新能源之锂电池研究报告.docx

新能源研究
锂电池研究报告
一、概述
锂离子电池发展至今，已经被广泛应用于新能源车、 消费电子及储能等各大领域。展望未来，锂离子电池将随 着新能源车的推广持续快速增长，在储能及铅酸电池替代 领域潜力无限，面向上万亿的市场空间。
新能源汽车是一条确定性极强的高成长赛道。新能源 汽车在全生命周期能源转换效率和环保减排方面优于任何 燃油车；未来随着智能化及自动驾驶的推进，新能源车的 能够提供稳定高效的电气性能及燃油车不可比及的响应速 度安全冗余。
我国新能源汽车全球产销占比接近一半，在汽车电动化 进程中走在前列。纵观我国新能源车发展历程，可以分为示 范推广期、爆发增长期、精准扶持期和补贴退坡回归市场。 2009-2013年示范推广期，新能源示范项目启动，行业发展 序幕拉开；2013-2015年爆发增长期，补贴大规模启动，产 销成倍增长；2016-2018年精准扶持期，补贴标准严苛细化， 行业标准陆续出台，行业开始规范化发展，产销稳步增长； 2019年至今，补贴大幅退坡，补贴效应弱化，行业将迎来市 场化发展。经过过去7年的补贴发展，产业链已经实现了降
本提质，动力电池价格下降接近70%,能量密度提高接近50%, 具备了市场化基础。当前的多款新能源车续航已经能达到 600km以上，价格在智能化和优质驾驶体验的加成下也初具 市场竞争力。

图表2乘用丰电池包能量密度即/k5显著提笄

当前时点，国内处于后补贴时代，双积分政策将持续 为新能源汽车发展提供长期保障；欧洲碳排放标准在2020 年迎来关键节点，各国补贴政策纷至沓来。从政策角度 看，新能源车的短中长期发展均得到了充分保障。从产品 供应角度，今年迎来特斯拉国产化，以蔚来、小鹏、理想 为代表的国产新势力也开始放量交付；传统车企方面也纷 纷转向新能源，积极布局电动化平台，新车型也即将爆 发。优质供给丰富将提高市场活力，带动需求，有望将新 能源车带入全新发展阶段。
从整个行业发展周期看，全球新能源汽车渗透率不足 3%，正处行业发展初期，即将迎来黄金增长期，十年近万 亿成长空间。我们预计到2025年我国新能源汽车产销量将 超500万辆，全球超1500万辆，对应约16%渗透率，相当于 现在4-5倍空间；2030年全球产销量或达3000万辆，对应 30%渗透率，相当于现在10倍空间。
市场空间来看，2019年我国动力电池市场超600亿元， 全球超1200亿元；随着电池技术迭代、规模迅速扩大、成本 下降，预计2025年，全球动力电池市场空间将超过5000亿 元，2030年将近9000亿元，十年七倍市场空间；其中正极 市场空间2630亿元、负极890亿元、隔膜610亿元、电解液 520亿元。
国内（亿元）
全球"乙元）
图表3全球及我国动力电池市场空间
10,000 -1
8,000 -
6,000 -
4,000
2,000 -
0 - 度看，新能源发电比例的提升和用电端充电桩、5G基站、数 据中心等对电网的调节能力和储能都提出了更高的需求。电 池储能的灵活便利性一直是其他储能无法比拟的，而新能源 汽车的蓬勃发展培育了完善的锂电产业链，为低成本可靠的 电化学储能提供了规模化条件。锂离子电池储能的应用场景 可以分为三个层次：一是单一模式下的峰谷套利，部分地区 已经具备商业价值；二是和新能源发电组合赋予其可调节性, 提高经济效益，拓宽应用空间，构建微电网；三是作为备用 电源以及提供电能质量管理，如数据中心备用电源及调频用 储能。三个层次下对于锂离子电池的利用程度逐次加深。整 体来看，锂离子电池在储能领域尚处于行业萌芽期，未来空 间或超过动力电池。
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图表4 2030年动力乾池及四大材料市场空间
新能源汽车之外，储能是一片蓝海市场，极具成长空间, 近看5G基站带来未来五年确定性增量，远看新能源替代下 的多重应用场景。预计5G基站的储能市场总空间超千亿，未 来3-5年为基站建设高峰，年均超lOGWh的需求。从能源角

