,三元高镍化助力新能车高续航竞争性电价促进风电平价上网,2018年下半年电力设备新能源行业投资分析报告,2018.06.20,主要内容,2,1. 新能源乘用车放量，高镍三元比重提升2. 标的推荐：当升科技、杉杉股份,3. 竞争性电价政策出台，风电装机有望提速4. 标的推荐：金风科技,1.1 新能源汽车：补贴门槛提升，能量密度要求更高 补贴金额逐年退坡，门槛持续提升。2018年补贴政策对大部分类型新能源车的补贴都进行了下调。在乘用车领域，以工况法续驶里程R为指标，取消150公里续航里程以下的补贴（100R150），对于高续驶里程提高补贴水平（ 350R ）。同时规定纯电动乘用车的动力电池能量密度不低于105Wh/kg，对高于160Wh/kg的按1.2倍给予补贴。表：2016年、2017年和2018年新能源乘用车补贴标准（单位：万元、公里）,车辆类型纯电动乘用车,2016年补贴额度2.54.55.5,2017年补贴额度23.64.4,纯电动续驶里程R(工况法、公里)100R150150R200200R250250R300300R350,2018年补贴额度01.52.43.44.5,R350,5,插电式混合动力乘用车（含增程式）,R50,3,2.4,2.2,-2,1.2 2018年1-5月产销量数据靓丽 2018年5月新能源汽车销量为10.2万辆，同比增长127%。 2018年前五个月新能源汽车销量为32.8万辆，同比增长143%。其中新能源乘用车和商用车的累计销量分别为28.2万辆和4.6万辆，而去年同期的累计销量分别为12.08万辆和1.5万辆。图：2016-2018M5我国新能源汽车月度销量（单位：万辆）181614121086420,1月,2月,3月,4月,5月,6月,7月,8月,9月,10月,11月,12月,2016年,2017年,2018年,2017年同比增速,2018年同比增速,1.2 2016-2020年行业复合增速超过40% 新能源汽车未来增量可期，带动动力电池爆发式增长。2017年，我国新能源汽车产量为81万辆，同比增长56%，在汽车市场占比达到3.7%，较上年同期提高了1.9个百分点。 预计未来三年复合增速达31%，近五年产业增速为44%。我们预测：2020年新能源汽车销量接近222万辆，对应动力电池需求113Gwh。2018年到2020年复合增速达31%, 而2016-2020年复合增速达44%。表：新能源汽车锂离子电池需求量测算（单位：万辆、GWh）,201632.39.113.515.86.13.151.928,新能源乘用车产量（万辆）YoY锂离子电池需求（GWh）新能源客车（万辆）YoY锂离子电池需求（GWh）新能源专用车（万辆）YoY锂离子电池需求（GWh）新能源汽车车总产量（万辆）YoY新能源汽车锂离子电池需求（GWh）YoY,201755.271%13.710.5-22%14.315.4153%8.48156%36.430%,2018E78.542%26115%15.315.72%55.8105.230%50.138%,2019E11547%42.311.88%16.921.235%56.9148.141%71.342%,2020E180.857%77.412.99%18.828.635%58222.450%112.758%,1.2 2018年电池容量同比增速预计超过35% 17年上市纯电动乘用车56款，续航里程在250公里以上的有32款，占比57%。 17年电池总装机量为37.06GWh，其中客车39%，乘用车38%，专用车23% 预计18年新能源汽车产销量在114万辆左右，电池容量约50GWh表：新能源汽车销量及电池容量预测（单位：万辆、GWh、KWH、%）,17年销量 预测增速（万辆） (%）,18年销量（万辆）,17年电池容量（GWh),18年单车带电量（KWh),18年电池容量预测(GWh),A00级主流纯电动车A0级主流纯电动车A级主流纯电动车SUV主流纯电动车,24.80 81%1.30 35%9.51 43%2.02 73%,43.781.7413.682.93,4.950.304.590.95,21.8423.4547.4647.46,9.560.416.491.39,A级主流插电混合动力车其他乘用车商用车合计,8.318.8922.8777.70,48%70%10%65%,12.1415.1125.16114.54,1.145.0420.0837.06,13.7156.7387.8043.81,1.678.5722.0950.18,预计YoY,47%,35%,关键假设：1.