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碳中和专题分析报告碳中和趋势下,新能源将

发布时间:2023/3/11 0:59:35   

(报告出品方/作者:中信建投证券,王革,杨藻)

碳中和趋势下,新能源迎来历史性机遇

全球“碳中和”,中国实现路径已基本明确

我国在年提出“30年碳达峰、60年碳中和”的目标。从当前国内现状来看,电力的碳排放占绝对大头,制造业、建筑、交通部门的二氧化碳排放量占比也相对较高,因此未来我国实现“碳中和”将从供能、用能端两方面入手。供能端,火力发电是电力部门碳排放的主要来源,未来将主要通过光伏、风电等可再生能源的替代减排;用能端,交通领域新能源化以及工业领域的电动化将是主要减排方式

光伏:技术迭代加速,降本增效将推动光伏产业快速发展

光伏需求持续提升,“十四五”期间中国年均光伏装机容量将达到70-90GW的规模,海外装机随组件价格下降会稳步提升。投资逻辑:(1)抓技术升级。从关键程度看,电池>硅片>硅料>组件。电池环节P型转N型是必然趋势,异质结最具量产可能性。硅片/大尺寸趋势明确。硅料西门子法是主流,流化床仍需跟踪;(2)抓供需。从供需紧张度看,硅料最紧,其次硅片。电池、组件格局相对分散。电池设备龙头、HJT电池组件龙头、硅料龙头、大尺寸硅片龙头具备很好的投资价值

动力电池:新能源车推动交通领域减排,产业链有望持续高景气

交通领域的碳排放70-80%都来自于公路运输,我国的新能源车渗透率仅5%,《技术路线图2.0》规划年渗透率达到50%,新能源车和动力电池销量增长非常确定。投资逻辑:(1)抓龙头。电池龙头和中游材料龙头具备更强的议价能力和盈利能力;(2)抓海外市场。电池和材料企业在海外供应链中的价格比国内更有优势,同时海外头部电池企业放量显著;(3)抓业务拓展。部分电池及材料企业,兼顾动力与消费领域,还有部分企业拓展到48V系统领域,持续增长能力强劲。电池、隔膜、正极、负极、前驱体、电解液龙头、结构件龙头具备很好的投资价值。

风电:年高景气有望延续,效率提升推动经济性改善

-年,我国风电行业受“抢装潮”影响,处于高景气阶段。长期来看,风电行业有望通过提升机组功率、降低初始投资成本以及后期运营成本,实现降低终端度电成本的目的,从而推动风电在整体电力体系中的比重不断提升。推荐各环节龙头。

一、“碳中和”趋势下,新能源迎来历史性机遇

全球二氧化碳排放持续提升,电力、交通领域是主要来源

自工业革命以来,随着全球各国经济的不断发展,石油、煤炭、天然气等化石能源在人类经济活动中占据了愈发重要的地位。而化石能源燃烧之后会产生大量的二氧化碳,从而导致全球每年的二氧化碳排放量逐年增长,大气中的二氧化碳浓度也随之逐渐提升。根据BP的数据,年全球二氧化碳排放量达到.69亿吨,近20年年均复合增速1.97%。而二氧化碳浓度提升后,全球温室效应会逐步加剧,并带来极冰融化、海平面水位升高等一系列气候问题。

分行业来看,全球二氧化碳排放量中来自发电与供热行业的占比达到42%,交通运输领域占比也达到25%,其次制造与建筑业贡献比例则为18%。可见,目前全球最主要的二氧化碳排放来源为电力以及交通领域。

实现“碳中和”已成为全球多国共识

为了减少二氧化碳排放量,降低二氧化碳对全球气候造成的影响,过去几十年间全球通过一系列协定,对二氧化碳排放量进行了一系列的约定。年6月,全球个缔约方共同签署《巴黎气候变化协定》,协定中约定要把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2°C之内,并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5°C之内。之后在年12月气候雄心峰会上,联合国秘书长古特雷斯强调联合国在年的中心目标,是在全球组建21世纪中叶前实现碳中和的全球联盟。