图表5 5G基站储能需求测算

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图表6新能源发电比例将持埃提升
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锂离子电池性能优于铅酸电池，成本下降后打开了数千 亿的替代空间。锂离子电池在能量密度、循环寿命、能量转 换效率和环保方面全面优于铅酸电池。随着锂电价格下降， 目前单次循环成本已经低于铅酸电池，全场景替代大势所趋。 全球铅酸电池每年超500Gffh出货量，超3000亿市场空间， 下游应用主要是电动自行车等低速车、汽车启动电源以及其 他便携式设备。
对于新兴领域，技术的发展变革尤为重要。锂电池从最 开始被提出研究发展至今，历经一百多年，商业化近30年， 材料体系及生产工艺经过数次更迭才形成当今局面。对于新 能源车最重要的动力电池，预计2025年全球用量达848GWh, 2030年达1792GWh,十年复合增长率达26%；其中我国动力 电池用量2025年达293GWh, 2030年达658GWh,十年复合增 长率达23%,我国是占据全球三成以上份额的重要市场。往 后展望，在材料方面高镍三元和磷酸铁锂各有优势，在以高
端乘用车为代表的重视能量密度的应用场景下高银三元份 额将持续扩大、趋势明显，而在低续航乘用车及储能领域， 磷酸铁锂将凭借其性价比和安全优势焕发活力。在结构方面, 动力软包由于其高能量密度和不易爆炸属性，有望随着头部 厂家放量持续扩大份额；而方形电池在结构方面的改进空间 大，看好以“CTP”和“刀片”为代表的无模组方案带来的 能量密度提高和成本下降。
图我7中国新能懑汽车动力电池格局
辰202。年1-我

从近年来全球动力电池的出货份额来看，中日韩企业牢 牢占据前十名额，CR10占比在80%以上，主要玩家为中国的 宁德时代、比亚迪，日本的松下，韩国的LG化学、三星SDI、 SKI,进入电池行业早、技术积累深厚、不断投入进行产品迭 代、规模成本优势明显、绑定整车厂客户，头部效应显著, 逐步形成多寡头稳定态势。
二、锂离子电池是未来时代的重要一环
（一）新能源汽车：确定性极强的高成长赛道
1 .电动车在能源效率、环保和智能化方面具备基因优势
近年来，新能源汽车备受关注，各国政策大力扶持， 资本也大量涌入；究其根本，电动车在基因上就具备诸多 优势，未来发展势不可挡。
从能源使用效率上看，电动车全生命周期能源转换效率 高于现在以及未来任何一款燃油车。利用燃油或煤发电，热 能可以集中利用，热电联产效率可达60-70%,还有继续提升 空间。电网传输环节，平均线损在5-8%之间，输电效率92- 95%O动力电池充放电效率86%。估算下来从不可再生能源到 新能源汽车的动能，整体转换效率约为47-57%。而目前汽油 车内燃机效率普遍在35%左右，极少数能到40%,再往上提高 1%都十分艰难，接近极限。此外，电能还可使用水电、光伏 和风电等可再生能源，利于可持续发展。
闺表9电动车全生命周期能重转换效率高于汽油车

汽油率
发电
60%-70% （热电联产）
普遍35%,最肉44%
电网输电
92-95%
电池无破也效率
85%
全洞期
47-57%
环保层面，电力系统零排放，有利于低碳减排。特斯拉 测算，将天然气作为初始能源，特斯拉的二氧化碳排放为 46. lg/km,远低于燃油车和燃气动力车。电动车自身零排放， 即使电力是由不可再生能源产生，规模化集中化也有利于提 效节能，控制排放。从电网角度看，大量电动车晚上充电， 正处用电低谷，有利于减轻调峰压力，也给可再生能源提供 了更大的空间。
图表10电动车碳排放运■低于精统燃施及燃气车

未来智能化发展趋势下，电动车将实现对传统燃油车的 降维打击。智能化需要配备更多的电子设备，有更高功率的 需求，与电动车电子架构及能量分配相结合，为自动驾驶提 供稳定高效的电气性能及燃油车不可比及的响应速度安全 冗余。
10

