动力电池成本甜蜜点浮现 电动车、储能带动需求高成长

磷酸锂铁电池性价比直追锂三元电池,美国祭出IRA法案,企图夺回电动车供应链主导权,双重力量催动着各家电池厂建厂脚步,正负极、隔离膜等材料厂各就战斗位置。(图/财讯提供)

谈起电动车的滥觞,可追溯到1860年代前后,铅酸电池出现,1867年巴黎世界博览会上第一辆两轮电动车,行驶速度比燃油车来得慢、续航里程短等条件限制,让电动车发展停滞下来。

尔后,因电池技术演进,陆续有实验车问世,电动车依然成不了气候,直到1990年代技术成熟化,日产汽车推出全球第一辆锂电池电动车,21世纪初,特斯拉(Tesla)找上松下(Panasonic)合作,在2008年交付给客户第一辆一次充饱电可行驶320公里纯电电动车给客户,也改写了汽车史。

锂三元、磷酸锂铁争辉

超过百年燃油车的发展史,主要核心零组件在引擎,到现在电动车世代则转变为动力电池,原因为电池模组为整车成本最高的核心零组件,成本比重达35~40%,因此被称为「电动车心脏」;Tesla、Panasonic联手打造电动车锂三元电池,具有能量密度高、体积小、续航距离长等优点,各家车厂在电动车动力电池技术选择多以锂三元为主。

电动车发展以来,锂三元电池透过规模放大来降低成本,以及减碳议题发酵,电动车销售量呈现倍数成长。锂三元电池盛行带出材料供应新机会,康普、美琪玛两档氧化触媒厂跨入硫酸镍、硫酸钴正极材料金属处理,贵金属价高档以及加工量放大,2022年电池材料加工营收比重都占两家公司超过五成,美琪玛2022年前三季每股税后盈余(EPS)5.51元,赚进半个股本,而康普2022年前三季EPS4.59元;中碳在煤焦油的软沥青延伸到石墨负极材料;明基材则是挟着多孔机能膜处理前进电池隔离膜。

欧美各国禁售燃油车时程陆续出炉,电动车销售加足马力,对于电池需求更为殷切,自2021下半年以来,锂、钴、镍等金属价格不断上涨,俄乌战争开打冲击镍供应,锂三元电池成本下降的趋势被打破。

为了控制电池模组成本,2021年底Tesla宣布全球标准车款改用磷酸锂铁(LFP)电池,有别于先前锂三元电池,LFP电池以铁为主要原料取代高价镍金属,成本比起锂三元电池来得低,且电动车吹起国民风潮,废弃后处理对环境较友善,锂电池风向由NCM(镍钴锰)、NCA(镍钴铝)转向LFP。

LFP电池性价比出线

根据市调机构集邦科技(TrendForce)调查,中国为全球最大的电动车市场,2021年动力电池市场出现反转讯号,LFP电池以52%的装机占比,正式超越NCM、NCA等锂三元电池,2022年第一季装机量占比持续上升至58%,就全球电动车市场来看,欧美销售渗透率提升,锂三元电池在2021年仍超过60%的市占率。

锂三元、LFP两种电池各有优点,简单来说,前者能量密度高、续航力长,相对成本也较高,适用于高阶车款;后者成本低、安全性高,以平价车款为主,两者不全然有相互取代关系。

LFP急起直追,除了成本因素外,其中还有地缘政治考量,全球车用动力电池供应商集中在中国、韩国、日本等地,当中又以宁德时代居首,市占率35.2%,LGES、比亚迪分别占14.1%、12.8%,分居二、三名,而Panasonic则以8.1%,居第四名。

美中贸易摩擦加剧,新冠肺炎疫情期间断链考验等因素,美国意识到车用电力电池主控权不再,为了避免遭到其他国家垄断,通过削减通膨法案(Inflation Reduction Act; IRA),明定自2024年起,电动车不得采用中国、俄罗斯等「有疑虑的外国实体」制造的电池零组件,且必须在北美组装等条件。

美国这个举措,将引发全球电动车供应链重组的化学作用,TrendForce预期,LFP电池性价比的优势,未来二~三年内将成为市场的主流,而LFP电池、锂三元电池全球装机量比率,将从2021年36:64,到2024年则是转变为60:40。

LFP成本竞争力提升、美中贸易矛盾,也让台湾供应链有了发展契机,鸿海集团锁定电动车市场,成立MIH联盟平台,向外界展示汽车制造能力,积极提升在电池材料、电池芯自主制造能力,先与硕禾、荣炭、中碳完成四方电池负极材料合作备忘录,聚焦在LFP电池芯产能布建,目标2024年第一季量产,产能超过1GWh。

无独有偶,台塑集团旗下台塑新智能选择加入LFP电池供应行列,在彰滨兴建LFP电池厂,第一阶段投资60亿元,预计2024年量产,规模2.1GWh,第二阶段投资金额达100亿元,接续第一阶段投产,于2025年兴建,2027年产能规模2.9GWh。

电池厂赶建厂满足需求

台塑新智能总经理刘慧启对于LFP电池发展有长期的观察心得。他分析:「电动车发展过程,规模经济是引导电池成本下降关键,早期一年电动车新车不过区区10几万辆,即便锂三元囊括九成电动车电池的天下,总体用量还不足以催化贵金属价格涨飙」、「这2~3年迅速地放大到500万辆,电动车市场呈现倍数成长,加上原有国防军工用途,让镍、钴金属居高不下,若是车用动力电池技术向锂三元倾斜,上述矿产不足,成为车厂发展电动车最大心头之患。」

正因为电动车市场快速成长,LFP电池生产达到规模经济用量,加上铁矿不虞匮乏,目前每瓦时单位成本约0.15美元,相较于2008年2美元,大概1/15~1/20,且低于523 NCM的0.16美元,汽车、电池厂权衡成本、车辆续航力平衡点,才纷纷转投向LFP电池领域。

「动力电池,已是国家战略物资保卫战」,刘慧启如此形容动力电池产业发展。美国大动作祭出IRA动作,LG、SK、Panasonic乃至于宁德时代都有计划到有补助或是关税优惠的地方设立电池生产基地。

试想,1GWh电池芯大概只能供应二万辆左右汽车使用,若要续航力要求更高者,供应量可能降到15000辆左右,每年新车有8500万辆左右规模,以三~五成电动车渗透度来估算,就需要1300~2100GWh电池,若是把储能设备、电动大巴士、不断电系统UPS…等其他用途加计进来,全球电池需求量可能高达3000~4000GWh,而且电池厂筹设不是一时半刻就能完成,因此各国才会把动力电池发展视为重之中重,国内电池材料供应链所扎下的根,将随着市场成长而壮大。

本文详情及图表请见《财讯快报 理财年鉴第202301期》

《财讯快报 理财年鉴第202301期》