麦肯锡公司战略性发文：欧洲和北美电池电芯组件市场迎来“黄金机遇”

锂电联盟会长 2024-05-31 12:27

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纯电动汽车 (BEV) 的普及速度虽然还没有达到惊人的速度，但足以使其成为汽车行业增长最快的细分市场之一。预测显示，到 2030 年，将建成 200 多家新电池工厂以满足不断增长的需求。总体而言，到 2030 年，电池组件市场（包括正极和负极、隔膜、电解质和电池包装）预计每年将以 19% 的速度增长，达到超过 2500 亿美元。这种快速增长为电池组件供应商、初创企业和新进入者打开了机会之窗。近日，美国麦肯锡公司的电池加速器团队发文阐述了当欧洲和北美的电池电芯组件市场正迎来巨大的发展机遇。然而，要充分抓住这一机遇，供应商需面对多个挑战，包括市场准入、资金筹措和技术革新等方面的压力。

一、行业现状与市场潜力

1. 有吸引力的市场：电池组件的全球状况

电池行业在亚洲有着深厚的根基，特别是在中国、日本和韩国。1991年，索尼在日本推出了第一款商用锂离子电池。日本和韩国进一步技术发展，为亚洲电池行业的快速增长奠定了基础。随后，中国对电池行业进行了大量投资，使其跃居全球领先地位。如今，中国在锂离子电池生产中占据主导地位。当下，亚洲在年产量（以公吨为单位）方面领先于电池组件市场。该地区分别生产 96% 和 95% 的正极和负极活性材料，以及 90% 和 95% 的电解质和隔膜材料。相比之下，欧洲和北美在该领域的影响力不大。

根据传统锂离子电池系统的典型成本细分，正极具有最大的占比，约占 40%（图1）。在大多数情况下，正极中的活性材料是过渡金属（例如镍、钴、锰或铝）氧化物。正极还含有锂离子，充电过程中锂离子会储存在石墨负极材料中。

图1. 典型锂离子电池的成本分析（%）。

电池组件生产脱碳可能成为吸引原始设备制造商（OEM）买家的竞争优势，并且对于实现可持续发展目标和法规是必要的。正极和负极生产约占整个生命周期二氧化碳排放量的 33%。四种电池组件（正极和负极、隔膜、电解质和电池封装）共同构成了电池性能的主要驱动因素，特别是因为它与能量密度、循环寿命、充电速率和安全性相关。欧洲仅占正极材料产量的3%和负极材料产量的2%，而北美生产的正极活性材料和负极材料分别不到1%和5%。这两个地区总共只有 7% 的电解液产量和 4% 的隔膜产量。电池组件的需求与当地供应之间的巨大差距标志着电池组件市场的增长机会。到 2030 年，核心电池组件的全球收入预计将继续以每年 17% 左右的速度增长（图2）。未来的技术发展（新的负极材料和固态电解质）只会增加电池组件的重要性。

图2. 核心电池组件的全球收入预计（单位：十亿美元）。

在电池制造价值链中，EBITDA 利润率因阶段而异（图3）。原材料构成最大的占比（20%~40%），其次是电池组件（10%~30%）、电池生产（约5%~10%）、电池包装和集成（5%~10%）以及回收（5%至~15%）。电池组件的利润率相对较高可源于它们的差异化潜力（先进或独特的组件可以要求更高的价格）以及它们在电动汽车总成本中所占的份额很小。这些动力可以为电池组件制造商带来更高的利润，而不会显著影响消费者的最终价格。

图3. 电池制造价值链的全球价值池和EBITDA利润率估计。

2. 欧洲和北美新电池组件供应商尚未开发的潜力

到 2030 年，欧洲和北美预计将分别占据全球电池产量的约 20%。相比之下，预计这两个地区合计将占据全球电池组件产能的 5% 至 10%，进一步落后于亚洲现有企业，特别是在隔膜和电解质组件方面（图4）。由于供应短缺，这些地区可能需要进口本地生产的核心电池组件。

