導讀

在全球雙碳背景下，新能源車進入爆發(fā)式上升階段，滲透率迅速提升。電池作為供應動力的核心部件，是新能源汽車的心臟，在整車成本中占比40%以上。電池技術的發(fā)展、性能的提升是決定新能源車實現(xiàn)長久發(fā)展的核心動力，得新能源電池者得天下。

新能源電池行業(yè)將呈現(xiàn)一大支柱，兩大應用場景，多元化技術路線的發(fā)展特點：

1、一大支柱是指：以磷酸鐵鋰、三元鋰電池等為代表的動力鋰電池將繼續(xù)作為產業(yè)第一大支柱，是未來5至10年新能源電池發(fā)展的主力軍。動力鋰電池已開始加速商業(yè)化量產，2021年全球動力鋰電池累計裝機296.8GWh，同比實現(xiàn)翻倍式上升，2025年裝機規(guī)?；虺?000GWh，未來增量空間顯著。我國公司多年積累的技術和產量優(yōu)勢凸顯，全球份額占比已占據絕對優(yōu)勢。未來將持續(xù)發(fā)揮動力鋰電池技術研發(fā)、成本優(yōu)化、產業(yè)集群優(yōu)勢，完善產業(yè)在關鍵材料、制造設備、系統(tǒng)集成等各環(huán)節(jié)覆蓋，實現(xiàn)動力鋰電池裝機量突破式上升和全價值鏈跨越發(fā)展。并促進固態(tài)等新電池技術興起，開拓梯次回收利用等細分市場新藍海。

2、兩大應用場景是指：電池能源形式新發(fā)展將促進新能源乘用和商用兩大應用場景綜合拓展。一是基于動力鋰電池優(yōu)勢，加速落地新能源乘用場景；二是以氫燃料等新電池技術為切入點，豐富拓展新能源商用場景。氫燃料動力電池在功率密度、充氫效率等方面優(yōu)勢提升，適合商用遠途場景，有助于擴展新能源在商用貨車、客車、物流、叉車等領域應用，提高商用車整體電動化水平。未來氫電池將在國產化率提升、規(guī)模化降成本、氫能產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展用途下，加速步入商用化階段，到2025年氫燃料動力電池車保有量預計約達10萬輛，2035年前保有量約達100萬輛。

3、多元化技術路線是指：以固態(tài)、鈉離子、高鎳多元、鋁空氣等為代表的眾多新興電池技術，將豐富新能源電池市場發(fā)展的多元化戰(zhàn)略格局。一是發(fā)展各具特色、各顯優(yōu)勢的新型技術，延伸能量密度和通行里程上限，提高安全性和環(huán)境友好性，有助于新能源電池在不同適用場景應用拓展。二是發(fā)展例如高鎳低鈷、無鈷、鈉離子等新技術，可減少對特定上游資源依賴，降低原料端對電池生產成本影響。近年來，鈉離子、固態(tài)電池等新型電池逐步投產，電池路線多元化是新能源時代的發(fā)展趨勢。

我國新能源電池產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略明確：以動力鋰電池和燃料動力電池為重點，其他多元化電池技術綜合發(fā)展；涵蓋乘用、商用兩大領域；實現(xiàn)上游基礎設施和下游回收利用等全價值鏈環(huán)節(jié)覆蓋。未來，綜合提高電池技術研發(fā)能力、產量供應保障能力、產業(yè)鏈制造綜合實力、回收循環(huán)綠色發(fā)展能力、加氫和充換電等基礎設施建設水平，有利于進一步促進新能源電池行業(yè)高效健康發(fā)展。

正文

1新能源時代到來，電池重要性凸顯

1.1電池是新能源汽車的心臟

在全球碳中和、碳達峰的目標之下，新能源汽車普及率不斷提升。2021年，新能源汽車產銷表現(xiàn)遠超市場預期，2021年全年，全球新能源汽車銷量為650.14萬輛同比上升108%。2021年全年，我國新能源汽車產銷分別完成354.5萬輛和352.1萬輛，同比均上升1.6倍。

展望未來，一是新能源乘用車滲透率將會不斷提升。預計到2025年，全球新能源汽車銷量約1800萬輛，國內新能源車銷量或達1000萬輛級別；到2030年，全球電動汽車銷量約在3000萬輛規(guī)模。二是燃料動力電池汽車產業(yè)化預期提前，2030至2035年，國內氫燃料動力電池汽車保有量達到100萬輛左右，商用車實現(xiàn)氫動力轉型。全球新能源應用領域發(fā)展已進入快車道，未來技術突破持續(xù)推升大規(guī)模商用化落地，行業(yè)將呈現(xiàn)非線性爆發(fā)式發(fā)展趨勢。

電池作為新能源汽車的心臟，當前動力鋰電池在新能源乘用整車成本中占比40%以上，電池技術的發(fā)展、性能的提升是決定新能源車實現(xiàn)長久發(fā)展的核心動力。展望未來，一方面燃料動力電池技術突破式發(fā)展將會拓展新能源車商用領域應用空間，豐富大型客車、物流車、重卡、牽引車、港口拖車等更多應用場景。另一方面，隨著新能源乘用車市場滲透率逐步提升，動力鋰電池裝機規(guī)模增勢顯著，未來將持續(xù)爆發(fā)式上升。

從裝機容量看，2021年全球動力鋰電池鋰電池累計裝機量296.8GWh，較2020年有翻倍式上升，較2011年裝機總量相比更是實現(xiàn)了超越百倍上升。預計到2025年，全球汽車裝機規(guī)模約達1000GWh以上，僅我國汽車電池裝機量約達600GWh以上規(guī)模；到2030年，全球裝機規(guī)?；驅⑦_2000GWh以上，未來增量空間顯著。

從市場規(guī)?？?，根據ResearchandMarkets調研數據顯示，2020年全球裝機約136GWh，對應全球鋰電池市場價值約為405億美元。2021年裝機總量對應的鋰離子動力鋰電池全球市場規(guī)模約800億美元以上。預計到2025年，全球動力鋰電池市場規(guī)?；驅⑦_3000億美元水平。

