羅蘭貝格：汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描(18頁).pdf

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1、 XXX STUDY / SURVEY / WHITE PAPER / FEATURE XXX 1 汽車產業發展汽車產業發展驅動驅動新材料新材料行業行業機遇機遇掃描掃描 2019 年 9 月 2 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 目目 錄錄 1. 前言 . 3 2. 汽車產業發展趨勢推動新材料的需求 . 3 2.1 電動化 . 4 2.1.1 我國電動車市場發展情況 . 4 2.1.2 電動車市場發展驅動因素 . 4 2.1.3 電動化趨勢對新材料的需求 . 5 2.2 智能化 . 7 2.2.1 車聯網發展現狀及趨勢 . 7 2.2.2 自動駕駛發展現狀及趨勢 . 8 2.2.3 智能化趨

2、勢對新材料的需求 . 9 2.3 輕量化 . 9 2.3.1 汽車輕量化的重要意義 . 9 2.3.2 輕量化趨勢對新材料的需求 . 10 2.4 綠色化 . 12 2.4.1 綠色化挑戰與對新材料的需求 . 12 2.4.2 綠色化材料在汽車的應用 . 13 3. 新材料行業企業發展機遇 . 15 3.1 產品布局機遇 . 15 3.2 研發生產機遇 . 15 3.3 業務模式機遇 . 16 4. 啟示 . 17 5. 羅蘭貝格能源與化工行業中心 . 17 3 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 1. 前言前言 化工產業細分門類眾多、價值鏈長，化工產品應用極其廣泛。在汽車領域中，化工產品的應

3、用隨處可 見：從基礎材料到尖端產品，從汽車輪胎到車身內外飾、甚至發動機系統等。與此同時，汽車產業是 極具增長與變革潛力的前沿行業，它的發展亦為化工產業帶來諸多機遇。 鑒于當前汽車行業正面臨多種多樣的發展趨勢和行業變革，本文將主要聚焦電動化、智能化、輕量化、 綠色化四大發展趨勢，研究伴隨這四大趨勢而來的新材料產品需求，以及對新材料行業企業帶來的影 響。 2. 汽車產業發展趨勢汽車產業發展趨勢推動推動對新材料的對新材料的需求需求 全球來看，汽車產業處于關鍵變革期，傳統的汽車產品及其生態正逐步被替代。社會經濟發展要求、 汽車產業自身訴求以及關鍵技術突破等要素的影響互相疊加，推動了汽車產業變革性的轉型

4、升級。與 此同時，傳統的內燃機汽車及其生產、銷售與使用模式也正被新興趨勢所替代。 圖1 汽車產業變革 當前，多種新興趨勢正深刻重塑汽車產業。其中，電動化、智能化、輕量化、綠色化等趨勢將對相應 的新材料市場帶來深遠影響。 電動化：電動化：以電化學電池及氫能燃料電池作為動力來源，取代內燃機及化石燃料動力體系 智能化：智能化：以車聯網與自動駕駛為汽車賦能，打造智能化、萬物互聯的出行生態 輕量化：輕量化：在經濟、舒適、創新等要素驅動下，通過塑料替代車用鋼/鑄鐵，大幅減少車身重量 綠色化：綠色化：在汽車全生命周期中，降低能耗與環境破壞、杜絕健康影響、提高產品回收利用水平 共享化：共享化：基于互聯網平臺，

5、推動出行及相關基建共享化，實現資源高效配置 多元化：多元化：發展背景與資源稟賦多樣化的新興主機廠玩家進入市場，與傳統車企開展競合 4 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 金融化：金融化：金融資源深度嫁接汽車生產與銷售，助力新興玩家發展、為銷售賦能 2.1 電動化電動化 歐美多個國家和地區已制定了燃油車禁售政策，我國政府更把“新能源汽車”提高到國家層面的戰略 高度。汽車工業正闊步走向百年一遇的歷史變革期，電動化作為行業最不可忽視的趨勢之一，正在以 前所未有的速度推進。 2.1.1 我國電動車市場我國電動車市場發展情況發展情況 我國電動車市場呈現高速發展態勢?；诂F實情況進行合理的假設，預測到 2

