汽车锂离子电池(LIB)生产的竞争地点和机会大部分是创造性的，而不是因为特定地区本身存在的一些因素。

 

   由于生产专业性、供应链优化和合作伙伴的创新开发，已有的LIB竞争者在服务消费电子应用方面很有优势。

 

   LIB企业的许多优势都传递到了LIB汽车领域。

 

   亚洲现在利用强大的上游供应链(从原材料到成品电池)垄断着汽车LIB电池生产。

   成本模型表明，美国、特别是墨西哥在特定情况下也可能具有竞争力。

 

   LIB电池组生产与OEM终端产品生产类似，但是材料和电池生产可以遍布全球范围内任何竞争机会强的地方。

 

   LIB组件尚未商品化：每个组件对整个电池性能都至关重要，存在技术/质量差别。

   一、全球LIB市场和供应链概况

   (一)锂离子电池生产

 

   锂离子电池(LIB)是电和化学性能依靠锂的电池的通用术语。LIB包括四个主要部分--阴极、阳极、分离器和电解质--嵌入各种类型的容器内。阴极、阳极、分离器是薄片的形式，或缠绕或堆叠形成阴极--分离器--阳极交替排列，这样离子通过电解质从阴极流向阳极。由于其较高的能量密度和寿命，LIB主要用于消费电子产品。其较高的能量输出使其特别适合电动汽车。

 

   (二)电动车LIB生产价值链简述

   电池生产由几个步骤组成：“原材料-已加工原材料-电极-电池-电池组”。目前在独立、专业的工厂中广泛使用。

   原材料如锂和石墨被开采后，加工成纯的或特殊成分。已加工原材料被用于制造电极，这是电池的主要组成部分。电极和电池同一工厂生产。电池以及其他成分被整合在一个完整的电池组中。

 

   (三)根据汽车的应用，LIB配置差异很大

   * 特斯拉电池组由18650个电池组成，主要用于消费电子产品，而不是用于电动车的较大制式电池。
   来源：AAB(2014)；罗兰贝格咨询公司(2012)。

(四)目前LIB电池生产主要集中在亚洲

 

 

   注：该地图中包含已完工、部分完工、在建和宣布的工厂。未包含所有工厂的产能。
   来源：企业报告。彭博新能源金融(2015)

   LIB生产能力(服务所有终端市场应用)主要位于中国、日本和韩国。这些国家总计贡献了全球已完工LIB产能(供给终端应用)的85%。日本LIB大规模生产来与20世纪90年代消费电子企业对LIB技术的持续投资。日本政府利用研发基金和低成本资金支持私人投资建设制造厂。虽然LIB技术商业化周期长、回报低，日本仍然鼓励对该行业投资，原因是LIB技术使其在便携式消费电子终端应用领域具有比较优势(布罗德2012)。在投资消费电子用LIB电池和电池组生产方面，韩国和中国的投资额紧随日本之后。

 

   韩国LIB大规模生产是政府和产业共同努力的结果。韩国的LIB生产始于21世纪初，在韩国国内建立起了相关供应链。中国LIB生产大规模筹建源于各种政府研发资金、税收、投资刺激、国内需求增长和出口紧缩。最初，中国和韩国电池制造商比较依赖日本供应商，之后随着两国积极建设LIB生产线，对日本供应商的依赖逐渐下降。这也为中国和韩国电池制造商带来了主要原材料的价格优势。

 

   历史上讲，美国一直不是LIB生产的领导者，现在仅占全球LIB生产能力的7%。然而，特斯拉最近宣布在内华达州的斯帕克斯将建设一个25GWhLIB生产厂，这将大大提升美国LIB生产在全球的份额。该工厂最早将于2017年开始投产，具体生产进度尚不明确。

 

   (五)上游材料生产

   来源：企业报告；彭博新能源金融(2015)；2013国际贸易中心(2015.1获得)

 

