10.15 中啟資本高雲:新能源電池投資邏輯分享

前言

當下宏觀環境風雲變幻、時事維艱,直接影響到PE/VC、併購基金等股權投資機構、產業資本的“募投管退”各項決策,繼而對廣大新經濟公司的融資、經營產生深遠影響。

“投資人說”,是星無限資本公眾號為了響應形勢變化,新推出的一個欄目。本欄目將定期採訪活躍在PE/VC、併購基金等一線的資深投資人,旨在與諸君分享來自投資併購實踐的深刻洞見和智慧。

(星無限資本對話中啟資本)

中啟資本高雲:新能源電池投資邏輯分享


高雲 中啟資本 投資總監

嘉賓簡介:

現任中啟資本投資總監&首席行研官,南開大學材料物理學士、中科院半導體所材料物理與化學專業博士、清華大學&香港中文大學FMBA,已投資寧德時代(300750)、貝特瑞(835185)、長遠鋰科、國聯研究院、華鼎國聯等項目。


中啟資本高雲:新能源電池投資邏輯分享


公司簡介:

中啟資本是中化集團與啟迪控股共同發起設立的市場化私募股權投資管理平臺,充分利用雙方股東產業資源、科技資源與金融資源優勢,助力被投企業成長,成就彼此。我們專注於新能源與清潔技術、先進材料(含精細化工)、現代農業(含生物技術、人工智能等)領域成長期項目的投資。

榮譽:

"投中2018年度中國新銳私募股權投資機構TOP10"

"36氪2019中國黑馬基金TOP20"

"36氪2018最具成長力股權投資機構TOP10"

"2018中國最佳新銳基金(金匯獎)TOP20"

星無限:當前市場上主要有哪幾種新能源電池?總體來說是怎麼樣的一個發展情況?

高雲:狹義新能源電池是指新能源汽車用電池,是相對於傳統的燃油汽車被提出的,包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鈉離子電池、鈉鹽電池、全固態電池、氫燃料電池等,鋰離子電池幾乎一統江湖。

廣義新能源電池還包括風電、光伏等新能源行業的儲能電池。儘管應用領域不同,但動力電池和儲能電池的技術路線趨於一致。在維基百科統計的88個全球儲能項目中,儲能技術路線呈現出百花齊放的局面,多達20多種,其中採用鋰離子電池26個,採用鉛酸電池、鈉硫電池、冰蓄冷各7個,採用釩液流電池、飛輪儲能、熔岩熱儲能各4個。目前,新建儲能項目基本上都採用鋰離子電池,預測這種趨勢將維持10年的時間。

星無限:請問您如何看待燃料電池的現狀及未來的發展?

高雲:氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。氫氣的能量密度較高(為汽油的3倍),氧氣可直接從空氣中獲得,不需要額外增加電池的負載,電池整體能量密度較高,加之最終產物為水,絕對環保,因此被譽為終極的能源解決方案。近期,國內大批地方政府、社會資本進入氫燃料電池行業,極大地推動了該行業快速發展。

氫燃料電池和鋰離子電池的原理不同,前者是將化學能轉化為電能,後者則是電能的儲存器件,輸入和輸出均是電能。一方面,燃料電池需要電能儲存器件在時間維度上對電能精確調控;另一方面,燃料電池功率較低,也需要電能儲存器件提高其輸出功率。因此,在大功率應用場景下,氫燃料電池正常工作也離不開鋰離子電池。特斯拉CEO埃隆·馬斯克認為“電力的獲取具有很多的渠道,包括火電、風電、光伏等,通過“外部發電+內部充電”是明智的,然而把發電過程去集成在一輛體積受限的車上,是愚蠢的。此外,對氫的操控是十分複雜的,更適合用於太空火箭。”

客觀來看,儘管

氫燃料電池從原理上具有絕對的領先性,但是技術難度很高,目前還不成熟,行業還處於萌芽階段,發展過程中主要的困難在於以下幾點:

(1)產業政策不夠完善。目前,氫氣仍然被定義為“危險化學產品”,而非普通的燃料,在製備、儲運、使用等方面受到諸多監管和限制,使用成本極高。

(2)基礎設施不完善。加氫站的前期投入較大(約1500-2000萬元/站,數倍於充電站);後期需要多名受過專業安全培訓的人員進行運營(10名運營人員/站),運營成本極高。更重要的是,超低的使用頻次導致加氫站短期內難以盈利。因此,當前加氫站的商業模式不具有經濟性,不適合大範圍普及。

