(報告出品方:中信建投證券)
基于以上認知,我們發(fā)布中信建投新能源新技術組合,精選 10 大重倉股(總計持股比例超過 50%),代表 為來新能源技術變遷核心方向,他們分別是:N 型組件龍頭(Topcon)、寧德時代(動力/儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈領軍)、 隆基綠能(HPBC)、邁為股份(HJT)、華陽股份(鈉電)、維科技術(鈉電)、鈞達股份(Topcon)、奧特維(OBB)、 復合銅箔(復合銅箔)、。 從回測數(shù)據(jù)上來看,該組合超額收益顯著,后續(xù)我們也會對該組合進行適時調整,不斷優(yōu)化,我們判斷該 指數(shù)將持續(xù)戰(zhàn)勝行業(yè)指數(shù),代表著未來新能源投資的主要方向。
過去 5 年間,單晶滲透率的提升也帶來了隆基的崛起。隆基早在 2006 年帶領團隊對行業(yè)諸多技術路線進行 了縝密的研究,公司管理層認為光伏發(fā)展的本質在于“度電成本盡可能降至最低”。經(jīng)過分析,公司最后得出結 論“即使多晶鑄錠成本將為 0,度電成本上仍是單晶勝出”,并判斷單晶將是未來度電成本最低的技術路線。隆基 2006 年逆行業(yè)趨勢選擇單晶硅片技術、2015 年大規(guī)模使用金剛線切割、2017 年布局 PERC 電池組件 產(chǎn)能加速單晶替代,歷史上三次關鍵戰(zhàn)略選擇體現(xiàn)出隆基對技術極為深刻的理解,以及公司始終堅持的“第一 性原則”。同時也進一步體現(xiàn)出,把握住新技術的滲透將帶來顯著超額紅利,并足以顛覆整個行業(yè)格局。 隆基 2006 年逆行業(yè)趨勢選擇單晶硅片技術、2015 年大規(guī)模使用金剛線切割、2017 年布局 PERC 電池組件 產(chǎn)能加速單晶替代,歷史上三次關鍵戰(zhàn)略選擇體現(xiàn)出隆基對技術極為深刻的理解,以及公司始終堅持的“第一 性原則”。同時也進一步體現(xiàn)出,把握住新技術的滲透將帶來顯著超額紅利,并足以顛覆整個行業(yè)格局。 隆基估值也與單晶滲透率了相關性較強,過去幾年隨著單晶滲透率持續(xù)提升,隆基估值中樞也從之前 20x 不到提升至 40-50x 以上,但隨著單晶硅片格局分化、以及市場擔心產(chǎn)能過剩等問題,隆基估值出現(xiàn)一定回落。 后續(xù)需要關注隆基在電池、組件領域的持續(xù)突破。
3.1 光伏:技術迭代本質在于產(chǎn)業(yè)鏈降本,2022 年成為 N 型量產(chǎn)元年光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展伴隨電池片技術迭代推進效率提升,而電池追求高效的本質則來自于降本。由于光伏電 池片轉化效率公式為:電池片輸出功率=光照幅度(1000W/平米)*電池片面積*轉化效率,因此當光照幅度、 電池片功率一定時,轉化效率的提升能夠降低電池片的面積,形成對于組件非硅成本和電站 BOS 成本的攤薄, 從而持續(xù)降低產(chǎn)業(yè)鏈成本水平。 2015 年以前,Al-BSF 鋁背場電池在國內電池片的滲透率在 90%以上,但到了 2018 年其效率達到 20%接近 瓶頸,2019 年起 PERC 電池產(chǎn)能開始迅速崛起,從 2016 年市場滲透率不足 10%,到 2019 年能超過 50%,成為 目前市場主流電池技術路線。PERC 面臨效率提升瓶頸,發(fā)展高效 N 型勢在必行。PERC 電池理論極限效率在 24.5%,目前市場 PERC 電池平均量產(chǎn)轉化效率約 23.5%,已逼近效率極限,亟需新一代高效電池技術替代。而 N 型電池效率提升潛力 大、投資成本不斷降低,本輪光伏技術變革將由 P 型電池轉向 N 型電池(TOPCON、HJT、IBC)。 目前 TOPCON 成本相對較低性價比顯著,2022 年將迎來大規(guī)模量產(chǎn)元年,將成為近年擴產(chǎn)主流。HJT 電 池參數(shù)性能最優(yōu),但當前成本仍然偏高,需要持續(xù)推進降本技術才能量產(chǎn)。而 IBC 電池具備最高的轉化效率, 并可疊加工藝繼續(xù)擴大優(yōu)勢,但成本較高且犧牲雙面率,預計將有部分領先企業(yè)配合特定場景布局應用。由于光伏產(chǎn)品的終端應用設計壽命高達 20 年以上,同時投資回收期高達 10 年以上,因此業(yè)主對于光伏產(chǎn) 品具備天然較低的風險偏好,對于新技術的推廣初期會存在一定阻力。但若新技術具備顯著的性價比,能夠大 幅縮短業(yè)主的投資回報周期,同時在頭部組件和業(yè)主端得以驗證后,將會快速開啟新技術滲透周期。 當新技術帶來的溢價相較于成本具備顯著性價比時,下游業(yè)主端將會持續(xù)推進新技術的應用,新技術滲透 率開始逐步提升。當新技術的性價比在終端得以可靠驗證,同時產(chǎn)能開始大規(guī)模釋放后,新技術滲透率將得以 快速放量,同時有望恢復到合理溢價水平。而后隨著新技術完全普及,其溢價最終讓利給下游實現(xiàn)行業(yè)降本。
當前來看,2022 年的 N 型組件類似于 2016 年的單晶組件,已經(jīng)具備顯著性價比優(yōu)勢,有望迎來滲透率持 續(xù)提升。3.1.1 電池技術:當前 TOPCon 性價比最優(yōu),為領先企業(yè)貢獻超額收益N 型電池組件相較于 P 型的性價比主要來自于三個方面:1)轉化效率提升時,能夠攤薄組件每 W 玻璃、 膠膜、鋁框等成本,降低組件自身的非硅成本;2)轉化效率提升時,能夠攤薄每 W 終端安裝時的 BOS 成本, 形成組件產(chǎn)品的溢價;3)由于 N 型高效電池組件具備低衰減、高雙面率以及低溫度系數(shù)等優(yōu)勢,能夠實現(xiàn)全 生命周期每 W 發(fā)電量更高,形成組件產(chǎn)品的溢價。我們判斷,當前 TOPCon 電池處于技術爆發(fā)紅利前期,N 型量產(chǎn)布局領先的企業(yè)將有望率先獲得高額利潤 及市場份額,持續(xù)擴大其優(yōu)勢地位,今年有望實現(xiàn)平均 0.05-0.1 元/W 以上溢價。而隨著后續(xù)技術持續(xù)擴散紅利 將逐步釋放至下游終端,實現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈整體降本,溢價水平或將持續(xù)降低直到技術完全擴散,而技術領先公 司有望通過更優(yōu)質產(chǎn)品,獲得更好的市場份額。 按照溢價、成本測算,當前時點 TOPCON 最具性價比。當前不同電池廠在各電池技術參數(shù)差異較大,目 前相較于 PERC,TOPCON 最具性價比,頭部廠家已經(jīng)實現(xiàn)一體化成本持平,其他大部分廠商也實現(xiàn) 0.05 元/W 以內差距;HJT 較 PERC 高 0.1 元/W 以內,頭部廠家計劃年底實現(xiàn)一體化成本持平;IBC 頭部廠家計劃年內投 產(chǎn)后實現(xiàn)一體化成本持平。考慮到當前 TOPCon 頭部廠家已經(jīng)接近成本持平于 PERC,同時可溢價 0.1 元/W 水平,因此當前 TOPCon 電池凈利潤可實現(xiàn) 0.1 元/W 水平。而隨著薄片化推進以及技術升級,TOPCon 等高效電池成本還將繼續(xù)降低, 效率仍有望持續(xù)攀升并保持溢價水平,則能夠顯著厚增技術領先企業(yè)的超額利潤。 當前領先電池組件企業(yè)對于 N 型高線電池企業(yè)已具備產(chǎn)業(yè)化布局,并于 2022 年推出量產(chǎn)產(chǎn)品,2023 年進 一步放量。