欧洲和北美的电池组件机会

汽车与装配实践 欧洲和北美的电池组件机会 在欧洲和北美，电池组件市场的势头正在迅速发展。为了利用这一机会，供应商将需要正面应对一些挑战。 这篇文章是由雅各布·弗莱希曼、尤根·希尔德布兰特、康斯坦丁·赫内克、拉斐尔·雷蒂格和Patrick Scott代表麦肯锡汽车与装配实践和麦肯锡电池加速器团队的观点。 的速度电池电动汽车(BEV)的吸收-虽然仍然不是绝对惊人的-就足够了 亚洲电池行业概况 使其成为汽车行业增长最快的细分市场之一。1我们的预测显示 电池行业在亚洲有着深厚的根基，尤其是在中国、日本和韩国。1991年，索尼在日本推出了第一款商用锂离子电池。日本和韩国加快了技术发展，为亚洲电池行业的快速增长奠定了基础。反过来，中国对电池行业进行了大量投资，使其成为全球领导者。如今，中国在锂离子电池生产中占主导地位。 到2030年，将建立200多个新的电池工厂，以满足不断增长的需求。总体而言，电池组件市场— —包括阴极和阳极、隔板、电解质和电池包装— —预计到2030年将以每年19%的速度增长，达到2500亿美元以上。 这种快速增长为电池组件供应商、初创企业和新进入者打开了机会之窗，特别是在欧洲和北美。在这两个地区，行业和政府都强烈倾向于近岸-或使供应更接近国内-以努力划分供应链并确保对知识产权的控制。然而，尽管有这样的机会，目前的本地化生产仍需要大幅增加，以确保到2030年供应满足需求。 因此，电池组件行业的供应商面临着商业市场进入，大量资金的必要性以及快速发展的技术前景等方面的挑战。此外，本地供应商面临着由现任供应商主导的高度竞争市场，主要是在亚洲。环境和监管因素带来的风险可能会扰乱生产，增加成本，并造成对该行业的负面看法。 亚洲的电池行业”）。相比之下，欧洲和北美在该行业的存在不多。 抓住机会满足当地供应需求的电池组件公司将从一开始就进行战略押注，为成功建立支柱，并有效地实现产能增加。 根据传统锂离子电池系统的典型成本细分，阴极是最大的类别，约占40％（图表1）。在大多数情况下，阴极中的活性材料是过渡金属（例如镍，钴，锰或铝），氧化物（NMC），2阴极还包含锂离子,其然后在充电期间被储存在石墨阳极材料中。 一个有吸引力的市场：电池组件的全球状况 如今，亚洲以千吨计的年产量领先电池组件市场。该地区分别生产96％和95％的阴极和阳极活性材料，以及90％和 95%的电解质和隔膜材料分别(参见侧栏，“ 脱碳电池组件生产可能是吸引OEM买家的竞争优势，并且是满足可持续发展目标和法规的必要条件。阳极和阴极生产约占生命周期二氧化碳排放总量的33％。 总之，四个电池单元组件-阴极和阳极，隔板，电解质和电池包装-是电池性能的主要驱动因素，特别是与能量密度，循环 寿命，充电率和安全性。欧洲仅占阴极材料产量的3％，占阳极产量的2％，而北美的阴极活性 展品页13 核心电池组件约占电池总成本的60%。 典型锂离子电池的说明性成本细分，1% 麦肯锡公司 材料和5％的阳极材料。这两个地区只有7％的电解质生产和4％的隔膜生产电池组件需求和本地供应之间的巨大差距标志着电池组件市场的增长机会。 到2030年，核心电池组件的全球收入池预计将继续以每年约17%的速度增长（图表2）。未来的技术发展（新的阳极材料和固态电解质）只会增加电池组件的重要性。 展品第24 电池组件的全球收入池有望达到 2030年为2350亿美元。 核心单元组件的全球收入池，$billion 麦肯锡公司 和回收（5％至15％）。电池组件的相对较高的利润率可以归因于它们的差异化潜力-先进或独特的组件可以获得更高的价格-以及它们在电动汽车总成本中所占的份额很小。这些动态可以使电池的利润率更高 在电池制造价值链中，EBITDA利润率因阶段而异（图表3）。原材料占最大类别（20％至40％），其次是电池组件（10％至30％），电池生产（约5％至10％），电池组装和集成（5％至10％）， 展品第35 到2025年，电池组件可能成为价值链中第二大和增长最快的类别，全球价值将达到480亿美元。 