1.2新能源電池發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃

我國新能源電池發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃明確。技術發(fā)展路線方面，《節(jié)能和新能源汽車技術路線圖2.0》將動力鋰電池和燃料動力電池作為未來新能源重點領域發(fā)展技術：

動力鋰電池領域，將涵蓋能量型、能量功率兼顧型和功率型三大技術類別，涵蓋乘用車和商用車兩大應用領域，面向普及、商用、高端三類應用場景，實現(xiàn)動力鋰電池單體、系統(tǒng)集成、新體系動力鋰電池、關鍵材料、制造技術及關鍵裝備、測試評價、梯次利用及回收利用等產業(yè)鏈條全覆蓋。

燃料動力電池領域，將發(fā)展氫燃料動力電池商用車作為整個氫能燃料動力電池行業(yè)的突破口，以客車和城市物流車為切入領域，重點在可再生能源制氫和工業(yè)副產氫豐富的區(qū)域推廣中大型客車、物流車，逐步推廣至載重量大、長距離的中重卡、牽引車、港口拖車及乘用車等。2030-2035年，實現(xiàn)氫能及燃料動力電池汽車的大規(guī)模推廣應用，燃料動力電池汽車保有量達到100萬輛左右;完全掌握燃料動力電池核心關鍵技術，建立完備的燃料動力電池材料、部件、系統(tǒng)的制備和生產產業(yè)鏈。

國務院《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20212035年）》亦對新能源電池發(fā)展提出新戰(zhàn)略布局：

一是要提升產業(yè)基礎能力，實行電池技術突破行動。開展先進模塊化動力鋰電池和燃料動力電池系統(tǒng)技術攻關，突破氫燃料動力電池等汽車應用支撐技術瓶頸。開展正負極材料、電解液、隔膜、膜電極等關鍵核心技術研究，加強高強度、輕量化、高安全、低成本、長壽命的動力鋰電池和燃料動力電池系統(tǒng)短板技術攻關，加快固態(tài)動力鋰電池技術研發(fā)及產業(yè)化。

二是要推動動力鋰電池全價值鏈發(fā)展，建設動力鋰電池高效循環(huán)利用體系。立足新能源汽車可持續(xù)發(fā)展，落實生產者責任延伸制度，加強新能源汽車動力鋰電池溯源管理平臺建設，實現(xiàn)動力鋰電池全生命周期可追溯。支持動力鋰電池梯次產品在儲能、備能、充換電等領域創(chuàng)新應用，加強余能檢測、殘值評估、重組利用、安全管理等技術研發(fā)。優(yōu)化再生利用產業(yè)布局，推動報廢動力鋰電池有價元素高效提取，促進產業(yè)資源化、高值化、綠色化發(fā)展。

自2013年起，全球重要國家和地區(qū)紛紛制定本國和地區(qū)相應的動力鋰電池規(guī)劃路線。目前，全球動力鋰電池技術發(fā)展百花齊放，各個技術路線均有涉及，包括鋰電池、氫燃料、固態(tài)電池和一些新電池技術等。各國電動化的技術路線不一，主流優(yōu)勢電池技術發(fā)展節(jié)奏亦有所差異：日本更側重發(fā)展氫能燃料動力電池以及動力鋰電池方面固態(tài)電池的研發(fā)；2021年美國能源部公布《鋰電池2021-2030年國家藍圖》，將繼續(xù)側重對鋰電池、固態(tài)電池等領域的發(fā)展部署；歐盟公布的《電池2030+（BATTERY2030+）》、《2030電池創(chuàng)新路線圖》，將持續(xù)發(fā)展鋰、鎳、鈉基電池等具備創(chuàng)新發(fā)展?jié)摿﹄姵亍?/p>

2新能源電池未來格局：一大支柱，兩大場景，多元化技術發(fā)展

十四五期間將是新能源快速發(fā)展，大規(guī)模對傳統(tǒng)能源形成替代，逐步形成環(huán)保和成本優(yōu)勢的重要時期。一方面，我國仍將作為世界上最大的動力鋰電池生產基地，延續(xù)發(fā)揮動力鋰電池技術研發(fā)和產業(yè)集群優(yōu)勢，實現(xiàn)動力鋰電池裝機量突破式上升、動力鋰電池全價值鏈跨越發(fā)展。另一方面，我國將在氫燃料動力電池、固態(tài)電池等領域超前實現(xiàn)產業(yè)化，拓展新能源車商用領域應用空間和場景，繼動力鋰電池之后將繼續(xù)突破形成大規(guī)模產業(yè)。

我國電池行業(yè)將會形成一大支柱，兩大應用場景，多元化技術發(fā)展路線的發(fā)展格局。具體來看：

一大支柱是指：以磷酸鐵鋰和三元鋰電池等為代表的動力鋰電池發(fā)展將繼續(xù)作為新能源電池產業(yè)第一大支柱。

兩大應用場景是指：基于現(xiàn)有動力鋰電池技術成本優(yōu)勢，加速推動新能源乘用車應用場景落地；并以氫燃料等燃料動力電池為切入點，豐富和擴展新能源乘用、新能源商用應用場景。

多元化技術發(fā)展路線是指：以固態(tài)、鈉離子、高鎳多元、鋁空氣等為代表的眾多新興電池技術，將補充豐富新能源電池市場發(fā)展的多元化戰(zhàn)略格局。

2.1一大支柱：動力鋰電池已步入商業(yè)化量產，實現(xiàn)跨越式發(fā)展

當前磷酸鐵鋰和三元鋰等動力鋰電池技術應用在乘用純電動和混動汽車中占絕對主導地位，已處于商業(yè)化量產階段，是支撐新能源汽車發(fā)展的第一大支柱。

全球動力鋰電池鋰電池2021年累計裝機量296.8GWh，同比上升102.3%。預計到2025年，全球汽車裝機規(guī)模約達1000GWh以上，僅我國汽車電池裝機量約達600GWh以上規(guī)模；到2030年，全球裝機規(guī)?；驅⑦_2000GWh以上，未來增量空間顯著。