   中国、日本和韩国控制着大部分汽车LIB生产，占汽车LIB生产总量的79%(不包括宣布的工厂)。美国在汽车LIB生产方面也占有一席之地，约占17%，与韩国相同。中国、日本和韩国有一大批主要的LIB上游材料供应商(供应电极、分离器、电解质等)，这些共同构成了LIB生产的供应链群聚。这样的群聚构成了区域供应链优势以及价格优势，这些是在群聚区之外的制造商不具备的。亚洲电极材料和电池生产方面已经实现一定程度的垂直整合，为某些制造商提供了较低的投入成本。相反，美国的供应链相对不够成熟，大多数电池工厂经营者都是该行业的新晋者。几乎所有美国LIB产能都以服务新兴的汽车市场为目标。

 

   正如图中贸易流所示，东南亚LIB生产能力不仅供给本国消费，也供给出口市场。

 

   现在LIB生产的大部分知识和经验都是由供给消费电子市场的企业发展出来的。这些企业积累了很多供应链和大规模生产经验，其中很多被用于供给汽车终端市场的大制式LIB生产。与专注于汽车市场的初创企业相比，这些从供给消费电子市场转行的企业普遍具有以下优势：通过大规模生产积累的经验，尤其是对于小制式电池(已被高产量证明)；由于成本已被平摊到多元终端应用市场，总的固定成本较低；较强的购买力；已建立的区域供应链群聚和关系；当工厂为更大的终端市场生产更多元化的产品时，工厂利用率提高。

 

   该行业的新晋者有可能成功，但是将面临建立成本竞争力、大规模生产等挑战。另一个进入汽车市场的潜在障碍是汽车原始设备制造商(OEMs)对性能、安全性和可靠性的较高要求。OEM质量要求以及他们希望供应商资金稳定，这使得整个市场更青睐拥有强大的生产纪录和已证明产品表现的既有厂商。

 

   (六)消费电子是LIB的需求主体

   汽车LIB生产商竞争优势源自供给消费电子的积累；这些优势至少在近期内可能继续。虽然汽车需求有望增长，但LIB大部分需求将继续由消费电子应用驱动。

   来源：罗兰贝格咨询公司(2012)；Pike研究(2013)；AAB(2013)；CEMAC分析

 

    (七)汽车LIB供应链生产能力严重过剩

   来源：彭博新能源金融(2014)；Pike研究(2013)；AAB(2013)；罗兰贝格咨询公司(2012)；国际能源署(2011)；CEMAC估计

 

   在各区域，汽车LIB生产能力远超过生产量。2014年初，全球平均利用率约为22%；企业调整和宣布产能推迟可以有助于使产能发展趋于合理化。

   一开始，对电动车需求(包括纯电动车和混合动力车)过于乐观的估计导致了大规模LIB生产能力的过度建设。近年来，很多国家政府对供应商的支持推动了产能的扩大。在美国，《2009年美国复苏和再投资法案》为支持本土先进电池生产提供了15亿美元。中国、日本和韩国政府也通过税收和其他投资刺激大力支持国内LIB产业扩张，同时也支持消费者购买电动车。在某个公司和某个工厂层面，LIB产能利用率较高，尤其是早就进入市场的厂商。然而从整个行业来看，LIB产能的利用率仍然较低。

 

   (八)汽车LIB中性到较强需求增长预测

 

   到2020年，预测的LIB需求复合年增长率约为22%-41%。电动汽车LIB需求预测对比表明对市场增长的广泛期待。然而，即使在增长率最低时，需求展望仍很强劲(约22%)。

   来源：罗兰贝格咨询公司(2012)；Pike研究(2013)；阿维森纳(2014)

 

   每种不同类型的电动汽车需要不同的电池储能量，所以比起其他因素，特定电动汽车对LIB的需求影响更大。一般来说，纯电动车需要25KWh或更多储能量，插电式混合动力汽车需要10KWh，混合动力汽车需要1KWh。虽然混合动力汽车也是电动汽车电池需求的一部分，但插电式混合动力车和纯电动车才是汽车LIB需求的更大驱动者。

 

   假设温和的电动汽车销售预测可以实现，而目前制造能力保持不变，那么汽车LIB产能未利用的部分在2017-2018年可能得到利用。未来产能——例如特斯拉宣布的将在美国建设新的LIB生产厂计划(目标是2017年上线35GWh产能)未包括在内，可能会进一步影响总体的产能利用率。

   (九)据预测，电动汽车和混合动力车销售将呈现温和增长

 