(3)商業化進程緩慢。行業還處於市場培育階段,以地方政府的示範項目為主,高成本、加氫難、低壽命等因素導致終端用戶“談氫色變”,完全接受氫還需要一個很漫長的過程。

(4)產品驗證不足。傳統汽車一般會進行30萬公里的驗證,而目前所有燃料電池車均未超過10萬公里,甚至連臺架測試都沒有達到里程要求,缺乏長里程的驗證和改進;此外,工程驗證也需要一定的時間。

相比之下,鋰離子電池已經發展了幾十年,用於新能源汽車也已經十多年,技術和產品基本成熟,鋰離子電池汽車已累計幾百萬輛的規模,經過了大量的客戶和市場驗證。因此,二者處於完全不同的發展階段,氫燃料電池未來十年內難以撼動鋰離子電池的霸主地位。

星無限:市場上也有鋰離子電池的換電站,相對於充電樁,您覺得哪種運營模式會更具備優勢?

高雲:鋰離子電池有充電和換電兩種技術路線,各具特色、互為補充。

(1)充電為主流技術路線,主要的特點是成本很低。一輛汽車只需配備一塊電池;充電樁成本不高,同時充電速度、充電效率也在逐年提升,基本能夠滿足用戶需求。不過,快速充電節省了時間,但對電池有一定的損傷,會影響電池的使用壽命。

(2)換電模式,需要配備一定比例的備用電池,總體電池投入成本較高;而且,不同電池的匹配性問題、新舊電池歸屬權問題等等,也是限制換電模式發展的主要因素。不過,換電模式線下低速充電,可將對電池損傷影響降至最低,延緩電池使用壽命衰減;同時,對於長時間、高頻詞運營車輛來說,可以大幅縮短充電時間,提高車輛的運行效率,提高車輛使用的經濟性。

總結來說,換電模式為小眾市場,比較適合高頻/封閉行業(出租車、共享汽車)和小型車輛(電動自行車);乘用車對個性化要求較高,應用場景異常複雜,更適合充電模式。

星無限:鋰離子電池可以說是目前世界上應用最成熟最廣泛的新能源,對國內來說,前幾年由於政策的鼓勵和補貼,國內新能源發展的非常迅速,也受到了資本市場的青睞,近兩年新能源企業的發展情況都不怎麼好,資本追逐的熱情也下降了很多,您覺得是什麼原因造成的呢?

高雲:

目前,鋰離子電池(尤其是動力電池)行業處於發展低谷期,是集中因素相互疊加所致,具體原因如下:

(1)補貼退坡影響。政府補貼逐年退坡,至2020年將完全取消補貼,導致產業鏈中的發部分企業盈利空間逐步被壓縮,淨利潤水平持平甚至下降,從而導致整個行業不被看好,PE倍數不高。

(2)資管新規影響。資管新規之後,PE/VC投資公司可用資金不足,導致部分投資標的找不到合適的投資者,估值一降再降。

(3)產能過剩影響動力電池行業產能(尤其是低端產能)過剩問題嚴重,全國產能利用率不足30%,行業競爭激勵。

(4)競爭格局影響。很多投資人認為行業競爭格局基本形成,已經沒有太多的投資機會。

星無限:目前鋰離子電池主要有哪幾部分組成,工作原理是怎樣的?

高雲:鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處於富鋰狀態;放電時則相反。電解液為鋰離子的遷移提供載體,隔膜則用於傳輸鋰離子、阻隔電子。鋁箔為正極材料的集流體,銅箔為負極材料的集流體。為了提高導電性、降低內阻,還會加入部分導電劑、粘結劑等。

相對於對於不同的電池,在外包裝上會有所差異,軟包電池會用到鋁塑膜,方形用鋁殼,圓柱電池用鋼殼。

這裡面最重要的是正極材料。首先,成本佔比最高,相當於其他三種材料的總和;其次,是電池能量密度最主要的瓶頸,正極材料和負極材料都是電活性的材料,當前主流石墨負極的克容量是正極材料的兩倍。


星無限:當前鋰離子電池無論是在手機還是新能源汽車的使用上,續航能力都是我們最為關注的問題,您覺得鋰離子電池的主要技術有哪些,續航能力主要受限在哪些技術上?