麦肯锡公司 随着越来越多的千兆工厂在亚洲以外的地区建造，全球市场的焦点预计将成为地区性的。3这一转变是由新立法推动的，该立法为电池和组件生产的本地化提供了激励措施-包括 组件制造商，而不会显著影响消费者的最终价格。 欧洲和北美新电池组件供应商尚未开发的潜力到2030年，欧洲和北美预计将分别占全球电池产量的20%左右。相比之下，预计这两个地区的总容量将占全球电池组件容量的5％至10％，进一步落后于亚洲的现有公司-特别是在隔板和电解质组件方面（图表4）。由于这种供应短缺，这些地区可能需要进口本地生产的核心电池组件。 补贴是美国通货膨胀降低法案（IRA）和新建立的欧盟绿色交易工业计划（GDIP）的一部分-以及细胞组件供应商和细胞生产商之间的当地伙伴关系和共同开发的愿望。 亚洲现有企业：率先进入欧洲和北美市场对欧洲和北美供应需求的增加引发了一些亚洲 展品第46 页到2030年，欧洲和北美可能需要进口本地生产的核心电池组件。 2030年各地区电池组件产量1 麦肯锡公司 与欧洲的一家化学品供应商合作，利用现有设施生产电解质。除了区域移动外，汽车原始设备制造商和电池制造商也有望继续朝着垂直整合的方向发展，从原材料到回收。 鉴于这些组件对水分和污染的敏感性,这些组件特别适合本地采购。 展望未来，这种动态预计将加速，四个领先的供应商原型可能会塑造欧洲和北美市场：初创企业，上游公司，下游公司和其他行业的成熟公司（图表6）。 与此同时，初创企业将继续在塑造零部件格局和尖端技术产业化方面发挥关键作用。开拓者已经达到扩大规模阶段，并正在积极与OEM公司部署先进的阳极技术。 成熟的电池组件制造商可能会在区域和产品之间冒险进入新的领域，建立在先前存在的本地合作伙伴关系的基础上，以管理区域复杂性，例如建筑许可。例如，最近在中国的电解质制造商 抓住电池组件机遇，克服挑战 在欧洲和北美的电池单元组件行业的显著挑战包括克服市场进入障碍，确保 展品第57 页现有的电池组件供应商正在全球扩张，与北美和欧洲的千兆工厂共同办公。 北美和欧洲现任电池组件生产商2030年的最新扩张公告 麦肯锡公司 大量资金来建立，确保资本卓越和战略人才获取，适应新的立法促进细胞组件本地化，并保持领先于即将到来的技术进步。 and reliability with prospective offtakers. Once the producthas gained traction with potential customers, the real testbegins: moving from pilot 工厂规模。即使在获得大批量订单之前，公司也可以投资预先建立工厂，因为他们知道工厂本身将经历通常持续一年的资格期。 赢得新客户的市场进入障碍有抱负的电池组件市场进入者面临着几个巨大的进入壁垒，其中最值得注意的是，在获得大批量订单之前，电池组件需要进行测试，验证和批准的时间很长。战略性的分阶段方法可能涉及首先验证新进入者的产品性能 参赛者还需要应对锁定效应及其对产品性能的影响。部件变化会显著影响产品性能和生产过程，导致更换供应商时质量和可靠性面临风险。 展品第68 页公司进入电池组件业务的原型主要有四种。 市场进入和扩张原型 麦肯锡公司 有利可图的增长将要求电池材料和组件供应商谨慎地为新的加工设施分配资金。 创新基金支持电池价值链， 与此同时，现任企业继续扩大规模 跨区域。除了证明他们可以提供令人信服和可靠的产品外，公司可能还需要与现有公司的激进商业套餐竞争。根据我们的经验，许多新公司还没有优化材料清单，或者还不确定他们在新设施中以低成本生产的能力。在这些情况下，创新的商业方法可以帮助玩家坚持不懈。 拨款高达30亿欧元。6这笔资金旨在加强电池价值链的中间部分，特别是电池生产，并可能刺激对价值链其他部分的投资。 