   据预测，电动汽车销售复合年增长率将达到22%，比较强劲。但是，电动汽车在轻型汽车市场中的比重较低，到2020年仅为7%。虽然混合动力车在电动汽车中占有较大比重，但是纯电动汽车和插电式混合动力汽车销售会更有力的驱动LIB市场，因为它们需要更多电池组。目前大多数混合动力车使用NiMH电池，不是LIB，虽然这已开始改变。日本和美国分别占全球电动汽车需求的46%和34%。

   注：电动汽车包括所有使用LIB的汽车(包括纯电动汽车、插电式混合动力车和混合动力车)
   来源：Pike研究(2013)；AAB(2013)；罗兰贝格咨询(2012)

   汽车产业对LIB的需求主要由纯电动汽车和插电式混合动力汽车产量决定。LIB电池已开始取代混合动力车使用的NiMH电池。虽然一开始(2013年前)市场需求比较温和，但电动汽车销售有望在未来几年大幅增长。电动汽车需求对几个重要因素较为敏感，名义上政府对燃料经济的要求、政府需求及供给端补贴、电动汽车动力传动系统技术成本、充电基础设施以及汽车和柴油价格。不同市场对上述因素的不同预测导致了对需求预测的差异，这里显示的是平均预测。

   到2020年，电动车复合年增长率约为20%，而同期轻型汽车增长率为2.3%(Pike研究2013)。然而，2014-2020年，电动汽车在全球轻型汽车市场中将仍占较小比重。日本和美国是目前最大的电动汽车市场，分别占全球需求的46%和34%，到2020年前情况将不会改变。(Pike研究2013)

   美国电动汽车需求受CAFE标准、税收抵免、折扣、化石燃料价格和消费者偏好影响。在美国，政府刺激政策是分联邦、州、地方进行层级管理的。

   (十)到2020年，汽车LIB市场有望达到143亿美元

   来源：罗兰贝格咨询(2012)；Pike研究(2013)；AAB(2013)；CEMAC分析

 

   在收入层面，汽车LIB市场有望强劲增长；到2020年，市场有望增长22%，从2011年25亿美元增加到2020年143亿美元。

   (十一)LIB市场和供应链总结

   汽车LIB市场有望实现温和到强劲增长。到2020年年复合增长率至少为22%——美国和日本是目前最大的电动汽车市场，到2020年情况将维持不变。

   如果温和的需求增长预期可以实现，到2018年目前未利用产能可能有所好转。

   LIB生产由亚洲生产商控制。成熟生产商在消费电子电池领域积累了丰富经验；积累的经验和供应链关系优势可以应用在汽车LIB生产方面。虽然美国在LIB生产方面占有一席之地，但全球生产主体集中在亚洲。中国、韩国和日本占全球产能的79%；美国本土占全球产能的17%。

 

   二、电池生产成本的区域比较

   (一)汽车LIB制造价值链

 

   价值链因素作为关键性质量要素备受关注，因为它们代表的部分——知识产权和商业机密会形成竞争优势和价格以外的竞争基础。而且，在关键性质量要素中获得的优势可以传递到终端应用中。例如，被用在消费电子LIB中的电极知识产权也可以应用于汽车LIB的电极中。

 

 

   一般而言，电池是半定制的，针对终端使用具体设计而成。特别是，汽车电池是非标准化的，需要针对每个安装车型进行具体设计。但特斯拉是一个例外：至今已使用的18650个电池均是用于消费电子产品的标准电池。

   电池组是根据具体应用定制的，需要与终端应用OEM密切合作。在汽车应用中尤其如此，许多OEM设计和制造自己的电池组。汽车OEM根据工作周期、运行环境和汽车的寿命有严格的性能、生命周期、温度管理、重量、物理包装盒保护要求。

 

   以下模型和分析专注电池制造——价格链的其他部分没有模型化。

   (二)模型中的国家情况

 

 

   1- 代表性情况

   2- 未来情况

 

   代表性情况意在将上述已注明国家中运行的实际公司情况作为标杆，与整体情况描述匹配。未来情况用以理解各种驱动因素对潜在的国家/公司竞争力情况，以及由此反映的风险和机遇。未来情况不用来衡量目前存在的任何情形或国家状况。模型成本是对于大制式、20安培小时的电池组，该电池组采用NMC阴极和石墨阳极。产量大约为830万块电池(600MWh)/每年。

