近幾年，汽車(chē)行業(yè)最熱的話題無(wú)疑是新能源動(dòng)力與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)之爭(zhēng)。內(nèi)燃機(jī)行業(yè)是不是日薄西山了，能不能用到本世紀(jì)中葉？現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備投資要不要再繼續(xù)投入？發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)要不要進(jìn)一步再研發(fā)？目前，社會(huì)上與行業(yè)內(nèi)的爭(zhēng)論非常多，有將內(nèi)燃機(jī)打入十八層地獄徹底拋棄的，也有力挺內(nèi)燃機(jī)再活五百年的，社會(huì)爭(zhēng)論與爭(zhēng)吵此起彼伏。Diss內(nèi)燃機(jī)，新能源動(dòng)力電池真的做得到嗎？

根據(jù)世界汽車(chē)組織與汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2016年全球汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到9498萬(wàn)輛，其中乘用車(chē)和商用車(chē)產(chǎn)量占比分別約為75%和 25%。2017全年，預(yù)計(jì)我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量將突破2900萬(wàn)輛。其中，新能源汽車(chē)（包括混合動(dòng)力）將超過(guò)65萬(wàn)輛，總產(chǎn)銷(xiāo)量占比2%。

根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)LMC Automotive發(fā)布的世界輕型汽車(chē)展望（Global Light Vehicle Overview）預(yù)測(cè)，2018年前后，全球汽車(chē)年產(chǎn)量將突破1億輛。其中，亞洲地區(qū)是最大的增量所在，平均每年大約將增加250萬(wàn)輛，其中中國(guó)占比約100萬(wàn)輛。目前世界年增人口為8600萬(wàn)，人類(lèi)生產(chǎn)汽車(chē)的速度比生孩子還要快。目前，全球每秒鐘約生產(chǎn)3輛汽車(chē)，其中就有1輛誕生在中國(guó)，中國(guó)已經(jīng)成為世界性汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。

至2020年世界汽車(chē)產(chǎn)量情況預(yù)測(cè)

（單位：萬(wàn)輛）

根據(jù)NavigantResearch公司發(fā)布的《交通運(yùn)輸業(yè)預(yù)測(cè)：輕型汽車(chē)》報(bào)告，截至2016年底，世界汽車(chē)保有量已超過(guò)12億輛，2017年將達(dá)到13億輛。去除淘汰的報(bào)廢車(chē)輛，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年世界汽車(chē)保有量還將以每年5千萬(wàn)輛的速度增加。

未來(lái)幾年全球汽車(chē)保有量情況預(yù)測(cè)

（單位：萬(wàn)輛）

巨大的汽車(chē)生產(chǎn)量和保有量已經(jīng)對(duì)全球環(huán)境產(chǎn)生了顯著影響，尤其是人類(lèi)的生存環(huán)境遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。在最近十幾年內(nèi)，汽車(chē)行業(yè)一直致力于整車(chē)系統(tǒng)的輕量化、動(dòng)力系統(tǒng)的小型化和節(jié)能減排，以緩解汽車(chē)工業(yè)對(duì)全球氣候與環(huán)境產(chǎn)生的巨大影響，同時(shí)，也包括了對(duì)新能源動(dòng)力的應(yīng)用。從2017年下半年開(kāi)始，全球各國(guó)都有發(fā)聲禁售燃油車(chē)，其中，歐洲的反應(yīng)最為強(qiáng)烈，法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、挪威等西歐工業(yè)強(qiáng)國(guó)都相繼聲明，至2030年前后將全面禁售燃油車(chē)。雖然德國(guó)、法國(guó)等幾個(gè)國(guó)家的相關(guān)部門(mén)相繼出來(lái)澄清，這不代表政府的言論，而是環(huán)保行業(yè)協(xié)會(huì)的發(fā)聲，但不管禁不禁售燃油車(chē)，內(nèi)燃機(jī)的“電氣化”進(jìn)程將肯定會(huì)加快。在未來(lái)的10～15年內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)行業(yè)將注定會(huì)發(fā)生巨大的變化。最近，長(zhǎng)安汽車(chē)和北汽集團(tuán)都宣布將停止銷(xiāo)售燃油車(chē)，并不約而同的把時(shí)間節(jié)點(diǎn)都指向了2025年，這一宣布很有深意。