6、030 年，電動乘用車的 市場滲透率將會達到 44%左右。 2.1.2 電動車市場發展驅動因素電動車市場發展驅動因素 我國電動車市場的發展同時受到多種因素的影響，從而獲得了快速的增長。其中，包括政府油耗目標 值和積分管理辦法、內燃機效率提升等推力因素，也包括降低的電池價格和總體擁有成本、利好的政 策、完善的基礎設施等拉力因素。 2018 年中國汽車行業平均油耗值約為 6.0 L/100km，預測到 2020 年和 2025 年，這一數字將持續下 降，分別下降至 5.0 L/100km 以及 4.6 L/100km（WLTP 工況）。企業平均油耗積分和新能源積分將 共同保證行業燃油消耗水平達到目

7、標值，同時作為一種重要的推力因素，促進電動車市場的發展。 展望 2025 年，我們認為雙積分的管理模式將繼續聯動，政府也將在 2025 年前推出更加激進和嚴格 的管理規定。例如，2019 年 1 月，政府出臺的新版乘用車燃料消耗量評價方法及指標 (征求意見 稿)中，對于油耗設定了更加嚴格的目標值，預示著政府對于汽車油耗的管理將進一步嚴格；2019 年 7 月和 9 月，政府連續兩次對“雙積分”政策進行修正。 與此同時，下降的電池價格、利好政策和完善的基礎設施作為三大拉力因素，將共同拉動電動車市場 發展。 下降的電池價格：下降的電池價格：在現實場景下，電池組價格預計在 2025 年下降至0.8

8、元/Wh，純電動車總體 擁有成本將和燃油車持平。 利好政策：利好政策：目前的利好政策主要包括免購置稅、新能源專用車牌，以及路權優待等。未來， 我們認為新能源車直接補貼將逐漸縮減，直至 2020 年完全退出，但是間接補貼仍將持續。 政策導向也將從“刺激購買”逐步轉變為“鼓勵使用”。 完善的基礎設施：完善的基礎設施：與電動化汽車相配套的基礎設施目前正處在不斷增加、完善的過程中。預計到 2030 年，充電樁數量將達到 4,970 萬個，充電樁數/新能源車保有量的比值將高達 137%。換言 之，基礎設施將不再是制約新能源市場發展的瓶頸。 5 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 2.1.3 電動化電動化

9、趨勢趨勢對對新新材料材料的的需求需求 從電化學技術路線來看，正負極、電解液與隔膜材料技術不斷推陳出新，當前主流的三元鋰電將被逐 步替代，催生大量新型材料需求。 圖2 電化學電池技術路線演進 同時，氫燃料電池車在性能優勢及降本驅動下，預計市場將在 2030 年前后初步商業化。對氫燃料電 池車的商業化前景分析后，我們發現氫燃料電池車具有兩大明顯優勢。 首先，氫燃料電池具有顯著的性能優勢。 氫燃料電池能量密度高，續航里程長，在驅動大功率、長里程交通工具方面優勢顯著。在續航里程上， 本田 Clarity、豐田 Mirai 以及宇通客車等燃料電池車分別能達到 589 公里、502 公里和 500 公里。

10、而 現代 ix35、比亞迪 E6 以及寶馬 i3 等電動車僅能達到 415 公里、196 公里以及 183 公里的續航里程。 氫燃料電池還同時具有加氫速度快的特點，所需加氫站基礎設施密度遠低于充電樁。電動車慢充的單 次加注/充電時間長達 420-480 分鐘，電動車快充也至少需要 30 分鐘。而燃料電池車的單次加注/充 電僅需 3-10 分鐘即可完成。 其次，氫燃料電池的成本持續下降，未來將具備較強的市場競爭力。 圖3 燃料電池系統成本趨勢預測 美元/kW 6 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 圖4 鋰電池系統成本趨勢預測美元/kWh 我們認為，氫燃料電池車雖與電化學電池車存在競爭，未來也將