图4. 2030年各地区电池组件产量估计。

3. 亚洲老牌企业：先行者进入欧洲和北美市场

欧洲和北美供应需求的增加促使一些亚洲现有企业扩大在这些地区的生产足迹（图5）。自 2021 年以来，正极和电解质制造引领了这一趋势，发布了10 ~ 20个新的产品。鉴于这些组件对潮湿和污染的敏感性，它们特别适合本地采购。未来，这种变化预计将加速，四种头部供应商原型可能会塑造欧洲和北美市场：初创企业、上游公司、下游公司和其他行业的老牌公司。

图5. 北美和欧洲现有电池组件生产商2030年的扩张计划。

二、技术与环境挑战

欧洲和北美电池组件行业面临的显著挑战包括克服市场进入障碍、使大量资金投入初创公司，确保资本卓越和战略人才收购，适应促进电池组件本地化的新立法，并保持领先于即将到来的技术进步。

1. 赢得新客户的市场进入障碍

有抱负的电池组件市场进入者面临着几个可怕的进入壁垒，其中最值得注意的是电池组件需要经过漫长的时间进行测试、验证、并在获得大批量订单之前获得批准。战略性、分阶段的方法可能包括首先与潜在承购商确认新进入者的产品性能和可靠性。一旦产品吸引了潜在客户，真正的测试就开始了：从试点规模转向工厂规模。公司甚至可以在获得大批量订单之前就预先投资建设工厂，因为他们知道工厂本身将经历通常持续一年的资格期。进入者还需要应对锁定效应及其对产品特性的影响。组件变更会显著影响产品性能和生产过程，从而在更换供应商时导致质量和可靠性风险。与此同时，现有企业继续跨地区扩张。除了证明他们可以提供引人注目且可靠的产品之外，公司可能还需要与现有企业的激进的商业套餐进行竞争。

2. 大量投资建设生产设施

盈利增长将要求电池材料和零部件供应商（无论是颠覆者还是老牌公司）谨慎地为新加工设施分配资本，同时应对电池化学成分不确定的挑战。欧洲和北美的电池供应链本地化可能需要大量资金。根据分析，北美正极和负极活性材料、电解质和隔膜的组件供应链预计每年价值超过 350 亿美元，但需要约 250 亿美元的投资才能扩大规模。潜在的资金来源包括监管机构、汽车原始设备制造商、电池制造商和私人投资者。在美国，能源部已拨出高达35亿美元用于电池制造，其中包括为电池级材料和制造工艺的各种组件的新建、改造和扩建设施提供资金。这笔资金是 60 亿美元一揽子计划的一部分，旨在加速能源密集型行业的脱碳项目。与此同时，欧盟委员会在创新基金下设立了专门的工具来支持电池价值链，拨款高达30亿欧元。这笔资金旨在增强电池价值链的中间环节，特别是电池生产，并可能刺激对价值链其他部分的投资。

3. 战略人才

增加人才基础将是增长的关键因素，但美国关键行业的劳动力短缺可能会增加时间和成本方面的风险。事实上，平均项目的成本超支可能接近 12 亿美元（初始预算的 79%），并且延误时间可能从六个月到两年不等。为了相应地扩大规模，制造商可以在招聘时采用稳健的采购策略，并采取有效的优化实践来管理流程。

4. 新立法鼓励北美和欧洲的电池组件本地化

根据麦肯锡的《2023年全球能源展望》，电动汽车的能源效率是内燃机汽车的三到四倍，因此将在降低排放方面发挥关键作用。然而，电池生产并非没有排放，并受到不同司法管辖区的政府法规的约束。例如，美国的正极活性材料供应商需要严格管理其镍排放，以遵守空气质量法规。如果全球正极活性材料制造商希望在北美生产，他们将需要调整设计以符合当地法规。美国的IRA和欧盟的GDPIP预计将加强当地对电池价值链的投资。同时，它们也反映了这些地区的环境法规，这些法规比亚洲的法规更为严格。在这种监管环境下，利用可再生能源具有显著的优势，并且已被许多欧洲供应商采用。