2.1.1動力鋰電池產業(yè)發(fā)展情況三元電池和磷酸鐵鋰電池雙雄并立

動力鋰電池構成重要包括正極材料、負極材料、電解液和隔膜，其中正極材料約占電池總成本40%，決定了電池的容量壽命等核心性能。

動力鋰電池通過鋰離子正極→負極→正極的運動狀態(tài)實現(xiàn)充放電工作，充電時，電池正極上生成的鋰離子經過電解液運動到負極碳層結構的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。使用電池時，負極碳層中的鋰離子脫出運動回正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。

動力鋰電池技術經過多年發(fā)展，已經進入加速商業(yè)化量產階段，其中三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池雙雄并立。

三元電池是指以鎳、鈷、錳聚合物作為正極材料的鋰電池，其中，鎳可提升電池的體積能量密度，從而提升續(xù)航能力，高鎳三元電池成為三元電池能量密度升級的一個發(fā)展方向；鈷決定了電池的充放電性能，也可以提升電池穩(wěn)定性、延長電池壽命。三元電池可實現(xiàn)最大能量密度高，充放電效率高，低溫性能更好，因此在純電續(xù)航里程和應用地域更廣泛；但其高溫性相對較差，高溫條件下安全性有待提升。

磷酸鐵鋰電池是指以鋰、鐵、磷和碳等元素為重要原料的正極材料電池。磷酸鐵鋰電池成本相對較低，耐高溫，安全性能更好、使用壽命較長；但其低溫性能和總能量密度有待提升。

我國動力鋰電池產業(yè)發(fā)展經歷了以下幾個階段：

2015年前，磷酸鐵鋰電池因成本、安全性和循環(huán)壽命優(yōu)勢，是主流廠商選擇的技術布局路線，裝機占比最高超過70％；

2017年前后隨著政策對高能量密度電池補貼力度加大，三元電池取得較大發(fā)展，階段性成為市場主流；

2021年以來，磷酸鐵鋰和三元電池產量格局再度出現(xiàn)逆轉。隨著政策補貼退坡，磷酸鐵鋰電池安全性和成本綜合優(yōu)勢再度凸顯。尤其是伴隨CATLCTP和比亞迪刀片電池等技術應用，磷酸鐵鋰電池能量密度突破發(fā)展，未來或再度成為市場主流。2021年全年，磷酸鐵鋰電池裝車量累計79.8GWh，占動力鋰電池總裝機量的51.7%，TSLA、比亞迪、上汽、小鵬汽車等汽車廠商均大規(guī)模采用磷酸鐵鋰電池，預計磷酸鐵鋰電池占比到未來幾年將會提升到70%-80%以上。

2.1.2動力鋰電池競爭格局國產電池全球份額占據絕對優(yōu)勢

全球動力鋰電池產量仍集中于中、日、韓三國，全球出貨量占比持續(xù)多年保持90%以上。其中，前兩大巨頭公司CATL、LG新能源電池全球裝機占比達50%以上，松下、比亞迪和SK緊隨其后，2021年裝機占比分別約在12%、10%和6%。

國內電池公司經過多年積累，技術和產量優(yōu)勢凸顯，國產電池全球份額已占據絕對優(yōu)勢。自2015年趕超日本成為全球最大的動力鋰電池生產國后，持續(xù)多年在全球占比份額仍不斷上升，多年國產電池全球裝機占比50%以上，未來或持續(xù)有所突破。

技術方面，我國動力鋰電池廠商技術積累優(yōu)勢明顯，各項發(fā)明專利領先世界。例如比亞迪的專利發(fā)明刀片電池，在電池模組和電池倉的結構領域創(chuàng)新，續(xù)航里程和使用壽命更長，針刺后無明火、無煙,表面溫度為30-60℃,在傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的基礎上大幅提升了安全性能。

產業(yè)鏈方面，我國各大動力鋰電池廠商的上下游產業(yè)鏈資源配置和布局合理，上下游產業(yè)鏈整合加速。上游持續(xù)加強資源調用，下游進一步發(fā)展客戶關系。如CATL大力布局鋰電產業(yè)鏈，并通過簽訂長期合作協(xié)議、開展海內外收購、及設立合資公司等方式快速完成上下游的布局，2021年完成對加拿大鋰業(yè)公司Millennial的競購。下游客戶合作方面，比亞迪利用自身技術優(yōu)勢，和海外整車廠商如TSLA、豐田開展電池供應合作，刀片電池出海節(jié)奏加速。

產量方面，我國動力鋰電池廠商產量投放進入加速階段，海外產量投放優(yōu)勢明顯。中汽數據《2021節(jié)能和新能源汽車發(fā)展報告》預計2022年我國汽車動力鋰電池產量有望達到358GWh。到2025年，CATL、比亞迪、億緯鋰能、中航鋰電、國軒高科產量約將達627GWh、180GWh、186GWh、88GWh、48GWh。海外產量拓展方面，當前CATL為寶馬、大眾、戴姆勒、沃爾沃及博世等多家歐洲汽車行業(yè)巨頭供貨，2018年CATL在德國圖林根設立電池生產基地，2022年后形成14GWh產量，未來海外產量擴展步伐亦將進一步加速。未來，CATL、比亞迪、中航鋰電、國軒高科、遠景動力、億緯鋰能、蜂巢能源等一批代表性電池公司發(fā)展速度和全球地位將進一步提高。

2.1.3動力鋰電池市場展望四大發(fā)展趨勢：新能源主力軍、成本優(yōu)勢凸顯、技術優(yōu)勢迭代、回收利用新藍海

未來新能源動力鋰電池行業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)四大趨勢：

一是在未來5至10年內，動力鋰電池仍將主導新能源電池產業(yè)發(fā)展，是新能源車電池的主力軍。動力鋰電池將在新能源電池整體產業(yè)中保持產品技術、量產成本和產業(yè)鏈配套等慣性優(yōu)勢，步入滲透高增、加速發(fā)展的快車道。動力鋰電池目前是最成熟的一條技術路線，在能量密度、批量化量產成本、循環(huán)壽命等綜合評估體系中和整車的匹配度高，仍將是未來新能源車滲透率迅速提升的助推器。