新能源汽車(chē)最關(guān)鍵的三大部件為動(dòng)力電源、電機(jī)和動(dòng)力控制系統(tǒng)。其中，動(dòng)力電源是核心中的核心，是新能源汽車(chē)的“心臟”。雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上動(dòng)力電源種類(lèi)繁多，其中鋰動(dòng)力電池具有體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，目前在新能源汽車(chē)動(dòng)力電源領(lǐng)域，鋰動(dòng)力電池占據(jù)主導(dǎo)地位。

索尼公司研發(fā)的18650鋰電池

2014年全球鋰電需求約為59GWh，2015年增加至76GWh，2016年鋰電需求同比增長(zhǎng)25.0%，達(dá)到95GWh。根據(jù)全球鋰電產(chǎn)能的預(yù)期，2017-2020年鋰電產(chǎn)能將持續(xù)保持每年約20GWh的增量，至2020年鋰電需求預(yù)計(jì)將達(dá)到170GWh。

2014-2020年全球鋰電總產(chǎn)能及預(yù)測(cè)

（單位：GWh）

從對(duì)鋰電需求的預(yù)測(cè)可以看出，鋰電產(chǎn)能從2016年開(kāi)始明顯受到了壓制，產(chǎn)能受限主要是受到了鋰電材料供應(yīng)量的制約，鋰電產(chǎn)能的年增幅將一路下滑。預(yù)計(jì)2020年鋰電正極材料所使用的碳酸鋰將達(dá)到12.5萬(wàn)噸，所使用的氫氧化鋰將達(dá)2.9萬(wàn)噸，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足鋰電行業(yè)的使用需求。

從全球鋰礦的探明儲(chǔ)量和資源分布圖中可以看出，鋰礦資源基本上集中在南美的東西大洋兩端，幾乎占據(jù)了全球鋰礦資源的一半以上，除此以外，美國(guó)和中國(guó)儲(chǔ)量也不少。主要礦種分為鹵水礦、沉積巖礦和偉晶巖礦。其中，沉積巖礦比較難開(kāi)采，目前主要是開(kāi)采鹵水礦和偉晶巖礦。值得指出的是，澳大利亞的探明儲(chǔ)量只有170萬(wàn)噸，但其開(kāi)發(fā)力度卻最大，年產(chǎn)量接近于全球總開(kāi)采量的一半。

全球鋰礦探明儲(chǔ)量及資源分布

據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局（USGS）公布的最新數(shù)據(jù)顯示，世界頂級(jí)鋰生產(chǎn)國(guó)正在盡最大努力滿足不斷增長(zhǎng)的鋰電需求。實(shí)際上，各鋰礦資源大國(guó)對(duì)于鋰礦的開(kāi)采非常有節(jié)制，因?yàn)殇嚨V資源是不可再生的，并且動(dòng)力鋰電池中的鋰元素回收非常困難，回收成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開(kāi)采成本。這就像吃胡蘿卜，吃一段就少一段，所以各鋰礦資源大國(guó)必須進(jìn)行計(jì)劃性開(kāi)采。下表為這兩年全球鋰礦生產(chǎn)國(guó)的開(kāi)采量，其中澳大利亞和智利占據(jù)了總開(kāi)采量的四分之三，而其他國(guó)家出于自身國(guó)情和資源戰(zhàn)略考慮，現(xiàn)階段對(duì)于鋰礦的開(kāi)采都微乎其微。2016年全球鋰產(chǎn)量較2015年增長(zhǎng)了12%至3.5萬(wàn)噸，如果電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)在未來(lái)繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)張，鋰產(chǎn)量很可能在未來(lái)幾年持續(xù)增多。目前，中國(guó)是最大鋰資源消費(fèi)國(guó)。

2016年全球八大鋰礦生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)量

（單位：萬(wàn)噸）

鋰礦資源的生產(chǎn)鏈主要包括探礦、采礦、原礦清洗、配料、破碎、篩分、球磨、均化、除雜、分級(jí)、重選、浮選、鋰云母精礦、含鋰濃縮液，最后形成碳酸鋰。整套鋰電池生產(chǎn)鏈的建立大約需要2-3年時(shí)間。

整套鋰電池的生產(chǎn)鏈結(jié)構(gòu)

根據(jù)鋰礦資源及相關(guān)原材料的流向可以看到，最近幾年新能源動(dòng)力電池的使用量增速有爆發(fā)式增長(zhǎng)，從2014年的8.3GWh，增加到35.2GWh，增幅4倍多。但便攜式移動(dòng)設(shè)備用鋰電池占比仍將達(dá)到60%，且年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到16%。中國(guó)新能源動(dòng)力電池的使用量占比超過(guò)30%，超過(guò)全球的平均值。