商用车的平均带电量为87.8KWh2.其他乘用车单车带电量与17年的水平保持不变3.A00级乘用车升级版带电量增加2KWh,品牌,17年增速 销量预测增速,1.2 A00级乘用车带电量提升,表：主流车型销量预计(单位：万辆、kwh、GWH）17年销量（万辆）北汽EC 7.81 1791% 100%知豆D2 4.23 336% 90%奇瑞eQ 2.58 61% 60%众泰E200 1.68 27% 20%江铃E200 1.60 167% 80%A00级纯电动车 奔奔EV 1.45 15714% 90%华泰EV160 1.18 60%宝骏E100 1.14 60%众泰云100 1.68 27% 20%江铃E100 1.45 80%,18年销量（万辆）15.628.044.132.012.882.761.891.832.012.61,17年单车带电量（kwh)20.3018.0023.6024.5017.3023.2021.0014.9020.0015.00,18年单车带电量（kwh)22.3020.0025.6026.5019.3025.2023.0016.9022.0017.00,17年电池容量18年电池容量（Gwh) 预测（Gwh)1.59 3.480.76 1.610.61 1.060.41 0.530.28 0.560.34 0.700.25 0.440.17 0.310.34 0.440.22 0.44,A0级纯电动车A级纯电动车,71%-40%-68%51%-50%106%36%-30%-54%-29%-81%265%65%84%,合计北汽EV系列全球鹰K17江淮IEV4合计比亚迪E5比亚迪E6腾势BEV帝豪EV北汽EU系列比亚迪秦EV逸动EV长城C30EV风神E70川汽野马E70艾瑞泽5E海马3合计,24.800.540.410.341.302.361.020.472.331.320.490.340.320.010.210.570.079.51,77%60%20%10%34%60%10%80%50%20%10%20%20%20%100%70%80%44%,43.780.870.490.381.743.781.120.853.501.580.540.410.380.020.420.970.1313.68,19.9725.6020.0023.0023.1443.0082.0062.0041.0047.9047.5045.0026.5749.0042.2149.0026.7048.29,21.8425.6020.0023.0023.4560.0082.0070.0047.7553.6060.4845.0037.2349.0042.2149.0026.7047.46,4.950.140.080.080.301.010.840.290.960.630.230.150.080.010.090.280.024.59,9.560.220.100.090.411.620.920.521.430.760.250.190.100.010.180.480.036.49,1.3 材料升级：主流动力电池正极材料在向三元转换 2017年三元电池在中国乘用车市场占比达76%以上。 2016年三元电池在中国乘用车市场占比首次过半，达到58.49%；,在纯电动乘用车市场上，三元电池用量占比提升到63.36%；在插混乘用车市场上，三元电池用量占比提升到21.57%。,图：2017年四种类型动力电池份额占比（单位：%）,图：2017年新能源乘用车电池类型占比（单位：%）,三元44%,锰酸锂4%,钛酸锂2%,其他1%,LPF, 22%LPF49%,三元, 76%,锰酸锂, 2%,1.4 补贴退坡同时不断抬高能量密度要求 2019年单体能量密度目标预计不低于280Wh/kg。