所谓“碳中和”,是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对零排放。

截止目前,全球已有个国家做出“碳中和”承诺,世界各国相继将“碳中和”纳入本国发展战略、政策甚至法律中。从几个主要经济体所做出的“碳中和”相关承诺来看,尽管美国在特朗普执政期间宣布退出《巴黎协定》,但拜登当选总统后即决定重返《巴黎协定》,并给出年实现“碳中和”的承诺;除此之外,欧盟、英国、日本、加拿大、韩国、南非等国也都提出到年实现碳中和的政策目标。可以看出,降低碳排放、实现碳中和将是未来几十年全球的一大趋势。

履行大国责任,“30-60”目标及路径逐步清晰

过去几十年间,我国工业体系得到了快速发展,能源消耗量及二氧化碳排放量也随之不断提升。根据BP的统计,年我国二氧化碳排放总量达到98.26亿吨,位居世界第一,但由于人口基数较大,目前我国的人均二氧化碳排放量仅有6.85吨/人·年,远低于其他发达国家(美国14.9吨/人·年,日本8.9吨/人·年)。分行业来看,与全球整体的情况较为类似,我国的二氧化碳排放量也大部分是来自于电力部门,占比达到51%,其次制造业与建筑业占比28%,交通运输部门排放占比10%。

为履行在全球气候问题上的大国责任,年9月在联合国大会上提出“年前实现碳达峰,年前实现碳中和”的宏伟目标,并在之后年12月举办的气候雄心峰会上进一步宣布国家自主贡献的最新举措,即到年,我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右,森林蓄积量将比年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。

其实在过去几十年间,我国政府已发布了一系列政策文件推进国内碳减排的进程。年国务院出台的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》中,要求到年我国单位工业增加值对应的二氧化碳排放量下降22%,非化石能源占比达到15%;年出台的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中提出到年,全国煤炭占能源消费总量比重下降到58%以下;《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和年远景目标的建议》中进一步提出推动能源清洁低碳安全高效利用;发展绿色建筑;降低碳排放强度,支持有条件的地方率先达到碳排放峰值,制定年前碳排放达峰行动方案。

今年年初,国务院发布《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,规划到年,我国产业结构、能源结构、运输结构明显优化,能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,主要污染物排放总量持续减少,碳排放强度明显降低;到年,绿色发展内生动力显著增强,绿色产业规模迈上新台阶,重点行业、重点产品能源资源利用效率达到国际先进水平,广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转。

目前我国实现“碳中和”的路径已经开始逐步明确,我们认为主要包括以下几个层面:

1)供能端:目前我国二氧化碳排放结构中电力行业占比达到51%,因此要减少碳排放、增加非化石能源消费占比,最直接的就是强化电力生产端的减碳,主要手段在于提高光伏、风电、水电、核电等可再生能源在电力供给结构中的占比。同时,光伏、风电机组负荷受自然条件影响较大,运行稳定性较差,并且在全国范围内具有区域性供需错配的特点,因此我们认为未来储能以及特高压等基础设施的建设,也将是供能领域减少碳排放的重要一环。

2)用能端:从用能角度来看,交通运输以及钢铁、化工、有色等工业部门由于主要以石油、煤炭、天然气等化石能源的燃烧作为其主要供能方式,因此目前二氧化碳排放占比也处于较高水平。我们认为这些部门实现碳减排的主要手段,在于提高其电气化以及氢能化率水平,例如交通运输领域目前我国正在大力推动电动车在汽车领域渗透率的提升,工业领域则是在逐步进行电动化改造。这样做一方面有助于上游清洁能源的消纳,另一方面可以在用能端实现电力对石油、煤炭等传统化石能源的替代,从而有效降低用能企业的碳排放。

