10.15 中启资本高云:新能源电池投资逻辑分享

前言

当下宏观环境风云变幻、时事维艰,直接影响到PE/VC、并购基金等股权投资机构、产业资本的“募投管退”各项决策,继而对广大新经济公司的融资、经营产生深远影响。

“投资人说”,是星无限资本公众号为了响应形势变化,新推出的一个栏目。本栏目将定期采访活跃在PE/VC、并购基金等一线的资深投资人,旨在与诸君分享来自投资并购实践的深刻洞见和智慧。

(星无限资本对话中启资本)

中启资本高云:新能源电池投资逻辑分享


高云 中启资本 投资总监

嘉宾简介:

现任中启资本投资总监&首席行研官,南开大学材料物理学士、中科院半导体所材料物理与化学专业博士、清华大学&香港中文大学FMBA,已投资宁德时代(300750)、贝特瑞(835185)、长远锂科、国联研究院、华鼎国联等项目。


中启资本高云:新能源电池投资逻辑分享


公司简介:

中启资本是中化集团与启迪控股共同发起设立的市场化私募股权投资管理平台,充分利用双方股东产业资源、科技资源与金融资源优势,助力被投企业成长,成就彼此。我们专注于新能源与清洁技术、先进材料(含精细化工)、现代农业(含生物技术、人工智能等)领域成长期项目的投资。

荣誉:

"投中2018年度中国新锐私募股权投资机构TOP10"

"36氪2019中国黑马基金TOP20"

"36氪2018最具成长力股权投资机构TOP10"

"2018中国最佳新锐基金(金汇奖)TOP20"

星无限:当前市场上主要有哪几种新能源电池?总体来说是怎么样的一个发展情况?

高云:狭义新能源电池是指新能源汽车用电池,是相对于传统的燃油汽车被提出的,包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、钠离子电池、钠盐电池、全固态电池、氢燃料电池等,锂离子电池几乎一统江湖。

广义新能源电池还包括风电、光伏等新能源行业的储能电池。尽管应用领域不同,但动力电池和储能电池的技术路线趋于一致。在维基百科统计的88个全球储能项目中,储能技术路线呈现出百花齐放的局面,多达20多种,其中采用锂离子电池26个,采用铅酸电池、钠硫电池、冰蓄冷各7个,采用钒液流电池、飞轮储能、熔岩热储能各4个。目前,新建储能项目基本上都采用锂离子电池,预测这种趋势将维持10年的时间。

星无限:请问您如何看待燃料电池的现状及未来的发展?

高云:氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。氢气的能量密度较高(为汽油的3倍),氧气可直接从空气中获得,不需要额外增加电池的负载,电池整体能量密度较高,加之最终产物为水,绝对环保,因此被誉为终极的能源解决方案。近期,国内大批地方政府、社会资本进入氢燃料电池行业,极大地推动了该行业快速发展。

氢燃料电池和锂离子电池的原理不同,前者是将化学能转化为电能,后者则是电能的储存器件,输入和输出均是电能。一方面,燃料电池需要电能储存器件在时间维度上对电能精确调控;另一方面,燃料电池功率较低,也需要电能储存器件提高其输出功率。因此,在大功率应用场景下,氢燃料电池正常工作也离不开锂离子电池。特斯拉CEO埃隆·马斯克认为“电力的获取具有很多的渠道,包括火电、风电、光伏等,通过“外部发电+内部充电”是明智的,然而把发电过程去集成在一辆体积受限的车上,是愚蠢的。此外,对氢的操控是十分复杂的,更适合用于太空火箭。”

客观来看,尽管

氢燃料电池从原理上具有绝对的领先性,但是技术难度很高,目前还不成熟,行业还处于萌芽阶段,发展过程中主要的困难在于以下几点:

(1)产业政策不够完善。目前,氢气仍然被定义为“危险化学产品”,而非普通的燃料,在制备、储运、使用等方面受到诸多监管和限制,使用成本极高。

(2)基础设施不完善。加氢站的前期投入较大(约1500-2000万元/站,数倍于充电站);后期需要多名受过专业安全培训的人员进行运营(10名运营人员/站),运营成本极高。更重要的是,超低的使用频次导致加氢站短期内难以盈利。因此,当前加氢站的商业模式不具有经济性,不适合大范围普及。