高雲:提高續航能力,需要在增加電池容量的同時,減輕電池的重量。

(1)增加電池容量

正負極材料的克容量是鋰離子電池能量密度最重要的決定因素,其性能由材料體系和製備工藝共同決定。正極材料材料體系包括磷酸鐵鋰,錳酸鋰,鈷酸鋰,三元,富鋰錳基等,其中三元和富鋰錳基在克容量方面具有優勢。負極材料體系包括天然石墨,人造石墨,硅負極,金屬鋰負極等,硅負極和金屬鋰的克容量較高。

工藝則包括大顆粒單晶技術(高振實密度、高克容量)、表面包覆技術(高鎳、高容量)、預鋰及鋰補償(通過增加鋰含量提升克容量)等技術。

(2)減輕電池的重量

輕量化是提高能量密度的另一個方向,包括兩個維度。

一個是電芯輔材減重,比如銅箔,鋁箔,隔膜,外殼等,因為材料體系基本沒有太大變化,因此主要的方向是將材料做的更薄。

另一方面是電池包和pack的結構件的減重,主要的手段包括採用碳纖維、鋁合金等低密度新材料,以及減少輔材的用量。

星無限:鋰離子電池的正負極材料主要有哪些,各個材料的優勢主要體現在哪?

高雲:不同的正極材料具有不同的特點,也對應不同的應用領域:鈷酸鋰最大的特點是體積能量密度最大,適合用於3C數碼產品;錳酸鋰成本最低,適合物流車、電動自行車等低端車輛;磷酸鐵鋰循環壽命較長,因此適合大巴等運營車輛和儲能市場;三元材料能量密度較高,適合應用於乘用車。

中啟資本高雲:新能源電池投資邏輯分享


負極材料基本上是傳統的天然石墨人工石墨的過渡,目前會部分採用一些硅碳負極,但由於膨脹的問題,總體的用量不大。儘管鈦酸鋰負極循環壽命較長,但平臺電壓較高,導致電池的整體電壓和能量密度偏低,不具有發展前景。

中啟資本高雲:新能源電池投資邏輯分享


星無限:都說固態電池會成為下一代的電池技術,您是怎麼看待這個觀點的,固態電池相比於其他的新能源電池優勢體現在哪裡?

高雲:全固態電池是相對於液態鋰離子電池而言,是指結構中不含液體,所有材料都已固態形式存在的儲能器件。根據負極材料的不同,又分為全固態鋰離子電池(負極材料不是金屬鋰)和全固態金屬鋰離子電池。當然,市場上有很多半固態的產品,其實是二者之間的過渡狀態。

全固態鋰離子電池優於液態鋰離子電池,主要在於安全性能好(很多無機固體材料電解質不可燃、不腐蝕、不揮發、不存在漏液問題,也有望克服鋰枝晶現象困難)、能量密度高(鋰離子電池可以達到300Wh/kg,而全固態可以達到400-500Wh/kg)。

不過,全固態電池技術還不成熟,界面問題沒有得到充分解決,電池循環壽命很短,而硫化物、氧化物等技術路線還沒有得到確認,目前只是在3C產品和無人機等領域推廣、嘗試,至少需要5-6年裝車,因此對鋰離子電池不會構成較大的威脅。

星無限:新能源電池的回收也是一個比較大的問題,有人認為電池汙染遠遠大於燃油車的尾氣汙染,尾氣汙染可以人為控制,而電池回收成本高,難度大,您怎麼看待這個問題?

高雲:電池回收具有必要性和可行性。

(1)在必要性方面

首先,鋰離子電池中國含有大量的高價金屬,如鈷、鋰等,回收價值;同時,回收可能緩解上游原材料供應不足的情況,增加電池殘值,間接降低電池成本;此外,電池汙染環,也有必要進行回收。

(2)在可行性方面

首先可以參考鉛酸電池。鉛的毒性更大,但是整個循環系統已經十分完備,美國、歐洲等國家再生鉛佔比超過80%,在成本上完全沒有問題。鋰離子電池回收還處於初級發展階段,未來有很大的改善空間,只要技術進步,成本不是問題。

在回收技術方面,更看好精密拆解、循環利用的技術路線。因為,電池生產環節在十分潔淨的環境中進行,而電池內部結構也十分規則,通過反向拆解,可以將各種原材料逐一分類,可以將正極材料、負極材料重複利用,在提高產品附加值的同時,避免溼法冶金的低效和汙染。

星無限:您能分享您在鋰離子電池產業的投資邏輯嗎?