2 .后补贴时代我国新能源汽车已具备市场化基础
从2012年到2019年，新能源汽车产量从1. 26万辆增 长至124. 19万辆，增长接近百倍。从初期的补贴驱动到现在 回归市场化，动力电池价格下降近70%,能量密度提高了近 50%,产业链实现了降本提质，已经初步具备了市场化基础。 根据不同时期的政策导向、销量和市场特征，我们将我国过 往新能源车的发展历程分为四个阶段：示范推广、爆发增长、 精准扶持、补贴退坡回归市场。
2009-2013年示范推广期：拉开新能源车发展序幕。从 2009年开始，科技部、财政部、发改委和工信部启动“十城 千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，用三年时间， 每年发展10个城市推出1000辆新能源汽车，并给予一次性 财政补贴。由此，我国新能源车的发展序幕拉开，到2012年 新能源车总产量达到1.26万辆。
国以12我国新能源汽车发屣历程

1U

2013-2015年爆发增长期：补贴初期，产量成倍增长。 2013年，四部委发部《关于继续开展新能源汽车推广应用的 通知》，继续依托示范城市推广新能源汽车，对消费者购买 新能源车给予补助。在大力补贴下，新能源汽车产量成倍增 长，14/15年均同比增长400%以上。到2015年新能源车总产 量达到34.05万辆。该时期补贴刚刚启动，补贴额仅根据续 航里程而定，最高级别里程要求为250km。一时间乱象频出， 出现虚报里程数、倒手买卖、电池重新利用等现象；并且初 期行业标准缺失，电池质量也参差不齐，整个产业链呈现无 序发展状态。2016年年初财政部对90多家新能源汽车生产 企业进行专项检查，9月份曝光了苏州吉姆西客车等5家新 能源汽车生产企业意图骗补超10亿元。
图表13 23+2015年新能源车卦聒政策
丰疆费理
域辞星程 （公里）
20B + （万元/篇）
2QM年 （万元/辆）
第15年
（石尢/喻

a0^K<150
3.5
33
3-2.
此电动乘用车

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5.7
5-4-
PHEV乘用隼
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（畲增荏式）
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3 一上
2016-2018年精准扶持期：补贴标准逐步严苛细化，产 销稳步增长。经过前期的无序发展，在2015年和2016年《汽 车动力蓄电池行业规范条件》、《锂离子电池行业规范条件》、 《电动汽车充电接口及通信协议国家标准》、《汽车动力电 池行业规范条件》等各项行业标准及规范陆续发出，行业发
展逐步规范。2016年12月，四部委调整新能源车补贴，首 次将电池系统能量密度纳入考核标准；此后，补贴政策向高 能量密度、高续航里程方向发展。在政策的精准扶持下，行 业呈现更为健康良好的发展态势，新能源车产量稳步增长， 2016/2017/2018年同比增长51.8%/53.6%/60.0%，到2018年 我国新能源汽车产量达到127.05万辆。
2019至今补贴退坡：补贴效应弱化，行业将迎来市场化 发展。2019年3月四部委出台《关于进一步完善新能源汽车 推广应用财政补贴政策的通知》，公布了2019年补贴方案， 续航里程和能量密度门槛提高，补贴额度相比于2018年退 坡50-70%，其中3月26日至6月25日为过渡期，符合19 年相应标准的按18年的0.6倍进行补贴。补贴大幅退坡叠 加燃油车国五清仓的挤出效应，2019全年新能源汽车产量为 124.19万辆，同比微降2.3%。2020年初遭遇新冠疫情，上 半年新能源汽车产量为39.69万辆，同比下降35.3%。考虑 诸多因素，2020年4月23日四部委继续出台政策，将补贴 政策期限延长至2022年底，2020-2022年分别在上一年基础 上退坡10%、20%、30%。在此期间，新能源汽车产销承压，产 业链降本提速，动力电池19年价格降幅在20%以上；同时补 贴效应弱化，高能量密度的三元路线之外，具备成本优势的 磷酸铁锂路线也有所发展。
图表14 201*2020年新能源车补贴政策|
乘用车
分档标准
2018年补贴金须
5范/喻/桑赦
2019年料贴金呦
（方无/辆）/系教
2020年补贴金甄 《万元/辆）/系板