11、長期共存。但性能優勢使氫燃料電池 車具備差異化定位能力，同時質子交換膜技術提升推動降本，預計 2030 年前后與電化學電池相比初 步具備成本競爭力。 值得一提的是，氫燃料電池車的市場化也將同時帶動整個氫能產業鏈及價值鏈的發展，激活多種新興 材料的需求。 7 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 圖5 氫能產業圖譜 2.2 智能化智能化 隨著人工智能技術取得長足進步，人工視覺、生物識別、深度學習等關鍵技術應用到汽車工業中，智 能化已然成為了汽車技術升級的重要方向。 2.2.1 車聯網車聯網發展現狀及趨勢發展現狀及趨勢 車聯網技術經過一段時間的發展，已經從以數據收集處理、云計算、服務提供為主題的“人

12、車互動”模 式，逐步向著以智慧交通、自動駕駛、自動家居等為代表的“萬物互聯”的方向發展，為實現智能出行 構建了出色的外部條件。 同時，車輛與智能交通設施聯動，可實現更大范圍內的信息共享協同與數據的雙向流動。具體來說， 具備云同步功能的車輛、車聯智能交通設施可以作為數據采集點，將數據上傳至云端進行存儲整合， 而云端則可以反向將存儲和處理后的數據信息提供給車輛及智能交通設施。 8 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 圖6 車輛與智能交通設施聯動方式 2.2.2 自動駕駛自動駕駛發展現狀及趨勢發展現狀及趨勢 在車聯網不斷發展迭代的同時，自動駕駛技術也正分階段與車聯網協同發展，共同重塑出行生態。 圖7

13、 自動駕駛發展階段預測 9 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 2.2.3 智能化趨勢對新材料的智能化趨勢對新材料的需求需求 以車聯網、自動駕駛為基礎的智能出行生態，逐漸孕育出用于車輛制造以及基建建設等用途的新材料 機遇。 用于車輛制造為主用于車輛制造為主的新材料包括的新材料包括： 車輛制造和相關配件：高性能纖維、復合材料、稀土永磁材料、液晶顯示材料和有機發光二極管 （OLED）顯示材料等 智能化設備和系統：半導體材料、磁芯材料、敏感材料 (傳感器)、氮化鎵與覆銅板 (5G 通信)、 石英 (光纖光纜)、超導材料 (計算機)等 用于基建為主的新材料包括用于基建為主的新材料包括： 基礎工程：瀝青

14、、膠黏劑、涂料、復合材料、高溫合金、基站濾波器材料等 通信工程：射頻電路材料、天線用材料(移動終端和多媒體終端) 等 2.3 輕量化輕量化 當前，輕量化已成為國家的重要戰略，而汽車行業也將輕量化視作最重要的行業議題之一。 2.3.1 汽車輕量化的重要意義汽車輕量化的重要意義 汽車輕量化對于汽車產品、企業、產業以及環境等多方面都具有極其重要的意義。 產品產品-增強車輛性能：增強車輛性能： 輕量化能為汽車帶來更好的性能、安全和舒適性。每減重 0.1 噸，百公里加速性能提升9%。整 備質量每減重 100 千克,制動距離縮短 2-7 米?；上沦|量的減少，可提升不平坦道路的駕駛舒適 性。 企業企業-創造

15、商業機遇：創造商業機遇： 輕量化趨勢促進價值鏈革新。汽車行業特性使傳統強者有“贏家通吃”的機會，新材料的高速增長， 帶來價值鏈各環節的革新機遇。 產業產業-促進產業發展：促進產業發展： 一方面，汽車輕量化趨勢將帶動材料產業發展，推動復合材料的基礎研發和商業應用。另一方面， 輕量化趨勢也將助力新能源汽車產業，提高續航，降低成本。車身每減重 10%，行駛里程就可 增加 5.5%，而且在相同續航里程下，電池成本減少明顯大于材料成本增加。 環境環境-減少能源消耗：減少能源消耗： 10 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 汽車的輕量化直接減少了能量消耗，滿足政府排放要求。質量每下降 10%，能源消耗約下