(3)商业化进程缓慢。行业还处于市场培育阶段,以地方政府的示范项目为主,高成本、加氢难、低寿命等因素导致终端用户“谈氢色变”,完全接受氢还需要一个很漫长的过程。

(4)产品验证不足。传统汽车一般会进行30万公里的验证,而目前所有燃料电池车均未超过10万公里,甚至连台架测试都没有达到里程要求,缺乏长里程的验证和改进;此外,工程验证也需要一定的时间。

相比之下,锂离子电池已经发展了几十年,用于新能源汽车也已经十多年,技术和产品基本成熟,锂离子电池汽车已累计几百万辆的规模,经过了大量的客户和市场验证。因此,二者处于完全不同的发展阶段,氢燃料电池未来十年内难以撼动锂离子电池的霸主地位。

星无限:市场上也有锂离子电池的换电站,相对于充电桩,您觉得哪种运营模式会更具备优势?

高云:锂离子电池有充电和换电两种技术路线,各具特色、互为补充。

(1)充电为主流技术路线,主要的特点是成本很低。一辆汽车只需配备一块电池;充电桩成本不高,同时充电速度、充电效率也在逐年提升,基本能够满足用户需求。不过,快速充电节省了时间,但对电池有一定的损伤,会影响电池的使用寿命。

(2)换电模式,需要配备一定比例的备用电池,总体电池投入成本较高;而且,不同电池的匹配性问题、新旧电池归属权问题等等,也是限制换电模式发展的主要因素。不过,换电模式线下低速充电,可将对电池损伤影响降至最低,延缓电池使用寿命衰减;同时,对于长时间、高频词运营车辆来说,可以大幅缩短充电时间,提高车辆的运行效率,提高车辆使用的经济性。

总结来说,换电模式为小众市场,比较适合高频/封闭行业(出租车、共享汽车)和小型车辆(电动自行车);乘用车对个性化要求较高,应用场景异常复杂,更适合充电模式。

星无限:锂离子电池可以说是目前世界上应用最成熟最广泛的新能源,对国内来说,前几年由于政策的鼓励和补贴,国内新能源发展的非常迅速,也受到了资本市场的青睐,近两年新能源企业的发展情况都不怎么好,资本追逐的热情也下降了很多,您觉得是什么原因造成的呢?

高云:

目前,锂离子电池(尤其是动力电池)行业处于发展低谷期,是集中因素相互叠加所致,具体原因如下:

(1)补贴退坡影响。政府补贴逐年退坡,至2020年将完全取消补贴,导致产业链中的发部分企业盈利空间逐步被压缩,净利润水平持平甚至下降,从而导致整个行业不被看好,PE倍数不高。

(2)资管新规影响。资管新规之后,PE/VC投资公司可用资金不足,导致部分投资标的找不到合适的投资者,估值一降再降。

(3)产能过剩影响动力电池行业产能(尤其是低端产能)过剩问题严重,全国产能利用率不足30%,行业竞争激励。

(4)竞争格局影响。很多投资人认为行业竞争格局基本形成,已经没有太多的投资机会。

星无限:目前锂离子电池主要有哪几部分组成,工作原理是怎样的?

高云:锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电解液为锂离子的迁移提供载体,隔膜则用于传输锂离子、阻隔电子。铝箔为正极材料的集流体,铜箔为负极材料的集流体。为了提高导电性、降低内阻,还会加入部分导电剂、粘结剂等。

相对于对于不同的电池,在外包装上会有所差异,软包电池会用到铝塑膜,方形用铝壳,圆柱电池用钢壳。

这里面最重要的是正极材料。首先,成本占比最高,相当于其他三种材料的总和;其次,是电池能量密度最主要的瓶颈,正极材料和负极材料都是电活性的材料,当前主流石墨负极的克容量是正极材料的两倍。


星无限:当前锂离子电池无论是在手机还是新能源汽车的使用上,续航能力都是我们最为关注的问题,您觉得锂离子电池的主要技术有哪些,续航能力主要受限在哪些技术上?