其中由于 TOPCon 現(xiàn)階段經(jīng)濟性,預計今、明兩年將會有較大規(guī)模量放出,其中晶科、鈞達等電池 組件企業(yè)布局領先,年內已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模投產(chǎn)和出貨,其他廠商也有望于明年上半年批量投產(chǎn)。我們預計 22、 23 年 TOPCon 擴產(chǎn)將分別達到 100-150、150-200GW 以上水平。其他技術路線方面,由于 HJT 當前成本相對較高、難度較大,但隨著 Q4 以后新工藝導入將初具性價比水 平,以及未來降本增效仍具備較大潛力空間,因此大多擴產(chǎn)為不計短期盈利的新玩家,根據(jù)我們統(tǒng)計,預計 2022-2023 年 HJT 擴產(chǎn)產(chǎn)能分別為 30、40-50GW 以上,若 2023 年降本增效工藝導入順利,或將在 2024 年擴產(chǎn) 中超出市場預期。 由于 IBC 當前難度較大、需要較為深入的工藝積累,因此主要為隆基、愛旭兩家企業(yè)布局量產(chǎn)擴產(chǎn),同時 隆基 2023 年擴產(chǎn)路線目前仍未公開,因此我們預計 2022 年 IBC 擴產(chǎn)產(chǎn)能 40GW 以上、2023 年存在不確定性, 若隆基仍布局 BC 技術或其他廠家導入,后續(xù)擴產(chǎn)仍有望持續(xù)上升。3.1.2 降本增效工藝:頭部廠商拉開差距重要抓手,滲透率有望持續(xù)提升隨著 23 年 N 型電池滲透率快速提升,我們認為產(chǎn)業(yè)配套的降本增效工藝將成為產(chǎn)業(yè)關注的重點方向,一 方面意義在于頭部廠商通過降本增效工藝,其產(chǎn)能能夠顯著領先于其他廠商高效電池;另一方面,各條技術路 徑之間賽跑競爭也通過降本增效工藝來實現(xiàn)。 降本增效工藝方面,降本主要體現(xiàn)為薄片化、降低銀漿,其中薄片化又可通過超薄切片機、鎢絲工藝來實 現(xiàn),降低銀漿主要通過 SMBB/0BB、激光轉印、電鍍銅、銀包銅等工藝實現(xiàn)。 增效主要體現(xiàn)為提升電池轉換效率、組件功率,其中提升電池效率主要通過 SE、雙面 poly、雙面微晶,提 升組件功率主要通過 POE/光轉膜等封裝實現(xiàn)。3.2 鈉電:產(chǎn)業(yè)技術進步帶來產(chǎn)品性價比,有望成為鋰電的補充方向鈉電應用看點在成本低、性能有特點鈉電是否具備產(chǎn)業(yè)化應用能力,主要看相較于現(xiàn)有電化學儲能體系是否具備性價比和性能優(yōu)勢。性價比方 面,對現(xiàn)有鉛酸電池性價比已無爭議,對鋰電當前具備性價比,長期與鋰價相關;性能方面,鈉電由于自身斯 托克斯半徑較小故在低溫性能和倍率性能上具備天生優(yōu)勢 依托層狀氧化物或普魯士藍/普魯士白正極和硬碳負極,以低成本為特色的鈉離子電池,其 BOM 成本較低, 理論在 0.3 元/Wh 附近,而且因為碳酸鈉廉價,BOM 成本波動不大。
鈉電性能優(yōu)勢主要體現(xiàn)為安全性能和低溫性能較優(yōu)。 安全性能方面:鈉離子內阻高于鋰離子內阻故短路發(fā)生后電池瞬間發(fā)熱量少,溫升較低,所以在所有安全 測試項目中,均未發(fā)現(xiàn)起火現(xiàn)象。 低溫性能方面:鈉離子由于其半徑較鋰離子大,故其溶劑化能較低、斯托克斯直徑較小,相同濃度的電解 液具備更高的電導率,具備更好的溶劑脫出能力和界面離子擴散能力,低溫性能較好。鈉電技術路徑多樣,層狀氧化物+硬碳路徑進度較快和鋰電活性物質類似,鈉電正負極材料也有插層類、相變類的基本區(qū)分;高容量、高電勢差、高電導、高 循環(huán)穩(wěn)定性、動力學特性好、成本低等是共性需求。 鈉電當前三種路徑各具特色,從應用進度上看,層狀氧化物鈉電與三元鋰電相近且性能均衡而更快推廣; 普魯士藍成本和能量密度具備一定優(yōu)勢,但需要解決結晶水帶來的循環(huán)衰減問題;聚陰離子路線循環(huán)壽命有明顯優(yōu)勢,但需要改進提升克容量和倍率性能。各類鈉電正極材料的實際容量在幾十到 200mAh/g 以上范圍,對鈉電壓在 2 到 4V 以上范圍。除了對能量密 度有直接貢獻的容量-電壓特性需要關注外,鈉離子的有效擴散和各類(成分、價態(tài)、物相結構、聚集態(tài))穩(wěn)定 性也很重要。石墨作為鋰離子電池負極,以對鋰電壓低、容量較高(相比于其他插層類材料)為賣點得到了廣泛的產(chǎn)業(yè) 應用,而且也具備存儲鉀離子的能力,但并不適合作為鈉離子電池的負極材料。在上世紀鋰離子電池走出實驗 室的同時間段鈉離子電池并未產(chǎn)業(yè)化,缺乏合適的負極是重要的原因。 各類軟碳、硬碳材料,以及氧化石墨烯等碳材料的碳層間距更合適,不同程度可以儲鈉。其中,硬碳材料 容量較高、對鈉電壓較低、循環(huán)穩(wěn)定性好,而且易于規(guī)模化。同時,提升首次循環(huán)效率的缺陷工程、表面工程 工作也在進行。
預計 2025 年和 2030 年鈉電需求 50GWh 和 260GWh預計在 2022 年底-2023 年初步規(guī)?;螅?025-2030 年是較高性能、較低成本鈉離子電池大規(guī)模驗證-高速 發(fā)展的時間段。 預計至 2025 年,兩輪電動車、低速電動車、叉車、儲能和少量 A00 級乘用車等是鈉離子電池率先發(fā)力的 細分戰(zhàn)場,市場空間近 50GWh,近 250 億元。至 2030 年,部分商用車、啟停電池等也開始貢獻銷量,市場空 間擴大至近 260GWh,逾千億元。鈉離子電池規(guī)模在對應二次電池市場中的規(guī)??傆嫹謩e超過 3.2%、9.1%。根據(jù)當前能量密度測算需求,預計 2025 年正極、負極、隔膜、電解液和鋁箔需求 12 萬噸、6 萬噸、17 億 平、8 萬噸和 3 萬噸,對應正極、負極、隔膜、電解液和鋁箔規(guī)模 34、9、22、15、6 億元。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈跨界+產(chǎn)研背景參與者推動鈉電應用鈉電池環(huán)節(jié)參與者眾多,一般分為傳統(tǒng)鋰電池廠商和科研院所背景新進入者,具備代表性的有寧德時代、 中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、傳藝科技和華陽股份等。寧德時代 2021 年發(fā)布了第一代鈉離子電池產(chǎn)品。公司表示,其電芯單體能量密度達 160Wh/kg;常溫下充 電 15 分鐘,電量可達 80%以上;在-20 度低溫環(huán)境中,也擁有 90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達 80% 以上;熱穩(wěn)定性遠超國家強標的安全要求。而且該電池可以和磷酸鐵鋰電池成組為“AB 電池”包。