150<R<200
1.5

2fl0<R<2&0
14

俵就

里程（km）
250GRM 三 00
3.4
L8

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1.62

R>400
5.0

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E<105

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0.6

能量

密度
120a E<125
1.0

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(Wkg)

140K E<160
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1.0
1.0
插混

22

R#50
1
0另5
乘用车

经过过去7年的补贴发展，产业链已经实现降本提质， 具备了市场化基础。7年间，动力电池价格下降近70%，能量 密度提高了近50%。14年动力电池价格在2.7-2.7元/Wh之 间，20 年中 NCM 在 0.91-0.98 元/Wh，LFP 在 0.8 元/Wh 左 右，总降幅分为为67%和71%。尤其在2016-2018年间，LFP 电池价格由2.55元/Wh下降至1.15元四亿降幅55%； NCM 电池价格由2.25元*卜下降至1.20元四亿降幅47%。电池 包能量密度从 17 年初的 90-120Wh/kg 提升至当前的 160Wh/kg左右，提升了近50%。当前新能源车续航已能达到 600km以上，价格在智能化和优质驾驶体验的加成下也初具 竞争力。
图表15国内动力起池侪将变化（元2h）

图表i6乘用车电池也能更强度值h/上方显著提升

3 .双积分与碳排放强力护航，欧洲补贴政策开始发力
站在当前时点纵观国内，补贴效应弱化，双积分政策将 持续为新能源汽车发展提供长期保障；横观全球，欧洲碳排 放标准与双积分异曲同工，20年迎来关键阶段。此外，欧洲 各国纷纷出台补贴政策，更是锦上添花。从政策角度看，新 能源汽车的短中长期发展均得到了充分保障。
国内：后补贴时代，双积分政策继续保驾护航提供长期
保障。2020年6月22日，工信部发布修订版“双积分”政 策，明确了2021-2023年新能源汽车积分比例要求，分别为 14%、16%、18%。“双积分”政策最先于2017年9月发布， 其中双积分指“平均燃油消耗量积分+新能源汽车积分”， 实质是通过建立积分交易机制，形成促进节能与新能源汽车 协调发展的市场化机制。在2020年新规中，积分比例要求有 所提升，积分算法趋严，加宽了传统能源乘用车的界定范围； 这些都为新能源汽车的长远发展提供了强有力的保障。
圈以17我国新葩源车积分算法
率榜美型 2017年正式槁 2M9年征求意见藕 2020年正式稳
0.(M)6*R+0..4 (R> 0.0056*R+04 (R>
他电动乘用率 0.012*K+0^ 150) ； IW);
《工况法续航里程；E) 上限5 I (R<150) I (IOOWRV150)
匕了艮34 上限34
桶温乘用车 2 ” 16 L6 一
携料电池乘用车 )「n 。破叩 0.。学P
0.16XP (功率：kW) 上限6 上限8
欧洲碳排放标准对新能源车占比做长期指引，20年迎来 关键节点。20年迎来碳排放法规关键节点，要求95%的车辆 达到碳排放95g/km的标准。按平均碳排放120g/km算， 95g/km标准下，每卖出一辆燃油车将面临2375欧元罚款， 一台新能源车带来的碳税空间为9025欧元。不考虑多计辆 数的核算方案，95g/km的碳税约对应20%渗透率，80.8g/km 约对应33%渗透率。
17

围表18欧洲碳排放标准
时四 景再排放标准
2003-2011 16^/km
2012-2015 12 年 65%, 13 + 75%, 14 年 80%, 15 + 100%
2015-2019 130g/km
2030-2021 20年95%, 21年100%,琮耕被低于50g的车辆20年计为2辆
95gA巾，碳排放低于5口g的率辆21年为1£7福，
2021-2025
然年为L33辆，23年为1辆
2035-2030 8fi.8g/km
欧洲各国补贴政策纷至沓来，全方位支持新能源车发展。
挪威、德国、英国、法国、比利时、丹麦、芬兰、意大利、 西班牙、瑞典、荷兰等欧洲国家均有对新能源汽车的补贴及 免税政策，疫情影响下，更是纷纷出台刺激计划，多国实现 新能源车购买平价。此外，德国、丹麦、西班牙、瑞典等国 还有免费停车等路权优惠政策。
图表19欧洲各国补贴政策