二是動力鋰電池技術日趨成熟，量產成本下降優(yōu)勢逐步凸顯。據EVTank公布的《我國鋰電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2021）》顯示，汽車用動力鋰電池的價格由2011年的3800元/KWh下降到2020年的578元/KWh，量產電池的能量密度由2011年的80Wh/kg上升到2020年的270Wh/kg。2021年受全球大宗商品漲價影響，動力鋰電池使用的原材料如碳酸鋰、六氟磷酸鋰等產品價格階段性波動較大，對整體電池成本階段性有所抬升?？偟膩砜矗磥硪欢螘r間，在批量化量產規(guī)模效益優(yōu)勢，以及能量密度技術提升等因素用途下，預計汽車用動力鋰電池成本仍將保持大約年均5%左右的降幅，成本優(yōu)勢下將助推新能源車對傳統(tǒng)燃油車替代優(yōu)勢進一步顯現(xiàn)。

三是基于現(xiàn)有動力鋰電池技術優(yōu)勢迭代，促進新型電池技術興起。國務院《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021～2035）》中，明確要求加快固態(tài)動力鋰電池技術研發(fā)及產業(yè)化。固態(tài)電池將包括正極、負極、電解質三大材料，未來固態(tài)鋰電池產業(yè)的發(fā)展將基于現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池技術，實現(xiàn)液態(tài)－半固態(tài)－固態(tài)的轉變，逐步完成對電解液隔膜和正負極材料的替代。中汽數據預計，全球固態(tài)電池有望2030年實現(xiàn)產業(yè)化。

四是基于動力鋰電池回收循環(huán)利用和梯級利用的新藍海細分市場發(fā)展空間廣闊。動力鋰電池最大使用年限一般為5-8年，其中電池衰減在20%以內為有效動力鋰電池，有效使用年限約為4-6年。2016年以來全球動力鋰電池裝機進入加速階段，對應的2021年以后存量動力鋰電池加速退役。據TrendForce研究顯示，2025年預計我國動力鋰電池報廢量將達91GWh。據MarketsandMarkets預測，預計2025年全球動力鋰電池回收行業(yè)規(guī)模將達到122億美元，到2030年達181億美元，動力鋰電池回收循環(huán)利用和儲能等領域梯級利用等領域市場空間廣闊。

2.2兩大場景：動力鋰電池加速乘用場景落地，氫燃料動力電池擴展商用空間

動力鋰電池和氫燃料動力電池均是新能源電池領域重要技術路線。未來動力鋰電池和氫燃料動力電池將加速新能源應用兩大場景落地：一是動力鋰電池加速新能源車在城市、短途等乘用領域場景進一步落地，二是氫燃料動力電池大幅擴展新能源車在長途、大型等商用領域的應用空間。

商用車碳排放占比高，發(fā)展新能源商用車對雙碳目標的達成至關重要。從全球碳排放占比看，據IEA統(tǒng)計，交通運輸產業(yè)是繼電力熱力供應后第二大碳排放來源，年排放為82億噸，占比為24.6%。而從交通運輸碳排放結構占比看，傳統(tǒng)商用車雖在總體汽車保有量中占比小，但燃油消耗量大、污染排放量高。2021年全國汽車保有量約3億輛，其中載貨類商用汽車保有量約3000萬輛，占比僅11％，但碳排放量占比卻高達50％以上，因此發(fā)展商用新能源車電池技術、擴展新能源應用場景，對實現(xiàn)雙碳目標至關重要。

商用車較乘用車相比整體電動化水平低，以氫燃料動力電池為切入點，發(fā)展適合商用車的新能源電池是提升商用車滲透率的關鍵所在。當前新能源汽車產銷仍以乘用車為主，2021年全年，新能源乘用車滲透率達14.8%，十二月單月滲透率達22.6%。比較下，2021年新能源商用車滲透率為3.89%，不足4%。從結構看，商用車中客車滲透率相對高，而貨車滲透率較低。新能源商用車滲透率較低的原因有兩個方面，一是因為商用車由于自身自重大和對遠途運輸的需求，對電池容量、電池續(xù)航能力、電池充電速度有較高的標準；二是2017年后對新能源商用車存在一定補貼退坡。

未來以發(fā)展氫燃料動力電池商用車作為發(fā)展新能源商用車領域的切入點，解決商用車電池里程和充電時間焦慮，發(fā)展更多適合商用車的新能源電池，對提升未來新能源商用車滲透率至關重要。

2.2.1氫燃料動力電池產業(yè)發(fā)展情況產業(yè)化預期提前

氫燃料動力電池系統(tǒng)由電堆、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、空壓機構成。其中燃料動力電池堆棧即電堆為電池內部重復單元，是最關鍵、最昂貴的部分之一。電堆由膜電極組件和雙極板構成。雙極板包括燃料電極和空氣電極，膜電極組件包括電解質膜和催化劑。氫氣循環(huán)系統(tǒng)將氫氣罐中的氫氣從高壓條件轉移到低壓條件，并輸送至電池堆棧。空壓機通過空氣凈化系統(tǒng)清除顆粒物和其他雜質，以新增供應潔凈度。

氫燃料動力電池無需燃燒，而通過將儲氫罐中的氫氣和空氣中的氧氣轉換成水這一化學反應出現(xiàn)電能，是一種能出現(xiàn)電能、水和熱量的電化學能量轉換裝置。將氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發(fā)生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。

氫燃料動力電池其本身具備零排放、零污染、無噪音、充氫快、續(xù)航強等優(yōu)勢特點。相較于純電動力鋰電池，氫燃料動力電池在質量能量密度、體積功率密度、充氫效率方面具備優(yōu)勢。

質量能量密度方面，氫氣約為140Mj/Kg，遠超煤、汽油、柴油、天然氣水平，較動力鋰電池亦有顯著優(yōu)勢。

體積功率密度方面，根據《節(jié)能和新能源汽車技術線路圖2.0》，2025年商用、乘用氫燃料車電堆體積功率密度分別有望達2.5KW/L、4KW/L以上。

補充燃料時間方面，氫燃料動力電池可以極大緩和充電時間焦慮，加氫時間一般在5分鐘內，續(xù)航里程能達到600公里以上。

我國氫燃料動力電池發(fā)展經歷了以下階段：

2017年起，國家陸續(xù)出臺政策推動氫能及氫燃料動力電池產業(yè)發(fā)展。2017年公布《我國燃料動力電池汽車發(fā)展路線圖》、2019年《我國氫能源及燃料動力電池產業(yè)白皮書》分別對技術和產業(yè)路線作出指引。

