1、 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 Table_Info1Table_Info1 電力設備電力設備 Table_Date 發布時間:發布時間:2022-08-28 Table_Invest 優于大勢優于大勢 上次評級:優于大勢 Table_PicQuote 歷史收益率曲線 Table_Trend漲跌幅(%)1M 3M 12M 絕對收益-4%22%-4%相對收益-1%19%11%Table_Market 行業數據 成分股數量(只)311 總市值(億)83245 流通市值(億)42095 市盈率(倍)47.92 市凈率(倍)5.37 成分股總營收(億)20578 成分股總凈
2、利潤(億)1332 成分股資產負債率(%)57.20 Table_Report 相關報告 振華新材(688707):三元材料量價齊升,布局鈉電打開儲能領域成長空間-20220828 振華新材(688707):2021 年業績扭虧為盈,高鎳三元占比迅速提升-20220408 容百科技(688005):高鎳龍頭加速一體化,量增支撐業績高增長-20220330 Table_Author 證券分析師:笪佳敏證券分析師:笪佳敏 執業證書編號:S0550516050002 021-20361230 研究助理:胡易琛研究助理:胡易琛 執業證書編號:S0550121110031 010-58034555 Ta
3、ble_Title 證券研究報告/行業深度報告 儲能經濟性訴求驅動,鈉離子電池開啟量產之旅儲能經濟性訴求驅動,鈉離子電池開啟量產之旅 行業跟蹤系列報告行業跟蹤系列報告 報告摘要:報告摘要:Table_Summary 受受儲能經濟性訴求儲能經濟性訴求驅動驅動,鈉離子電池量產加速。,鈉離子電池量產加速。全球能源轉型過程中,電化學儲能需求蓬勃發展。但是今年來鋰電上游原材料價格大幅上漲,成本壓力傳導至儲能電站運營商,電源側/電網側儲能注重投資回報率,部分電力儲能項目建設延期。長期看,在碳酸鋰供需緊平衡預期下,鈉離子電池成本優勢顯著,當下鈉離子電池從實驗室加速走向量產正當時。未來鈉電池產業鏈逐漸成熟,材
4、料成本下探;技術持續迭代,循環壽命改善,鈉電池電力儲能度電成本下降空間顯著,儲能項目盈利能力有望增強。當下鋰電三元材料廠商開發鈉電正極材料邊際意愿增強,創業公司憑借技術優勢搶跑市場,轉型新能源企業擴產積極,國內鈉離子電池產業鏈配套逐漸成型。鈉電池產品開發站在鋰電池巨人肩膀上事半功倍,另外由于鋰電、鈉電部分環節產線兼容,產能彈性給予鈉離子電池爆發潛力。鈉離子電池技術路線百花齊放,產鈉離子電池技術路線百花齊放,產業化節奏有先后業化節奏有先后。目前鈉離子電池正極材料體系主要分為層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子類及普魯士藍類三種技術路線。層狀過渡金屬氧化物正極兼備低成本、工藝簡單、技術相對成熟等特點,率先
5、量產。負極方面,碳基類負極材料最具商業化應用潛力。鋰電體系下軟/硬碳市場規模有限,由于硬碳工藝路線長,產品和電池性能構效關系復雜,硬碳材料產業化尚在醞釀中。無煙煤基軟碳憑借結構可控性和成本優勢先于硬碳量產。鈉離子電池潛在市場空間廣闊,兩輪車、儲能領域先行鈉離子電池潛在市場空間廣闊,兩輪車、儲能領域先行。鈉離子電池有望憑借成本優勢,在兩輪電動車及低續航里程 A00 級電動車等價格敏感領域逐漸滲透;儲能領域潛在空間廣闊,有望提供鈉離子電池主要需求彈性??紤]產業鏈配套情況及產品認證周期,我們預計 2023-2025 年鈉離子電池市場潛在空間(可應用場景)分別為 273.5/391.7/577.8 G
6、Wh,其中鈉離子電池出貨 10.2/66.2/166.6 GWh,對應滲透率 4%/17%/29%。投資建議:投資建議:鈉離子電池潛在市場空間廣闊,鈉電產業化進程核心在中游環節,中游材料迭代升級疊加產線兼容,有助鈉離子電池滲透率加速提升。我們建議關注具備技術研發、產品認證領先優勢和優質產能的企業,該類企業有望充分享受鈉電滲透率提升過程,重塑競爭格局。風險提示:風險提示:鈉離子電池成本下降節奏及技術進步不及預期、鈉離子電池產業鏈配套發展不及預期、下游儲能、電動兩輪車等發展不及預期 Table_CompanyFinance 重點公司主要財務數據重點公司主要財務數據 重點公司重點公司 現價現價 EP