国家
类别
具体政策 1
挪威
税收就惠
A 免购直税/ 进口税（purchase/imporE taxes）
> 购买时免征25%增值税（VAI）
A 免道 路税（allllua] road tax）
> 企业购置电动汽车减税至

路城激励
> 电动汽车来史渡轮费用上限为燃油车的50%
> 电劫汽车停车的用上限为期油车的50%
> 允许电动车进入公交专用道
捷国
补贴政策
> 环琥奖金①mpdtbmu。计划(至2020/06凸①：
■ 价格£€40,000: EEV补熊66」用0, PHEV神融€4,500
■ 馀格£€65,000: BHV 4^€5,000, PHEV 4^€3,750
> 新经济剌谶方案(2020/07/01至2021/12/31)
■ 价格£€40,000: EEV 补熊69」用0, PHEV #^€6,"50
■ 价格£€65,000: EEV 补融皂工500, PHEV #^€5,625
■ 二手李(未获 UmwelrbonuG : BEV 补贴€5, 000, PHEV 补贴€3, 760

税收就惠
> 祝劫车税（Ownership tax） : EW 十年竞薪期，PHEV税收减,遂
平 企业机动车税（Company 3rtix）
■ 价格£€60,000且为EHV：每月按价格0.25%征税，而燃油率pC理税率为"
■ 价格>€64 000且为BW 或PHEM,每月按价格M5%征税
> 增值税（2020/07/01 至 2Q20/12/30）;从 19%减至 16%

路执激励
> 免铲停车场
> 莪留停车位
> 使用公交专用道
（2030年之前）

兆电激励
> 族国国有开发梁行（KfW-Bank）为购买和安装壁挂充电器提供1d30%的补贴
> 公共充电算补贴：
■ >100 kW 充电站：最高€30, 0W
■ 假压最南交5.（W,中压电网连接最高650,。州
■ 有--定税,收优惠
美国
补贴政策 5
。 购买补贴：
■ 电动手价格的35% （靛南£土朝0
■ 电动摩托车或轻便摩托车价格的20% （最高以，54）0）
■ 电动席式货车价格的20% （靛高琴,000）
■ 大型电动用式货车龛卡室价格的20% （头困。小订单靛南£20,000,之后破南裁曾00）
■ 电动出粗牟价格的20% （族商Q, 500）

税收优惠 >
* 机劫车税：价楮低于£40, 口加的BEM龟征车辆消铲税

» 企业机动奉现优惠

充电激励 ）
* 家庭也动汽车先电器补贴：电动汽车家庭充电计划（EVH5）枝符合泰件的电动汽华 的力人的买者能够墟得瓶肉75%的补贴（上限为£3刃）

» 工作局所充电点补贴：端高为购买和安装成本的75% （上限为今个插座Q50）

18

法国 补贴我策
> 碳排放量小于20gCO，km的汽车，厢式货奉
价券式45,000:补财含磷侪梅的27% （靛雨€7,000）
€4 5/加W价格< €蛙。00 ： 位。
- 价络>€60,000: €3,00。（仅适用于氢能/轻型多用途车辆）
> 碳排放量在20-50eC02/km的汽车/晒式货奉（仅PHBV}
价珞江€50,000,行酰里程AX） km： €2, 000
> 电劫两轮.-三轮与四抡摩托
| - 瑞•卡在 2-3 七问二后”。4瑕,^€9（ju
■ 功等小于£k*: 2Q%的辔粒购置费用（筑商司00）
> 电动自行车：最高€200
> 谶油车换新：最高€5, 000
税收优惠
> 注删就：有资格享受50%吟折扣，或完全免除支付注册挽
> 公冏机动车税：排放量少于6维CO/km的电动汽车免征
把里敝施
> 小人补贴：启M00税收抵扣（不超过电成本了5%，有效期为2020*1/山 至2。2口/12/31）
> 公司补贴：就商补贴40%的明五和安蓑豉本
> 公窝补贴：鼠而补贴50%的购置和安装成本
比利时 税枚优惠
> 注册现
- Flanders： BEM和PH日V 2020年的免征注册税
- BnjssdsaudWdbm: BEV 仅征靛值税率€61.50
A 祝劫车现
- Flanders：碳排敏量50gCO2Am 以下的2O2D年削免征
- BTusselsandWalbrua： BEV 仪征靛低■税率€83一56
> 金业机动拿瓦：排放小于42gCC2,“m的电动汽学，可舐和为】00%的心目皆用
开盍 税收优惠
注册机：对于价格，卜于 如万丹麦比用的电动汽手，21）20年才20%, 2021年才65%, 2022
年为90%,直到2023年取消税收优惠口
路权选励 充电激励
电劫汽车龟收毒年南送5,000丹麦克期的停车花 商业充电站免税