源自中科院的中科海鈉在鈉離子電池的基礎材料以及電芯、系統(tǒng)層面進行了非常具有前瞻性的探索。除底 層科技方面的積淀外,其在兩輪電車、低速電車和儲能等應用領域均有示范產(chǎn)品。鈉創(chuàng)新能源成立于 2012 年,具備鈉離子電池正極、電解液、電池制造以及系統(tǒng)集成與管理的相關技術。2022 年 10 月 25 日,全球首條萬噸級鈉離子電池正極材料生產(chǎn)線投運,完成 0.3 萬噸正極和 0.5 萬噸電解液的生產(chǎn)工 藝包設計。目前正極材料及電解液已經(jīng)在 20 余家電池制造企業(yè)進行驗證。3.3 復合集流體:2023 年進入產(chǎn)業(yè)化元年集流體是匯集正負極電流的結構部件,當前鋰電池分別使用銅箔和鋁箔作為負極和正極的集流體。復合集 流體則采用“金屬-PET/PP 高分子材料-金屬”三明治結構,用高分子材料代替大部分厚度的金屬層,僅采用兩 面約 1 微米的金屬層導電,電池針刺時無毛刺產(chǎn)生,同時高分子層起到“斷路效應”防止電池熱失控,也避免 傳統(tǒng)金屬集流體老化脆斷及產(chǎn)生毛刺的風險,安全性能顯著提升,此外高分子層的加入也帶來了減重提升能量 密度和降本的作用。復合銅箔降本能力更顯著,假設 6μm銅箔替換成 1μm 銅箔+4.5μmPET 支撐層+1μm銅箔三明治結構 PET 銅箔(NCM523),其用量為 0.35kg/kwh,較銅箔減重約 50%;基于此,測算質量能量密度 200 wh/kg 的電池包能量密度將提升至 215wh/kg,質量能量密度提升約 7%,效果顯著。良率和銅價是決定復合銅箔和傳統(tǒng)銅箔成本關鍵變量,高銅價有利于復合銅箔的相對原材料成本優(yōu)勢,預 計銅價>5 萬/噸,復合銅箔良率水平達到 80%以上時,其相對傳統(tǒng)銅箔具備較好的經(jīng)濟性。
復合鋁箔主要用于三元高端項目,因為制造工藝高價格較貴,相對傳統(tǒng)鋁箔成本劣勢明顯,滲透率提升總 體偏緩,預計 2025 年復合鋁箔滲透率 5%,需求 8.3 億平。復合銅箔在提升能量密度、增強安全性和降低成本 方面具備明顯優(yōu)勢,綜合看,是傳統(tǒng)銅箔的下一代產(chǎn)品,預計 2025 年復合銅箔滲透率 15%,需求 25.7 億平。工藝:復合銅箔采用蒸鍍+水電鍍組合工藝。傳統(tǒng)的銅箔主要是由銅溶液在陰極輥設備上的電解工藝制備, 而復合銅箔是在基材厚度 3-8um 的 PET、PP、PI 等材質表面采用磁控濺射的方式,得到一層約 60nm 的金屬層, 實現(xiàn)基材表面金屬化。然后通過水電鍍增厚的方式,將金屬層加厚到 1μm 或以上,制作總厚度在 6μ左右的復 合銅箔,用以代替 6-8um 的傳統(tǒng)電解銅箔。復合銅箔工藝包括兩步法和三步法,兩步法是磁控濺射+電鍍,三步 法磁控濺射+蒸鍍+電鍍。目前兩步法工藝流程簡單、成本較高,而三步法采用蒸鍍增厚銅層作為過渡步驟,提 升后段電鍍效率,具備更好的產(chǎn)業(yè)化前景。產(chǎn)業(yè)進展如火如荼,多家公司轉型加入。金美新材、廈門海辰鋰電、寶明科技、雙星新材、方邦股份等公 司借助自身技術優(yōu)勢,相繼布局復合材料,涉及復合銅箔、復合鋁箔項目,其中金美新材、海辰鋰電和寶明科 技的產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)能規(guī)劃節(jié)奏相對領先。3.4 高電壓快充:直流大功率快充為新能源汽車行業(yè)重點發(fā)展方向充電難、充電慢為目前新能源汽車的主要痛點,在補充能源效率方面與燃油車存在的差距對新能源汽車滲 透率造成一定影響。2022 年電動車銷量超預期爆發(fā)增長,雖然隨著充電基礎設施建設的加快,車樁比有所下降, 但充電難、充電慢依然是目前新能源汽車的主要痛點。充電樁數(shù)量不足以及單車帶電量的提升延長了補能和等 待時間,但目前市場上不同價位的熱銷車型平均快充時間大都多于半小時,遠高于燃油車的平均加油時間。換 電方案推廣成本和難度較高,因此大功率快充成為新能源車未來的重要發(fā)展方向。提高充電功率有大電流和高電壓兩條路徑,高電壓更為主流。特斯拉 Model 3 是大電流的代表,保時捷 Taycan 800V 充電平臺是高電壓的代表,800V 電壓平臺可使快充功率突破至 350kW,實現(xiàn) 6C 到 8C 充電。除充 電功率大幅提高外,由于電流小散熱少,能支持快充的時間也更長,可在 SOC10%-50%內均以 250kw 以上功率 充電。小鵬 G9 則采取了高電壓+大電流的方式,其 4C 版本在搭載 800V 平臺的同時極限電流可以達到 600A 以 上,實現(xiàn)了 430kW 的極限功率。
海內外車企積極推進 800V 平臺和車型上市。2019 年保時捷推出 Taycan,首次在純電車上搭載 800V 充電 平臺,隨后包括現(xiàn)代 IONIQ5/6、廣汽埃安 V Plus、奧迪 e-tron GT、Lucid Air、比亞迪元 Plus、起亞 EV6、北汽 極狐αS HI、凱迪拉克 LYRIQ、小鵬 G9、長城沙龍機甲龍在內的 13 款 800V 車型已量產(chǎn)上市。其它車企的 800V 車型計劃也在積極推進中,預計至 23 年吉利、理嵐圖、華為等品牌均有 800V 車型上市并交付。若 800V 替代 400V,高壓系統(tǒng)對應有兩種升級方案:1)充電 800V+用電 400V:涉及充電的部件為 800V, 涉及用電的部件維持 400V,該方法不需要壓縮機、PTC 等重新適配,成本較低;2)充電 800V+用電 800V:全 系高壓架構,即充電、用電均采用 800V 部件,該方法效率更高,隨著供應鏈整體升級,高壓部件成本下降, 預計 23 年后,全系高壓結構將成為未來主流。 目前市面上充電樁多為 400V,升級至 800V 有兩種方式:1)將充電樁升級為 800V:若升級充電樁,則充 電槍、接觸器、線束、熔絲等都需提升耐壓等級。如果工作電流也增加,那么還需要增加底部電扇,樁內用循環(huán)液冷。2)在車身加配 DC/DC 升壓模塊。受益于高電壓快充大趨勢,充電樁產(chǎn)業(yè)鏈有望通過技術升級增加價 值量、提升市場空間。新技術的應用會拓展行業(yè)的發(fā)展空間和準入壁壘,而具備核心技術公司的市場競爭力將會進一步凸顯。目 前包括電池研發(fā)生產(chǎn)、SiC 產(chǎn)品生產(chǎn)在內的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭公司以及計劃配套 800V 相應車型的公司具備較好的發(fā)展 前景和投資價值,考慮到未來需求的旺盛,預計產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)將長期受益,并與下游配套車企協(xié)同發(fā)展。我 們認為圍繞 800V 產(chǎn)業(yè)鏈,電池、電機電控、OBC+DC/DC、空氣壓縮機/PTC、元器件(電容、繼電器、熔斷器)、 連接器及線束均有中長期成長機會。3.5 大電流快充:提升負極包覆劑需求大電流快充需要負極通過石墨改性和硅基負極來提升穩(wěn)定性。由于高倍率充電會導致鋰電池電極和電解液 穩(wěn)定性降低,電池副反應增加,800V 電池組電芯需要研發(fā)更高性能的材料。其中提升點主要在負極材料,一方 面現(xiàn)有的石墨負極為層狀結構,鋰離子只能從端面進入,離子傳輸路徑長;另一方面石墨電極電位低,高倍率 充電會使石墨電極極化增大,導致負極表面出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象。目前主要可以通過石墨改性和采用硅基負極來解決 高倍率快充下的材料問題。