3)制度端:除电力生产以及用能端以外,我国近年来也不断通过建立相关制度降低全国的碳排放,例如碳交易市场制度的建立,可以利用成本机制倒逼下游企业的减排意愿提升。年2月,生态环境部印发《碳排放权交易管理办法(试行)》,并从温室气体重点排放单位的认定、碳排放权分配与登记、碳排放配额交易、排放核查与配额清缴、监督管理等方面对我国的碳交易市场进行了规范,我国碳交易市场有望逐步走向成熟。

4)碳捕捉:所谓碳捕捉,是指利用某些溶剂,将空气中的二氧化碳吸收,从而降低大气中二氧化碳浓度的方式。与采用清洁能源进行替代的方式不同,碳捕捉能够实现碳的负排放。由于部分工业企业在生产过程中以化石能源作为其生产原料,这部分碳排放无法通过清洁能源替代的方式进行减排,因此碳捕捉就成为这些企业实现碳的净零排放的有效手段。

“碳中和”目标下,我国能源消费结构有望逐步优化转型

由于我国煤炭资源极为丰富,并且开采成本也较为低廉,因此在我国的一次能源消费结构中煤炭占比处于较高水平。根据BP的统计数据,年煤炭在我国一次能源消费结构中的占比达到57.64%,煤炭、石油、天然气三类化石能源的消费占比合计为85.14%,而这一指标在美国、欧洲以及全球平均水平分别为83.26%、74.11%、84.32%,可见我国能源消费结构中化石能源占比仍然相对较高。

我们认为,在“碳达峰、碳中和”的目标下,我国一次能源消费结构未来将发生根本性的改变,可再生能源占比有望大幅提升。根据中石油《年世界能源展望》的预测,在年实现碳中和的情景假设下,到年煤炭、石油、天然气、核电、水电以及其他可再生能源的占比分别为12.2%、8.4%、13.9%、9.2%、10.2%、46.2%,其中化石能源占比合计为34.5%,相比于年降低50.64个百分点。

同时,我国的二氧化碳排放量将在达到顶峰,之后在-年基本处于平台期,年之后开始进入下降通道,年全年净排放量降至24亿吨左右,年接近零排放。届时,工业和交通部门的二氧化碳排放将不足10亿吨,建筑部门将实现完全脱碳,电力及其他能源转换部门将通过生物质以及碳捕捉技术实现负排放。

二、光伏:技术迭代加速,降本增效将推动光伏产业快速发展

需求端:光伏发电占比成长空间巨大,装机需求有望快速增长

由于我国的煤炭资源极为丰富,因此在电力供应系统中火电目前占据了相当重要的地位,而这也是导致我国目前二氧化碳排放量中电力部门占比相对较高的主要原因。虽然近年来在政府大力推进煤电供给侧改革的背景下,火电占比持续下滑,年占比也仍然达到70%以上。我们认为未来电力部二氧化碳的净零排放,将主要依靠光伏、风电等可再生能源对传统火电的替代实现。

经过多年发展,年我国光伏装机实现了较大幅度的增长。虽然受“新政”的影响,行业补贴加速退坡导致新增装机在-年出现了较为明显的下滑,但近年来随着产业链各环节的技术进步,光伏发电整体经济性改善较为明显,从而推动光伏行业下游装机需求在年明显改善。根据中电联的统计,年我国新增光伏装机规模达到48.2GW,同比增长60%,同时在所有类型装机中所占比例达到25.3%。

为满足年“碳中和”的目标,我们认为未来我国火电机组将进一步被压减规模,同时光伏、风电等可再生能源的比重将持续提升,并且在年之后,火电在整个电力系统中将更多地发挥调峰的作用。

