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在研究锂电池、电动汽车和未来如果有的储能过程中,我想到了马斯克的“第一法则”,即如果没有锂电池我们应该怎么造?然后才是考虑到锂电池的成本等因素。对于国内的投资者,锂电池产业链的标的不少,但是很多不是概念炒作就是业绩大起大落,就如同之前的消费电子产业一样,最终并不能达到每一个公司都赚钱的目的。即便是风神的水晶光电,这几年也大幅落后于欧菲光了,可见研究问题必须具体,不能停留在表现和概念上。
具体到锂电池产业链,首先要思考一下锂电池究竟是个什么东西。一个典型的18650就是由外壳、正极、负极、电解液和隔膜组成,里面用到了一些化学成分。首先对于这样一个东西,它绝对不是高科技,和芯片、显示屏幕、光学镜头甚至是大数据、人工智能比什么都不是。锂电池是一个简单产品,之所以价格比较贵主要的原因是产量太少。而产量太少导致了固定成本难以摊薄,同时也无法通过大量生产过程提高技术,进一步降低单位电量的成本。
拆开一个18650可以知道,锂电池的内部结构是非常简单的,因此可以全部自动化,可能在最后测试阶段需要人工,但前面基本都可以自动化。因此如果产量足够大,那么人力成本可以忽略不计,主要是固定资产折旧和材料费用。固定资产折旧要考虑到单位产能,因为土建这些成本是固定的,产能越大越有优势,宁德时代和gigafactory都有规模优势。至于国纤高科这些,产量能否快速达到规模效益的程度?这些是我们要思考的问题。
再一个就是看材料成本。材料中,其实高科技的非常少。先不考虑正极,考虑负极,负极是石墨,相对来说几乎没有什么技术含量,价格还是因为产量少才贵,只要产量上去了负极分分钟就会过剩。外壳、铜箔这些长期看也是没有技术含量的,长期看也是价格一路走低。
电解液有人说是高科技,我看到了多佛多、天赐材料出现了大跌,因为六佛磷酸锂已经降价了三分之一。但是这个六氟磷酸锂是高科技吗?查阅了一下资料,其实就是个化工产品,可能是个精细化工产品,但是相比化学制药什么的复杂度,这个又弱爆了。只要价格足够高,国内有不少有能力的化工企业随时加入大战,估计价格下降也是绵绵无绝期。
锂电隔膜总是高科技了吧?相比之下,隔膜的科技成分是高一些。但是现在中国的生产能力已经强到就算是AMOLED都能大量造出来,什么膜造不出来呢?康德新这样的公司都不去做锂电隔膜,说明这东西的技术含量和潜在的利润。因此长期看,锂电隔膜最终也是一个大陆货的工业品,没有什么附加值。
最后一个正极,我这里只谈三元。三元中比较贵的就是钴,在这里相当于是催化剂,可能是能赚钱的,但是国内的公司都很差,没什么机会。最后就剩下锂了。锂就跑不了两个公司,赣锋锂业和天齐锂业。最后再谈锂的问题。电池总装刚才说了,纯属加工行业,理论上说产量足够大的话就无法取得超额利润了。
因此,如果锂电池的价格持续下降,那么最收益的是下游的整车行业。所以整个产业链最收益的是整车,这里我们只能看比亚迪和特斯拉,因为其他公司新能源汽车占比太少,而且毫无诚意。但是整车行业不在这篇文章的讨论范围。回到上游的锂资源,在下游产能扩张后,上游锂资源能否大量扩产,压下价格呢?这个问题需要特别的讨论。
对锂产业链有研究的人应该知道,锂的提炼分成矿石和盐湖两个路线。矿石就不用说,必须是天齐锂业。那么看看盐湖的问题,对于天齐锂业最大的风险也就在盐湖,因为中国盐湖资源丰富,一旦大量开采,必然导致碳酸锂暴跌,进而压低天齐锂业的矿石法的利润,公司在积累巨大涨幅后很容易长期见顶,由盛转衰。同样,其他炒作的盐湖类公司(西藏XX,盐湖钾肥)的炒作点也在盐湖提取法上面。