負極包覆材料能有效提高電池首效、壽命、倍率,隨著快充逐步普及,用量有望逐步提升。 (1)降低不可逆容量,提高放電效率。包覆石墨避免了電解液與石墨表面的直接接觸,提高了石墨的振實 密度,通過減少比表面積抑制了 SEI 膜的形成,降低了不可逆容量; (2)提高循環(huán)性能和使用壽命。包覆形成的表面亂層結構對石墨片層起到釘扎作用,避免了電解液中有機 小分子的共嵌入進而導致石墨片層的剝落以及降低循環(huán)性能; (3)提高倍率性能,實現(xiàn)快充。在石墨表面形成一層薄而連續(xù)的非晶碳層從而起到提高倍率性能的作用。目前人造石墨負極包覆材料的添加比例大致在 6%-15%;天然石墨添加比例大致在 5%-11%;硅碳負極因為 硅約 300%的體積膨脹效應,添加比例在 30%以上。得益于快充逐步普及,我們預計 2025 年人造石墨體系下包 覆材料使用比例將升至 12%,我們預計 2025 年全球負極包覆材料需求將達 29.3 萬噸,2021-2025 年 CAGR 達 48%。3.6 儲能:2022 年是爆發(fā)元年,開啟新能源第四賽道高速成長周期繼風電、光伏、電動車之后,儲能將成為新能源高速增長的第四賽道,具體原因為: (1)新能源裝機占比高增,2021 年全國新能源累計裝機約 63504 萬千瓦。新能源裝機滲透率穩(wěn)步提升, 由 2010 年的 3.1%持續(xù)高增至 2021 年 26.7%,部分省份如寧夏、青海等已超過 50%。海外方面,歐洲新能源發(fā) 電滲透率已接近 25%。而不穩(wěn)定的電源不利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定,亟需儲能作為“緩沖帶”。 (2)儲能的具備多種優(yōu)勢,如調節(jié)性能好、不產(chǎn)生碳排放、對場地要求低、建設周期短等。儲能在調節(jié)性 能上的優(yōu)勢最為明顯,可以在毫秒級切換±100%出力。 (3)近年來國內外均產(chǎn)生了電力危機,主要是靈活性資源不足引起,而儲能則是最重要的靈活性資源。 儲能推動力方面,國內儲能的促進因素主要為政策強配、以及推動儲能經(jīng)濟性提升等。而海外則多以政策鼓勵、補貼等形勢推動儲能發(fā)展,以美國為例。2018 年 3 月,美國發(fā)布《住宅側儲能系 統(tǒng)稅收抵免新規(guī)則》(ITC),針對住宅側光儲系統(tǒng),如果用戶在安裝光伏系統(tǒng)一年后再安裝電池儲能系統(tǒng),且 滿足存儲的電能 100%來自光伏發(fā)電的條件,則這套儲能設備也可以獲得 26%的稅收抵免。
儲能市場近期變化有: (1) 國內大儲項目爆發(fā),單月中標額突破 12GWh:6 月份開始每月中標量增長到 3GWh 以上,到 9 月份、10 月份中標量先后達到 6GWh、12GWh,實現(xiàn)翻兩 番,體現(xiàn)了國內儲能旺盛的增速。 (2) 海外儲能增長同樣迅速,以美國為例,美國儲能已連續(xù)兩年新增裝機增速突破 200%。(3) 預測全球儲能裝機高增,今年在 75-80GWh 之間,同比增速超過 100%;2023 年達到 150GWh,接 近翻番;2025 年接近 400GWh:3.7 海上風電:2022 年開始,國內及全球海上風電進入新一輪快速成長期隨著 2021 年海風搶裝結束,預計從 2022 年開始,國內海上風電進入新一輪的快速成長期。從目前各省發(fā) 布的“十四五”規(guī)劃來看,目前沿海各省、市、自治區(qū)均已發(fā)布“十四五”海風規(guī)劃,預計“十四五”新增海 風并網(wǎng)/開工達 70GW;近 2-3 年廣東、山東、浙江等地在國補取消后推出地方補貼,將有利于目前較高海風造 價下的海風建設。 我們預計“十四五”、“十五五”期間我國海風市場具有良好的成長性: (1)各省市針對“十四五”海風均提出了積極的發(fā)展規(guī)劃,從目前各省發(fā)布的“十四五”規(guī)劃來看,目前 沿海各省、市、自治區(qū)均已發(fā)布“十四五”海風規(guī)劃,預計“十四五”新增海風并網(wǎng)/開工達 70GW; (2)海風距離負荷中心近,目前沿海多省市電力供需緊張,高度重視海風發(fā)展,不存在消納難題; (3)有效解決土地資源約束,目前,光伏和陸上風電相對海上風電成本更低,但占用土地資源問題更為嚴 重,對于沿海經(jīng)濟發(fā)達省份這一問題更為突出; (4)目前海風在全國范圍內仍未全面平價,除廣東、福建、海南外,其他各地距離平價還存在 1000-3000 元/KW 的造價差,預計全面平價后成長空間將進一步打開; (5)行業(yè)基數(shù)小,除江蘇、廣東省以外,其他沿海省市 2021 年底存量海風裝機均在 4GW 以下。 預計海風建設在 22 年搶裝間歇期后將再度爆發(fā),十四五中后期國內海風年均新增裝機復合增速有望超過 40%。
預計 2022-2026 年,全球風電裝機復合增速約 11%,其中海風裝機增速高企,預計復合增速將達到 40%以 上。 全球各國近年紛紛出臺海風發(fā)展規(guī)劃,歐盟四國提出 2030 年海風目標增至 65GW。2022 年 5 月,丹麥、 德國、比利時與荷蘭的政府首腦在“北海海上風電峰會”上共同簽署一份聯(lián)合聲明文件,旨在將北海打造成歐 洲的“綠電中心”。上述四個歐盟國家承諾,到 2050 年將四國海上風電裝機規(guī)模將增加 10 倍,從目前的 16GW 提高至 150GW;在 2030 年海上風電裝機總量將達 65GW。歐洲海風市場持續(xù)發(fā)展,美洲、亞太等將成為海風的新增市場,預計 2022-2026 年全球海風新增裝機 CAGR40%以上展望 2022-2025 年,我們預計,全球風電新增裝機復合增速 11%,其中,中國海風 CAGR 為 41.4%,海外 海風 CAGR 為 29.4%;“十四五”、“十五五”期間,海上風電是新能源行業(yè)空間較大、增速較快的細分方向之 一。 海纜用量主要與離岸距離緊密相關,海上塔筒和樁基也隨著海水深度增加,重量不斷增長,目前海風整體 發(fā)展趨勢是深遠?;?。2021 年并網(wǎng)項目平均離岸距離 30.88Km、以裝機量計算加權平均距離約為 33.65Km,2022 年新招標/核準項目平均離岸距離 33.89Km,較 2021 年并網(wǎng)項目增長 9.78%,加權平均距離為 40.41Km,較 2021 年增長 20.1%。(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)精選報告來源:【未來智庫】?!告溄印?/strong>
一、大邏輯:為什么我們看重新技術、新方向
新技術是大新能源板塊增速最快的方向1、新能源行業(yè)仍在快速增長的紅利期,預計未來行業(yè)多年復合增長 25-30%,中國擁有世界上最大的市場、持 續(xù)的工程師紅利和相對歐美日韓的低成本優(yōu)勢,在這些因素的共同作用下,越來越多的新能源新技術將從實驗 室走向產(chǎn)業(yè)化。 2、新技術滲透率偉大共振可孕育巨大的投資機會,歷史上孕育過很多十倍牛股,新技術壁壘+階段性紅利爆發(fā) 作用于相關公司的 EPS,使得這些公司增速遠快于行業(yè)增速,獲得業(yè)績與估值上的戴維斯雙擊。在未來十年, 類似的情節(jié)將在新能源行業(yè)持續(xù)上演,當然有的技術短期兌現(xiàn)度強紅利已經(jīng)近在眼前,投資具備可持續(xù)性。 有些技術現(xiàn)在仍然偏遠期,可能投資上偏主題,但任何一個新技術都有一個產(chǎn)業(yè)化的過程,我們不妨更寬 容一些,只要原理上不違背科學常識,有可靠的降本路徑,相比較現(xiàn)有技術是更優(yōu)的選型,都可作為配置選擇。
基于以上認知,我們發(fā)布中信建投新能源新技術組合,精選 10 大重倉股(總計持股比例超過 50%),代表 為來新能源技術變遷核心方向,他們分別是:N 型組件龍頭(Topcon)、寧德時代(動力/儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈領軍)、 隆基綠能(HPBC)、邁為股份(HJT)、華陽股份(鈉電)、維科技術(鈉電)、鈞達股份(Topcon)、奧特維(OBB)、 復合銅箔(復合銅箔)、。 從回測數(shù)據(jù)上來看,該組合超額收益顯著,后續(xù)我們也會對該組合進行適時調整,不斷優(yōu)化,我們判斷該 指數(shù)將持續(xù)戰(zhàn)勝行業(yè)指數(shù),代表著未來新能源投資的主要方向。