我们预计年我国新增光伏装机容量将达到55-65GW,并且在整个“十四五”期间全国年均光伏装机容量将达到70-90GW的规模。另外,根据中石油发布的《年世界能源展望》,在碳中和情境下,年全国用电量预计将达到13万亿千瓦时,其中可再生能源占比有望达到80%,光伏、风电比例合计有望达到40-50%,而剩余的煤电以及气电机组将通过CCS技术实现碳的净零排放,届时电力部门将基本实现二氧化碳的净零排放。

供给端:各环节供给均快速增长,上游硅料、硅片环节相对集中

硅料:供给出现周期性波动,行业集中度快速提升

我国多晶硅产量仍位居全球首位,据光伏行业协会统计,-年间,我国多晶硅产量逐年稳步上升,年,我国多晶硅产量达到39.2万吨,同比增长14.6%,增速相比于年有所下降,主要是因为上半年因疫情等原因,下游需求减少,硅料价格下滑严重,各多晶硅企业均有陆续分不同时段检修或维护,产量逐步减少。年下半年,随着政策推动和海外市场不确定性的减少,国内产量才逐步回升。

从行业格局来看,近年来我国多晶硅市场集中度不断提高,龙头集中趋势显著。年中国多晶硅行业前五企业市场占有率为87.5%,较年提升了18.2个百分点,年产量5万吨以上企业达到4家。

产能方面,截至年年底,国内主要企业产能达到41.95万吨,相较于年年底的45.2万吨有所下降。根据中国有色金属工业协会硅业分会的统计,年全国多晶硅企业新增产能预计达到8.78万吨,各家公司中保利协鑫新增棒状硅2万吨/年+,颗粒硅2万吨/年;新特能源优化新增1.3万吨/年;新疆大全优化新增1万吨/年;东方希望产能逐步开满达到7万吨/年;盾安光伏复产1.5万吨。

硅片:头部集中度高,大尺寸趋势确立

据光伏行业协会统计,我国年硅片产量.3GW,同比增长19.8%。行业格局方面,年中国硅片行业前五企业市场占有率为88.1%,较年提高了15.3%,前5家企业产量均超过10GW。

硅片环节目前大尺寸高功率产品将进入快速放量阶段。据中国光伏行业协会的统计预测,年.75mm尺寸硅片市场占比超过50%,mm以上尺寸硅片占比不超过10%,我们预计到年底,+出货占比会达到50%,未来2年+会成为市场主流。

电池:PERC集中度持续提升

年,我国电池片产量.8GW,同比增长22.2%,并且新增产能仍以PERC电池为主。从生产企业来看,中国电池片头部企业产能、技术、成本等方面的优势更加明显,竞争格局进一步集中,但集中程度仍然低于上游硅料、硅片环节。年中国电池片CR5占比为53.2%,较年提升了15.3%,年产量达5GW以上企业达到9家。

组件:出口稳定增加,双玻与高密度组件是未来趋势

年,我国组件产量.6GW,同比增长26.4%,组件出口总额达到.9亿美元,出口量约78.8GW,同比增长18%。从年中国光伏组件出口市场分布占比来看,多数传统市场依然保持活力不减,印度、墨西哥等部分市场受疫情影响有所下降,最大的出口市场仍为荷兰、越南、日本,其中荷兰占比17.4%,同比增加4.8%;越南占比14.4%,同比增加6.4%;日本占比12.7%,同比增加2.7%。

组件环节行业格局亦较为分散。年中国光伏组件行业CR5市场占有率为55.1%,较年提高了12.3%,年产量达5GW以上企业达到6家。技术方面,半片目前已成行业主流,叠瓦由于专利问题未能大规模铺开,拼片、无缝焊接等等其他高密度组件方案将成为组件环节降本的重点。

电池技术不断进化,异质结将成为行业趋势

从光伏行业近些年的发展特点可以看出,行业当前快速发展的核心因素是技术驱动降本提效。从近年来降本增效的成果来看,单晶取代多晶、P型电池提效成果显著。根据CPIA的统计,年PERC电池单晶电池量产平均转换效率已经达到22.8%,同比提升0.5个百分点;同时光伏系统和组件价格相比于年也分别下降了12.3%和10.3%。

