汽车产业发展驱动新材料行业机遇扫描.pdf

XXX STUDY / SURVEY / WHITE PAPER / FEATURE XXX 1 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 2019年 9月 2 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 目 录 1. 前言 . 3 2. 汽车产业发展趋势 推动 新材料的需求 . 3 2.1 电动化 . 4 2.1.1 我国电动车市场发展情况 . 4 2.1.2 电动车市场发展驱动因 素 . 4 2.1.3 电动化趋势对新材料的需求 . 5 2.2 智能化 . 7 2.2.1 车联网发展现状及趋势 . 7 2.2.2 自动驾驶发展现状及趋势 . 8 2.2.3 智能化趋势对新材料的 需求 . 9 2.3 轻量化 . 9 2.3.1 汽车轻量化的重要意义 . 9 2.3.2 轻量化趋势对新材料的需求 . 10 2.4 绿色化 . 12 2.4.1 绿色化挑战与对新材料的需求 . 12 2.4.2 绿色化材料在汽车 的应用 . 13 3. 新材料行业企业发展机遇 . 15 3.1 产品布局机遇 . 15 3.2 研发生产机遇 . 15 3.3 业务模式机遇 . 16 4. 启示 . 17 5. 罗兰贝格能源与化工行业中心 . 17 3 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 1. 前言 化工产业细分门类众多、价值链长，化工产品应用极其广泛。在汽车领域中，化工产品的应用随处可见：从基础材料到尖端产品，从汽车轮胎到车身内外饰、甚至发动机系统等。与此同时，汽车产业是极具增长与变革潜力的前沿行业，它的发展亦为化工产业带来诸多机遇。 鉴于 当前汽车行业正面临多种多样的发展趋势和行业变革， 本文将 主要 聚焦 电动化、智能化、轻量化、绿色化四大 发展趋势， 研究 伴随这四大趋势而来的 新材料 产品 需求，以及对新材料 行业企业带来的影响。 2. 汽车产业发展趋势 推动 对新材料的 需求 全球来看，汽车产业 处于关键变革期 ，传统的汽车产品及其生态正逐步被替代。 社会经济发展要求、汽车产业自身诉求以及关键技术突破 等要素 的影响互相叠加 ，推动 了 汽车产业变革性的转型升级。与此同时， 传统的内燃机汽车及其生产、销售与使用模式 也 正被新兴趋势所替代。 图 1 汽车产业变革 当前，多种新兴趋势正深刻重塑汽车产业。其中， 电动化、智能化、轻量化、绿色化 等趋势将 对相应的新材料市场带来深远影响。 电动化： 以电化学电池及氢能燃料电池作为动力来源，取代内燃机及化石燃料动力体系 智能化： 以车联网与自动驾驶为汽车赋能，打造智能化、万物互联的出行生态 轻量化： 在经济、舒适、创新等要素驱动下，通过塑料替代车用钢 /铸铁，大幅减少车身重量 绿色化： 在汽车全生命周期中，降低能耗与环境破坏、杜绝健康影响、提高产品回收利用水平 共享化： 基于互联网平台，推动出行及相关基建共享化，实现资源高效配置 多元化： 发展背景与资源禀赋多样化的新兴主机厂玩家进入市场，与传统车企开展竞合 4 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 金融化： 金融资源深度嫁接汽车生产与销售，助力新兴玩家发展、为销售赋能 2.1 电动化 欧美多个国家和地区 已制定了燃油车禁售政策，我 国政府 更 把“新能源汽车”提高到国家层面的战略高度 。 汽车工业正阔步走向百年一遇的历史变革期 ， 电动化 作为行业最不可忽视的趋势之一， 正在以前所未有的速度推进。 2.1.1 我国电动车市场 发展情况 我国电动车市场呈现高速发展态势 。 基于现实情况进行合理的假设 ，预测到 2030 年，电动 乘用 车的市场渗透率将会达到 44%左右。 2.1.2 电动车市场发展驱动因素 我国电动车市场的发展同时受到多种因素的 影响 ，从而获得了快速的增长。 其中，包括 政府油耗目标值和积分管理办法 、 内燃机效率提升 等推力因素，也包括 降低的电池价格和 总体拥有成本、利好的政策、 完善的基础设施 等拉力因素。 