二、從復盤來看新技術、新方向的選股邏輯
2.1 磷酸鐵鋰滲透率提升帶來投資紅利期歷史上看,主流動力電池體系形成三元和鐵鋰兩大類,2020 年前補貼更傾向于容量密度較高的三元電池, 故三元占優(yōu),2020 年以后補貼退坡疊加鐵鋰爆款車型推行兩者均衡,2021 年以來由于原材料價格高位三元性價 比下降,鐵鋰逐漸占優(yōu)。行業(yè)代表性公司估值與裝機占比相關性強,在鐵鋰占比提升預期之下,德方納米等代表性公司估值被大幅 拉升至當年 400x,次年 200x,隨著業(yè)績兌現(xiàn)估值中樞目前高位期已過,2022 年以來考慮格局和盈利能力惡化 的預期,估值持續(xù)走低。2.2 單晶硅滲透率提升帶來隆基的崛起歷史上看,硅片技術分為直拉單晶以及鑄錠多晶技術,在 2017 年之前晶硅片技術路線由于技術門檻、成本 相對更低,一直都是光伏行業(yè)的主流路線。2017 年以來,隨著隆基布局金剛線切割、PERC 電池等動作,推動 單晶產(chǎn)品逐步對多晶形成替代,成為市場主流。
過去 5 年間,單晶滲透率的提升也帶來了隆基的崛起。隆基早在 2006 年帶領團隊對行業(yè)諸多技術路線進行 了縝密的研究,公司管理層認為光伏發(fā)展的本質在于“度電成本盡可能降至最低”。經(jīng)過分析,公司最后得出結 論“即使多晶鑄錠成本將為 0,度電成本上仍是單晶勝出”,并判斷單晶將是未來度電成本最低的技術路線。隆基 2006 年逆行業(yè)趨勢選擇單晶硅片技術、2015 年大規(guī)模使用金剛線切割、2017 年布局 PERC 電池組件 產(chǎn)能加速單晶替代,歷史上三次關鍵戰(zhàn)略選擇體現(xiàn)出隆基對技術極為深刻的理解,以及公司始終堅持的“第一 性原則”。同時也進一步體現(xiàn)出,把握住新技術的滲透將帶來顯著超額紅利,并足以顛覆整個行業(yè)格局。 隆基 2006 年逆行業(yè)趨勢選擇單晶硅片技術、2015 年大規(guī)模使用金剛線切割、2017 年布局 PERC 電池組件 產(chǎn)能加速單晶替代,歷史上三次關鍵戰(zhàn)略選擇體現(xiàn)出隆基對技術極為深刻的理解,以及公司始終堅持的“第一 性原則”。同時也進一步體現(xiàn)出,把握住新技術的滲透將帶來顯著超額紅利,并足以顛覆整個行業(yè)格局。 隆基估值也與單晶滲透率了相關性較強,過去幾年隨著單晶滲透率持續(xù)提升,隆基估值中樞也從之前 20x 不到提升至 40-50x 以上,但隨著單晶硅片格局分化、以及市場擔心產(chǎn)能過剩等問題,隆基估值出現(xiàn)一定回落。 后續(xù)需要關注隆基在電池、組件領域的持續(xù)突破。
三、新技術百花齊放,優(yōu)選 2023 年確定性高的方向
下游對降本及產(chǎn)品性能提升的持續(xù)追求下,鋰電和光伏的新技術迭代層出不窮。根據(jù)不同新技術滲透率曲 線預期的不同,我們按照新技術成熟度和放量節(jié)奏對各個新方向進行排序梳理。鋰電方面,負極包覆劑、碳納 米管和 LiFSI 已實現(xiàn)批量應用,滲透率持續(xù)提升;4680 電池、磷酸錳鐵鋰和硅基負極 2022 年已實現(xiàn)小批量應用, 23 年有望進入滲透率陡峭上升期,鈉電、復合銅箔和麒麟電池 23 年進入產(chǎn)業(yè)化元年,技術方向確定性高,未 來幾年將開啟高速成長。 光伏方面,新技術主要圍繞電池技術路線,以及配套降本增效工藝的變化。電池技術路線方面主要包括 TOPCon、HJT、XBC 三條路線,22 年均實現(xiàn) GW 級別落地,其中 TOPCon 由于顯著性價比成為當前行業(yè)主流 路線,23 年滲透率有望大幅提升。降本增效路線主要包括 SMBB/0BB、激光轉印、電鍍銅、銀包銅漿料、切片 機及鎢絲等工藝,其中 SMBB、銀包銅、薄片切片機鎢絲將在 23 年迎來量產(chǎn),0BB、激光轉印、電鍍銅還需持 續(xù)跟蹤。 選股思路:鋰電方面,關注 2022 年開始滲透率已經(jīng)出現(xiàn)快速提升且 2023 年兌現(xiàn)業(yè)績的快充和 2023 年開始 量產(chǎn)元年的復合銅箔、鈉電、錳鐵鋰幾個新技術方向。光伏方面,新技術主要圍繞電池技術路線以及配套降本 增效工藝的變化,電池技術路線方面主要包括 TOPCon、HJT、XBC 三條路線。
3.1 光伏:技術迭代本質在于產(chǎn)業(yè)鏈降本,2022 年成為 N 型量產(chǎn)元年光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展伴隨電池片技術迭代推進效率提升,而電池追求高效的本質則來自于降本。由于光伏電 池片轉化效率公式為:電池片輸出功率=光照幅度(1000W/平米)*電池片面積*轉化效率,因此當光照幅度、 電池片功率一定時,轉化效率的提升能夠降低電池片的面積,形成對于組件非硅成本和電站 BOS 成本的攤薄, 從而持續(xù)降低產(chǎn)業(yè)鏈成本水平。 2015 年以前,Al-BSF 鋁背場電池在國內電池片的滲透率在 90%以上,但到了 2018 年其效率達到 20%接近 瓶頸,2019 年起 PERC 電池產(chǎn)能開始迅速崛起,從 2016 年市場滲透率不足 10%,到 2019 年能超過 50%,成為 目前市場主流電池技術路線。PERC 面臨效率提升瓶頸,發(fā)展高效 N 型勢在必行。PERC 電池理論極限效率在 24.5%,目前市場 PERC 電池平均量產(chǎn)轉化效率約 23.5%,已逼近效率極限,亟需新一代高效電池技術替代。而 N 型電池效率提升潛力 大、投資成本不斷降低,本輪光伏技術變革將由 P 型電池轉向 N 型電池(TOPCON、HJT、IBC)。 目前 TOPCON 成本相對較低性價比顯著,2022 年將迎來大規(guī)模量產(chǎn)元年,將成為近年擴產(chǎn)主流。HJT 電 池參數(shù)性能最優(yōu),但當前成本仍然偏高,需要持續(xù)推進降本技術才能量產(chǎn)。而 IBC 電池具備最高的轉化效率, 并可疊加工藝繼續(xù)擴大優(yōu)勢,但成本較高且犧牲雙面率,預計將有部分領先企業(yè)配合特定場景布局應用。由于光伏產(chǎn)品的終端應用設計壽命高達 20 年以上,同時投資回收期高達 10 年以上,因此業(yè)主對于光伏產(chǎn) 品具備天然較低的風險偏好,對于新技術的推廣初期會存在一定阻力。但若新技術具備顯著的性價比,能夠大 幅縮短業(yè)主的投資回報周期,同時在頭部組件和業(yè)主端得以驗證后,將會快速開啟新技術滲透周期。 當新技術帶來的溢價相較于成本具備顯著性價比時,下游業(yè)主端將會持續(xù)推進新技術的應用,新技術滲透 率開始逐步提升。當新技術的性價比在終端得以可靠驗證,同時產(chǎn)能開始大規(guī)模釋放后,新技術滲透率將得以 快速放量,同時有望恢復到合理溢價水平。而后隨著新技術完全普及,其溢價最終讓利給下游實現(xiàn)行業(yè)降本。