4 .新势力与传统车企共舞，20年开启新元年
今年迎来特斯拉国产化，并且以蔚来、小鹏、理想为 代表的国产新势力也开始放量交付。传统车企业纷纷转向 新能源，积极布局电动化平台，新车型也即将爆发。车企 方面，优质供给丰富将带动市场需求，有望将新能源车带 入全新发展阶段。
特斯拉国产化和国产新势力放量，提高市场活力。从上 半年月度数据来看，特斯拉和以蔚来、小鹏、理想为代表的 国产新势力销量稳步增长。2020年H1特斯拉销量为4.64万 辆，市场份额为14.03%；蔚来/理想/威马/小鹏/哪吒销量分 别为 1.42/0.95/0.77/0.47/0.48 万辆，合计市场份额为 12.36%。尽管20年新能源车整体销量同比下滑，这部分新势 力的销量一定程度上是纯增量，提高了市场活力，利好长期 发展。
传统车企转向新能源，积极布局电动化平台。电气化趋 势下，传统车企也积极开发电动化平台，针对性对电动车进 行布局，包括大众的MEB、戴姆勒的£丫人、通用的8£丫3、丰 田的e-TNGA等。从车型角度，20-21年也即将迎来ID.4、EQ 系列、i3、凯迪拉克LYRIQ等新车上市。传统车企的加入， 从品牌效应和供给丰富的角度都为新能源车的发展提供了 极大助力。
5 .未来十年近万亿成长空间
2019年我国新能源汽车销量121万辆，对应渗透率4.7%； 全球新能源汽车销量221万辆，对应渗透率2.3%。从渗透率 看，整个新能源车行业仍在“S”曲线前段，正处行业发展初 期，即将迎来黄金增长期。我们预计到2025年我国新能源汽 车产销量将超过500万辆，全球超1500万辆，对应约16%的 渗透率，相当于现在4-5倍成长空间；到2030年全球产销 量或达3000万辆，对应30%的渗透率，相当于现在10倍的
成长空间。
围表22全部反羲国动力电池市场空间

市场空间来看，2019年我国动力电池市场超600亿元， 全球超1200亿元；随着电池技术迭代、规模迅速扩大、成本 下降，预计2025年，全球动力电池市场空间将超过5000亿 元，2030年将近9000亿元，十年七倍市场空间；其中正极 市场空间2630亿元、负极890亿元、隔膜610亿元、电解液
520亿元。
（二）新能源储能
1.新能源发电催长储能需求，锂电池成为有效解决方案
发电端新能源发电比例的提升和用电端充电桩、5G基站、 数据中心等高耗能行业的发展，对于电网的调节能力或储能 都提出了更高的需求。电池储能的灵活便利性优势一直是其 他储能方式无法比拟的，而新能源汽车的蓬勃发展培育了完
善的锂电产业链，使得低成本可靠的电化学储能具备了规模
化条件。
图袅27新能源发电内例将持蛙提升
Hist*r：eal wfirld power generalion mix
和其他储能方式相比，锂电池具备诸多优势，前景广阔。
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NEO3019 3w0『 generation mix
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储能方式整体可以分为机械储能和电化学储能及电磁储能。
机械储能以抽水蓄能为主，技术成熟、成本低、规模大，但 响应时间较长，且对地理位置依赖性强。相比之下，电化学 储能具有响应迅速、效率高等优点。而在电化学储能中，锂 电能量密度高、循环效率高，规模可控、成本低、技术成熟。 综合看来在储能方面，目前锂电池的应用最具前景。
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目前电化学储能占比不足4%,以锂离子电池为主。根据 中关村储能产业技术联盟（CNESA）项目库的不完全统计，截 止2018年12月底，全球已投运的储能项目累计装机规模为 180. 9Gffo其中我国已投运累计装机规模为31.3GW,占总规 模的17. 3%。储能项目中，94%为抽水蓄能，其次为电化学储
能3.6%,对应6.5GW。而在电化学储能中，锂离子电池占比
86%，其次为铅蓄电池6%、钠硫电池6%、液流电池1%等。
图表292018年全球已技运电化学储能项目的累计装机分布
钠硫电池
括若电池
6%
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3. 多重商业模式下，锂电储能发展空间巨大