16、降 6- 8%，單車每減輕 0.1 噸，百公里油耗減少 0.6 升。 2.3.2 輕量化輕量化趨勢對趨勢對新材料新材料的需求的需求 在普通汽車的重量分布中，鋼/鑄鐵占總重量的 71%，鋁占 12%，塑料占 8%，其他非鐵金屬占 3%， 工作液、復合材料、和其他材料分別占 2.3%、2%和 1.7%。由此可見，鋼/鑄鐵在汽車整體重量中占 絕對第一的 71%，替換鋼/鑄鐵將是最主要的輕量化方向。 目前，車用塑料替代金屬趨勢明顯，相關的材料需求不斷攀升。分析世界發達國家與我國的車用塑料 需求市場，我們解讀出兩大主要的趨勢： 新車型對材料提出更高要求：新車型對材料提出更高要求：汽車行業已經成為改性塑料

17、需求增速最快的領域，而新能源汽車對 輕量化技術要求更加嚴苛，材料供應商將加大研發投入把握商機。 我國發展車用塑料潛力大：我國發展車用塑料潛力大：相比全球 42%的改性塑料用于汽車行業，國內汽車在改性塑料應用 范圍中的占比僅為 15%左右，增長空間巨大。 圖8 單車塑料用量 千克/車 中國車用塑料需求 萬噸 憑借低成本和優異性能，“以塑代鋼”的輕量化行動已基本覆蓋整車各個部件。 11 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 圖9 汽車各部件以塑代鋼概況 當前用于替代金屬材料的車用塑料材料多種多樣。在此，以聚碳酸酯（PC）為例。 聚碳酸酯作為重要的車用塑料，應用于儀表板、車窗等多個重要汽車部件 表1

18、聚碳酸酯在各類汽車部件中的應用 聚碳酸酯需求規模持續攀升，并拉動上游原料市場增長 受汽車領域廣泛應用的推動，PC 需求持續增長，帶動國內產能高速提升，逐步擺脫進口依賴的局面。 同時，PC 需求增長拉動上游雙酚 A/苯酚的需求及國內產能提升。 汽車部件汽車部件 聚碳酸酯應用聚碳酸酯應用 儀表板 儀表板、儀表盤、控制面板、除霧格柵、出風格柵等 保險杠 保險杠 車窗系統 天窗、三角側窗、后窗等 車門內飾 扶手、車把手、襯板、音響蓋板等 照明系統 車燈托架、燈體、透明面罩等 電動汽車組件 電池包裝材料、充電樁外殼材料 12 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 圖10 聚碳酸酯及上游原料需求與產能 萬噸

19、 2.4 綠色化綠色化 近年來，汽車產業的各類參與者都愈加關注產品生命周期中的安全健康、環境能耗及物料回用等綠色 議題，隨之而來的是大量新材料需求的激活。 2.4.1 綠色化挑戰與綠色化挑戰與對對新材料新材料的需求的需求 當前汽車行業所面臨的綠色化挑戰涉及多個主題，相應地，由各個綠色議題所引申出的挑戰又對新材 料產品和行業企業提出了新的需求，帶來新的機遇。 表2 汽車行業的綠色議題、典型挑戰以及對應的新材料機遇 綠色議題綠色議題 典型挑戰典型挑戰 新材料機遇新材料機遇 安全健康 車身、內外飾散發空氣污染物 (如揮發性 有機物等)，對車輛使用人員的安全健康 造成嚴重影響 環保涂料，如水性涂料、粉

20、末涂料、紫 外光固化涂料 環保膠黏劑與密封劑，以水基型、熱熔 型等為主 環境能耗 圍繞動力系統的化石燃料燃燒與排放 （發動機熱傳導性較高，能耗損失大； 不完全燃燒及過度排放對大氣質量造成 影響） 傳統輪胎運行阻力大、汽車能耗要求高 熱傳導性的新型陶瓷材料，如碳化硅、 氮化硅等 發動機節能助燃劑，如辛烷值改進劑 MTBE、納米節能助燃劑 綠色輪胎及其添加劑，如白炭黑 物料回用 強制的物料循環要求下，廣泛應用于汽 車的熱固性橡膠產品缺乏回收利用價值 新型橡膠替代產品，如熱塑性硫化橡膠 13 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 2.4.2 綠色化材料綠色化材料在汽車的應用在汽車的應用 綠綠色輪胎色輪