高雲:(1)正極材料在整個電池系統中成本佔比最高,是能量密度的最終決定者,其技術迭代速度和性能提升空間是最大的。此外,全固態電池若逐步推廣,其正極材料體系也不會發生變化,因此沒有較大的變動風險。此外,在眾多的電池材料領域,正極材料的產業集中度最低,未來最具整合的空間。技術迭代能力是正極材料公司的最核心競爭力。

其次,正極材料對上游原材料(鈷、鋰、鎳等)的依賴比較嚴重,因此正極材料公司需要對上游原材料具有一定的掌控能力,主要體現在穩定的原材料供應,以及低成本的採購渠道。

此外,產品的一致性、批次穩定性、材料純度等也是衡量一個正極材料優劣的重要指標。

我們中啟資本投資的長遠鋰科,就符合這樣的投資邏輯。長遠鋰科早在2002年就已經創立,是五礦集團直管企業,主要從事高效電池材料的研究與生產,主要產品有多元材料前驅體、多元正極材料等。根據招商銀行研究院及高工產研鋰電研究所(GGII)研究報告,2018年長遠鋰科、容百科技、當升科技、杉杉能源的三元材料出貨量排名前列,市場份額分別為10%、10%、10%和8%。長遠鋰科是中國最早研發、生產三元正極材料的企業之一,技術迭代能力和產品性能位於全國前列,而五礦集團又在上游的鋰、鈷、錳等多個領域進行佈局,確保上游的原材料穩定供應。2018年10月,五礦集團攜中啟資本、中國國新、北汽、上汽、華能等全新股東入駐長遠鋰科。

(2)負極材料。整個產業集中度比較高,Top3為貝特瑞、紫辰、杉杉,競爭格局相對來說位置比較穩定。技術路線以石墨為主,其完美的層狀結構以及恰到好處的層間距,決定了石墨是完美的負極材料,被替代的可能性很小。為了進一步提高負極材料的克容量,人們會考慮具備更高克容量的新型材料,如硅負極。不過,高克容量意味著晶體中鑲嵌更多的鋰離子,那麼膨脹則是必然的結果。因此,這種高克容量的負極材料只能以少量摻雜(5%左右)為主,完全取代石墨負極十分困難。此外,

目前傳統的石墨負極公司均佈局硅碳負極這個細分賽道,初創企業很難發展起來。

(3)電解液電解液和負極材料是類似的,技術迭代相對比較慢,競爭格局也比較穩定。電解液是一個輔助性比較強的材料,在電池設計的過程中,一般先選擇正負極和隔膜,最後才選擇電解液。正因為此,大型的電解液廠商基本上會圍繞大型的電池廠進行產業佈局,總體來說這一塊投資機會也不多。

星無限:您覺得在新能源電池領域有哪些投資機會?

高雲:整個鋰離子電池市場是巨大的,而且應用也十分廣泛。第一應用在3C市場,即使增速不快,但下游市場足夠巨大。第二個是動力電池,未來保持在30%複合增長率,10年內的市場還是很可觀的。第三個是儲能,即使目前市場較小,但可以應用到各個領域當中,未來應用空間還是非常大的。

整個鋰離子電池是一個大的賽道,在這個大賽道里面有很多產業環節,有大量的技術迭代和產業迭代的機會,迭代意味著變化,變化意味著投資機會。儘管,目前短期有波動,但長期來看具有很強的投資價值。不過,這需要投資者長期耕耘在這個領域,默默堅守,尋找較好的投資機會。

第一個投資機會來自競爭格局重塑。像電芯領域,競爭格局還不穩定,由於市場巨大,而下游客戶又相對強勢,不希望上游供應商過分集中,客戶為了避免行業壟斷會培育數量足夠的供應商,因此競爭格局存在很大的變化空間。投資的核心在於哪個公司能夠穩定於行業第二梯隊,能夠在激烈的市場競爭中守住自己的市場份額,並不斷開拓新的客戶。

第二個投資機會來自進口替代。早期,在整個鋰離子電池產業鏈,基本上都是由國外公司主導,國內處於一個學習和追趕的階段。到目前為止,國內的鋰離子電池和材料基本上完成了進口替代。不過,鋁塑膜、極耳膠等還大量依賴進口,其中鋁塑膜的進口量接近90%,因此具有進口替代的空間。在隔膜領域,動力電池厚膜已經國產化,但是像數碼電池領域的薄膜要求輕薄且高強,還是需要進口。第三個投資機會來自技術迭代,可以關注下一代電池技術,比如像富鋰錳基電池、全固態電池等。


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