专题 | 铅酸蓄电池专题(二):铅酸蓄电池发展前景20230428

铅下游主要为铅酸蓄电池，基本决定了铅的整体需求，而铅酸蓄电池根据具体用途可分为起动电池、动力电池、备用电源及储能电池四类。其中，起动电池是铅酸蓄电池最主要的用途（具体见专题（一））。本篇我们主要从汽车摩托车起动电池、电动车动力电池、储能电池、5G通信电源四大领域分析铅酸蓄电池的未来发展前景。一、汽车、摩托车起动电池领域近年来，虽然锂离子电池广泛应用于新能源车领域，但目前铅酸电池在汽车及摩托车起动领域仍然是近乎无可取代的存在，因为锂离子电池的发展还无法完全达到起动电池的使用环境的要求，其中主要原因有以下几点：1、关于成本要求：铅酸电池成本要比锂电池低一半，同时更换锂电池需要对充电用电系统进行更改，导致成本较高；2、关于低温大电流性能要求：起动电池要求在-40°C下能够正常起动车辆，而锂离子电池（磷酸铁锂）低温大电流性能很差，很难满足我国西北和东北地区冬季使用要求；3、关于安全性要求：起动电池一般位于机仓的发动机附近，处于高温且密闭的空间，而锂电池受撞击后易燃易爆且会分解挥发有毒气体。因此，起动领域作为铅酸电池的固有领域，目前相对于锂离子电池具有无可比拟的优势。根据中国产业信息网数据，铅蓄电池在我国汽车起动启停电池领域的使用率约已达90%，占有绝对市场优势，仅有小部分高端电动车型采用了12V 锂电池。从目前全球汽车保有量来看，近年来该数据保持稳定增长，据市场数据分析机构Hedges& Company的估算2022年达14.46亿,2023年有望突破15亿辆。而中国作为推动全球经济发展的中枢力量，在2022年汽车保有量已达3亿辆，且每年汽车产量稳定在2400万辆以上，因此起动市场，尤其是起停电池市场，仍有着广阔的发展前景。另外，受节能减排政策影响，未来新车启停系统搭载率有望进一步提升。根据国际市场研究机构Future Market Insights 预测，全球启停电池市场规模在 2022 年预计为70.58亿美元，到2032年将增长到273.36亿美元，年复合增长率达14.5%。 二、电动车动力电池领域常规的电动车的动力电池主要依靠的是已经有上百年历史的铅酸电池，虽然近年来出现了锂电池，但是因为它的昂贵和存在着一些问题，所以在两轮电动车中，仍然以铅酸电池为主。但是，随着电动车的发展，另一个新型的电池——钠基电池技术有了重大突破，给铅酸电池带来了不小的冲击。从目前来看，轻型电动车电池主要面临性价比选择难，安全事故频发，续航短、不耐用，以及充电难等痛点。铅酸电池仍是目前两轮车市场占有率最高的电池。其具有价格便宜、安全可靠的优势特点。铅酸电池成本大约在0.40元/Wh，如果算上回收残值其成本仅为0.25-0.3元/Wh。但新国标重量限制对铅酸电池影响较大，40Wh/kg左右的比能量无法满足用户日益增大的通行半径的需求。同时循环寿命短和无法实现1C以上快充，也是铅酸电池需要突破的难点。而受新国标、产品升级等原因影响，锂电池在电动自行车上的应用占比逐年提升，电动自行车用锂离子电池市场渗透率从2018年的10%提高至2021年的15%左右。但锂资源的全球储量有限，随着新能源汽车的发展对电池的需求大幅上升，资源端的瓶颈逐渐显现。受碳酸锂价格大幅上涨影响，2022年锂电车实际销售量也远低于此前业界预期的27%占比。步入2023年，继锂离子电池后，钠离子电池快速发展，开启了其产业化元年，大有抢占市场的趋势。钠离子电池是什么？钠电池和锂电池、铅酸电池相比，是一种新型的电池，但却是近十年来才被人注意到的，其工作原理和锂电池差不多，都是由两种含钠的化合物构成。通过下表的对比可以看出，钠离子电池在原料成本、低温下的容量保持率、耐过放电性能优于磷酸铁锂电池，并且其各方面性能超越铅酸电池，未来有很大可能将在电动两轮车领域替代铅酸电池、在A00级别电动车以及储能领域替代磷酸铁锂电池。受新国标及消费升级影响，预计到2025年轻型电动车电池规模将达到32.6GWh。其中两轮电动车电池市场将会受钠电池产业技术影响，钠电池市场占有率会迅速增加，预计在2025年，钠电将进入相对成熟发展期，届时铅酸、锂电和钠电占有率大约为50%，15%和35%。 目前两轮电动车用钠离子电池的产业化进程也正在快速推进，各大企业均有相关布局动作。而对于轻型电动汽车来说，钠离子电池也有望通过其技术扩展达到产业化应用需求。宁德时代研究院表示，钠离子电池普遍可以满足续航400公里以下的车型需求，且通过其首创的AB电池系统集成技术，可实现钠锂混搭，优势互补，提高电池系统的能量密度，使钠离子电池应用有望扩展到500公里续航车型，覆盖65%的新能源车市场。这对锂电池来说也是不小的冲击。据上海证券报报道，目前，钠电池产业链已有企业超150家。