 

   除非另外注明，成本模型假定所有国家情况中(除中国2级情况)利用率为85%，产出率85%。由于模型中设定的低自动化水平，中国2级情况假定产出率为70%，利用率90%。这也造成在中国2级情况下有较低的装备价格和较高的劳动力成本(由于劳动力生产力较低)，与中国1级相比。实际利用率和产出在不同公司中可能差异较大，即使是同一国家的公司。假定产出部分依靠公司在较小和较大制式LIB电池生产中积累的生产经验。

 

   (三)最低的成本模型：中国、韩国和墨西哥

 

   材料和劳动力构成国家间的主要成本差异；劳动力成本受地域影响，而材料成本受国家和公司特性影响。

 

   材料成本由4种主要材料组成：

   1. 阴极活性材料，NMC——占材料总成本30%；
   2. 分离器——18%；
   3. 阳极活性材料，石墨——11%；
   4. 其他材料每种占10%或不足10%。

   材料成本是电池制造企业的特征之一。定价某种程度上由采购量和LIB制造商及其供应商关系决定。亚洲制造商已经与区域材料供应商建立了良好的关系。这些亲密关系和同地区的供应商构成了批量采购折扣之外的价格优势。而且，亚洲市场参与者之间某种程度的垂直整合形成某些电池生产商较低的材料成本。当这种优势在亚洲出现，它们也会在其他地区被复制，因为这并不是某地区的特性形成的优势。

   通过比较最高和最低的成本区域，可以看出材料和劳动力成本差异是地区间成本差异主要原因(不包括利润)。材料和劳动力成本差异分别占平均总成本的12%和9%。

   材料定价假设有细微差别。模型采用两部分分解的材料折扣。一是根据采购量，对于成熟制造商一般材料定价假定较低，同等的成本折扣应用于所有案例中，除美国初创公司；二是韩国和中国有额外的地方产量折扣，因为由国家产业发展刺激形成的亲近的供应商关系和产业群聚，对这些国家的LIB电池制造商产生了额外的材料成本优势。这种地方折扣仅被应用于NMC材料，中国和韩国看起来享受已加工的NMC材料定价，其低于其他地区的电池制造商定价。

   相反，劳动力成本完全受地域影响。近年来，中国劳动力成本上升较快，而墨西哥劳动力成本较低，所以中国劳动力成本已超过墨西哥。由于这些趋势，模型假定中国和墨西哥劳动力成本相当。

   虽然墨西哥还没有大规模LIB生产，但将墨西哥纳入比较是因为它与美国地理相近，墨西哥劳动力成本比美国低，低于或相当于中国。这种情况不仅代表墨西哥生产的潜在竞争力，也说明任何一个国家能够组合不同优势(第劳动力和资金成本)的可能性。

   (四)长期而言，墨西哥可能支持最低的可持续价格

 

   墨西哥低成本劳动力，加上低成本资金，在全球市场维持最具竞争力的价格。图中显示的价格是MSPs模型——实际市场定价也受公司具体战略和整个行业情况影响。

   最小可持续定价通过将资金模型和运行成本与有折扣现金流分析合并得到，此时电池销售一定产生足够收益以补偿资金成本。对于分公司(如韩国在美国的分公司、日本在墨西哥的分公司)，资金成本基于母公司所在国家。

   虽然墨西哥LIB工厂总的成本模型框架略高于中国和韩国工厂，但其可持续定价是各种情况中最低的。墨西哥最低的可持续价格源于有竞争力的价格框架和资金成本。中国1级和韩国构成下一级最低的可持续价格。这个结果并不出乎意料，因为这些地区的公司和日本公司目前垄断着LIB电池市场。

   美国落后于其他国家，因为略高的材料、劳动力和设施成本，这也要求更高的收益。特别是美国初创公司，其资金成本高达14%。

   然而，不确定因素反复出现表明几乎所有地区都有可能在正确的情况下主导有竞争力的生产。

   (五)美国LIB制造商可能受到现有的和/或一些低成本产地挑战

 

 

   韩国相对于美国的优势是较低的边际、劳动力、材料和设施成本；墨西哥相对于美国的优势是较低的边际、动力和设施成本。

 

