加强分布式发电和储能的地位,这需要更市场化、更智慧的电网。
7.3.锂电配龙头、燃料电池投主体、超级电容看态度
7.3.1.大储能领域公司众多
广义大储能包括动力电池和储能,我们这里仅仅考虑涉足动力电池和储能单元和4 大关键锂离子电池材料的上市公司的数量已经非常庞大(如果向上游和下游应用领域渗透扩展还有更多的公司)。超级电容器领域,主要是江海股份,潜在进入者有铜峰电子;燃料电池领域主要是参股燃料电池研发平台的公司和材料供应商,
上汽集团、同济科技、江苏阳光、复星医药、长城电工、南都电源、新大洲、贵研铂业;锂离子电池领域公司众多,下表是涉足储能单元和不同原材料环节的上市公司。
(余斌/上海申银万国证券)