根据中国汽车工程学会发布的动力电池技术路线图，2020年动力电池续航里程需达到300km，2050年达到500km，补贴政策对续航里程的要求会继续提高。2020年锂离子电池的单体能量密度目标为350Wh/kg。目前三元电池实际平均能量密度能够达到180-190Wh/kg之间，为了完成这一目标，我们预计：2019年电池单体能量密度不低于280Wh/kg。表：17-20年新能源汽车电池能量密度补贴系数及预测（单位：Wh/kg）,201711.1,201800.611.11.2,2019E000.611.11.2,电池系统能量密度（Wh/kg）90-100105-120120-140140-160160-180180-200>200,2020E0000.611.11.2,1.5 高镍化是提升电池能量密度的最佳方式, 正极材料是制约电池能量密度提升的瓶颈，提高正极材料比容量是最佳方式。1）正极材料的比容量一般为100-200mAh/g，而石墨负极材料的比容量近400mAh/g。因而目前电池厂商电池厂一般都是先确定正极材料，然后再匹配其他材料，且负极和电解液等一般采用冗余配置。,2）正极材料占锂电池总成本的比重最大，正极材料的能量密度越高，用量就越少，与之匹配的其他材料例如负极、电解液、隔膜等材料用量就相应减少,图：高镍化是提高电池能量密度的最佳方式,电化学性能稳定，循环性能好,钴价格高,钴价格高,1.5 高镍化：能量密度提升效果显著 高镍三元材料能量密度优势明显。,磷酸铁锂电池的能量密度在150Wh/kg左右，而上限为160Wh/kg左右。普通三元的NCM523、NCM622的能量密度为160Wh/kg左右，而代表高镍三元的NCM811和NCA的单体能量密度未来能达到300Wh/kg以上。,表：几种常见锂电池性能对比（单位：Wh/kg）,缩写分子式电压平台能量密度（Wh/kg）循环次数优点缺点,钴酸锂 磷酸铁锂LCO LFPLiCoO2 LiFePO43.7 2.5-4.4140 150500 2000充放电稳定， 高安全性、环生产工艺简单 保长寿钴价格昂贵、 低温性能差，循环寿命低 放电电压低,镍钴锰酸锂 镍钴铝酸锂NCM NCALiNi0.33Co0.3 LiNi0.5Co0.3Mn0.2LiNi0.8Co0.1Mn0.1LiNi0.8Co0.15Al0.053Mn0.33O2 O2 O2 O23.6 3.7150 160 190 220>2000 >2000高能量密度、低温性能好安全性能差，生产技 高温性能差，安全性术高 能差，生产技术高,未来提升上限（Wh/kg）,170,160,180-200,180-220,250-300,350,1.5 国外主流车型已开始配置高镍三元电池表：国外主流车型技术路线及电池材料,配套电池企业,技术路线,电池材料,雷诺-日产联盟,LeafNV200,AESCAESC,圆柱圆柱,NCM523或NCM523+LMONCM523、NCM+LMO或NCM523+LMO,Tesla,Model 3Model SModel X,Panasonic(21700)Panasonic(18650)Panasonic(18651),圆柱圆柱圆柱,NCANCANCA,FCA,Pacifica (Chrysler (2009-)Fiat 500,LGCSDI,软包方形,NCM622NCM523或NCM111+LMO,大众集团（VW）,Audi Q7CayennePassat (Santana),SDIPanasonicSDILGCSDI,方形圆柱方形软包软包,NCM111+LMONiOOHNCM111+LMONCM622NCM622,现代-起亚汽车集团,SoulIoniqKona EV0,SKILGCLGC,软包软包软包,NCM523/311NCM111;NCM424+NCM111+LMONCM811,1.6 日韩企业掌握关键技术，国内电池厂商努力追赶 特斯拉model3是首例运用NCA高镍电池的车型。