2020年，氫燃料動力電池加速進入示范導入期。2020年出臺《有關開展燃料動力電池汽車示范應用的通知》確定了以商用車為抓手，約定示范的期限、城市群、產業(yè)化目標及獎勵支持力度。氫燃料動力電池客車續(xù)駛里程、百公里氫耗量、最高車速等指標，商用車燃料動力電池系統(tǒng)額定功率、功率密度、冷啟動溫度、壽命等指標，均實現(xiàn)或超額完成目標，商用車燃料動力電池系統(tǒng)多項技術指標和國際先進技術水平同步，實現(xiàn)了電堆、壓縮機、變換器、氫氣循環(huán)裝置等關鍵零部件的國產化。

2021年后，包括技術路線、產業(yè)規(guī)劃和示范應用方法在內的全產業(yè)商業(yè)化發(fā)展思路更加清晰。2021年十月，國務院《2030年前碳達峰行動方法》指出大力推廣新能源汽車，推動城市公共服務車輛電動化替代，推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛。2021年十一月，國務院《有關深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》特別提出要持續(xù)打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)，深入實行清潔柴油車（機）行動，全國基本淘汰國三及以下排放標準汽車，推動氫燃料動力電池汽車示范應用，有序推廣清潔能源汽車。

2.2.2氫燃料動力電池參和者格局格局未定，未來具備技術和市場先發(fā)優(yōu)勢公司勝率空間廣闊

當前全球氫燃料動力電池領域競爭格局未定，部分公司已具備先發(fā)優(yōu)勢。一方面，氫燃料動力電池涉及的產業(yè)鏈較長，上游包含制氫、加氫、儲氫、氫能產業(yè)裝備制造，中游包含燃料動力電池核心零部件制造，下游應用于氫能整車制造領域。氫燃料動力電池參和廠商著手在上游資源和下游客戶領域的戰(zhàn)略布局都將對未來競爭格局形成影響。另一方面，當前全球氫燃料動力電池發(fā)展應用尚處于商業(yè)化早期，尚未形成類似CATL、LG新能源在動力鋰電池領域具備絕對領先優(yōu)勢的龍頭公司，市場參和者競爭格局將在未來較長時間處于不穩(wěn)定狀態(tài)，具備技術先發(fā)、市場和資源卡位優(yōu)勢的公司未來勝率空間廣闊。

從海外公司布局來看，部分加拿大、美國、日韓公司均著手于氫燃料動力電池研發(fā)。總部位于加拿大的Ballard和Hydrogenics公司、美國PlugPower公司等為全球氫燃料動力電池制造廠商。Ballard是零排放質子交換膜燃料動力電池生產商，其客戶重要包括奔馳、奧迪、大眾等整車制造商以及、叉車公司，2018年濰柴動力通過投資成為其大股東。Hydrogenics公司主營業(yè)務包括燃料動力電池及水電解制氫設備，并為客戶供應儲能整體解決方法，在德國、比利時、美國均有生產基地。其產品廣泛應用于以阿爾斯通、液化空氣集團為代表的下游大型交通運輸作業(yè)公司中，為阿爾斯通的CoradiaiLint客運列車開發(fā)和實行氫燃料動力電池系統(tǒng)。該公司于2019年被美國建筑機械和重型卡車公司康明斯收購。美國PLugPower氫燃料動力電池叉車產品在美保有量約為2.5萬輛，在歐洲保有量約為7000輛，在沃爾瑪、亞馬遜、聯(lián)合利華、通用汽車等大型公司車間中均有應用。日韓車企如現(xiàn)代、豐田均在氫燃料動力電池汽車方面有所發(fā)力，現(xiàn)代推出氫燃料動力電池車NEXO，豐田推出氫燃料車Mirai，單次充氫續(xù)航里程可達1000公里以上。

從國內公司來看，氫燃料動力電池參和者重要分為燃料動力電池廠商、整車公司和燃料動力電池系統(tǒng)集成類公司。

氫燃料動力電池廠商方面，重要有雄韜股份、國鴻氫能、重塑股份、新源動力等參和布局。雄韜股份成立較早，在國內多地投資設立子公司推進氫能產業(yè)規(guī)劃和布局，投資制氫、膜電極、電堆等多家產業(yè)鏈公司，致力于打造氫能產業(yè)平臺，整合和拓展氫能產業(yè)鏈相關資源。國鴻氫能是一家以氫燃料動力電池為核心產品的高科技公司，重要產品包括柔性石墨雙極板、電堆、燃料動力電池系統(tǒng)、燃料動力電池備用電源等。重塑股份除和豐田合作合作金屬板路線電堆技術外，也和富瑞氫能、嘉化能源合資，從事加氫站等氫能基礎設施的建設和運營業(yè)務。

整車廠商方面，重要有長城汽車、上汽集團、宇通客車等廠商參和氫燃料動力電池布局。長城汽車最早于2016年開始氫燃料動力電池研發(fā)，并在2019年成立了未勢能源科技有限公司。未勢能源重要業(yè)務涵蓋燃料動力電池發(fā)動機及其核心零部件開發(fā)、低成本加氫站集成化解決方法等領域，并2020年公布了95kW乘用車燃料動力電池系統(tǒng)發(fā)動機、最大可拓展至150kW的平臺化燃料動力電池堆及70MPa高壓儲氫瓶閥及減壓閥等產品，已于2021年十二月完成A輪融資。上汽集團則重要通過子公司捷氫科技進行氫燃料動力電池核心技術的研發(fā)，目前具有第三代車用質子交換膜燃料動力電池電堆，且產品已應用于大巴、乘用車和商用車多重車型中。