从产业链各环节当前的技术进展来看:1)硅料环节,西门子法仍是主流,FBR颗粒硅万吨级量产还在检验阶段;2)硅片环节,大尺寸、薄片化、N型高品质硅片是大趋势;3)电池片环节,目前单晶趋势已经确立,P型电池提效进度放缓,N型电池可以很好兼容/大尺寸,薄片化也是HJT独享技术,并且效率提升潜力大;4)组件环节,大尺寸、高功率趋势明显,HJT低温焊接等技术逐步成熟。

展望未来,我们认为光伏行业最值得期待的变革在于电池环节将由P型电池转向N型电池,其中异质结电池以其效率高、降本潜力大,最有潜力成为光伏行业下一个大风口。而在这一过程中,复合膜层、光注入退火、、新型TCO、无主栅、银包铜等技术将起到直接推动作用,份额取代会逐步开启。同时,钙钛矿的成熟也将催化HJT趋势的到来,最终HJT、钙钛矿走向叠层。

相比于PERC电池来说,异质结电池的核心优势主要体现在几个方面:1)效率高,主要源自宽带隙;2)发电能力强,主要来自于高双面率、低衰减、低温度系数。经测算,在典型假设下,异质结单瓦发电量比PERC高,使得其与PERC电池相比可保持0.25元/W的溢价。同时,由于效率提高,异质结电池可再获得0.15元/W左右的溢价。因而异质结电池与PERC的合理价差为0.3-0.4元/W。

异质结电池降本不断推进,性价比有望逐步凸显。过去两年设备公司不断推出升级版HJT产线,量产效率从年上半年的23%不断攀升至目前24%以上的效率。目前,产业界对年底量产超过24.5%充满信心,我们预计年底,设备企业有望为年推出量产效率超过25%的方案。另外从各生产环节的成本来看,-年异质结电池产线投资大约下降50%,银浆消耗量下降约50%,靶材用量下降约60%。我们预计年行业降本仍将持续,产业推进势头将会更加强劲。

未来1-2年内,在同样的硅片尺寸条件下,异质结的单瓦成本会不断逼近PERC电池,当两种电池的价差、成本差缩小到一定程度,异质结电池市场需求将被充分激活,形成不可逆趋势。

三、动力电池:新能源车推动交通领域减排,产业链有望持续高景气

交通领域电气化将推动新能源车产业链需求爆发

根据IEA的统计,年我国交通部门碳排放总量约9.3亿吨,同比增长4%。而根据《年能源数据》中不同运输方式的能源消耗量,我们测算出不同交通运输方式的二氧化碳排放量占比。可以看出,在所有交通运输方式中,公路运输的二氧化碳占比最大,约为76%,而铁路、水路和民航运输的直接碳排放占比分别为3%、9%和12%。因此,公路运输将是整个交通运输行业的减排重点。

公路运输方式的减排,将主要依靠汽车电动化率的提升。从全球新能源车发展情况来看,除中国外,全球主要发达经济体,尤其是欧洲和美国,都是新能源汽车产业发展的关键地区。二者不论技术水平还是市场空间都具有全球影响力,且支持性的产业政策力度很强:

除补贴外,欧洲还以削减碳排放的方式间接支持新能源汽车规模化。欧洲议会将年温室气体排放量(相比年)从目前40%的减排目标提高到60%,另外,《欧洲绿色协议》要求年实现净零排放。

美国方面,现任总统拜登重视清洁能源革命、气候变化等关键议题。通过维护和实施现有的《清洁空气法》,并制定更加严格的燃油排放标准,减少运输中的温室气体排放,以确保%新销售的轻型/中型车辆实现电动化,对重型车辆进行较大改进升级。在年底之前建设超过50万个新增公共充电站。此外,还将恢复全额电动车税收抵免,鼓励购买新能源车,并制定更加严格的燃油排放新标准。