2018 年中国汽车行业平均油耗值约为 6.0 L/100km，预测到 2020 年和 2025 年，这一数字将持续下降，分别下降 至 5.0 L/100km 以及 4.6 L/100km（ WLTP工况） 。 企 业平均油耗积分和新能源积分将共同保证行业燃油消耗水平达到目标值，同时作为一种重要的推力因素， 促进电动车市场 的 发展 。 展望 2025 年， 我们认为 双积分的管理模式将继续联动 ， 政府 也将在 2025 年前 推出 更加激进和严格的管理规定 。例如， 2019 年 1 月，政府出台的新版乘用车燃料消耗量评价方法及指标 (征求意见稿 )中，对于油耗设定了 更加严格的目标值， 预示着政府对于汽车油耗的管理将进一步严格 ； 2019年 7月和 9月 ，政府 连续 两次 对“双积分”政策进行修正 。 与此同时， 下降的电池价格、利好政策和完善的基础设施 作为三大拉力因素， 将共同拉动电动车市场发展。 下降的电池价格： 在现实场景下，电池组价格预计在 2025 年下降至 0.8 元 /Wh，纯电动车 总体拥有成本 将和燃油车持平 。 利好政策： 目前的利好政策主要包括免购置税、新能源专用车牌，以及 路权优待等 。未来，我们认为新能源车直接补贴将逐渐缩减，直至 2020 年完全退出，但是间接补贴仍将持续 。政策 导向也 将从 “刺激购买 ”逐步转变为 “鼓励使用 ”。 完善的基础设施： 与电动化汽车相配套的 基础设施 目前正处在不断增加、完善 的过程中。 预计 到2030 年 ， 充电桩数量将达到 4,970 万个，充电桩数 /新能源车保有量的比值将高达 137%。换言之，基础设施 将不再是制约新能源市场发展的瓶颈 。 5 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 2.1.3 电动化 趋势 对 新 材料 的 需求 从电化学技术路线来看，正负极、电解液与隔膜 材料技术不断推陈出新 ，当前主流的三元锂电将被逐步替代，催生大量新型材料需求 。 图 2 电化学电池技术路线演进 同时，氢燃料电池车在 性能优势 及 降本 驱动下，预计市场 将 在 2030 年前后初步商业化 。 对氢燃料电池车的商业化前景 分析 后 ，我们发现氢燃料电池车 具有 两大明显优势。 首先， 氢燃料电池具有 显著的性能优势。 氢燃料电池能量密度高，续航里程长，在驱动大功率、长里程交通工具方面优势显著。在续航里程上，本田 Clarity、丰田 Mirai以及宇通客车等燃料电池车分别能达到 589公里、 502公里和 500公里。而现代 ix35、比亚迪 E6以及宝马 i3等电动车仅能达到 415公里、 196公里以及 183公里的续航里程。 氢燃料电池还同时具有加氢速度快的特点，所需加氢站基础设施密度远低于充电桩。电动车慢充的单次加注 /充电时间长达 420-480 分钟，电动车快充也至少需要 30 分钟。而燃料电池车的单次加注 /充电仅需 3-10分钟即可完成。 其次，氢燃料电池的成本持续下降，未来将具备较强的市场竞争力。 图 3 燃料电池系统成本趋势预测 美元 /kW 6 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 图 4 锂电池系统成本趋势预测 美元 /kWh 我们认为，氢燃料电池车虽与电化学电池车存在竞争， 未来也将长期共存。 但性能优势使 氢燃料电池车 具备差异化定位能力，同时质子交换膜技术提升推动降本，预计 2030 年前后与电化学电池相比初步具备成本竞争力 。 值得一提的是，氢燃料电池车的市场化 也 将 同时 带动整个氢能产业链及价值链的发展，激活多种新兴材料的需求。 7 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 图 5 氢能产业图谱 2.2 智能化 随着人工智能技术取得长足进步，人工视觉、生物识别、深度学习等关键技术应用到汽车工业中，智能化已然成为了汽车技术升级的重要方向。 