该车型通过电池系统管理技术解决了由于能量密度提升带来的热失控问题，而且通过汽车设计成功地规避了NCA电池的循环寿命短的问题。 目前国内高镍化三元材料主要用在消费电池，高镍三元动力电池的循环寿命、热管理等方面仍需要技术突破。目前，CATL、BYD、江西孚能、比克电池、国轩高科、天津力神、鹏辉能源等企业都已开展NCM811动力电池的研发和生产。江淮iEV7S为国内首例811动力电池运用案例。表：主要电池企业高镍进展,电池企业LGPanasonicSKISDI比克力神鹏辉能源,高镍进展为 Kona EV 纯电动SUV提供811电池从2017年开始为Model3提供21700型号NCA三元电池已量产，预计于2018年第三季度提供用于电动汽车的电池主要为韩国公司ECOPRO供应，NCA产量仅次Panasonic公司已开发出三元811软包电芯，能量密度到达302wh/kg，公司目前已开始建设相关产品中试线，计划2019年开始建设产线曾小规模生产NCA电池，2017年底发布“力神电池化学体系路线规划”，其中包涵了NCM811/NCA体系2.8Ah与3.0Ah圆柱18650电池已经开始使用811材料，并于去年8月份开始量产,是否量产×,1.7 高镍材料放量仍存阻碍，产能有限供不应求 高镍材料处于加速扩产期，三大阻碍致使生产到实际应用周期长。高镍产品在动力电池的的推广主要受制造能力制约、认证程序复杂、安全问题待解决等因素制约。 上游扩产较慢，未来或出现供不应求情况。率先尝试NCM811三元材料的电池厂商包括CATL、BYD、江西孚能、比克电池、国轩高科、天津力神、鹏辉能源。然而，目前国内大多数三元正极材料厂商仍主打NCM523、NCM622，仅宁波金和、当升科技、杉杉能源等少数公司可以生产NCM811以及NCA的产品，未来或出现供不应求情况。,认证环节：程序复杂,制约因素,生产环节：制造能力,应用环节：安全问题,图：高镍正极材料主要扩张障碍,车企对电池供应有复杂的认证程序，电池企业和产品需要接受高难度的测试和验证,生产工艺较为复杂，对生产设备和环境要求较高，对现有产线改造难度大,镍比例越高，正极材料的热稳定性就越差。在遇到高温、外力冲击等情况时，高镍电池会存在安全隐患,1.7 高镍化：2018年国内产能刚刚起步 2018年国内高镍三元材料的产能刚刚起步。其中，长远锂科可量产NCM622，当升科技、宁波金和可量产NCM811，桑顿新能源预计在2018年4月左右开始量产NCA高镍材料（产能约1.4万吨）。此外，杉杉股份、贝特瑞、厦门钨业、天津巴莫等初步具备NCM811的量产条件。表：正极材料厂商811/NCA最新进展,公司名称天津巴莫宁波金和（现名龙柏）当升科技湖南桑顿贝特瑞河南科隆长远锂科厦门钨业优美科福建金山锂科,进展情况2017年三季度811和NCA已供客户，2018年上半年将放量作为国内第一家811量产企业，目前量产500吨/月海门二期811已有样品出来，处于供客户测试阶段2018年将建成811和NCA产能8000吨生产线811为30吨/月，NCA为200吨/月国内最早生产NCA的厂家，但并未投放国内市场2017年下半年NCA已量产并投市场，目前产量为30-50吨/月进行NCA和NCM811的技术储备，预计会在今年年底或明年年初放量做811产线建设，预计18年7月份会投放市场，预计有30吨/月的产量,1.7 正极材料厂商扩产集中在三元NCM811表：正极材料厂商产能及规划（单位：吨）,公司,2017年产能（吨）,2018年预计产能（吨）,2019年预计产能（吨）,总产能,三元,NCM811,NCA,总产能,三元,NCM811,NCA,总产能,三元,NCM811,NCA,杉杉股份 43000 31000,48000 36000,57000 45000,北大先行 17000,2000,17000,2000,17200,2200,厦门钨业 18000,7000,34000 23000,37000 27000,巴莫科技 25000 15000宁波金和 17000 20000,2500050000 60000,1000065000 65000,湖南瑞翔 10000,6000,24000 20000,27000 25000,贝特瑞,23000,3000,35000 15000,40000 20000,当升科技 16000 12000,34000 30000,42000 40000,升华科技 23600,3600,23600,3600,23600,3600,长远锂科 15000,25000,15000,1.7 高镍化技术壁垒高筑，巩固正极厂商护城河, 高镍三元对应的生产工艺要求大幅提高，导致现阶段整个行业的良品率较低。 