高工产研认为，近半钠离子电池企业即将量产，今年钠电池产业将跨过“GW级出货”这一门槛，达到3GWh至5GWh的规模，而去年出货量仅0.2GWh左右。高工产研预计，2023年至2025年，钠离子电池企业有效产能有望分别达到19GWh、25GWh、60GWh；出货量方面，2025年将跃升至20GWh左右，2030年达到200GWh以上。三、储能电池领域近年来，我国储能产业进入了快速发展时期。据CNESA全球储能项目库的不完全统计，截至2022年底，中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW，占全球市场总规模的25%，年增长率38%。其中新型储能继续高速发展，2022年累计装机规模首次突破10GW，达到13.1GW/27.1GWh，功率规模年增长率达128%，能量规模年增长率达141%。由图3所示2022年度国内已投运储能项目结构情况可以看出，新型储能中，锂离子电池占据绝对主导地位，比重达97%，这得益于锂离子电池具有成本持续下降，能量密度高，寿命长，无记忆效应等优点。铅蓄电池仅占3.1%，铅酸电池对比锂离子电池来说，主要优势还是在于价格和安全性能。虽然随着科技的进步，铅酸电池（铅炭）对锂电池的价格优势不如以前明显，但基于其高度安全性等自身的优势，在某些国内、外的微电网项目中，铅酸电池的市场还很大。从环境适应性、成本等综合角度来看，其比锂电池要更具有竞争力。此外，压缩空气储能、液流电池、钠离子电池、飞轮等其它技术路线的项目，在规模上有所突破，应用模式逐渐增多。着眼于未来，铅酸电池要在储能行业继续发展，还需要针对使用场合的特点，加大科研开发，在降低成本、增加寿命及PSOC 性能方面更进一步。 四、5G通信电源领域由于国家政策导向，例如新国标引发电池“轻量化”，在我国5G网络建设的加速推进中，铅酸蓄电池逐渐被锂电池替代，铅蓄电池在通信领域的需求逐步下降。 2016 年，锂电池还仅占通信基站用蓄电池的20 %，但从2018 年起，依照国家政策导向，铁塔公司开始全面停止采购铅酸电池，转而统一采购梯次利用锂电池。公开资料显示，2022年，新建及改造的5G基站磷酸铁锂需求量约10.7GWh，同比增长17.4%，占通信基站用储能电池的比例已经超过60%，未来磷酸铁锂电池市场需求仍将持续增加，铅蓄电池需求量将继续下降。一般国内通信基站电池的使用寿命为5年，按照一个基站配备2组48V400Ah铅酸蓄电池计算，每个基站的需求为38.4Kvah。因此，根据前瞻研究院测算，我国通信领域新增基站用铅酸蓄电池需求规模将逐年下降。但现有铅酸蓄电池还没有全部退役，磷酸铁锂电池想要全部替换铅酸蓄电池至少还需5-8年时间。整体来看，除了起动电池领域，铅酸蓄电池在其他各领域均面临着被替代的风险，未来需求前景堪忧。为了有效应对锂电池、钠电池等新型能源的竞争，铅酸电池急需在轻量化、长寿命、低成本、快充及PSOC 性能方面有所技术革命。例如：打破常规理念，采用泡沫等新型材料将板栅和活性物质融合在一起，板栅即是活性物质、活性物质即是板栅，不区分明显的边界；同时引入先进的 BMS 系统，从而有效地统一轻量化与寿命等其它性能之间的矛盾，提升铅酸电池的竞争能力。未来铅酸电池新技术必须借鉴其它学科如材料科学、电子技术、网络技术等先进技术及先进理念，将其引为己用，才能在未来日益激烈的竞争中有一席之地。分析师：柳晓怡（铅锌）审核人：孙匡文从业资格号：F3041999投资咨询从业证书号：Z0015277电话：021-22155633E-mail:liuxiaoyi@xhqh.net.cn免责声明本报告由新湖期货股份有限公司（以下简称新湖期货，投资咨询业务许可证号32090000）提供，无意针对或打算违反任何地区、国家、城市或其他法律管辖区域内的法律法规。除非另有说明，所有本报告的版权属于新湖期货。未经新湖期货事先书面授权许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发布。如引用、刊发，须注明出处为新湖期货股份有限公司，且不得对本报告进行有悖原意的引 用、删节和修改。本报告的信息均来源于公开资料和/或调研资料，所载的全部内容及观点公正，但不保证其内容的准确性和完整性。投资者不应单纯依靠本报告而取代个人的独立判断。本报告所载内容反映的是新湖期货在最初发表本报告日期当日的判断，新湖期货可发出其他与本报告所载内容不一致或有不同结论的报告，但新湖期货没有义务和责任去及时更新本报告涉及的内容并通知更新情况。新湖期货不对因投资者使用本报告而导致的损失负任何责任。新湖期货不需要采取任何行动以确保本报告涉及的内容适合于投资者，新湖期货建议投资者独自进行投资判断。本报告并不构成投资、法律、会计、税务建议或担保任何内容适合投资者，本报告不构成给予投资者投资咨询建议。