2.2.1 车联网 发展现状及趋势 车联网技术经过一段时间的发展，已经从 以数据收集处理、云计算、服务提供为主题的 “人车互动 ”模式， 逐步向着 以智慧交通、自动驾驶、自动家居等为代表的 “万物互联 ”的方向 发展，为实现智能出行构建了出色的外部条件。 同时，车辆与智能交通设施联动，可实现更大范围内的信息共享协同与数据的双向流动。具体来说 ，具备云同步功能的车辆、车联智能交通设施 可以 作为数据采集点，将数据上传至云端 进行 存储整合 ，而 云端 则 可 以 反向将存储和处理 后 的数据信息提供给车辆及智能交通设施 。 8 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 图 6 车辆与智能交通设施联动 方式 2.2.2 自动驾驶 发展现状及趋势 在车联网不断发展迭代的同时，自动驾驶技术 也 正 分阶段与车联网协同发展， 共同 重塑出行生态。 图 7 自动驾驶发展阶段预测 9 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 2.2.3 智能化趋势对新材料的 需求 以车联网、自动驾驶为基础的智能出行生态， 逐渐 孕育出用于车辆制造 以 及基建建设 等用途 的新材料机遇。 用于车辆制造为主 的新材料包括 ： 车辆制造和相关配件：高性能纤维、复合材料、稀土永磁材料、液晶显示材料和 有机发光二极管（ OLED） 显示材料等 智能化设备和系统： 半导体材料、磁芯材料、敏感材料 (传感器 )、氮化镓与覆铜板 (5G通信 )、石英 (光纤光缆 )、超导材料 (计算机 )等 用于基建为主的新材料包括 ： 基础工程： 沥青、胶黏剂、涂料、复合材料、高温合金、基站滤波器材料等 通信工程：射频电路材料、天线用材料 (移动终端和多媒体终端 ) 等 2.3 轻量化 当前 ， 轻量化已成为国家的重要战略， 而 汽车行业也将 轻量化 视作最重要的行业议题之一 。 2.3.1 汽车轻量化的重要意义 汽车轻量化对于汽车产品、企业、产业以及环境等多方面都具有极其重要的意义。 产品 -增强车辆性能： 轻量化能为汽车带来更好的性能、安全和舒适性。每减重 0.1吨，百公里加速性能提升 9%。整备质量每减重 100千克 ,制动距离缩短 2-7米 。簧下质量的减少，可 提升 不平坦道路的驾驶舒适性 。 企业 -创造商业机遇： 轻量化趋势促进价值链革新。汽车行业特性使传统强者有 “赢家通吃 ”的机会，新材料的高速增长，带来价值链各环节的革新机遇 。 产业 -促进产业发展： 一方面，汽车轻量化趋势将 带动材料产业发展 ， 推动 复合材料 的 基础研发和商业应用 。另一方面，轻量化趋势也将 助力新能源汽车产业，提高续航，降低成本 。 车身 每 减重 10%，行驶里程 就 可增加 5.5%，而且在 相同续航里程下，电池成本减少明显大于材料成本增加 。 环境 -减少能源消耗： 10 汽车产业发展 驱动 新材料 行业 机遇 扫描 汽车的轻量化 直接减少了能量消耗，满足政府排放要求 。 质量每下降 10%，能源消耗约下降 6-8%， 单车每减轻 0.1吨，百公里油耗减少 0.6升 。 2.3.2 轻量化 趋势对 新材料 的需求 在普通汽车的重量分布中，钢 /铸铁占总重量的 71%， 铝占 12%，塑料占 8%，其他非铁金属占 3%，工作液、复合材料、和其他材料分别占 2.3%、 2%和 1.7%。由此可见，钢 /铸铁在汽车整体重量中占绝对第一的 71%，替换钢 /铸铁将是最主要的轻量化方向。 目前，车用塑料替代金属趋势明显， 相关 的材料 需求不断攀升 。 分析世界发达国家与我国的车用塑料需求市场 ，我们解读出两大主要的趋势： 新车型对材料提出更高要求： 汽车行业已经成为改性塑料需求增速最快的领域，而新能源汽车对轻量化技术要求更加 严 苛，材料供应商将加大研发投入把握商机 。 我国发展车用塑料潜力大： 相比全球 42%的改性塑料用于汽车行业，国内汽车在改性塑料应用范围中的占比仅为 15%左右，增长空间巨大 。 图 8 单车塑料用量 千克 /车 中国车用塑料需求 万吨 凭借低成本和优异性能， “ 以塑代钢 ” 的轻量化行动已基本覆盖整车各个部件 。