全球鋰電池及相關(guān)原材料流向分布

2016年我國(guó)鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域集中度分析

在純電動(dòng)汽車(chē)的采購(gòu)成本中，動(dòng)力電池的成本占到了48%，遠(yuǎn)高于使用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的成本構(gòu)成。其中，正極材料即鋰電池的成本占到了30%，隔膜材料成本占比25%，是純電動(dòng)汽車(chē)采購(gòu)成本的大頭。經(jīng)過(guò)前一輪的碳酸鋰原材料市場(chǎng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)亂象，從2016年起，碳酸鋰原材料價(jià)格在快速走高，導(dǎo)致純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)成本的進(jìn)一步上升。

新能源動(dòng)力電池成本分析

新能源電池主要應(yīng)用的正極材料主要分為磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元鋰。其中，磷酸鐵鋰因?yàn)榘踩阅芨撸h(huán)壽命長(zhǎng)，在國(guó)內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，錳酸鋰的高溫性能始終得不到解決，已經(jīng)被邊緣化。而三元鎳鈷鋁酸鋰電池屬于高富帥，主要應(yīng)用于高端純電動(dòng)車(chē)型。其中，含貴金屬鈷元素的鋰電池價(jià)格普遍昂貴，并且受到貴金屬產(chǎn)量的限制嚴(yán)重，難以得到大范圍的推廣。

主要正極材料的性能對(duì)比

下表為目前全球比較有代表性的新能源車(chē)型，以及使用的動(dòng)力電池情況。可以看出，除了特斯拉Model S采用的鎳鈷鋁酸鋰，其他材料的能量密度基本維持在100-140Wh/kg左右，寶馬和日產(chǎn)采用的改性錳酸鋰能量密度也超過(guò)了130，但是據(jù)稱(chēng)在夏天高溫情況下能量的衰減還是非常厲害，遠(yuǎn)不如磷酸鐵鋰的表現(xiàn)。

目前，單位新能源乘用車(chē)的碳酸鋰用量大約在50～60 kg，單位中大型客（貨）車(chē)的碳酸鋰的用量在800 kg左右，動(dòng)力電池系統(tǒng)超過(guò)1噸。按照全球碳酸鋰年增產(chǎn)能4000噸的規(guī)模計(jì)算，純電動(dòng)車(chē)型的年增產(chǎn)能將再難以突破5萬(wàn)輛的規(guī)模（包括中大型純電動(dòng)客車(chē)），無(wú)法滿足目前全球年增50萬(wàn)輛新能源車(chē)的產(chǎn)能需求。新型電池儲(chǔ)能材料短期內(nèi)無(wú)法得到實(shí)際應(yīng)用，考慮到政府補(bǔ)貼的持續(xù)退潮和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，大部分車(chē)企都轉(zhuǎn)而主攻混合動(dòng)力作為企業(yè)將來(lái)幾年內(nèi)主要的盈利來(lái)源。

2018年4月1日，我國(guó)將實(shí)行燃油耗與新能源汽車(chē)積分并行政策，生產(chǎn)純粹的傳統(tǒng)燃油車(chē)將無(wú)法得到配給。預(yù)計(jì)在2018-2025年，混合動(dòng)力的車(chē)型種類(lèi)和產(chǎn)能將會(huì)有爆發(fā)性的增長(zhǎng)，新型內(nèi)燃機(jī)的需求量和性能要求也將持續(xù)增加，這對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的“電氣化”進(jìn)程將明顯加快，內(nèi)燃機(jī)的“電氣化”發(fā)展要求內(nèi)燃機(jī)需具備更高的可靠性，更小排量結(jié)構(gòu)更緊湊的機(jī)型設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高升功率表現(xiàn)，進(jìn)一步提高低速扭矩表現(xiàn)，以及具備更長(zhǎng)的保養(yǎng)里程。其中，新型48V集成式電機(jī)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子增壓器、變排量水泵，以及空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，將提升整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。下圖為2018年即將或已經(jīng)上市銷(xiāo)售的混合動(dòng)力車(chē)型，在未來(lái)幾年內(nèi)，幾乎所有的乘用車(chē)車(chē)型都將配備新能源動(dòng)力電池。同時(shí)，在商用車(chē)領(lǐng)域，包括中長(zhǎng)途運(yùn)輸用載貨車(chē)在內(nèi)的大中型重卡、輕卡等也將實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的“電氣化”，以提高能源的使用效率。新能源動(dòng)力電池的應(yīng)用將給內(nèi)燃機(jī)行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，并必然深刻影響內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的技術(shù)變革和發(fā)展。