燃料動力電池系統(tǒng)集成類公司，重要有億華通、濰柴動力、大洋電機、江蘇清能等公司。億華通重要為商用車供應氫燃料動力電池發(fā)動機系統(tǒng)及相關的技術開發(fā)、技術服務，重要客戶包括宇通客車、北汽福田等整車制造商，并和豐田合作金屬板路線電堆技術。濰柴動力積極布局新能源動力總成業(yè)務，先后作為第一大股東參股加拿大巴拉德和英國錫里斯動力兩家世界領先的氫燃料動力電池、固態(tài)氧化物燃料動力電池技術公司，推進新能源產業(yè)布局。大洋電機氫燃料動力電池業(yè)務重要產品包括氫燃料動力電池模組、氫燃料動力電池控制系統(tǒng)及系統(tǒng)集成等，其于2016年度認購Ballard公司9.9%股權，通過引入國際技術和品牌逐步拓展燃料動力電池發(fā)動機系統(tǒng)及相關零部件等業(yè)務，目前已和中通客車、順達客車等整車廠合作開發(fā)多款燃料動力電池車型。江蘇清能重點發(fā)展以商用車為主的燃料動力電池電堆及系統(tǒng)，并和整車制造商和加氫基礎設施開發(fā)商進行合作，其在美國成立的海易森汽車成功在納斯達克上市。

核心零部件方面，雪人股份于2015年通過公司旗下的并購基金投資4億元收購了瑞典OPCON核心業(yè)務兩大子公司SRM和OES100%股權，掌握了氫燃料動力電池空氣循環(huán)系統(tǒng)核心技術，并擁有瑞典品牌AUTOROTOR氫燃料動力電池雙螺桿形式空氣循環(huán)系統(tǒng)。目前已開發(fā)12個型號燃料動力電池系統(tǒng)，為克萊斯勒、奔馳、通用、沃爾沃等眾多汽車生產商供應過燃料動力電池系統(tǒng)。

2.2.3氫燃料動力電池市場展望三大行業(yè)展望：商用化提速、自主率規(guī)?；党杀尽⑸现邢掠螀f(xié)同發(fā)展

受限于主客觀因素，當前氫燃料動力電池在新能源領域滲透率遠低于鋰電池，未來隨著技術進步、量產和加氫基礎設施進一步落地，氫燃料動力電池有望在新能源商用車領域大有所為。未來新能源氫燃料動力電池行業(yè)發(fā)展有三大展望：

一是氫燃料動力電池起步雖晚，但未來亦將步入商用化和產業(yè)化快速發(fā)展階段，市場可擴展空間廣大。2015-2019年，我國燃料動力電池車市場初步有所突破，中汽協(xié)數據表示，期間年銷量從2015年的10輛上升至2019年的2737輛，年復合上升率為306.7%。2020-2025年，新能源燃料車和氫燃料動力電池進入發(fā)展起步階段，2021年全國氫燃料動力電池汽車保有約6000余輛。根據《節(jié)能和新能源汽車技術路線圖2.0》的發(fā)展目標，預計到2025年，氫燃料動力電池汽車保有量有望達到10萬輛，氫燃料商用車年銷量約達1萬輛。十四五期間，氫燃料動力電池汽車增幅約達15倍。2030-2035年，燃料動力電池汽車保有量將約達100萬輛。

二是未來國產自主可控和規(guī)模化提速，氫燃料動力電池成本下降，成為助推市場加速滲透的關鍵因素。一方面，未來國產自主可控率加速提升。2017年到2020年，我國燃料動力電池系統(tǒng)國產化率約從30%上升至70%，從掌握系統(tǒng)集成、雙極板技術，到電堆、膜電極等核心部件自主可控率大幅提升，未來質子交換膜等核心材料加速研發(fā)將推動燃料動力電池國產化率將進一步提升。另一方面，規(guī)?；瘜θ剂蟿恿﹄姵爻杀鞠陆涤绊戯@著。和2010年以來鋰電池成本下降過程相似，規(guī)模化將成為影響燃料動力電池系統(tǒng)成本下降的助推因素，對燃料動力電池成本降幅空間約70%。

三是氫燃料動力電池將依托于氫能產業(yè)鏈，上中下游全方位協(xié)同發(fā)展。氫燃料動力電池市場發(fā)展是一項系統(tǒng)性工程，氫燃料動力電池商業(yè)化應用加速要相對完善的氫能產業(yè)鏈配套。氫能產業(yè)鏈上游包括氫氣制取、氫氣純化、氫氣液化等環(huán)節(jié)，中游包括發(fā)展儲氫運氫裝置，實現(xiàn)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)儲運等，下游包括加氫基礎設施建設及氫的綜合應用。氫燃料動力電池商業(yè)化迅速普及，需依托于氫能產業(yè)上中下游協(xié)同發(fā)展，上游獲得環(huán)保、成本低廉的氫能源，中游實現(xiàn)安全儲運，下游實現(xiàn)大規(guī)模便利加氫?！段覈鴼淠茉醇叭剂蟿恿﹄姵禺a業(yè)白皮書》預計，到2050年氫能產業(yè)鏈產值將超過10萬億元。

2.3多元化技術戰(zhàn)略布局：時代發(fā)展必然趨勢

近年來，以鈉離子電池、固態(tài)電池等為代表的新型新能源電池技術逐步得到發(fā)展。2021年七月CATL正式公布第一代鈉離子電池，單體能量密度達160Wh/kg，是全球最高水平。三峽能源將打造全球首條鈉離子電池規(guī)?；慨a線，于2022年正式投產。未來電池路線多元化是新能源時代必然發(fā)展趨勢。

一是發(fā)展各具特色，各顯優(yōu)勢的新型電池技術，有助于新能源電池在不同適用市場應用拓展。例如未來發(fā)展固態(tài)電池，有助于進一步提高現(xiàn)有動力鋰電池能量密度上限，克服遠距離通行阻礙；發(fā)展氫燃料動力電池，可以極大程度擴展新能源電池在商用貨車、客車、叉車等領域應用。

二是發(fā)展多元化電池技術路線，可緩解原材料壓力。一方面，新能源電池和儲能需求爆發(fā)對鋰、鎳、鈷需求迅猛上升，另一方面，我國的鈷、鎳等資源探明儲量全球占比較低，其中鈷儲量約占全球1%，鎳儲量不足全球儲量的4%。因此發(fā)展例如高鎳低鈷、無鈷、鈉離子電池等新技術電池品類，走多元化技術路線可以一定程度減少對特定上游資源依賴，降低上游大宗原料供應不穩(wěn)定性對電池廠商生產成本影響。