生产工艺要求较高，具体表现为：,前驱体容易吸潮，不易调浆和极片涂布；混合需要湿法混合；,烧结要采用纯氧烧结。,锂源,陈化、洗涤、过滤、干燥前驱体,混合、球磨烧结NCM,湿法混合纯氧,高镍条件存储易吸潮不易调浆和极片涂布,图：NCM系列产品的制备过程Ni、Co、Mn离子混合液 沉淀剂沉淀反应（pH、时间、搅拌速度）,1.7 高镍化技术壁垒高筑，巩固正极厂商护城河 高镍三元对应的生产工艺要求大幅提高，导致返工比例较高，进而拉高NCM811产品的加工费用。 未来较快提升良品率、降低返工比例的正极厂商将有望获得“超额利润” 。图：不同正极材料加工费用对比（单位：万元/吨）76543210,NCM523,NCM622,NCM811,1.8 高镍化：原材料涨价时，正极厂商库存升值 正极定价模式为原材料+加工费。其中，原材料成本占比约90%，加工费相对固定。 原材料价格上涨过程中，公司库存升值。由于公司采购原材料和实际出货量存在时间差，原材料上涨带动库存升值持续增加。 三元材料高镍化有望成为电池厂商的成本控制手段。NCM811的钴分子含量为6.06%，仅为NCM523（12.21%）和NCM622（12.16%）的的一半。,图：每吨三元正极材料所需原材料吨数（单位：吨）,2.521.5,硫酸锂,硫酸镍,硫酸钴,硫酸锰,三元523,三元622,三元811,10150.500,图：上游锂、钴和正极材料价格变化（单位：万元/吨）252015,硫酸钴（万元/吨）,三元523（万元/吨）,碳酸锂（万元/吨）, NCM811所需硫酸镍成本为7.43万元/吨，比NCM523增加3.34万元/吨； NCM811所需钴成本为3.34万元/吨，比NCM523减少3.83万元/吨；,NCM333,NCM523,NCM622,NCM811,NCA,相对分子质量Ni用量占比1吨正极材料用Ni量(单位：吨）所需硫酸镍用量硫酸镍单价(单位：万元/吨）所需硫酸镍成本(单位：万元/吨）co用量占比1吨正极材料材料用Co量(单位：吨）钴单价(单位：万元/吨）所需钴成本(单位：万元/吨）,96.4123%0.231.072.682.8820%0.2157.5012.14,100.6033%0.331.532.684.0913%0.1257.507.17,105.6444%0.421.922.685.1513%0.1257.506.99,114.7969%0.602.772.687.437%0.0657.503.34,116.6674%0.642.942.687.8710%0.0957.505.08,30,00029,00028,00027,00026,00025,00024,00023,000,硫酸镍:NiSO4·6H2O（元/吨）表：正极材料所用钴、镍金属成本测算（单位：吨、万元/吨）,1.8 高镍化：硫酸镍涨价导致NCM811成本上升图：硫酸镍价格走势（单位：元/吨）,1.9 2018年迎来高镍三元材料811元年 2017年三元正极材料产量同比增长58.38%。 2017年正极材料的产量达到21万吨，同比增长30%。其中，三元正极材料的产量达到8.6万吨，同比增长58.38%。 2018年有望为高镍三元正极材料发展的元年。2016年NCM523型号和NCM622型号的比重分别为76%和10%，考虑到2018年宁波金和、当升科技、杉杉能源等陆续投产高镍产品，我们认为2018年有望成为高镍三元正极材料发展的元年。