锂电作为储能的应用场景可分为三个层次考虑：一是 单一模式下的峰谷套利；二是和新能源发电组合赋予其可 调节性；三是提供电能质量管理以及作为备用电源。不同 层次下锂电储能的价值体现逐步提高。三个层次下，对于 锂电的利用程度逐次加深。
用户侧储能单一商业模式下的峰谷套利已经在部分地 区具备商业价值。电能自身无法储存，发电端需要根据用电 需求进行实时匹配，但即使是具备调节能力的火电，调节能 力也有限，通常还会伴随一定的经济损失。在此背景下，根 据用电需求量的不同，分为波峰和波谷，波峰电价更高，波 谷电价更低。随着电力市场化交易的推进，实时电价将更加 市场化，波峰波谷差价有望加大。锂电能够将电能转换为化 学能进行储存，低买高卖，实现峰谷套利。假设锂电储能系 统价格1.4元/Wh、寿命4000次，不考虑时间成本的情况下 对应的度电储存成本仅为0.35元，再考虑86%全系统的充放 电效率，约对应0.41元。参考北京市发改委19年3月29日 印发的《关于调整本市一般工商业销售电价有关问题的通 知》，北京城区一般工商业、大工业和农业生产用电，波峰波 谷的电价差在0.58-1.15元，锂电储能已经有0.18-0.74元 /kWh的套利空间。
赋予新能源发电可调节性，提高经济效益，构建微电网。 新能源发电有波动性，配备锂电储能能够提高利用小时数， 增加有效发电量，提高经济效益。在电网层面，新能源发电 的不可调节性限制了其应用占比；加配储能后在整个体系层 面具备可调节性，大大拓宽了新能源发电的应用空间。此外， 新能源+储能完全可以实现电力系统闭环，独立作为清洁能 量来源，实现能源供给的独立性和可持续性。
锂电还可提供电能质量管理，以及作为备用电源。功率 型锂电在储能调频中占据优势，是当前主流。备用电源方面 以数据中心为例，对于供电安全性要求极高，断电将带来巨 大的经济损失。在电力突然中断时，备用发电机启动需要时 间，备用电源在这时立马发挥作用保证电力的持续稳定供应。 国际环保组织绿色和平和华北电力大学联合发布的《点亮绿 色云端：中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》报
告中指出，2018年中国数据中心总用电量1608.89亿千瓦时， 预计到2023年将达到2667.91亿千瓦时。按备用时间0.5h 测算，2018年数据中心对应的储能需求约9.18GWh, 2023年 对应 15. 23GWh。
（三）锂电成本下降后打开了铅酸电池数千亿替代空间
锂离子电池性能和使用成本均优于铅酸电池，替代大势 所趋。锂离子电池的能量密度可以达到铅酸电池的4倍，循 环寿命也是铅酸电池的3-4倍，能量转换效率可达97%，还 更加环保。同时，随着电池制造技术与生产规模的提升，锂 离子电池的价格已经降至铅酸电池2倍甚至不到。目前，从 单次循环使用成本来算，锂离子电池成本已经低于铅酸电池， 锂离子电池在全应用场景替代铅酸电池是大势所趋。
国表签 锂离子电池性能和使用成本均优于铅酸电通