當前來看,2022 年的 N 型組件類似于 2016 年的單晶組件,已經(jīng)具備顯著性價比優(yōu)勢,有望迎來滲透率持 續(xù)提升。3.1.1 電池技術:當前 TOPCon 性價比最優(yōu),為領先企業(yè)貢獻超額收益N 型電池組件相較于 P 型的性價比主要來自于三個方面:1)轉化效率提升時,能夠攤薄組件每 W 玻璃、 膠膜、鋁框等成本,降低組件自身的非硅成本;2)轉化效率提升時,能夠攤薄每 W 終端安裝時的 BOS 成本, 形成組件產(chǎn)品的溢價;3)由于 N 型高效電池組件具備低衰減、高雙面率以及低溫度系數(shù)等優(yōu)勢,能夠實現(xiàn)全 生命周期每 W 發(fā)電量更高,形成組件產(chǎn)品的溢價。我們判斷,當前 TOPCon 電池處于技術爆發(fā)紅利前期,N 型量產(chǎn)布局領先的企業(yè)將有望率先獲得高額利潤 及市場份額,持續(xù)擴大其優(yōu)勢地位,今年有望實現(xiàn)平均 0.05-0.1 元/W 以上溢價。而隨著后續(xù)技術持續(xù)擴散紅利 將逐步釋放至下游終端,實現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈整體降本,溢價水平或將持續(xù)降低直到技術完全擴散,而技術領先公 司有望通過更優(yōu)質產(chǎn)品,獲得更好的市場份額。 按照溢價、成本測算,當前時點 TOPCON 最具性價比。當前不同電池廠在各電池技術參數(shù)差異較大,目 前相較于 PERC,TOPCON 最具性價比,頭部廠家已經(jīng)實現(xiàn)一體化成本持平,其他大部分廠商也實現(xiàn) 0.05 元/W 以內差距;HJT 較 PERC 高 0.1 元/W 以內,頭部廠家計劃年底實現(xiàn)一體化成本持平;IBC 頭部廠家計劃年內投 產(chǎn)后實現(xiàn)一體化成本持平。考慮到當前 TOPCon 頭部廠家已經(jīng)接近成本持平于 PERC,同時可溢價 0.1 元/W 水平,因此當前 TOPCon 電池凈利潤可實現(xiàn) 0.1 元/W 水平。而隨著薄片化推進以及技術升級,TOPCon 等高效電池成本還將繼續(xù)降低, 效率仍有望持續(xù)攀升并保持溢價水平,則能夠顯著厚增技術領先企業(yè)的超額利潤。 當前領先電池組件企業(yè)對于 N 型高線電池企業(yè)已具備產(chǎn)業(yè)化布局,并于 2022 年推出量產(chǎn)產(chǎn)品,2023 年進 一步放量。其中由于 TOPCon 現(xiàn)階段經(jīng)濟性,預計今、明兩年將會有較大規(guī)模量放出,其中晶科、鈞達等電池 組件企業(yè)布局領先,年內已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模投產(chǎn)和出貨,其他廠商也有望于明年上半年批量投產(chǎn)。我們預計 22、 23 年 TOPCon 擴產(chǎn)將分別達到 100-150、150-200GW 以上水平。其他技術路線方面,由于 HJT 當前成本相對較高、難度較大,但隨著 Q4 以后新工藝導入將初具性價比水 平,以及未來降本增效仍具備較大潛力空間,因此大多擴產(chǎn)為不計短期盈利的新玩家,根據(jù)我們統(tǒng)計,預計 2022-2023 年 HJT 擴產(chǎn)產(chǎn)能分別為 30、40-50GW 以上,若 2023 年降本增效工藝導入順利,或將在 2024 年擴產(chǎn) 中超出市場預期。 由于 IBC 當前難度較大、需要較為深入的工藝積累,因此主要為隆基、愛旭兩家企業(yè)布局量產(chǎn)擴產(chǎn),同時 隆基 2023 年擴產(chǎn)路線目前仍未公開,因此我們預計 2022 年 IBC 擴產(chǎn)產(chǎn)能 40GW 以上、2023 年存在不確定性, 若隆基仍布局 BC 技術或其他廠家導入,后續(xù)擴產(chǎn)仍有望持續(xù)上升。3.1.2 降本增效工藝:頭部廠商拉開差距重要抓手,滲透率有望持續(xù)提升隨著 23 年 N 型電池滲透率快速提升,我們認為產(chǎn)業(yè)配套的降本增效工藝將成為產(chǎn)業(yè)關注的重點方向,一 方面意義在于頭部廠商通過降本增效工藝,其產(chǎn)能能夠顯著領先于其他廠商高效電池;另一方面,各條技術路 徑之間賽跑競爭也通過降本增效工藝來實現(xiàn)。 降本增效工藝方面,降本主要體現(xiàn)為薄片化、降低銀漿,其中薄片化又可通過超薄切片機、鎢絲工藝來實 現(xiàn),降低銀漿主要通過 SMBB/0BB、激光轉印、電鍍銅、銀包銅等工藝實現(xiàn)。 增效主要體現(xiàn)為提升電池轉換效率、組件功率,其中提升電池效率主要通過 SE、雙面 poly、雙面微晶,提 升組件功率主要通過 POE/光轉膜等封裝實現(xiàn)。3.2 鈉電:產(chǎn)業(yè)技術進步帶來產(chǎn)品性價比,有望成為鋰電的補充方向鈉電應用看點在成本低、性能有特點鈉電是否具備產(chǎn)業(yè)化應用能力,主要看相較于現(xiàn)有電化學儲能體系是否具備性價比和性能優(yōu)勢。性價比方 面,對現(xiàn)有鉛酸電池性價比已無爭議,對鋰電當前具備性價比,長期與鋰價相關;性能方面,鈉電由于自身斯 托克斯半徑較小故在低溫性能和倍率性能上具備天生優(yōu)勢 依托層狀氧化物或普魯士藍/普魯士白正極和硬碳負極,以低成本為特色的鈉離子電池,其 BOM 成本較低, 理論在 0.3 元/Wh 附近,而且因為碳酸鈉廉價,BOM 成本波動不大。

鈉電性能優(yōu)勢主要體現(xiàn)為安全性能和低溫性能較優(yōu)。 安全性能方面:鈉離子內阻高于鋰離子內阻故短路發(fā)生后電池瞬間發(fā)熱量少,溫升較低,所以在所有安全 測試項目中,均未發(fā)現(xiàn)起火現(xiàn)象。 低溫性能方面:鈉離子由于其半徑較鋰離子大,故其溶劑化能較低、斯托克斯直徑較小,相同濃度的電解 液具備更高的電導率,具備更好的溶劑脫出能力和界面離子擴散能力,低溫性能較好。鈉電技術路徑多樣,層狀氧化物+硬碳路徑進度較快和鋰電活性物質類似,鈉電正負極材料也有插層類、相變類的基本區(qū)分;高容量、高電勢差、高電導、高 循環(huán)穩(wěn)定性、動力學特性好、成本低等是共性需求。 鈉電當前三種路徑各具特色,從應用進度上看,層狀氧化物鈉電與三元鋰電相近且性能均衡而更快推廣; 普魯士藍成本和能量密度具備一定優(yōu)勢,但需要解決結晶水帶來的循環(huán)衰減問題;聚陰離子路線循環(huán)壽命有明顯優(yōu)勢,但需要改進提升克容量和倍率性能。各類鈉電正極材料的實際容量在幾十到 200mAh/g 以上范圍,對鈉電壓在 2 到 4V 以上范圍。除了對能量密 度有直接貢獻的容量-電壓特性需要關注外,鈉離子的有效擴散和各類(成分、價態(tài)、物相結構、聚集態(tài))穩(wěn)定 性也很重要。石墨作為鋰離子電池負極,以對鋰電壓低、容量較高(相比于其他插層類材料)為賣點得到了廣泛的產(chǎn)業(yè) 應用,而且也具備存儲鉀離子的能力,但并不適合作為鈉離子電池的負極材料。在上世紀鋰離子電池走出實驗 室的同時間段鈉離子電池并未產(chǎn)業(yè)化,缺乏合適的負極是重要的原因。 各類軟碳、硬碳材料,以及氧化石墨烯等碳材料的碳層間距更合適,不同程度可以儲鈉。其中,硬碳材料 容量較高、對鈉電壓較低、循環(huán)穩(wěn)定性好,而且易于規(guī)模化。同時,提升首次循環(huán)效率的缺陷工程、表面工程 工作也在進行。