7、S PE 評級評級 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 容百科技 104.88 4.33 6.09 8.31 24.22 17.22 12.62 買入 振華新材 56.12 2.51 3.11 5.34 22.36 18.05 10.51 買入 -50%-40%-30%-20%-10%0%10%20%2021/8 2021/11 2022/22022/5電力設備滬深300 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 2/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 目目 錄錄 1.受儲能經濟性訴求驅動,鈉離子電池量產加速受儲能經濟性訴求驅動,鈉離子
8、電池量產加速.4 1.1.全球能源轉型加速,電化學儲能需求蓬勃發展.4 1.2.鋰電原材料成本上漲,鈉電儲能量產正當時.6 1.3.借鑒高鎳三元材料研發思路,鈉電循環性能提升可期.9 1.4.從“萌芽期”到“成長期”,鈉離子電池產業鏈配套逐漸成型.11 2.鈉離子電池技術路線百花齊放,產業化節奏有先后鈉離子電池技術路線百花齊放,產業化節奏有先后.15 2.1.鋰離子電池生產線兼容鈉離子電池.15 2.2.層狀氧化物類正極材料有望憑借成本低、工藝簡單率先量產.16 2.3.鋰電體系下軟/硬碳市場規模有限,無煙煤基軟碳先于硬碳量產.20 2.4.電解液環節配套完備.22 3.鈉離子電池潛在市場空間
9、廣闊,兩輪車、儲能領域先行鈉離子電池潛在市場空間廣闊,兩輪車、儲能領域先行.23 4.重點上市公司推薦重點上市公司推薦.26 4.1.振華新材:單晶王者崛起,布局鈉電打開儲能領域成長空間.26 4.2.容百科技:從高鎳龍頭,到正極材料綜合供應商.27 4.3.華陽股份:無煙煤龍頭轉型新能源,聯合中科海鈉布局“光伏+儲能”.28 5.風險提示風險提示.28 圖表目錄圖表目錄 圖圖 1:歐洲各國可再生能源在電力供應中的比例目標:歐洲各國可再生能源在電力供應中的比例目標.4 圖圖 2:2021 年全球儲能市場累計裝機分布年全球儲能市場累計裝機分布.5 圖圖 3:2021 年全球新型儲能市場累計裝機規
10、模年全球新型儲能市場累計裝機規模.5 圖圖 4:儲能系統均價(:儲能系統均價($/kWh).6 圖圖 5:方型磷酸鐵鋰電芯均價走勢(元:方型磷酸鐵鋰電芯均價走勢(元/Wh).6 圖圖 6:磷酸鐵鋰和碳酸鋰均價走勢(萬元:磷酸鐵鋰和碳酸鋰均價走勢(萬元/噸)噸).6 圖圖 7:全球鈉離子電池產業化布局情況:全球鈉離子電池產業化布局情況.12 圖圖 8:鈉離子電池工藝流程:鈉離子電池工藝流程.16 圖圖 9:常見正極材料的工作電壓、比容量和能量密度:常見正極材料的工作電壓、比容量和能量密度.17 圖圖 10:鈉離子電池負極材料容量、工作電壓情況:鈉離子電池負極材料容量、工作電壓情況.20 圖圖 1
11、1:常見電解液生產工藝流程:常見電解液生產工藝流程.23 圖圖 12:全球首個:全球首個 1MWh(兆千瓦時)鈉離子電池儲能系統(兆千瓦時)鈉離子電池儲能系統.25 圖圖 13:振華新材正極材料銷量情況(噸):振華新材正極材料銷量情況(噸).27 圖圖 14:振華新材收入利潤變化情況(億元):振華新材收入利潤變化情況(億元).27 圖圖 15:容:容百科技正極材料銷量情況(噸)百科技正極材料銷量情況(噸).27 圖圖 16:容百科技收入利潤變化情況(億元):容百科技收入利潤變化情況(億元).27 圖圖 17:華陽股份煤炭產量情況(萬噸):華陽股份煤炭產量情況(萬噸).28 圖圖 18:華陽股份
12、收入利潤變化情況(億元):華陽股份收入利潤變化情況(億元).28 9WrVfWbWuWgVqY9Y8ObP7NnPmMmOtRjMpPyQkPsRmM7NqRmMMYoNyRxNtPtR 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 3/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 1:已宣布長期碳中和目標的全球主要經濟體:已宣布長期碳中和目標的全球主要經濟體.4 表表 2:各類儲能技術優劣勢對比:各類儲能技術優劣勢對比.5 表表 3:加州:加州 Eland 項目儲能投資項目儲能投資 IRR 敏感性分析敏感性分析.7 表表 4:各化學體系電池性能對比:各化學體系電池性能對比.8