而对于我国,“十四五”规划建议明确了新能源汽车的长期战略定位。一方面,新能源汽车名列战略新兴产业之中;另一方面,新能源汽车对我国年碳排放达峰、年实现净零排放具备不可替代性。然而对于新能源汽车补贴状态,我国直接补贴已进入可预期的退坡后期。补贴自年开始明显退坡,年加速退坡;原计划于年退出的补贴政策,因市场销量不及预期及疫情影响,延长2年至年。

从政策导向而言,我国补贴能够总结为7个指导趋势,即(1)延长补贴期限,平缓补贴退坡力度和节奏。(2)适当优化技术指标,促进产业做优做强。(3)完善资金清算制度,提高补贴精度。(4)调整补贴方式,开展燃料电池汽车示范应用。(5)强化资金监管,确保资金安全。(6)完善配套政策措施,营造良好发展环境。(7)设置补贴退坡过渡期。根据当下补贴政策形式,未来政策放缓补贴、3-5年电动车企补贴断崖式退坡,制造成本上行已成定局。因此,我国纯电汽车想要紧跟碳中和政策导向,仍需集中力量,逐步步入由量转质的技术浪潮。

另外,年10月国务院办公厅印发了《新能源汽车产业发展规划(-年)》,明确了市场主导、创新驱动、协调推进、开放发展的基本原则,意味着我国新能源汽车产业发展进入了多重新阶段。从具体内容来看,《规划》对年、年给出了电耗、销量占比、自动驾驶智能网联协同、燃料电池应用等多个方面的发展愿景。

新能源汽车放量带动产业链持续高景气

年、年我国新能源汽车产销均突破万辆。受疫情影响,年2月,我国新能源汽车产销大幅下滑。疫情基本得到控制后,新能源汽车规模持续回暖。据中汽协统计,年全年新能源汽车产销分别完成.6万辆和.7万辆,同比分别增长7.5%和10.9%。其中纯电动汽车产销分别完成.5和.6万辆,同比分别增长10.5%和5.4%;插电式混合动力汽车产销分别完成26.0万辆和25.1万辆,产量同比增长18.6%,销量同比增长8.4%。

在全国实现“碳中和”的政策指引下,我们认为交通领域的碳减排将主要依靠新能源渗透率提升实现。年,全国新能源汽车整体销量为.7万辆,在整体汽车销量中的渗透率为5.4%。我们预计,年全国新能源汽车销量有望达到万辆,同比增长41%,同时动力电池装机容量预计为94.10GWh,相比于年提升50%。另外,根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,、、年我国的新能源汽车在整体汽车销量中的渗透率规划将分别达到20%、40%、50%,同时我们假设国内汽车整体销量未来几年维持2-3%的增速,那么、年全国新能源汽车销量将分别达到.4万辆、6.4万辆。

动力电池方面,年我国动力电池装车量累计62.85GWh,同比微增1%。行业格局上,动力电池企业CR5从年的79.6%提升到年的80.2%,宁德时代在经历了年上半年的压力后持续强势,年仍占据行业半壁江山;比亚迪“刀片电池”在年下半年的发力也有所体现。我国动力电池企业面对韩日竞争,在规模表现上完全不落下风。

在下游新能源汽车持续快速放量的背景下,动力电池环节也将迎来快速增长。并且随着制作工艺技术的不断进步,电池能量密度以及单车带电量有望不断提升,从而推动动力电池装机量实现更快速的增长。

产业链景气向上游传导,电池材料行业规模不断扩大

作为电池成本的主要贡献者之一,正极材料价格整体呈下降趋势,为新能源汽车降本作出相当贡献;去年下半年开始,行业景气度提升使得正极材料价格也随之有不同程度的回升。根据最新价格,铁锂、5系正极、6系正极、8系正极价格分别约4.85万元、16.65万元、17.85万元、20.75万元/吨。市场份额方面,三元正极市场集中度较低,CR3不足40%,CR6不足60%。铁锂正极市场CR4在60%左右。