战略人才 增加人才基础将是至关重要的 增长要素-但美国关键贸易的劳动力短缺可能会增加时间和成本方面的风险。事实上，成本超支平均项目可以达到12亿美元，占初始预算的79%，延迟可能从6个月到2年不等。7为了相应地扩展，制造商可以在招聘时采用稳健的采购策略和有效的优化实践来管理流程。 大量投资建设生产设施 有利可图的增长将要求电池材料和组件供应商— —无论是颠覆者还是老牌公司— —在应对不确定的电池化学挑战的同时，谨慎地为新的加工设施分配资金。 在欧洲和北美本地化电池供应链可能需要大量资金。根据我们的分析，在北美，阴极和阳极活性材料，电解质和隔膜的组件供应链预计每年价值超过350亿美元， 鼓励在北美和欧洲进行细胞组件本地化的新立法根据麦肯锡的《2023年全球能源展望》，电动汽车的能源效率是内燃机汽车的三到四倍，因此将在降低排放方面发挥关键作用。8但是，电池生产并非没有排放，并且受政府法规的约束，这些法规因司法管辖区而异。例如，美国的阴极活性材料供应商将需要密切管理其镍排放，以符合空气质量法规。全球阴极活性材料制造商如果希望在北美生产，将需要调整设计以符合当地法规。 But it will require investments of approximately $25 billion toscale. Potential funding sources include regulators,automotive oem, cell manufacturers, and private investors. 在美国，能源部已拨出高达35亿美元用于电池制造，其中包括用于电池级材料和制造工艺的各种组件的新，改装和扩建设施的资金。4这笔资金是60亿美元计划的一部分，旨在加速能源密集型行业的脱碳项目。5 美国的IRA和欧盟的GDIP有望增强当地对电池价值链的投资。同时，它们反映了这些地区的环境法规，这些法规比亚洲更严格。在这种监管环境下，利用 与此同时，欧盟委员会在 4“拜登-哈里斯政府宣布35亿美元以加强国内电池制造”，美国能源部，2023年11月15日。5“拜登-哈里斯政府宣布提供60亿美元，以大幅减少工业排放并创建更健康的社区，”美国能源部，2023年3月8日。6“欧盟委员会在创新清洁技术项目上投资30亿欧元，以实现REPowerEU并加速欧洲从俄罗斯化石燃料中的能源独立，”欧盟委员会，2022年11月3日。7Steffen Fuchs，Homayoun Hatami，Tip Huizenga和Christoph Schmitz，“资本投资即将激增：您的运营准备好了吗？”，麦肯锡，2022年4月7日。8全球能源透视2023，麦肯锡，2023年10月18日。 可再生能源具有显着的优势，并且已经被许多欧洲供应商采用。 该行业面临的主要变化包括： —在达到成本竞争力之后，硅和锂金属阳极有望长期从合成和天然石墨中获得市场份额。 第二支柱包括促进国内电池单元、模块和电动汽车生产的制造信用和本地化要求,包括采购值得注意的是，越来越多的关键矿物将需要来自采矿、提炼或回收— —从2023年电池组件价值的40%增加到2029年的80%。9为了保持合规和竞争力，电池制造商应该监控更新，相应地调整战略，并投资于研发，以最大限度地减少对监管矿物的依赖。 —从中长期来看，阴极市场仍处于稳定状态，超高镍含量的阴极与LFP，锂锰（镍）氧化物，锂硫和锂空气等化学物质竞争。 —如果固态电解质成功工业化,则液体电解质面临风险;甚至混合固态电池化学也需要高级或半固态电解质。 就其本身而言，欧盟GDIP旨在促进gigafactory本地化，并支持电池行业的增长，到2030年满足40％的欧洲需求。10此外，欧洲联盟还建立了加快获得欧洲主权基金和临时危机与过渡框架（TCTF）国家援助的工具。11在TCTF内部，欧盟提供1.5亿欧元至3.5亿欧元的