高云:提高续航能力,需要在增加电池容量的同时,减轻电池的重量。

(1)增加电池容量

正负极材料的克容量是锂离子电池能量密度最重要的决定因素,其性能由材料体系和制备工艺共同决定。正极材料材料体系包括磷酸铁锂,锰酸锂,钴酸锂,三元,富锂锰基等,其中三元和富锂锰基在克容量方面具有优势。负极材料体系包括天然石墨,人造石墨,硅负极,金属锂负极等,硅负极和金属锂的克容量较高。

工艺则包括大颗粒单晶技术(高振实密度、高克容量)、表面包覆技术(高镍、高容量)、预锂及锂补偿(通过增加锂含量提升克容量)等技术。

(2)减轻电池的重量

轻量化是提高能量密度的另一个方向,包括两个维度。

一个是电芯辅材减重,比如铜箔,铝箔,隔膜,外壳等,因为材料体系基本没有太大变化,因此主要的方向是将材料做的更薄。

另一方面是电池包和pack的结构件的减重,主要的手段包括采用碳纤维、铝合金等低密度新材料,以及减少辅材的用量。

星无限:锂离子电池的正负极材料主要有哪些,各个材料的优势主要体现在哪?

高云:不同的正极材料具有不同的特点,也对应不同的应用领域:钴酸锂最大的特点是体积能量密度最大,适合用于3C数码产品;锰酸锂成本最低,适合物流车、电动自行车等低端车辆;磷酸铁锂循环寿命较长,因此适合大巴等运营车辆和储能市场;三元材料能量密度较高,适合应用于乘用车。

中启资本高云:新能源电池投资逻辑分享


负极材料基本上是传统的天然石墨人工石墨的过渡,目前会部分采用一些硅碳负极,但由于膨胀的问题,总体的用量不大。尽管钛酸锂负极循环寿命较长,但平台电压较高,导致电池的整体电压和能量密度偏低,不具有发展前景。

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星无限:都说固态电池会成为下一代的电池技术,您是怎么看待这个观点的,固态电池相比于其他的新能源电池优势体现在哪里?

高云:全固态电池是相对于液态锂离子电池而言,是指结构中不含液体,所有材料都已固态形式存在的储能器件。根据负极材料的不同,又分为全固态锂离子电池(负极材料不是金属锂)和全固态金属锂离子电池。当然,市场上有很多半固态的产品,其实是二者之间的过渡状态。

全固态锂离子电池优于液态锂离子电池,主要在于安全性能好(很多无机固体材料电解质不可燃、不腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也有望克服锂枝晶现象困难)、能量密度高(锂离子电池可以达到300Wh/kg,而全固态可以达到400-500Wh/kg)。

不过,全固态电池技术还不成熟,界面问题没有得到充分解决,电池循环寿命很短,而硫化物、氧化物等技术路线还没有得到确认,目前只是在3C产品和无人机等领域推广、尝试,至少需要5-6年装车,因此对锂离子电池不会构成较大的威胁。

星无限:新能源电池的回收也是一个比较大的问题,有人认为电池污染远远大于燃油车的尾气污染,尾气污染可以人为控制,而电池回收成本高,难度大,您怎么看待这个问题?

高云:电池回收具有必要性和可行性。

(1)在必要性方面

首先,锂离子电池中国含有大量的高价金属,如钴、锂等,回收价值;同时,回收可能缓解上游原材料供应不足的情况,增加电池残值,间接降低电池成本;此外,电池污染环,也有必要进行回收。

(2)在可行性方面

首先可以参考铅酸电池。铅的毒性更大,但是整个循环系统已经十分完备,美国、欧洲等国家再生铅占比超过80%,在成本上完全没有问题。锂离子电池回收还处于初级发展阶段,未来有很大的改善空间,只要技术进步,成本不是问题。

在回收技术方面,更看好精密拆解、循环利用的技术路线。因为,电池生产环节在十分洁净的环境中进行,而电池内部结构也十分规则,通过反向拆解,可以将各种原材料逐一分类,可以将正极材料、负极材料重复利用,在提高产品附加值的同时,避免湿法冶金的低效和污染。

星无限:您能分享您在锂离子电池产业的投资逻辑吗?