隔膜方面,干法具备价格优势,但湿法隔膜和中、高镍三元正极的高兼容性保证了其市场地位优势。隔膜价格基本保持稳定。中国企业正在扩大海外供应链份额,而且涂覆膜出货比例不断提升。国内隔膜市场集中度相对较高,CR4达到将近70%的水平。恩捷收购苏州捷力后地位进一步强化。同时海内外客户需求高速增长。星原材质给国内和海外龙头电池企业的销量也开始放量。

负极方面,中端天然/人造石墨价格基本一致,在4万元以内。高端人造石墨单吨价格约5.6万元,高端天然石墨价格约6.8万元。一年来石墨负极价格稳定下降。市场份额方面,石墨负极市场集中度较高,CR3在53%。同时,石墨负极材料性能距离性能理论天花板(以理论容量mAh/g计)差距已较小且越来越小。硅碳负极可能是高能量密度动力电池之后的重要选择,目前龙头企业正在通过一体化强化盈利能力。

电解液方面,用于NCM三元电池的4.4V高压电解液价格相对较高,单吨价格约7.8万元;4.35V电解液单吨价格7万元;磷酸铁锂电池电压低,电解液单吨价格约5.9万元。年下半年以来的行业景气使得此前低迷的电解液价格大幅回暖,磷酸铁锂电池的强劲需求导致铁锂电解液价格涨幅很高。行业格局上,电解液市场集中度较高,CR3达到61%。

我国已有多个电池材料、结构件企业通过配套海外客户的方式布局海外新能源汽车市场。随着海外新能源汽车产销恢复高增速正轨,此类二级供应商有望获益。

动力电池技术进展:不同层面创新同场竞技

我国的动力电池和新能源汽车技术在近年来取得了长足进展。从工信部推荐目录来看,不论三元、铁锂车型,工况续航均有效向上突破。

同时,不论三元、铁锂车型,电池系统能量密度也都整体提升了一个台阶。

再具体到产品,我国头部动力电池企业在三元、铁锂两条技术路线上均有从电池到系统级的创新能力。

传统的电池包结构是“电芯-模组-电池包”的三级集成方案。若干个电芯组合在一起,被称为模组;若干个模组组合在一起,再加上BMS、配电模块等零部件,成为电池Pack整包。系统集成效率比较低,导致电池包整体空间利用率不高,系统能量密度较低。

CTP技术,称为无模组设计,直接把电芯放在整个PACK里面进行安装,尽可能简化模组,省掉一切不重要结构的连接。比亚迪、宁德时代、国轩高科三家企业最新推出的刀片电池、CTP电池包和JTM集成技术,可以减少模组级的结构件,简化电池包上的装配支撑结构,使得电池包结构大幅简化,从而形成了电芯-电池包的两级集成方案,体积利用率最高或将提高50%,系统能量密度提升显著。

年9月10日在法兰克福国际车展,宁德时代展出CTP高集成动力电池开发平台,通过减少电池模组组装环节,由电芯直接集成到电池包。该电池PACK由至少两个以上的大模组构成,每一个模组之间通过固定件连接在电池托盘上,最终电池PACK通过安装梁固定在不同车型上。而一个大模组里面被若干个塑料材质的散热板分割成许多小空间,方壳电芯可以插进这些小空间。每个电芯的侧面贴有导热硅胶垫片,且电芯宽度方向的散热板留有散热通道,可以直接于外部的冷却管路连接。能减少约40%零部件(模组之间的连接线束、侧板、底板等)。

从技术优势来看,该技术电池包整体利用率提高15%-20%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%。降本方面,第一是模组之间的连接,第二是模组之间结构的加强,第三个是整个模组工艺层面的成本下降。