因此，以固態(tài)、鈉離子、高鎳多元、鋁空氣等為代表的眾多新興電池技術，將極大程度補充豐富新能源電池市場發(fā)展的多元化戰(zhàn)略格局。

2.3.1鈉離子電池：成本低廉、安全性高、低溫性能佳

鈉和鋰在元素周期表中處于同一族，鈉離子電池和鋰電池的工作原理相似，即通過鈉離子在正負極之間移動實現(xiàn)充放電過程。

鈉離子電池優(yōu)點重要在于成本低廉和安全性高，同時兼具低溫性能：

成本方面，一是鈉元素在地球含量高，鈉元素的獲得較鋰元素更為容易，二是鈉元素不和鋁發(fā)生反應，電池正負極均可以選擇成本較低的鋁箔，因此總體成本相對低廉。

安全性能方面，若在鈉離子電池中采用集體流鋁箔，更不易氧化，電池可完全放電，從而使運輸過程中更加安全。且鈉電池快充相較鋰電池更不易導致溫度過高起火事故，從而將具備更好的安全性能。

低溫性能方面，鈉電池在高低溫下都能保證較高的容量保持率，決定了其比磷酸鐵鋰電池在冬天放電性能更優(yōu)。

但是，對鈉離子電池而言，尋找低成本、結構穩(wěn)定的正負極材料，以及更大程度增強其循環(huán)壽命，是其技術得到大規(guī)模推廣落地的重中之重。由于鈉離子的體積更大，對正負極材料的要求會更高，否則正負極材料容易在充放電過程中崩塌。此外，鈉離子電池的能量密度會更低，如何更大程度增強其循環(huán)壽命是要繼續(xù)在應用中提高解決的問題。未來鈉離子電池或會作為鋰電池的重要補充。

2.3.2固態(tài)電池：熱效能表現(xiàn)佳、極限能量密度高、量產成本優(yōu)化空間大

固態(tài)電池是基于現(xiàn)有液態(tài)鋰電池技術，在其基礎上實現(xiàn)進一步技術發(fā)展，實現(xiàn)液態(tài)－半固態(tài)－固態(tài)的轉變，逐步完成對電解液隔膜和正負極材料的替代。

固態(tài)電池優(yōu)點重要在于提高電池熱效能表現(xiàn)、能量密度，未來量產后成本優(yōu)化空間較大：

熱效能方面，固態(tài)電池的固態(tài)電解質將降低電池組對溫度的敏感性，較大程度降低電池短路可能，提高了電池使用壽命。

能量密度方面，固態(tài)電解質同樣有利于提高電池正負極之間的電壓差，在匹配更加合適的正負極材料后，可較大程度提升鋰電池的能量密度。

成本控制方面，未來固態(tài)電池降成本的空間或比現(xiàn)有鋰電池更大，Bloomberg數據預計，2028-2035年，采用固態(tài)電池的電動汽車將上升37倍，而固態(tài)電池的成本將下降至40美元/KWh。

但是，關于固態(tài)電池而言，要在電解質、正負極材料、以及充導電效率方面取得突破。一方面，固態(tài)電池無法大規(guī)模量產的重要原因是未尋找到成本低、穩(wěn)定性高的固態(tài)電解質，固態(tài)電池電極的鋰金屬的粉化和循環(huán)壽命的問題也需解決。另一方面，固態(tài)電解質的電阻更高，導電率更低，電解質材料和正負極之間連接不如液態(tài)電解質緊密，所以在充電效率表現(xiàn)方面或需技術提升。未來隨著固態(tài)電池技術突破，疊加成本優(yōu)勢凸顯，鋰電池將會逐步過渡到半固態(tài)到固態(tài)的階段。

2.3.3鋁空氣電池：比能量大、電池自重輕、環(huán)境友好性高

鋁空氣電池是以高純度鋁作為負極，以氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液作為電解質，攝取空氣中的氧氣并以其作為正極，在電池放電時以氧和鋁生成氧化鋁的一種空氣電池。

鋁空氣電池優(yōu)點重要在于比能量大、電池自重輕、環(huán)境友好性高：

比能量和續(xù)航能力方面，鋁空氣電池理論比能量可達到8100Wh/kg，遠高于當今各類電池的比能量上限，因此采用鋁空氣電池車輛理論續(xù)航能力比現(xiàn)在現(xiàn)用電池種類強。

電池自重方面，鋁空氣電池質量輕，可以減少車載負荷。

環(huán)境友好程度方面，鋁空氣電池生成的氧化鋁對人體和環(huán)境無害，可以將電池回收后進行還原反應，循環(huán)投入使用。

但是，關于鋁空氣電池而言，要在放電速度、替換效率、以及電解質膜解決方法等方面突破其自身短板。鋁空氣電池中電子只能從陽極流向陰極，導致鋁空氣電池需更換新的電池以實現(xiàn)持續(xù)使用，這就對電池替換技術和效率有較高要求。另外，未來鋁電池取得量產的重要條件之一是要完善電解質膜解決方法，既能保護金屬在堿液中的穩(wěn)定性，又能以離子的方式傳輸電流。未來鋁空氣電池技術突破不僅將影響電動汽車等行業(yè)，亦對民用的應急、備用領域需求有很大的意義。

3新能源電池行業(yè)發(fā)展啟示

在全球碳中和、碳達峰的背景下，交通運輸領域成為實現(xiàn)雙碳目標的主戰(zhàn)場，汽車產業(yè)作為排放貢獻較高的產業(yè)，要先行一步。而電池作為新能源汽車供應動力的核心部件，毫無疑問是新能源汽車的心臟。一是發(fā)展新能源汽車有利于維護國家能源安全。2021年我國加工原油70355萬噸，進口原油51298萬噸，進口量約占加工量的72.9%，對外依存度高。若新能源汽車逐步取代傳統(tǒng)燃油車，將降低原油總需求量，從而降低原油進口量和對外依存度，有利于保證國家能源安全。二是動力鋰電池技術迭代將深刻帶動新能源汽車產業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展。產業(yè)鏈下游關于新能源汽車的需求在早期提振了動力鋰電池的需求，但動力鋰電池自身的技術更新和優(yōu)化也將反過來進一步推動新能源汽車產業(yè)鏈其他部門發(fā)展；2021年，國內動力鋰電池四大廠商CATL、比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科總裝機量達到122GWh，同比增速超過150%，上升勢頭迅猛，這也大大帶動行業(yè)上游包括正負極、電解液、金屬元素開采等行業(yè)公司需求提升。三是有利于開辟新賽道，實現(xiàn)關于傳統(tǒng)汽車強國的超越。美日歐等傳統(tǒng)汽車強國在燃油車領域深耕已久，國內汽車廠商在發(fā)展時具有先天劣勢，而動力鋰電池尚處于研發(fā)應用階段，具有廣闊的市場和發(fā)展空間，是國內汽車廠商一次絕佳的彎道超車的機會。