13、表表 5:1GWh 層狀氧化物型鈉離子電池、磷酸鐵鋰電池電芯成本測算層狀氧化物型鈉離子電池、磷酸鐵鋰電池電芯成本測算.8 表表 6:各類電化學儲能全生命周期度電成本對比:各類電化學儲能全生命周期度電成本對比.9 表表 7:鈉離子電池產業鏈政策匯總:鈉離子電池產業鏈政策匯總.9 表表 8:高鎳三元鋰電池及鈉離子電池循環性能改善策略:高鎳三元鋰電池及鈉離子電池循環性能改善策略.11 表表 9:全球主要鈉離子電池制造企業開發現狀及產業化布局:全球主要鈉離子電池制造企業開發現狀及產業化布局.12 表表 10:全球主要鈉離子電池正、負極材料、電解液開發現狀及產業化布局:全球主要鈉離子電池正、負極材料、電
14、解液開發現狀及產業化布局.14 表表 11:鈉離子電池與鋰離子電池主要原材料對比:鈉離子電池與鋰離子電池主要原材料對比.15 表表 12:鈉離子電池不同體系正極材料對比:鈉離子電池不同體系正極材料對比.18 表表 13:單噸典:單噸典型鈉電正極材料的原材料成本估算型鈉電正極材料的原材料成本估算.18 表表 14:單:單 GWh 所需鈉電正極材料的原材料成本估算所需鈉電正極材料的原材料成本估算.19 表表 15:不同鈉電正極材料體系的產業化生產工藝:不同鈉電正極材料體系的產業化生產工藝.19 表表 16:軟碳、硬碳性能對比情況:軟碳、硬碳性能對比情況.20 表表 17:人造石墨、無煙煤基軟碳、纖
15、維素基硬碳制備生產工藝:人造石墨、無煙煤基軟碳、纖維素基硬碳制備生產工藝.21 表表 18:浙江鈉創新能源鈉離子電池用電解液產品:浙江鈉創新能源鈉離子電池用電解液產品.22 表表 19:電動兩輪車鈉離子電池出貨量測算:電動兩輪車鈉離子電池出貨量測算.24 表表 20:儲能領:儲能領域鈉離子電池出貨量測算域鈉離子電池出貨量測算.24 表表 21:A00 級乘用車鈉離子電池裝機測算級乘用車鈉離子電池裝機測算.25 表表 22:鈉離子電池出貨量及中游原材料需求量測算:鈉離子電池出貨量及中游原材料需求量測算.26 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 4/30 電力設備電力設備/行
16、業深度行業深度 1.受受儲能經濟性訴求儲能經濟性訴求驅動驅動,鈉離子電池量產加速,鈉離子電池量產加速 1.1.全球能源轉型加速,電化學儲能需求蓬勃發展 儲能是全球能源轉型進程中不可或缺的環節,搭配儲能的可再生能源裝機才能實現儲能是全球能源轉型進程中不可或缺的環節,搭配儲能的可再生能源裝機才能實現對傳統化石能源裝機的徹底取代。對傳統化石能源裝機的徹底取代。全球主要經濟體陸續提出長期“碳中和”目標,減排已成全球共識?;茉吹氖褂檬侨蛱寂欧诺闹饕獊碓?,能源轉型是各經濟體實現長期碳排放目標的必經之路。為了實現能源轉型,全球電氣化率與可再生能源發電占比仍需大幅提升,世界各國紛紛制定發展戰略,加速能源
17、結構調整。風電、光伏具有天然的間歇性與波動性,隨著裝機、發電規模提升,對電力系統沖擊愈加明顯。儲能系統通過充電或放電對發電端的輸出進行調節,進而與用電端的負載相匹配,因此可以在減少碳排放的同時維持電力系統的穩定性與可靠性。表表 1:已宣布長期碳中和目標的全球主要經濟體:已宣布長期碳中和目標的全球主要經濟體 經濟體經濟體 提出時間提出時間 主要目標主要目標 2020 年碳排放年碳排放(百萬噸)(百萬噸)全球碳排放全球碳排放占比占比 中國 2020 年 9 月七十五屆聯合國大會一般性辯論 2030 年前二氧化碳排放達到峰值,2060 年實現碳中和 9899.3 30.7%美國 2020 年 7 月
18、拜登公布 清潔能源革命和環境正義計劃 競選綱領 2035 年無碳發電,2050 年實現碳中和 4457.2 13.8%歐盟(27 國)2020 年 12 月歐盟冬季峰會就制定新的氣候變化目標達成協議 2030年溫室氣體排放量較1990年降低55%(原目標為 40%),2050 年實現碳中和 2550.9 7.9%英國 2019 年 6 月通過長期氣候目標立法 2050 年實現碳中和 319.4 1.0%日本 2020 年 10 月首相菅義偉在國會的首次施政講話 2050 年實現碳中和 1027.0 3.2%韓國 2020 年 12 月韓國總統文在寅的國會施政演講 2050 年實現碳中和 577