預計 2025 年和 2030 年鈉電需求 50GWh 和 260GWh預計在 2022 年底-2023 年初步規(guī)?;螅?025-2030 年是較高性能、較低成本鈉離子電池大規(guī)模驗證-高速 發(fā)展的時間段。 預計至 2025 年,兩輪電動車、低速電動車、叉車、儲能和少量 A00 級乘用車等是鈉離子電池率先發(fā)力的 細分戰(zhàn)場,市場空間近 50GWh,近 250 億元。至 2030 年,部分商用車、啟停電池等也開始貢獻銷量,市場空 間擴大至近 260GWh,逾千億元。鈉離子電池規(guī)模在對應二次電池市場中的規(guī)??傆嫹謩e超過 3.2%、9.1%。根據(jù)當前能量密度測算需求,預計 2025 年正極、負極、隔膜、電解液和鋁箔需求 12 萬噸、6 萬噸、17 億 平、8 萬噸和 3 萬噸,對應正極、負極、隔膜、電解液和鋁箔規(guī)模 34、9、22、15、6 億元。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈跨界+產(chǎn)研背景參與者推動鈉電應用鈉電池環(huán)節(jié)參與者眾多,一般分為傳統(tǒng)鋰電池廠商和科研院所背景新進入者,具備代表性的有寧德時代、 中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、傳藝科技和華陽股份等。寧德時代 2021 年發(fā)布了第一代鈉離子電池產(chǎn)品。公司表示,其電芯單體能量密度達 160Wh/kg;常溫下充 電 15 分鐘,電量可達 80%以上;在-20 度低溫環(huán)境中,也擁有 90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達 80% 以上;熱穩(wěn)定性遠超國家強標的安全要求。而且該電池可以和磷酸鐵鋰電池成組為“AB 電池”包。

源自中科院的中科海鈉在鈉離子電池的基礎材料以及電芯、系統(tǒng)層面進行了非常具有前瞻性的探索。除底 層科技方面的積淀外,其在兩輪電車、低速電車和儲能等應用領域均有示范產(chǎn)品。鈉創(chuàng)新能源成立于 2012 年,具備鈉離子電池正極、電解液、電池制造以及系統(tǒng)集成與管理的相關技術。2022 年 10 月 25 日,全球首條萬噸級鈉離子電池正極材料生產(chǎn)線投運,完成 0.3 萬噸正極和 0.5 萬噸電解液的生產(chǎn)工 藝包設計。目前正極材料及電解液已經(jīng)在 20 余家電池制造企業(yè)進行驗證。3.3 復合集流體:2023 年進入產(chǎn)業(yè)化元年集流體是匯集正負極電流的結構部件,當前鋰電池分別使用銅箔和鋁箔作為負極和正極的集流體。復合集 流體則采用“金屬-PET/PP 高分子材料-金屬”三明治結構,用高分子材料代替大部分厚度的金屬層,僅采用兩 面約 1 微米的金屬層導電,電池針刺時無毛刺產(chǎn)生,同時高分子層起到“斷路效應”防止電池熱失控,也避免 傳統(tǒng)金屬集流體老化脆斷及產(chǎn)生毛刺的風險,安全性能顯著提升,此外高分子層的加入也帶來了減重提升能量 密度和降本的作用。復合銅箔降本能力更顯著,假設 6μm銅箔替換成 1μm 銅箔+4.5μmPET 支撐層+1μm銅箔三明治結構 PET 銅箔(NCM523),其用量為 0.35kg/kwh,較銅箔減重約 50%;基于此,測算質量能量密度 200 wh/kg 的電池包能量密度將提升至 215wh/kg,質量能量密度提升約 7%,效果顯著。良率和銅價是決定復合銅箔和傳統(tǒng)銅箔成本關鍵變量,高銅價有利于復合銅箔的相對原材料成本優(yōu)勢,預 計銅價>5 萬/噸,復合銅箔良率水平達到 80%以上時,其相對傳統(tǒng)銅箔具備較好的經(jīng)濟性。

復合鋁箔主要用于三元高端項目,因為制造工藝高價格較貴,相對傳統(tǒng)鋁箔成本劣勢明顯,滲透率提升總 體偏緩,預計 2025 年復合鋁箔滲透率 5%,需求 8.3 億平。復合銅箔在提升能量密度、增強安全性和降低成本 方面具備明顯優(yōu)勢,綜合看,是傳統(tǒng)銅箔的下一代產(chǎn)品,預計 2025 年復合銅箔滲透率 15%,需求 25.7 億平。工藝:復合銅箔采用蒸鍍+水電鍍組合工藝。傳統(tǒng)的銅箔主要是由銅溶液在陰極輥設備上的電解工藝制備, 而復合銅箔是在基材厚度 3-8um 的 PET、PP、PI 等材質表面采用磁控濺射的方式,得到一層約 60nm 的金屬層, 實現(xiàn)基材表面金屬化。然后通過水電鍍增厚的方式,將金屬層加厚到 1μm 或以上,制作總厚度在 6μ左右的復 合銅箔,用以代替 6-8um 的傳統(tǒng)電解銅箔。復合銅箔工藝包括兩步法和三步法,兩步法是磁控濺射+電鍍,三步 法磁控濺射+蒸鍍+電鍍。目前兩步法工藝流程簡單、成本較高,而三步法采用蒸鍍增厚銅層作為過渡步驟,提 升后段電鍍效率,具備更好的產(chǎn)業(yè)化前景。產(chǎn)業(yè)進展如火如荼,多家公司轉型加入。金美新材、廈門海辰鋰電、寶明科技、雙星新材、方邦股份等公 司借助自身技術優(yōu)勢,相繼布局復合材料,涉及復合銅箔、復合鋁箔項目,其中金美新材、海辰鋰電和寶明科 技的產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)能規(guī)劃節(jié)奏相對領先。3.4 高電壓快充:直流大功率快充為新能源汽車行業(yè)重點發(fā)展方向充電難、充電慢為目前新能源汽車的主要痛點,在補充能源效率方面與燃油車存在的差距對新能源汽車滲 透率造成一定影響。2022 年電動車銷量超預期爆發(fā)增長,雖然隨著充電基礎設施建設的加快,車樁比有所下降, 但充電難、充電慢依然是目前新能源汽車的主要痛點。充電樁數(shù)量不足以及單車帶電量的提升延長了補能和等 待時間,但目前市場上不同價位的熱銷車型平均快充時間大都多于半小時,遠高于燃油車的平均加油時間。換 電方案推廣成本和難度較高,因此大功率快充成為新能源車未來的重要發(fā)展方向。提高充電功率有大電流和高電壓兩條路徑,高電壓更為主流。特斯拉 Model 3 是大電流的代表,保時捷 Taycan 800V 充電平臺是高電壓的代表,800V 電壓平臺可使快充功率突破至 350kW,實現(xiàn) 6C 到 8C 充電。除充 電功率大幅提高外,由于電流小散熱少,能支持快充的時間也更長,可在 SOC10%-50%內均以 250kw 以上功率 充電。小鵬 G9 則采取了高電壓+大電流的方式,其 4C 版本在搭載 800V 平臺的同時極限電流可以達到 600A 以 上,實現(xiàn)了 430kW 的極限功率。

海內外車企積極推進 800V 平臺和車型上市。2019 年保時捷推出 Taycan,首次在純電車上搭載 800V 充電 平臺,隨后包括現(xiàn)代 IONIQ5/6、廣汽埃安 V Plus、奧迪 e-tron GT、Lucid Air、比亞迪元 Plus、起亞 EV6、北汽 極狐αS HI、凱迪拉克 LYRIQ、小鵬 G9、長城沙龍機甲龍在內的 13 款 800V 車型已量產(chǎn)上市。其它車企的 800V 車型計劃也在積極推進中,預計至 23 年吉利、理嵐圖、華為等品牌均有 800V 車型上市并交付。若 800V 替代 400V,高壓系統(tǒng)對應有兩種升級方案:1)充電 800V+用電 400V:涉及充電的部件為 800V, 涉及用電的部件維持 400V,該方法不需要壓縮機、PTC 等重新適配,成本較低;2)充電 800V+用電 800V:全 系高壓架構,即充電、用電均采用 800V 部件,該方法效率更高,隨著供應鏈整體升級,高壓部件成本下降, 預計 23 年后,全系高壓結構將成為未來主流。 目前市面上充電樁多為 400V,升級至 800V 有兩種方式:1)將充電樁升級為 800V:若升級充電樁,則充 電槍、接觸器、線束、熔絲等都需提升耐壓等級。如果工作電流也增加,那么還需要增加底部電扇,樁內用循環(huán)液冷。2)在車身加配 DC/DC 升壓模塊。受益于高電壓快充大趨勢,充電樁產(chǎn)業(yè)鏈有望通過技術升級增加價 值量、提升市場空間。新技術的應用會拓展行業(yè)的發(fā)展空間和準入壁壘,而具備核心技術公司的市場競爭力將會進一步凸顯。目 前包括電池研發(fā)生產(chǎn)、SiC 產(chǎn)品生產(chǎn)在內的產(chǎn)業(yè)鏈龍頭公司以及計劃配套 800V 相應車型的公司具備較好的發(fā)展 前景和投資價值,考慮到未來需求的旺盛,預計產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)將長期受益,并與下游配套車企協(xié)同發(fā)展。我 們認為圍繞 800V 產(chǎn)業(yè)鏈,電池、電機電控、OBC+DC/DC、空氣壓縮機/PTC、元器件(電容、繼電器、熔斷器)、 連接器及線束均有中長期成長機會。3.5 大電流快充:提升負極包覆劑需求大電流快充需要負極通過石墨改性和硅基負極來提升穩(wěn)定性。由于高倍率充電會導致鋰電池電極和電解液 穩(wěn)定性降低,電池副反應增加,800V 電池組電芯需要研發(fā)更高性能的材料。其中提升點主要在負極材料,一方 面現(xiàn)有的石墨負極為層狀結構,鋰離子只能從端面進入,離子傳輸路徑長;另一方面石墨電極電位低,高倍率 充電會使石墨電極極化增大,導致負極表面出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象。目前主要可以通過石墨改性和采用硅基負極來解決 高倍率快充下的材料問題。