21、胎 綠色輪胎具備優異的降耗性能，與普通輪胎相比，綠色輪胎滾動阻力改善 20%，油耗可節省 5%左右。 在綠色輪胎產量快速增長的同時，當前市場中綠色輪胎化率也出現躍升。 圖11 國內子午半鋼綠色輪胎產量 億條，% 同時，高分散性白炭黑作為綠色輪胎重要的補強填充劑，可提高胎面的抗切割、抗撕裂性能,減少蹦 花掉塊，也同步進入了需求增長期。 圖12 國內高分散白炭黑需求 萬噸 熱塑性硫化橡膠熱塑性硫化橡膠(TPV) 熱塑性硫化橡膠以塑料作為分子骨架 (連續相)、在硫化劑作用下橡膠以小于 2 微米的微粒形式 (分散相) 與塑料交聯。由于熔融與硫化同時進行，因此稱為動態硫化。TPV 環保無毒、支持回收 再

22、利用，目前已對大量傳統橡膠材料形成替代。 14 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 熱塑性硫化橡膠主要具備以下兩種特殊性能： 第一，環保屬性。熱塑性硫化橡膠環保無毒，反復使用六次以上性能無明顯下降，有效替代聚氯 乙烯（PVC）/氯乙烯系熱塑性樹脂（TPVC）等產品。TPV 的使用可滿足整車回收的強制性要 求，對傳統橡膠形成替代。 第二，理化性能。熱塑性硫化橡膠具有高韌性和回彈性，壓縮永久變形量為熱塑性彈性體材料中 最低，耐候、耐油、耐熱，電絕緣性好。TPV 比重輕 (0.90-0.97)，外觀質量均勻，且容易著色、 顏色多樣，也可做成透明型，而且加工性能靈活，可與多種高分子共同注塑或擠出。 由

23、于熱塑性硫化橡膠具備以上出色的環保和理化的性能，它在汽車領域已經得到廣泛的利用，應 用于汽車內外飾、密封系統、底盤系統、安全系統等。全球及中國對于 TPV 的需求量不斷快速 攀升，預計到 2023 年全球對 TPV 的需求量將高達 141 萬噸，其中 2/3 的 TPV 將用于汽車領域。 圖13 TPV在汽車領域的應用 15 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 3. 新材料新材料行業行業企業發展機遇企業發展機遇 綜上，汽車產業當前發展的四大趨勢對新材料產品提出了新的需求。同時，也將為新材料行業企業帶 來產品布局、研發生產及業務模式等多方面機遇。 3.1 產品布局產品布局機遇機遇 電池材料、車用

24、塑料、新型橡膠等各類新材料的需求不斷興起，形成單品、產業鏈及細分市場等不同 層次的布局機會。 表3 汽車對各類新材料的需求及主要驅動趨勢 汽車產業的發展趨勢會同時對新材料單品、產業鏈、細分市場等不同層次產生影響。例如，對于熱塑 性硫化橡膠這一單品的需求上升，也將帶動聚碳酸酯及其上游原料整個產業鏈的發展。與此同時，化 學及氫燃料電池材料這一細分市場也受到了一定程度的促進。 3.2 研發生產研發生產機遇機遇 鑒于新材料的重要性與稀缺性，車企、零部件供應商通過與材料企業聯合研發、合作生產實現能力互 補、上下游協同，也為后者帶來資金、技術、銷售等資源。 示例示例 主要驅動趨勢主要驅動趨勢 電池材料 三