19、.8 1.8%數據來源:BP,東北證券 圖圖 1:歐洲各國可再生能源在電力供應中的比例目標:歐洲各國可再生能源在電力供應中的比例目標 數據來源:Wood Mackenzie,東北證券 0%20%40%60%80%100%波蘭法國德國意大利西班牙葡萄牙瑞典丹麥奧地利 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 5/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 新型儲能維持高增長,其中鋰離子電池占絕對主導地位。新型儲能維持高增長,其中鋰離子電池占絕對主導地位。據 CNESA 統計,截至 2021年底,全球電力系統已投運儲能項目累計裝機規模 209.4GW,同比增長 9%。其中抽水蓄能的累
20、計裝機規模最大,為 180.5GW,比去年同期下降 4.1%,累計規模占比首次低于 90%。雖然抽水蓄能規模大、壽命長、技術成熟,但只有具備特定自然地形條件的地區才能進行建設,因此持續增長的電力儲能需求仍需由其他的儲能形式進行填補。從新增裝機情況來看,在各類新型儲能技術中,鋰離子電池占據絕對主導地位,鋰電池儲能在循環次數、能量密度、響應速度等方面均具有較大的優勢,伴隨著成本的不斷下降,鋰電池儲能的應用空間顯現,累計裝機規模最大,為23.2GW。圖圖 2:2021 年全球儲能市場累計裝機分布年全球儲能市場累計裝機分布 圖圖 3:2021 年全球新型儲能市場累計裝機規模年全球新型儲能市場累計裝機規
21、模 數據來源:CNESA,東北證券 數據來源:CNESA,東北證券 表表 2:各類儲能技術優劣勢對比:各類儲能技術優劣勢對比 技術類型技術類型 基本原理基本原理 主要優點主要優點 主要缺點主要缺點 電 化電 化學 儲學 儲能能 鋰離子電池 正負電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構成。充電時,Li+從正極脫嵌經過電解質嵌入負極;放電時則相反,Li+從負極脫嵌,經過電解質嵌入正極 長壽命、高能量密度、高效率、響應速度快、環境適應性強 價格依然偏高,存在一定安全風險 鉛蓄電池 鉛蓄電池的正極二氧化鉛(PbO2)和負極純鉛(Pb)浸到電解液(H2SO4)中,兩極間會產生 2V的電勢 技術成熟、結構簡單、
22、價格低廉、維護方便 能量密度低、壽命短,不宜深度充放電和大功率放電 鈉硫電池 正極由液態的硫組成,負極由液態的鈉組成,電池運行溫度需保持在 300C 以上,以使電極處于熔融狀態 能量密度高、循環壽命長、功率特性好、響應速度快 陽極的金屬鈉是易燃物,且運行在高溫下,因而存在一定的安全風險 機 械機 械儲能儲能 抽水蓄能 電網低谷時利用過剩電力將水從低標高的水庫抽到高標高的水庫,電網峰荷時高標高水庫中的水回流到下水庫推動水輪發電機發電 技術成熟、功率和容量較大、壽命長、運行成本低 受地理資源條件的限制,能量密度較低,總投資較高 壓縮空氣儲能 利用過剩電力將空氣壓縮并儲存,當需要時再將壓縮空氣與天然
23、氣混合,燃燒膨脹以推動燃氣輪機發電 容量大、工作時間長、充放電循環次數多、壽命長 效率相對較低、建站條件較為苛刻 飛輪儲能 利用電能將一個放在真空外殼內的轉子加速,將電能以動能形式儲存起來 功率密度高、壽命長、環境友好 能量密度低、充放電時間短、自放電率較高 數據來源:派能科技招股書,東北證券 抽水蓄能86.2%熔融鹽儲熱1.6%鋰離子電池90.9%鈉硫電池2%鉛蓄電池2.2%液流電池0.6%壓縮空氣2.3%飛輪儲能1.8%新型儲能12.2%0%20%40%60%80%100%120%140%050001000015000200002500030000裝機規模(MW)年增長率 請務必閱讀正文后
24、的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 6/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 1.2.鋰電原材料成本上漲,鈉電儲能量產正當時 鋰電上游原材料價格上漲,成本傳導至儲能電站運營商,電源側鋰電上游原材料價格上漲,成本傳導至儲能電站運營商,電源側/電網側儲能注重投電網側儲能注重投資回報率,部分電力儲能項目建設延期。資回報率,部分電力儲能項目建設延期。在鋰電儲能系統中,電池組成本占比約 60%,直接關系儲能項目經濟性。鋰電上游原材料碳酸鋰價格從去年年初 5.5 萬元/噸上漲至 50 萬元/噸,成本傳導沿著“碳酸鋰-正極材料-儲能電芯-儲能設備”鏈條進行。據北極星儲能網統計,2021 年中國典型
