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大跃进:北美锂离子电池工业发展情况概述

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为什么我们要关注北美锂离子电池行业?

近年来,随着电动汽车和储能系统产业的蓬勃发展,北美地区锂电池产业的发展正受到全世界的关注和重视。在能源转型的大趋势下,作为碳排放主要来源之一的燃油车的替代品,电动汽车(EV)产业正在蓬勃发展。电动汽车销量的逐年增长导致了对动力电池的强劲需求。随着风能和太阳能等可持续能源在各国所占比例的不断增加,电网的供电弹性正面临挑战。因此,储能设施,尤其是电池储能正在以前所未有的速度扩张。


对美国而言,自奥巴马政府以来,对锂离子电池产业的战略关注一直在进行。面对气候变化的挑战和全球能源市场的动荡,加强锂电产业发展已成为美国确保能源安全、推动经济绿色低碳转型的重要战略之一。自奥巴马政府以来,美国开始重视发展锂离子电池产业并给予大力扶持。目前,从原材料矿产到电池芯制造的锂离子电池产业链中,更多的先驱企业位于北美以外。特别是,锂离子电池芯的生产能力高度集中在远东地区。在原材料方面,仅就锂而言,北美的储量难以支持未来该地区的需求。根据美国地质调查局的相关研究,美国和加拿大的锂探明储量仅占全球总量的 7.25%。两国的锂矿石加工及锂盐生产能力也很有限,因此采矿和上游材料行业在短期内快速增长并取得优势的可能性较小。此外,北美地区电池制造的工业基础薄弱,与欧洲相比也缺乏优势。


不过,致力于实现工业自主和再工业化的联邦政府选择通过政治和经济手段来削弱进口产品的价格优势,并大力支持国内外企业到美国投资。北美市场强大的消费能力预期加上相关政策重塑了全球锂电池市场和产业链布局,这一点尤为值得关注。


政策驱动下的产业蓬勃发展

自奥巴马政府运用联邦资金向磷酸铁锂电池初创企业 A123 提供大规模补贴以来,美国开始通过政策引导国内电池行业发展。然而,由于技术领先于市场需求,A123的产品“叫好不叫座”,加之产线回迁美国后的高昂成本导致的盈利困难,A123最终被投资者抛弃。Fisker汽车上偶发的电池故障则最终导致A123陷入了资不抵债的深渊。在美国政府放弃救助后,A123 破产重组并最终被中国万向集团收购。


在以特斯拉为首的电动汽车厂商崛起过程中,以宁德时代、比亚迪为代表的中国电池制造商以及上游电池材料制造商也逐渐发展起来,并在全球产业链的中间环节取得了绝对优势地位。与此同时,美国在该领域却处于落后状态。据SMM统计,2021年全球电动汽车用锂离子电池产量约80%来自中国,同年美国产量仅为6%左右。2022年,美国政府出于保护国内产业和国家安全等理由,开始重新对锂离子电池制造业及其上下游产业进行大规模的政策扶持。其中最具代表性的就是2022年拜登政府颁布的《通货膨胀削减法案》(IRA)。


该法案对美国锂离子电池和电动汽车行业的补贴主要分为两类。第一类是对购买符合条件的电动汽车的消费者的补贴。补贴以税收减免/返还的形式发放,总额7500美元。其中3750 美元要求所购电动汽车的电池组件中一定比例是在北美地区制造或组装的。另外3750 美元要求所购电动汽车的电池中含有不低于特定比例的、来自美国或与美国签署自由贸易协定/关键矿产贸易协定的国家提取或加工的某些关键原材料。相关比例要求自2024年起逐年提高,具体如下图所示。

图1. 2023至2032年电池组件及关键原材料享受补贴的比例要求

数据来源:美国联邦政府, SMM

第二部分是对位于美国的电池单元和电池组制造商实施的税收抵免。该减免根据企业生产的电池容量计算,每kWh分别不超过 35 美元或 10 美元,并可同时享受。


在此基础上,美国财政部对税收抵免实施了针对特定国家加以限制的要求,将主要竞争对手排除在外。从 2024 年起,使用来自“受关注的外国实体”(FEOC)制造或组装的电池组件的车型不具备税收抵免资格;从 2025 年起,使用在FEOC提取、加工或回收的关键矿物生产之电芯的车型不具备税收抵免资格。