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全球铅酸电池每年超500GWh出货量，对应超3000亿替 代空间。2018年全球铅蓄电池出货量为510GWh，市场空间超 3000亿。2019年中国铅蓄电池产量为202.5GWh，占比近40%。 铅酸电池下游主要用于电动自行车等低速车、汽车启动电源
以及其他便携式设备等。目前轻型动力电池占比33%，汽车 启动用蓄电池占比45%，工业电池占比22%。在电动自行车等 轻型动力领域锂电已经开始逐步替代，汽车启动电源方面有 48V轻混提高经济性。若考虑锂电全部替代，按锂电0.7元 川卜价格测算，全球替代空间3570亿元，国内替代空间1417 亿元。
三、应用领域需求决定技术发展趋势 （一）材料体系与生产工艺决定电池性能
锂离子电池的本质是利用锂离子参与的氧化还原反应 实现电能和化学能的相互转换。在电池中，参与反应的活性 材料为正极、负极以及电解液或电解质。锂电的评价指标包 括能量密度、循环寿命、倍率性能、安全性能等。其中能量 密度取决于正负极的相对电压和克容量，对于特定的材料体 系，理论电压和理论容量都是一定的。
图表35锂离子电池原理

材料体系的更迭必须建立在安全稳定的基础上。锂金属 电池首次于1912年被Gilbert N. Lewis提出并研究，到 1970s “摇椅式”锂离子电池的研究，再到1991年Sony首 次将钴酸锂作为正极实现锂离子电池的商业化。从首次研发 到商业化的数十年间，锂电的材料体系发生了多次更迭与变 化，正极从TiS2到LiCoO2，负极从最初的锂金属到石墨， 电解液溶剂从pc体系到现在DMC/DEC/EMC体系，整个过程 主要是往安全稳定方向发展。商业化后发展至今，正极除了 传统的LiCoO2 2外，还发展除了 NCM、NCA、LiFePO4等；负 极除了天然石墨和人造石墨，硅碳材料也有应用；电解液则 是开发了各种添加剂甚至新型锂盐，在安全的基础上提高电 池性能。
生产工艺的进步对动力电池规模化生产起着极为关键 的作用。锂电池生产工艺流程分为电芯、模组、电池包的生 产，其中最主要的是电芯的工艺流程，电芯生产完成后，生 产部门将每个模组需要的电芯、侧板、端板等组件进行配对、 组装以及模块测试。再将对应的模组装入外壳，进行冷却系 统及箱体的密封性测试，通过之后进行电池包的最终测试， 合格之后入库。

开路电压和 电阳测弑

（二）三元高镍趋势确定，铁锂将在储能和低续航车领域爆
发、并继续向中高续航车渗透
磷酸铁锂在性价比和安全方面具备优势，三元在高能量 密度方面占优。目前常见的正极材料主要有钴酸锂（LCO）、 磷酸铁锂（LFP）和三元（NCM）。钴酸锂是最先商业化的正极 材料，电压高、振实密度高、结构稳定、安全性好，但成本 高且克容量低；磷酸铁锂克容量稍高于钴酸锂，成本低、安 全性好，但电压较低、振实密度低，体积容量密度较低；三 元材料根据镍钴锰的含量不同，容量和成本有所差异，整体 能量密度高于磷酸铁锂和钴酸锂。镍含量越高、钴含量越低， 克容量越高，初始原材料成本越低。
从生产技术进步的发展趋势和行业竞争格局的角度，我 们判断三元电池依旧是未来动力电池的主要技术路线。一方
面续航里程焦虑是困扰新能源汽车发展最主要的问题，解决 方式是提高电池的能量密度。三元电池这一技术指标的提升 空间目前优于铁锂电池，技术研发人员通过增加电池正极材 料镍的占比和固态锂电的技术发展已经让我们看到了解决 这一问题的希望。另一方面参考生产技术发展的历史经验， 新技术在取代旧技术的过程中，虽然在初期会面临成本较高， 产品性能不够稳定，使用者的消费惯性和信任成本等诸多问 题。但技术更迭这一过程基本是不可逆的，上述问题会随着 产能释放后的规模效应，技术工艺逐步成熟和新产品渗透率 的提升得以解决。
图表38常见正破材料性能对比