25、元鋰電、硫鋰電材料 (正負極、隔膜、電解液等)，氫燃料電池材料 (如質子交換膜、固態儲氫材料) 電動化 智能化 電磁材料 半導體材料、磁芯材料、稀土永磁材料、射頻電路材料、天線用材料 電動化 智能化 顯示材料 液晶顯示材料、OLED 顯示材料 電動化 智能化 車用塑料 聚碳酸酯 (及其上游原料)、玻纖增強塑料、碳纖維復合材料 智能化 輕量化 涂料、膠黏劑與 密封劑 水性涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料，水基型、熱熔型膠黏劑與密 封劑 綠色化 智能化 新型橡膠 綠色輪胎 (及白炭黑添加劑)、熱塑性彈性體 (如熱塑性硫化橡膠) 綠色化 陶瓷材料 陶瓷隔膜材料，碳化硅、氮化硅等發動機材料 電動化 綠色

26、化 16 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 表4 聯合研發生產的動機與案例舉例 3.3 業務模式業務模式機遇機遇 業務模式方面，鑒于下游客戶需求的多樣化與復雜化，材料企業已從單一材料產品的供應向一體化的 解決方案發展。 圖14 材料一體化解決方案 聯合研發聯合研發 合作生產合作生產 動機 車企等或可率先將先進材料應用于自身 產品，提高市場競爭力與差異化優勢 通過與材料企業成立合資公司或開展生 產合作，主機廠、關鍵零部件供應商可 鎖定關鍵、稀缺材料，保障供應 案例 近年，碳纖維成為眾多廠商輕量化發展 的優選，領先車企紛紛與原材料企業合 作，推動碳纖維復合材料的研發應用 德國某領先汽車主機廠與德

27、國某化工與 材料巨頭合作開發碳纖維材料 - 2015 年，該主機廠與材料企業于德國 成立聯合研發團隊，攻關可量產的碳 纖維增強復合材料 - 2018 年，聯合團隊對外公布新研發的 碳纖維復合材料（CFRP）部件數字 化生產線，產品可用于汽車后壁板 國內某領先電動汽車主機廠尋求建立鎳 材料合資公司 (2019) - 該企業聚焦鎳材料前驅體的足量供 應，尋求與其他企業成立合資公 司，保障鎳材料供應 某國內多金屬復合材料企業與某一級供 應商開展戰略合作 (2018) - 根據框架合作協議，雙方將定期開 展技術交流、品牌推廣和產品營銷 合作 17 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描 4. 啟示啟示 羅

28、蘭貝格認為，相關企業應積極把握和擁抱汽車產業發展所帶來的新材料市場機遇，充分識別汽車產 業發展格局下新興的化工材料與產品，全面對接下游應用市場的發展需求。 對于具體企業而言，仍有若干議題值得深入思考。例如：新材料業務的發展目標與戰略是什么？結合 外部趨勢與自身稟賦，哪些品類最值得布局？通過哪些手段切入新材料市場？如果選擇投資并購的方 式，有哪些優質標的值得關注？ 在布局節奏上，企業可基于自身發展戰略及資源優勢，從業務戰略、項目/產能布局等層次靈活選擇 切入深度及廣度。在發展模式上，除自建發展、并購等手段外，可充分考慮上下游合資合作的方式， 與主機廠等下游客戶形成資源互補、供需協同的合作聯合體。

29、在品類選擇上，應結合產品吸引力與自 身資源的匹配程度，選擇最合適的新材料細分門類進行布局。 5. 羅蘭貝格羅蘭貝格能源能源與化工行業中心與化工行業中心 羅蘭貝格管理咨詢公司成立于 1967 年，是全球五大頂級戰略管理咨詢公司中唯一一家源于歐洲的成 員。羅蘭貝格能源與化工行業中心擁有來自全球近 40 個國家的 200 多名核心成員。 近五年來，行業中心為全球上百家化工客戶提供了近千項專業咨詢服務，覆蓋上游原料、煉油、基礎 化工、精細化工、下游應用以及無機化工、農化等領域，涉及戰略規劃、組織管控、并購交易等議題。 行業中心擁有豐富的熱點洞見，覆蓋化工生產智能化與數字化、全球與中國化工領域投資并購趨勢、 海外精細化工隱形冠軍掃描、農資企業破局發展與農服模式創新等。 18 汽車產業發展驅動新材料行業機遇掃描