   虽然美国材料价格可以与材料成本领先国家如韩国和中国相当，但美国不可能降低劳动力或设施成本达到其他低成本地区水平。不过，这些优势可以被其他成本改进抵消。

 

   (六)在正确情况下可能产生竞争力

 

   在以下两个假定条件下，美国未来可能在LIB电池制造方面具备竞争力：

   l 材料成本最终与材料成本领先国家如韩国和中国1级相当；
   l 美国企业达到税后资金成本8%。

 

   虽然创造出美国未来竞争力的假定很有野心，但未来美国价格可能可以与现在低成本制造商国家如日本和中国最小可持续价格竞争。关于资金成本假定，例如使用2个已建立的美国电池制造商作为对比表明平均WACC8.3%对于美国电池行业企业是可能的。

 

   然而，美国制造商面临的挑战除了各种成本劣势，还有现在相对不成熟的供应链和市场参与者。

   (七)阴极材料、WACC和产出是主要价格驱动者

   投入参数在基准线上下浮动10%(相对)，证明模型价格对不同投入假定的敏感度；图示是美国分公司情况，但所有情况对阴极材料成本、产出和WACC都很敏感。

 

 

   (八)随着产出和利用率上升，MSPs下降

   CEMAC(清洁能源制造分析中心)估计大制式电池实际产出率在70-90%之间。这里的产出仅指电池生产过程，包括投入材料废品率，但不包括所有前导材料加工产出。公司层面利用率非常不稳定，2014年初全球平均利用率为22%，但在公司层面，对于已有销售渠道的领先公司而言，利用率可能很高。

 

   利用率和产出率对单位成本和可持续价格有实际影响。这里详细表述产出和利用率敏感度，因为对全球汽车LIB电池生产的两种度量方式存在很大差异，这些参数的影响没有在堆叠柱形图中清晰表示。

   CEMAC分析表明，大制式LIB电池产出率在70-90%之间。这个区间归因于很难准确和持续地控制用在电池制造过程中的电化学反应。这个区间的存在，从某种程度上说也是因为工业本身(特别是制造大制式电池)的不成熟，以及不同的经营者之间经验和水平存在差异。

   现有公司因为在生产消费电子电池过程中积累的经验可能会获得这个区间的较高值，虽然大制式电池可能要克服一些特有的挑战。较高的产出率是拥有相对较高成本结构的日本公司有效打败韩国竞争对手的方法之一，因为韩国公司一般成本结构较低、潜在收益也较低。制造中，产出优势会随着竞争者规模产量的增加、产出率随之提高而消失。

   由于全面过剩，现在利用率在公司层面是特别不稳定的。虽然价格对利用率的敏感度小于产出，但利用率仍是实际影响因素，尤其是在低价值时。假定全球平均利用率为22%，可以肯定一些公司会在这一水平之下，此时对MSP影响比较严重。

   (九)区域成本情况模型

 

   1. 在各种模型中，中国和韩国在现有汽车LIB制造区域中的定价最低。

 

   2. 未来墨西哥分公司的情况是最有竞争力的可持续定价，但成本投入假定尚不太确定，因为墨西哥供应链和LIB制造经验还比较有限。

 

   3. 当比较美国与低价格地区时，材料、利润、劳动力和设施成本构成主要差别。

 

   4. 模型表明，如果材料成本相当、资金成本等于(或低于)8%，美国可以与中国和韩国竞争。

 

   5. 产出和工厂利用率水平对成本竞争力至关重要。

 

   三、影响制造地点选择的因素

 

   非成本因素决定一些LIB厂址选择。影响厂址选择的定性因素包括：政策和监管环境；获得原材料(石墨、锂、钴、镍、锰)的渠道；经商便利度考虑；物流风险和接近终端市场；知识产权保护，包括生产过程创新；供应链优化(可包括垂直整合)；品牌和名誉；获得有才能劳动力渠道，尤其是提高研发能力。

 

   四、战略视野

 

   (一)主要电动汽车价值链特征

   *从亚洲运输至美国西岸增加成本约USD7/KWh

 

   目前，没有标准的汽车LIB价值链，但是主要组件包括已加工的电极和其他组件材料、电池制造和电池组制造。关于垂直整合，不同制造商采用不同方法。

 