,60%50%40%30%20%10%0%,20151050,图：2011-2017年全国正极材料产量及增速（单位：万吨、%）25 70%,2011,2012,2013,2014,2015,2016,2017,全国产量(万吨）,增速,20151050,图：2015-2017年不同正极材料产量情况（单位：万吨）25,2015,2016,2017,NCM,LCO,LPF,LMO,主要内容,22,1. 新能源乘用车放量，高镍三元比重提升2. 标的推荐：当升科技、杉杉股份,3. 竞争性电价政策出台，风电装机有望提速4. 标的推荐：金风科技,2.1 当升科技：国内研发历史最悠久的正极材料供应商,公司是国内历史最悠久、技术最领先的正极材料供应商。公司聚焦锂离子电池正极材料的研发、生产与销售。主要产品包括多元材料、钴酸锂、锰酸锂等正极材料以及四氧化三钴、多元材料前驱体等，主要应用在高电压高倍率产品上，比如无人机。公司三元材料主要应用在动力电池以及小型锂电池，后者包括电动工具、电动自行车、扫地机器人。公司控股股东为北京矿冶科技集团有限公司（原北京矿冶研究总院），实际控制人为国务院国资委。,表:当升科技历年大事件,年份2007年2008年2009年2011年2014年2015年2016年2017年2018年,事件成功引入韩国AMT外资和深创投集团、创新资本与同创伟业三家国内知名投资机构的风险投资，燕郊工厂建成投产，成为国内产能最大的锂电正极材料供应商。钴酸锂产能扩大到3000吨/年。研制成功多元材料和锰酸锂新产品，开始进军动力锂电市场，销售业绩再创新高。成功开发日本高端锂电客户，进入日本市场。同期多元材料和锰酸锂获得比克、比亚迪、日本客户的批量订单。当升科技与深圳创新投资集团携手增资湖南长沙星城微晶石墨有限公司，正式进军负极材料领域。江苏当升一期竣工投产。成功并购北京中鼎高科自动化技术有限公司，进入自动化装备领域；转让星城石墨部分股权。江苏当升二期一阶段建成投产，产能2000吨NCM523；计划将星城石墨全部股权转让给中科电气，退出负极材料行业。江苏当升二期二阶段建成投产，为1000吨NCM811/NCA，3000吨NCM622产线；完成811中试。江苏当升三期建成，8000吨NCM622，10000吨NCM811/NCA产线。,2.1 产能释放，业绩高增 2017年公司利润同比增长超过150%。2017年，公司实现营业收入21.58亿元，同比增长61.65%；归属于上市公司股东的净利润2.5亿元，同比增长152.70%。 公司2018年一季度营业收入为6.71亿元，同比增长113.76%，归母净利润3908万元，同比增长98.98%。,图：2012-2018Q1归母净利润及同比增长（单位：亿元，%）,图：2012-2018Q1营业收入及同比（单位：亿元，%）,-20%,0%,60%40%20%,80%,120%100%,0,5,1510,20,25,2012,2013,2014,2015,2016,2017,2018Q1,营业总收入,同比增长（%）,-600%,-400%,200%0%-200%,400%,800%600%,-0.5,0,1.510.5,2,32.5,2012,2013,2014,2015,2016,2017,2018Q1,归母净利润,同比增长(%),2.1 公司远期三元正极材料产能将超过10万吨 公司发展重心由钴酸锂材料逐渐向三元材料转移。2016年当升二期一阶段扩张NCM622产能2000吨，同时当升二期第二阶段将继续增加车用锂离子电池正极材料产能4000吨。公司海门三期项目有望2018年年底投产。 公司远期三元正极产能将超过10万吨。公司预计在2020年形成3.4万吨正极产能，其中包括2000吨钴酸锂、8000吨NCM523、24000吨NCM622及NCM811。此后又宣布在常州金坛进一步扩产10万吨NCM811，一期扩产5万吨。,图：2014-2018年公司产能结构（单位：吨，%）,图：2013-2017年公司正极材料销量（单位：吨）,40%35%30%25%20%15%10%5%0%,12,00010,0008,0006,0004,0002,0000,