与此同时,美国财政部、多数州政府和地方政府还为锂离子电池工厂提供基于项目的补贴或融资贷款。补贴形式包括但不限于提供部分启动资金、分担建设成本、建设基础设施支持、生产进度奖励金、基于创造就业数量的激励措施以及免费劳动力培训支持。这种支持对电池制造商很有吸引力,尤其是缺乏初始资金的初创企业和海外投资者。例如松下在堪萨斯州的电池厂项目,州政府直接拨款 1.4 亿美元支持,并另行拨款 1000万美元安排劳动力。与此同时,州县两级政府还提供了总额达1.563亿美元的税收优惠政策,其中8500万美元将用于当地水利和交通的升级改造,其余部分将在未来三十年内基于绩效并以税收优惠的形式给予拨付。


作为美国在汽车产业链中的重要合作伙伴,加拿大也对其境内与电池产业相关的项目实施了支持和补贴。以 Northvolt Six 项目为例,在 Northvolt 确认选择蒙特利尔作为其在北美的首个超级工厂所在地后,加拿大政府立即宣布将比照 IRA 法案的规模对其进行补贴。魁北克省政府已承诺向Northvolt Six项目提供总额29 亿加元的资金以确保该项目顺利进行,约占项目投资总额的 41.4%,其中联邦政府将提供13.4亿加元的资金。与此同时,加拿大最大的养老金集团之一也向该厂投资4亿加元,这为该厂奠定了坚实的资本基础,并极大地促进了政商关系。


早前,SMM 发布了一份关于欧洲锂离子电池产业的分析报告。与欧洲的同类项目相比,我们可以看到,在多层次补贴的支持下,北美的锂电池项目中低风险项目的比例更高。

图2. 截至2030年,北美锂离子电池项目风险占比示意图(以产能加权计算)

数据来源:SMM


前景广阔的北美锂离子电池市场

随着当地电动汽车和电池储能市场的不断扩大和政策支持的多样化,北美的锂离子电池产能将在未来几年实现快速增长。根据 SMM 相关调查统计,预计到2028 年,北美锂离子电池产能将超过 1 TWh。从 2023 年到 2028 年的五年间,产能将增加约 859.5 GWh,相当于增长近 10 倍。

图3. 2023-2030年北美锂离子电池产能预测及逐年增长率

数据来源:SMM

与欧洲不同的是,北美的电池产能更加多样化。磷酸铁锂电池和四元电池(NCMA)均占很大份额,在某些年份甚至超过了三元电池的总产能。相比之下,三元电池的产能份额在欧洲遥遥领先。北美的固态锂电池产能布局更为激进,远胜于欧洲仅有的少量试点工厂或小规模固态锂电池项目。据此我们可以观察到北美公司在投资电池产业时,对尚处于商业化早期和不成熟的正极材料的投资更为激进。相反,欧洲更倾向于在建设大规模生产设施时选择已经被市场认可的成熟技术路线,例如使用三元电池作为动力电池的正极材料。

图4. 2022-2030年欧洲与北美地区锂离子电池类型占比示意图(以正极材料划分)

数据来源:SMM


结论与展望

总体来看,北美锂电池行业的前景是光明的。考虑到美国和加拿大两国能源转型的压力,电动汽车和电池储能设施的快速发展将产生对锂离子电池的巨大需求。相较于依赖进口的现在,从产业竞争的角度支持国内生产和产业链,有利于促进国内制造业的发展。同时,锂离子电池及其上下游产业也能为该地区提供更多的就业机会。


然而,不确定因素依然存在,尤其是国际市场竞争和政策方面。目前,北美总的产能仍然较低。与中国等国家相比,在技术、成本和规模经济方面都处于劣势。同时,虽然美国电动汽车市场份额在2023年上升到7.6%,但增速和投资者对电动汽车产业的热情已经开始放缓。对于地广人稀的北美大陆来说,充电设施数量不足将在未来相当长的一段时间内抑制消费者对电动汽车的热情。即使政策补贴和支持能在一定程度上缓解国内产品的成本劣势,但补贴政策的可持续性仍有待观察。基于上述因素,不排除美国和加拿大未来会出台更多的支持政策。


对于希望进入北美市场并考虑投资当地电池生产能力的海外企业而言,应充分考虑补贴与北美较高的生产成本之间的平衡。另外,基于IRA法案补贴的本地化率要求正在逐年提高,并将于 2030-2032 年结束。因此目前和潜在的投资是否仍然具有成本效益,值得多加考虑。

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