   包装生产今后也可能集中在各自的电动汽车生产地。因为完整的包装运输成本较高，包装都是为被安装车辆特别设计的，一般由汽车制造商自己设计生产。

 

   相反，LIB电极材料、其他已加工材料和完整封装电池可以在没有过高成本惩罚的情况下(相对现有市场价格)运输。运输电极材料会提高潮湿侵蚀风险，但大部分生产过程可以对这些材料烘干，在装入电池之前。运输这些货物的能力表明生产具有竞争力价格的电池、组件和已加工材料的地区和公司可以有效服务全球市场。

 

   在现有市场中，美国电池生产商没有优势，但美国在潜在价值较高的价值链中可能有一定竞争力。电池占整个汽车LIB电池组价格增值的27%，价格增值的34%来自电极和其他已加工材料，这是美国可能并且可以竞争的。美国国内已经为国内生产的电动汽车组装电池组，这构成整个LIB电池组价值的39%。

 

   (二)汽车LIB制造考虑

 

   影响LIB制造地点成本竞争力的因素已大部分明确；虽然一些区域性成本很重要也应该被考虑。

 

   l 地域驱动的成本包括：资金、劳动力和政策成本；

   l 优势包括：供应链发展和竞争，获得原材料的渠道和生产专业性。

 

   在汽车市场竞争中，现有消费电子LIB市场的竞争者具有较大优势。

 

   l 优势包括：强大的供应链和对供应商的影响力；战略合作伙伴和更多元的销售渠道；生产和技术创新；其他制造学习效应；

   l 现有经验可以获得较高产出，这将很大的影响有竞争性的制造机会。

 

   现有汽车LIB生产能力远未被充分使用，影响生产的单位成本，未来还将影响市场价格和投资决策——但是，最早到2018年，需求增长会与生产能力平衡。

 

   亚洲竞争者现在垄断着市场，但是在特定情况下，较低的可持续价格可能来自墨西哥和美国。

 

   企业作出的战略和地点选择只部分整合了区域成本考虑。

 

   汽车LIB市场相对不成熟，特征是利用率低、产出相对较低、拥有不同专业水平的多元参与者。但是，关于市场份额，该行业已相对集中，93%的市场份额集中在11个竞争者中(AAB2014)。随着2020年以后需求增长，竞争者将可以扩充产能、提高产出、大大提高现有商业化技术以改善成本。

 

   竞争力的定性因素可以概括为两点：区域成本因素和公司特性。影响厂址决策的主要地区性成本因素包括劳动力、设施和材料成本。与美国相比，这些成本在中国和韩国较低，因为其在最低可持续价格方面处于领先。墨西哥的成本框架在全球也具有竞争力，因为墨西哥劳动力成本较低。如果低劳动力成本再加上低资金成本(例如，来自外国母公司)，墨西哥可能在分析的情况下实现最低价格。影响成本的公司层面特性青睐现有竞争者，他们在制造消费电子LIB过程中积累了经验。

   获得的大量知识和商业关系可以移植到汽车LIB电池生产中，形成现有公司的明显优势。主要优势包括：较多的生产经验、较高的产出、材料的规模采购折扣、已建立的供应链关系(为原料成本打折)、一些固定成本的摊销、一些产能的潜在交叉使用、抵御大的市场波动的能力、较高的金融信誉，以及可以满足严格的汽车OEM要求的生产记录。

   材料成本很高(占利润前总成本的74%)，既是公司也是区域驱动因素的一部分。公司层面因素包括采购量和供应商关系强度。然而有证据表明，区域因素对材料折扣的影响是存在的。供应商会对本地的LIB生产客户提供更大折扣，这些折扣不会给外国制造商。优惠的区域关系在中国和韩国尤其普遍，反映了意在创造强大的全球竞争性LIB供应链群聚的政府政策。

   总之，许多因素构成竞争力并影响制造地点选择。汽车LIB制造竞争力受地域驱动成本之外的多种因素影响。这些因素会抵消现有市场中的地域成本优势。而且，汽车市场的相对不成熟和不平衡表明，公司特有的战略对厂址决策产生影响。然而，当市场成熟时，厂址决策可能会在更大程度上考虑生产成本。

 

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