运用第一法则的思维,我们必须找出盐湖法为什么目前还没大量产锂。经过简单的分析可知,主要是很难把Mg和Li分离。因为简单的思考就能知道,如果能有很简单的办法把锂离子从溶液中弄出来,那直接用海水就可以了,新能源的时代早已到来,还要费劲挖什么矿呢?答案当然是否定的,卤水提取法面临的困难就是非常难除Mg的杂质。虽然可以用沉淀等办法去掉大部分杂志离子,但是最终得到的是工业级的,而不是电池级的,价格上不去,如果需要加工成电池级的,成本就没有优势了。
这些天我看了一些学术论文讨论这个问题,看完后我认为目前所谓的提取办法,收率和成本都很不理想。其实这也是很正常的,对于Mg和Li离子在溶液态,分离非常困难,特别是镁多的情况下,想除干净没那么容易的,这是化学性质决定的,不是人力所能为之。要分离若干碱金属离子,主要用到物理法结晶,如果结晶除不干净,剩下的其实在化学性质上很相似,就是没什么办法,除非说有个石墨烯的半透膜,把较大的Mg原子挡住,但是等到那一天我们就可以从海水中提取了,说不定可控核聚变都出来了,还要什么电池…至于现在的各路方法,我认为都不是很靠谱,看了一眼盐湖的蓝科,产量一直也没能达到设计产量。
另外南美那些盐湖含镁量都比中国的少得多,而且还夹带开发K、B等元素,成本当然很低,中国这边的盐湖都在高山或者沙漠,运输成本非常高,副产物基本都扔了,成本不高是假的。唯一一个条件比较好的扎布耶,还是属于天齐锂业…说明公司高瞻远瞩,早已锁定了重要的资源。至于中信国安用火烧的那个路线,早晚会因为污染问题而难以为继。其他的硫酸镁类型的产量提升都需要很长时间。而且还有一个问题,中国的盐湖都在西藏青海海拔四千米,工人健康很难保障,交通条件一塌糊涂,估计能源等也无法保障,安全都成问题,想要放量生产基本上还属于纸上谈兵。
所以,最终的结论就是中国的盐湖产量提升会受到社会、自然环境和技术的制约,不太可能出现爆发性增长,而矿石型仍然会占据主导。而电池大量扩产后价格会下降,但是锂资源由于高度集中,就在中国的两锂、SQMALB这少数公司手里,价格应该会继续上升,锂电池的降价只能靠压缩其他部件的成本,反而利空那些技术含量低的部件厂家。所以最终可能可以投资的标的还是天齐锂业和赣锋锂业,这是由自然地理、社会和基础化学理论决定的,不由人的意志为转移。
至于长期来看,锂电池的价格大幅度下降,将会利好整车厂,使得整车厂获得最大的利好。最后还有一个十分重要的课题,现在可以先想起来:
锂电池不仅仅是18650电池,还包括控制器和散热等。以特斯拉为例,电池组的散热系统就有大量元件组成,而且焊接十分繁复,造成成本很高。这部分成本一个是依靠大量生产摊薄,一个是自动化,机器人的应用,最重要的还是电动汽车动力总成的升级。对于电动汽车电池组,更大的单体电池(如21700)可以降低非载流子部分的占比,提高单位重量的能量密度。同时,优化散热和控制系统,尽可能选择轻质合金(而非现在的铜材),也是一条可行之路。而且锂电池发热的问题,是否可以通过更新结构和成分来改善呢?
如果用汽油车做对比,石油危机之前的汽油车效率极低,和现在的汽车不可同日而语。随着石油危机的来临,汽油车做了大量的改进。我们目前使用的汽油车已经接近热力机械的理论极限。应用了包括减重(铝缸体)、电喷(计算机控制),还有涡轮增压等技术,尽可能降低了油耗。同时车体也做了减重,还有最为关键的空气动力学造型,以及更节能的轮胎等,这些都是改进的结果。而目前电动车还处于十分原始的状态,未来在电池组的控制、散热、减重、降阻等方面还有大量可以进步的空间,以及更大的单体密度等,包括车身应用轻型材料(包括碳纤维),都是非常可行的提高行驶里程的方法。可以说目前电动汽车的状态还处于60年代的汽油车,未来至少有一倍以上的改善空间。当未来电动汽车的续航里程达到1000KM,种种问题就迎刃而解了,到时候可能全球会出现油动车的彻底死亡。
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