負極包覆材料能有效提高電池首效、壽命、倍率,隨著快充逐步普及,用量有望逐步提升。 (1)降低不可逆容量,提高放電效率。包覆石墨避免了電解液與石墨表面的直接接觸,提高了石墨的振實 密度,通過減少比表面積抑制了 SEI 膜的形成,降低了不可逆容量; (2)提高循環(huán)性能和使用壽命。包覆形成的表面亂層結構對石墨片層起到釘扎作用,避免了電解液中有機 小分子的共嵌入進而導致石墨片層的剝落以及降低循環(huán)性能; (3)提高倍率性能,實現(xiàn)快充。在石墨表面形成一層薄而連續(xù)的非晶碳層從而起到提高倍率性能的作用。目前人造石墨負極包覆材料的添加比例大致在 6%-15%;天然石墨添加比例大致在 5%-11%;硅碳負極因為 硅約 300%的體積膨脹效應,添加比例在 30%以上。得益于快充逐步普及,我們預計 2025 年人造石墨體系下包 覆材料使用比例將升至 12%,我們預計 2025 年全球負極包覆材料需求將達 29.3 萬噸,2021-2025 年 CAGR 達 48%。3.6 儲能:2022 年是爆發(fā)元年,開啟新能源第四賽道高速成長周期繼風電、光伏、電動車之后,儲能將成為新能源高速增長的第四賽道,具體原因為: (1)新能源裝機占比高增,2021 年全國新能源累計裝機約 63504 萬千瓦。新能源裝機滲透率穩(wěn)步提升, 由 2010 年的 3.1%持續(xù)高增至 2021 年 26.7%,部分省份如寧夏、青海等已超過 50%。海外方面,歐洲新能源發(fā) 電滲透率已接近 25%。而不穩(wěn)定的電源不利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定,亟需儲能作為“緩沖帶”。 (2)儲能的具備多種優(yōu)勢,如調節(jié)性能好、不產(chǎn)生碳排放、對場地要求低、建設周期短等。儲能在調節(jié)性 能上的優(yōu)勢最為明顯,可以在毫秒級切換±100%出力。 (3)近年來國內外均產(chǎn)生了電力危機,主要是靈活性資源不足引起,而儲能則是最重要的靈活性資源。 儲能推動力方面,國內儲能的促進因素主要為政策強配、以及推動儲能經(jīng)濟性提升等。而海外則多以政策鼓勵、補貼等形勢推動儲能發(fā)展,以美國為例。2018 年 3 月,美國發(fā)布《住宅側儲能系 統(tǒng)稅收抵免新規(guī)則》(ITC),針對住宅側光儲系統(tǒng),如果用戶在安裝光伏系統(tǒng)一年后再安裝電池儲能系統(tǒng),且 滿足存儲的電能 100%來自光伏發(fā)電的條件,則這套儲能設備也可以獲得 26%的稅收抵免。

儲能市場近期變化有: (1) 國內大儲項目爆發(fā),單月中標額突破 12GWh:6 月份開始每月中標量增長到 3GWh 以上,到 9 月份、10 月份中標量先后達到 6GWh、12GWh,實現(xiàn)翻兩 番,體現(xiàn)了國內儲能旺盛的增速。 (2) 海外儲能增長同樣迅速,以美國為例,美國儲能已連續(xù)兩年新增裝機增速突破 200%。(3) 預測全球儲能裝機高增,今年在 75-80GWh 之間,同比增速超過 100%;2023 年達到 150GWh,接 近翻番;2025 年接近 400GWh:3.7 海上風電:2022 年開始,國內及全球海上風電進入新一輪快速成長期隨著 2021 年海風搶裝結束,預計從 2022 年開始,國內海上風電進入新一輪的快速成長期。從目前各省發(fā) 布的“十四五”規(guī)劃來看,目前沿海各省、市、自治區(qū)均已發(fā)布“十四五”海風規(guī)劃,預計“十四五”新增海 風并網(wǎng)/開工達 70GW;近 2-3 年廣東、山東、浙江等地在國補取消后推出地方補貼,將有利于目前較高海風造 價下的海風建設。 我們預計“十四五”、“十五五”期間我國海風市場具有良好的成長性: (1)各省市針對“十四五”海風均提出了積極的發(fā)展規(guī)劃,從目前各省發(fā)布的“十四五”規(guī)劃來看,目前 沿海各省、市、自治區(qū)均已發(fā)布“十四五”海風規(guī)劃,預計“十四五”新增海風并網(wǎng)/開工達 70GW; (2)海風距離負荷中心近,目前沿海多省市電力供需緊張,高度重視海風發(fā)展,不存在消納難題; (3)有效解決土地資源約束,目前,光伏和陸上風電相對海上風電成本更低,但占用土地資源問題更為嚴 重,對于沿海經(jīng)濟發(fā)達省份這一問題更為突出; (4)目前海風在全國范圍內仍未全面平價,除廣東、福建、海南外,其他各地距離平價還存在 1000-3000 元/KW 的造價差,預計全面平價后成長空間將進一步打開; (5)行業(yè)基數(shù)小,除江蘇、廣東省以外,其他沿海省市 2021 年底存量海風裝機均在 4GW 以下。 預計海風建設在 22 年搶裝間歇期后將再度爆發(fā),十四五中后期國內海風年均新增裝機復合增速有望超過 40%。

預計 2022-2026 年,全球風電裝機復合增速約 11%,其中海風裝機增速高企,預計復合增速將達到 40%以 上。 全球各國近年紛紛出臺海風發(fā)展規(guī)劃,歐盟四國提出 2030 年海風目標增至 65GW。2022 年 5 月,丹麥、 德國、比利時與荷蘭的政府首腦在“北海海上風電峰會”上共同簽署一份聯(lián)合聲明文件,旨在將北海打造成歐 洲的“綠電中心”。上述四個歐盟國家承諾,到 2050 年將四國海上風電裝機規(guī)模將增加 10 倍,從目前的 16GW 提高至 150GW;在 2030 年海上風電裝機總量將達 65GW。歐洲海風市場持續(xù)發(fā)展,美洲、亞太等將成為海風的新增市場,預計 2022-2026 年全球海風新增裝機 CAGR40%以上展望 2022-2025 年,我們預計,全球風電新增裝機復合增速 11%,其中,中國海風 CAGR 為 41.4%,海外 海風 CAGR 為 29.4%;“十四五”、“十五五”期間,海上風電是新能源行業(yè)空間較大、增速較快的細分方向之 一。 海纜用量主要與離岸距離緊密相關,海上塔筒和樁基也隨著海水深度增加,重量不斷增長,目前海風整體 發(fā)展趨勢是深遠?;?。2021 年并網(wǎng)項目平均離岸距離 30.88Km、以裝機量計算加權平均距離約為 33.65Km,2022 年新招標/核準項目平均離岸距離 33.89Km,較 2021 年并網(wǎng)項目增長 9.78%,加權平均距離為 40.41Km,較 2021 年增長 20.1%。(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)精選報告來源:【未來智庫】?!告溄印?/strong>


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