未來我國電池行業(yè)將形成一大支柱，兩大應用場景，多元化技術發(fā)展路線的發(fā)展格局。其中，以磷酸鐵鋰和三元鋰電池等為代表的動力鋰電池發(fā)展將繼續(xù)作為新能源電池產業(yè)第一大支柱。此外，將形成基于現(xiàn)有動力鋰電池技術成本優(yōu)勢，加速推動新能源乘用車應用場景落地；并以氫燃料等燃料動力電池為切入點，豐富和擴展新能源乘用、新能源商用應用場景的兩大應用場景。以及將形成以固態(tài)、鈉離子、高鎳多元、鋁空氣等為代表的眾多新興電池技術以補充豐富新能源電池市場的多元化發(fā)展。

發(fā)展新能源電池產業(yè)，需綜合考量和提高技術研發(fā)能力、產量供應保障能力、制造綜合實力、加氫充電等基礎設施水平?；谝陨闲袠I(yè)發(fā)展歷程和規(guī)律總結，對新能源電池發(fā)展有如下啟示：

在技術發(fā)展方面，一是加強系統(tǒng)短板技術攻關，對新能源電池行業(yè)整體發(fā)展至關重要。從正負極材料、電解液、隔膜等關鍵核心技術領域著手研究，有助于促進電池性能在強度、重量、安全性、成本、壽命等核心指標上顯著提升。二是針對布局解決上游鈷礦、鋰礦資源稀缺，拓展新電池技術儲備，可以促進相關生產原材料如電池級碳酸鋰生產供應穩(wěn)定。著手布局戰(zhàn)略性資源儲備，在一定程度上擺脫上游大宗原料供應不穩(wěn)定性和成本限制，發(fā)展例如高鎳低鈷、無鈷、鈉離子電池等新技術電池品類，形成精細化、智能化、高值化退役動力鋰電池循環(huán)利用體系，可以促進綠色低碳、循環(huán)可持續(xù)和行業(yè)健康發(fā)展模式，并行解決原材料稀缺等問題。三是攻克氫燃料動力電池中關鍵部件，可以幫助氫燃料動力電池產業(yè)突破式發(fā)展。攻關如膜電極、燃料動力電池電堆、空氣供給系統(tǒng)等方面的技術難題，并提升可再生能源制氫比重，擺脫化學能源制氫關于原料要求的限制，可以幫助實現(xiàn)真正意義上的零排放。

在產量規(guī)劃方面，一是重視出海戰(zhàn)略布局，有助于國內動力鋰電池公司維持裝機份額絕對優(yōu)勢的同時，進一步實現(xiàn)海外市場深度合作。出海布局可進一步貼近下游整車生態(tài)、加強本土化產品供應適應能力，和海外部分汽車整車公司形成深度合作。二是在上游關鍵零部件、下游系統(tǒng)集成應用等領域規(guī)劃產量建設，有助于氫燃料動力電池等新型電池技術公司形成和公司發(fā)展稟賦和資源條件相匹配的環(huán)節(jié)卡位布局。形成產業(yè)鏈上下游公司聯(lián)動發(fā)展的生態(tài)格局，促進氫燃料動力電池產量加速落地。三是重視制造綜合實力和產業(yè)基礎產量投放力度，有助于實現(xiàn)動力鋰電池制造綜合實力的長期穩(wěn)健上升。例如進一步提升鋰電池電機驅動系統(tǒng)解決方法水平，加強關鍵零部件開發(fā)，并突破加氫站、氫能儲運、車載儲氫等的技術瓶頸，在相關政策配合的支持下，有助于實現(xiàn)新能源電池制造綜合實力長期穩(wěn)健上升。

在產業(yè)全價值鏈發(fā)展方面，一是布局動力鋰電池回收藍海，有助于構建完善新能源汽車產業(yè)鏈全價值鏈發(fā)展。切實落實動力鋰電池全生命周期溯源管理，在動力鋰電池回收利用體系方面的投資布局，有助于減少對鋰、鎳等原料資源開采的依賴。此外，加強下游報廢拆解環(huán)節(jié)建設，形成有機閉環(huán)，促進動力鋰電池產業(yè)全價值鏈發(fā)展。二是布局退役動力鋰電池利用，可以促進打開多元化梯次利用市場空間。根據技術和行業(yè)規(guī)范標準，對符合能量衰減程度的退役動力鋰電池（即衰減在20%-40%之間滿足梯次利用標準）進行梯次利用，將其在低速車、環(huán)衛(wèi)車等低速領域和太陽能路燈、通信基站等儲能領域開展二次應用。

在基礎設施建設方面，一是科學建設充換電基礎設施和充電設施運營服務平臺，有助于綜合提升充換電基礎設施服務便利性。加強城鄉(xiāng)電網規(guī)劃，形成智能化的居民區(qū)、高速公路和城鄉(xiāng)公共充電網絡。加快大功率充電、無線充電等新模式研發(fā)等，都有助于提升充電安全性和基礎設施服務水平。二是合理布局和建設加氫基礎設施，可以完善氫能利用全產業(yè)價值發(fā)展。因地制宜開展多途徑制氫技術，有助于探索高壓氣態(tài)、深冷氣態(tài)、低溫液態(tài)及固態(tài)等氫燃料制儲運技術應用。此外，合理布局和建設加氫設施，根據各地實際情況探索油氫、氣氫共建站，有助于健全氫產業(yè)鏈體系標準，促進油、氣、氫、電綜合布局。