比亚迪刀片电池将电芯宽度拉长,厚度做薄,形状类似刀片。做成mm甚至快1m的超长电芯。其电芯出极耳方式可能采取类似软包电池制造工艺,是两端出极耳。与传统方形电池相比,呈现“扁平”和“长条”形状。

现有的电池PACK结构,由于各模组的侧板、端板、紧固件、横梁、纵梁等组件,包内空间利用率大概在40%左右;而采用了CTP技术的比亚迪电池包,除去电池管理系统、配电箱等组件,包内空间利用率大概在62%左右。受到不同的电芯布局方式影响,包内空间利用率分别为55%、60%、62%、65%,如有需求甚至可以达到80%。

刀片电池的技术优势主要包括:1)体积能量密度提升明显,较原有电池系统可提升30%以上;2)节省物料、人工费用等,成本有望降低30%。;3)由于“刀片电池”更薄,散热效果更好。

年6月16日,国轩高科申报了一项名为“一种电池卷芯以及电池”的发明专利。JTM的J是卷芯,M是模组,JTM是直接用卷芯放在模组里面,一次完成制作。该专利是通过卷绕工艺制作出电芯,再通过导电组件相连,串联放置于铝壳中组成一个大电池,大电池带有单独的极耳,可以直接用于成组。这样的做法让电池单体之间几乎没有了多余连接件,可以提高电池的体积比能量密度。

国轩高科该项专利的技术优势在于:1)能够极大的扩展锂电池的电压及其容量,从而扩大锂电池的应用范围;2)相较于传统锂电池的串并联方法而言,不需额外连接件,能够有效提升电池包的能量密度;3)具有独立的热失控管理功能,在一定程度上能够延缓热失控的发生,并能够将热失控控制在小范围区域内。

该工艺制作成本低且制造过程简单,易形成标准化。对于大众MEB平台或适度柔性大模组,JTM适应性都非常强。

四、风电:年高景气有望延续,效率提升推动经济性改善

近两年来补贴的逐步退坡使得风电行业迎来“抢装潮”,产业链整体进入新一轮景气周期:1)-年是标杆电价项目抢装,年底前核准的风电标杆电价项目需于年底前全容量并网方可享受核准时的标杆电价,年全国风电新增装机25.72GW,年风电新增装机达到71.67GW,同比增速分别达到20.9%、.7%;2)年是竞价项目抢装,竞价项目需于年底前并网方可享受核准电价。抢装结束后我国风电行业即正式进入平价时代,所有新并网的陆上风电项目均为平价项目,行业将由补贴政策导向彻底转向为资源与市场导向。

在我国新增发电装机中,非火电装机占比已由年的30%提升至年的70%,风电装机已由年的5.4%提升至目前的37.6%,电力清洁化趋势明显。在存量电源装机中,非火电装机占比已由年的24%提升至年的43%,风电占比已由年的1.1%提升至目前的13%。但火电装机仍是我国电源装机的绝对主力,仍占60%左右,我们判断,在年实现碳中和的目标下,电力系统中风电占比逐步提升将成为未来几十年我国风电行业发展的主要趋势。

和光伏行业较为类似,驱动下游电厂对风电的内生性需求不断增长的核心驱动力,还是在于产业链各环节不断降本所带来的经济性优势。我们认为,风电行业的降本路径主要包括以下几点:1)通过采用大叶片轮机组、Etop技术降低电缆损耗、采用风机传感及控制技术,提升单机组发电功率;2)在风机各零部件环节实现降本,从而降低风电场初始投资;3)通过智能化运维管理技术、高效运维装备的应用,降低风电场的运营成本。

长期来看,随着国内风电度电成本的不断下降,其相对于火电的经济性优势将进一步凸显,并驱动其未来在整体装机及电量中的占比不断提升。

详见报告原文。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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