高云:(1)正极材料在整个电池系统中成本占比最高,是能量密度的最终决定者,其技术迭代速度和性能提升空间是最大的。此外,全固态电池若逐步推广,其正极材料体系也不会发生变化,因此没有较大的变动风险。此外,在众多的电池材料领域,正极材料的产业集中度最低,未来最具整合的空间。技术迭代能力是正极材料公司的最核心竞争力。

其次,正极材料对上游原材料(钴、锂、镍等)的依赖比较严重,因此正极材料公司需要对上游原材料具有一定的掌控能力,主要体现在稳定的原材料供应,以及低成本的采购渠道。

此外,产品的一致性、批次稳定性、材料纯度等也是衡量一个正极材料优劣的重要指标。

我们中启资本投资的长远锂科,就符合这样的投资逻辑。长远锂科早在2002年就已经创立,是五矿集团直管企业,主要从事高效电池材料的研究与生产,主要产品有多元材料前驱体、多元正极材料等。根据招商银行研究院及高工产研锂电研究所(GGII)研究报告,2018年长远锂科、容百科技、当升科技、杉杉能源的三元材料出货量排名前列,市场份额分别为10%、10%、10%和8%。长远锂科是中国最早研发、生产三元正极材料的企业之一,技术迭代能力和产品性能位于全国前列,而五矿集团又在上游的锂、钴、锰等多个领域进行布局,确保上游的原材料稳定供应。2018年10月,五矿集团携中启资本、中国国新、北汽、上汽、华能等全新股东入驻长远锂科。

(2)负极材料。整个产业集中度比较高,Top3为贝特瑞、紫辰、杉杉,竞争格局相对来说位置比较稳定。技术路线以石墨为主,其完美的层状结构以及恰到好处的层间距,决定了石墨是完美的负极材料,被替代的可能性很小。为了进一步提高负极材料的克容量,人们会考虑具备更高克容量的新型材料,如硅负极。不过,高克容量意味着晶体中镶嵌更多的锂离子,那么膨胀则是必然的结果。因此,这种高克容量的负极材料只能以少量掺杂(5%左右)为主,完全取代石墨负极十分困难。此外,

目前传统的石墨负极公司均布局硅碳负极这个细分赛道,初创企业很难发展起来。

(3)电解液电解液和负极材料是类似的,技术迭代相对比较慢,竞争格局也比较稳定。电解液是一个辅助性比较强的材料,在电池设计的过程中,一般先选择正负极和隔膜,最后才选择电解液。正因为此,大型的电解液厂商基本上会围绕大型的电池厂进行产业布局,总体来说这一块投资机会也不多。

星无限:您觉得在新能源电池领域有哪些投资机会?

高云:整个锂离子电池市场是巨大的,而且应用也十分广泛。第一应用在3C市场,即使增速不快,但下游市场足够巨大。第二个是动力电池,未来保持在30%复合增长率,10年内的市场还是很可观的。第三个是储能,即使目前市场较小,但可以应用到各个领域当中,未来应用空间还是非常大的。

整个锂离子电池是一个大的赛道,在这个大赛道里面有很多产业环节,有大量的技术迭代和产业迭代的机会,迭代意味着变化,变化意味着投资机会。尽管,目前短期有波动,但长期来看具有很强的投资价值。不过,这需要投资者长期耕耘在这个领域,默默坚守,寻找较好的投资机会。

第一个投资机会来自竞争格局重塑。像电芯领域,竞争格局还不稳定,由于市场巨大,而下游客户又相对强势,不希望上游供应商过分集中,客户为了避免行业垄断会培育数量足够的供应商,因此竞争格局存在很大的变化空间。投资的核心在于哪个公司能够稳定于行业第二梯队,能够在激烈的市场竞争中守住自己的市场份额,并不断开拓新的客户。

第二个投资机会来自进口替代。早期,在整个锂离子电池产业链,基本上都是由国外公司主导,国内处于一个学习和追赶的阶段。到目前为止,国内的锂离子电池和材料基本上完成了进口替代。不过,铝塑膜、极耳胶等还大量依赖进口,其中铝塑膜的进口量接近90%,因此具有进口替代的空间。在隔膜领域,动力电池厚膜已经国产化,但是像数码电池领域的薄膜要求轻薄且高强,还是需要进口。第三个投资机会来自技术迭代,可以关注下一代电池技术,比如像富锂锰基电池、全固态电池等。


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