IRA 补贴可分为两大支柱。第一个支柱侧重于电池组件补贴，包括电池制造激励和清洁汽车税收抵免。第二个支柱包括制造信贷和本地化要求，促进国内电池、模块和电动汽车生产，包括关键矿物的采购。值得注意的是，越来越多的关键矿物需要来自采矿、精炼或回收，从2023年占电池组件价值的40%增加到 2029年的 80%。为了保持合规性和竞争力，电池制造商应监控更新、调整策略相应地，并投资于研发，以尽量减少对受管制矿物的依赖。就欧盟而言，GDPIP 的目标是促进超级工厂本地化并支持电池行业的增长，以便到2030年满足欧洲 40% 的需求。此外，欧洲联盟已经建立了一些工具，以加速从欧洲主权基金和临时危机与过渡框架（TCTF）获得国家援助。在TCTF 内，欧盟提供1.5亿至3.5亿欧元的资金作为投资阶段补贴，成员国可以增加补贴，以匹配非欧洲国家提供的国家援助。这实质上是为面临将投资转移到欧盟以外地区风险的公司提供临时支持。

5. 即将到来的技术变革

预计到 2030 年，电池化学成分将发生显著变化，这可能需要北美和欧洲电池组件制造商投资于有针对性的技术和研究。在资源有限的竞争市场中，这些投资可能会立即产生现金和盈利能力影响，如果无法扩大规模，还会带来长期生存风险。

该行业面临的主要转变包括：从长远来看，在达到成本竞争力后，硅和锂金属负极有望从合成和天然石墨中获得市场份额。中长期来看，正极市场仍处于不断变化之中，超高镍含量正极将与磷酸铁锂、锰（镍）氧化物、锂硫和锂空气等化学品竞争。如果固态电解质成功产业化，液态电解质将面临风险；即使是混合固态电池化学也需要先进的或半固态电解质。超高分子量聚乙烯（UHPE）湿法涂层隔膜可以在未来的电池设计中为陶瓷隔膜让路。

这些化学物质不断发展的性质意味着供应商可能需要强大的研发和制造策略来推动工厂利用率，同时考虑到不同的化学物质或加工技术。考虑因素可能包括共同开发、研发伙伴关系和并购。反过来，电池材料和零部件供应商可能面临跨区域增长挑战，从电池化学的区域渗透到制定跨区域商业战略。

三、推动因素：建立成功的电池组件业务

从初创到扩大规模，领先的供应商通常关注三个推动因素：从一开始就战略性地下注、建立成功的支柱以及有效地增加产能。

1）从一开始就有策略地下注

扩大产能可以帮助公司生产电池材料和零部件，同时促进研发。进行这些类型的赌注通常需要在以下四个方面进行战略性和严格的规划：追求有针对性的技术路线图，同时突破界限；制定资本配置计划并应对资本市场的不确定性；避免采用建立帝国的方式进行地理扩张；制定稳健的市场进入策略，在制定获得承购协议的途径时，请考虑产品资格复杂性和客户时间表。

2）打造成功的支柱

电池组件公司领导者通常会建立弹性执行引擎。以下措施可以帮助建立成功所需的支柱类型：建立竞争护城河；建立战略性本地合作伙伴关系；制定稳健的人才战略；利用当地环境和监管限制和机遇。

3）有效地增加产能

为了有效地增加产能，公司可以通过在电池组件生产中采用如下措施：加倍加大资本项目交付力度；尽早建立新的本地供应链；规划并集中资源进行提升；动作迅速，迅速决策、快速实施、敏捷性和紧迫文化通常是保持竞争优势的关键要素。

四、未来展望与建议

为了抓住电池组件市场的机遇并克服挑战，供应商需采取战略性举措，从一开始就制定成功的基础，确保高效的产能扩张。尤其是，在亚洲现有供应商的强大竞争压力下，欧洲和北美的新供应商应积极寻求与当地企业的合作，以便更好地应对地区复杂性。

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