全球能源行业的电池需求在2024年达到了1太瓦时的里程碑
电动汽车仍然是电池需求的主要驱动力,但卡车的需求几乎翻了一番。能源领域的电池需求,包括电动汽车电池和存储应用,在2024年达到了1太瓦时的历史里程碑。2024年,仅平均一周的需求就超过了十年前全年的总需求。需求在很大程度上受到电动汽车销量增长的推动,电动汽车电池的需求增长到950千兆瓦时以上,比2023年增长了25%。电动汽车仍然是电动汽车电池需求背后的主要因素,占比超过85%。与2023年相比,需求增长最快的行业是电动卡车,2024年增长超过75%,达到全球电动汽车电池需求的近3%。电动卡车电池的需求受到中国增长的推动,但欧洲的需求也在增加(约25%),约占全球总量的10%。
2024年,中国电动汽车电池需求增长超过30%,美国增长20%,与欧盟需求停滞形成鲜明对比。到2024年,美国的电池需求几乎与欧盟持平,部分原因是每辆电动汽车的电池尺寸要大25%左右。中国以外的新兴市场和发展中经济体仍然只占全球电池需求的一小部分,到2024年将达到近5%。然而,自2022年以来,在东南亚、印度和巴西的持续增长的支撑下,他们的份额翻了一番。
到2030年,电动汽车电池需求将增长三倍以上
电动汽车电池需求持续增长,预计到2030年将达到3太瓦时以上,高于2024年的约1太瓦时。虽然电动汽车仍将是电池需求的主要驱动力,但其他模式也将获得市场份额。值得注意的是,到2030年,电动卡车对电动汽车电池需求的贡献将增加两倍,达到8%以上,高于2024年的近3%。
电池需求也将变得更加地域多样化。在STEPS中,中国以外的新兴市场和发展中经济体的电动汽车电池需求份额预计将翻一番,从2024年的近5%增加到2030年的10%。欧盟和其他发达经济体(如英国、加拿大、日本和韩国)的全球需求份额预计也将增长,而美国的份额预计将从2024年的约13%下降到2030年的不到10%。与此同时,中国在全球电池需求中的份额从2024年的60%下降到2030年的不到50%,尽管它仍然是迄今为止最大的单一需求来源。
中国制造商的竞争优势正在增强
2024年,较低的关键矿物价格和激烈的竞争压低了电池价格,但中国的价格优势正在扩大
锂离子电池组的价格在2024年下降了20%,这是自2017年以来的最大降幅,原因是关键矿物价格较低,电池利润率受到竞争的挤压,主要是在中国。锂的价格在2024年下降了近20%,与2015年底的价格相当,尽管2024年的锂需求是2015年的六倍左右。
低关键矿物价格主要是由供应过剩驱动的,这使得一些矿业公司难以竞争,从而增加了老牌企业之间供应链集中的程度。这种过剩预计将在未来几年持续下去,但低价格可能会阻碍未来的投资,并可能导致到2030年锂和镍的供应短缺。此外,其供应链的地理和所有权高度集中可能造成市场扭曲,增加市场风险。
锂供应不足将推高价格,这对采矿业有利,但对电池和电动汽车制造商以及最终消费者不利。有助于抑制成本上涨的回收行业也将受益于矿产价格上涨。然而,由于原料的限制,回收利用大约需要十年时间才能对减少初级矿物需求产生重大影响(见下文关于电池回收利用的方框)。
技术创新,特别是与钠离子电池或直接锂提取相关的技术创新,可能有助于降低锂供应不足的风险及其潜在影响,并避免类似2022年那样的价格飙升。此外,通过上游投资进行垂直整合可以帮助电池供应商降低生产成本,同时防范关键矿物价格波动的风险。
所有市场的电池组价格都在下降,但下降的程度差异很大,中国的下降速度最快,2024年价格下降了近30%,而欧洲和美国的价格下降了10-15%。这扩大了中国与世界其他地区的电池价格差距,增加了中国电动汽车和电池生产商的竞争优势。激烈的竞争压低了大多数(尽管不是全部)生产商的利润率,同时也提高了制造效率和产量,以及获得大量熟练劳动力和电池供应链整合的机会,这推动了中国电池成本降低和创新的更快步伐。
电池化学成分也发挥着重要作用,磷酸铁锂(LFP)电池——中国使用的主要电池化学成分——每千瓦时(kWh)的价格几乎比镍钴锰氧化物锂(NMC)电池便宜30%,后者仍然是美国和欧洲使用最广泛的电池。NMC电池仍然提供能量密度优势,尽管近年来差距已经缩小。LFP电池组的能量密度比NMC电池组低约1 / 5 (Wh/kg),比NMC电池组低约1 / 3 (Wh/L)。然而,LFP在需要时能够达到100%的充电状态而不会出现明显的退化,这部分抵消了这一点,而NMC电池通常限制在80%以保持长期性能。
NMC电池的高能量密度对于需要更长距离或在寒冷气候下运行的应用仍然是一个优势,在这些应用中,LFP技术通常效率较低。然而,LFP电池现在已经达到了足以满足大多数电动汽车应用的性能水平,使其较低的成本成为汽车制造商瞄准大众市场的关键优势。
每千瓦时的电池价格也在很大程度上取决于目标应用,纯电动汽车的成本最低。到2024年,插电式混合动力汽车每千瓦时的电池组价格是纯电动汽车的三倍多,因为它们的尺寸更小,功率要求更高。2024年,20千瓦时的PHEV电池组的平均价格(大致是标准插电式混合动力车的全球销售加权平均值)与65千瓦时的BEV电池组(电池电动汽车的全球销售加权平均值)大致相同。
电池组组件(如电池管理系统)在纯电动汽车和插电式混合动力汽车电池组中很常见,但由于插电式混合动力电池组更小,这些组件的价格分散在更少的电池单元上,从而提高了每千瓦时的价格。插电式混合动力电池组也可能需要更复杂的设计,以适应内燃机,这增加了他们的生产成本。此外,由于电池组尺寸更小,插电式混合动力电池组中的每个电池都有更高的功率要求,以保证在全电动模式下行驶时的最低加速标准。这需要不同的电池设计,例如更薄的电极,以牺牲能量密度为代价来提高电池功率,与纯电动汽车相比,每千瓦时的成本进一步增加。较小的电池尺寸也提高了2/3W电池每千瓦时的价格。
然而,电池的特性只会在大批量生产时决定价格。例如,在中国,电动卡车每千瓦时的电池价格略低于纯电动汽车,因为它们的尺寸更大,因此电池组成本的贡献更小。其他国家的电动卡车市场远没有那么成熟,每千瓦时的电池价格仍然高得多——2024年,它们的价格是中国的两倍多。