25、儲能 EPC 項目中標均價 1.476 元/Wh,2022年 6 月份中國典型儲能 EPC 投標均價升至 1.75 元/Wh(其中儲能系統成本占比 80-85%)。儲能項目初始投資增加,投資收益下降,商業可行性缺失,海外部分已招標項目暫緩執行。據 Wood Mackenzie 報告,美國 2022 年 Q1 電網規模儲能裝機747MW/2399MWh,環比 2021 年 Q4 下降 53.7%/49.2%,受供應鏈(鋰電價格上漲和供應受限)、交通延誤影響,1.2GW 儲能項目建設延期,其中約 1/4 將延期至明年。受供應鏈影響,電池儲能開發商 Ameresco 公告,預計在 8 月份調試的加州
26、537.5MW/2150MWh 電池儲能項目將延遲并網。圖圖 4:儲能系統均價(:儲能系統均價($/kWh)數據來源:IHS Markit,東北證券 注:儲能系統均價基于美國 4 小時磷酸鐵鋰儲能系統 圖圖 5:方型磷酸鐵鋰電芯均價走勢(元:方型磷酸鐵鋰電芯均價走勢(元/Wh)圖圖 6:磷酸鐵鋰和碳酸鋰均價走勢(萬元:磷酸鐵鋰和碳酸鋰均價走勢(萬元/噸)噸)數據來源:鑫欏資訊,東北證券 注:均價含增值稅 數據來源:鑫欏資訊,東北證券 注:均價含增值稅 224 199 161 145 18 24 20 19 78 74 67 61 05010015020025030035020182019202
27、02021電池PCS其他0.40.50.60.70.80.911.11.22021/4/12021/5/12021/6/12021/7/12021/8/12021/9/12021/10/12021/11/12021/12/12022/1/12022/2/12022/3/12022/4/12022/5/12022/6/12022/7/12022/8/10.45.410.415.420.42021/4/12021/5/12021/6/12021/7/12021/8/12021/9/12021/10/12021/11/12021/12/12022/1/12022/2/12022/3/12022/4/
28、12022/5/12022/6/12022/7/12022/8/1磷酸鐵鋰碳酸鋰*0.23 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 7/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 3:加州:加州 Eland 項目儲能投資項目儲能投資 IRR 敏感性分析敏感性分析 發電時長(小時)發電時長(小時)4000 5000 6000 7000 8000 儲能系統價格(元儲能系統價格(元/KWh)2100 4.7%5.2%5.7%6.1%6.4%2000 5.2%5.7%6.3%6.7%7.0%1900 5.7%6.3%6.9%7.4%7.6%1800 6.2%6.9%7.6%8.1
29、%8.4%1700 6.9%7.6%8.3%8.9%9.2%數據來源:公開資料整理,東北證券 注:加州 Eland 項目,光伏裝機 400MW,配套 1200MWh 儲能,簽訂 PPA 為 40 美元/MWh,光伏 PPA 為 20 美元/KWh,儲能投資額 310 美元/kWh 鋰電上游原材料價格上漲,電力儲能投資回報率下滑,鈉離子電池儲能憑借成本優鋰電上游原材料價格上漲,電力儲能投資回報率下滑,鈉離子電池儲能憑借成本優勢發展正當時。勢發展正當時。據中科海鈉官網,碳酸鋰價格在 15 萬元/噸水平時,NaCuFeMnO/軟碳體系電池材料成本比磷酸鐵鋰/石墨體系電池材料低 3040%。在碳酸鋰供
30、需緊平衡預期下,2022H2 碳酸鋰價格有望穩定在 50 萬元/噸左右,未來三年碳酸鋰價格大概率維持在 20 萬元/噸以上。在此背景下,鈉離子電池成本優勢顯著,鈉離子電池從實驗室加速走向量產正當時。鈉離子電池有望憑借資源豐富、成本低廉、能量轉換效率高、循環壽命長、維護費用低等優勢,在電力儲能中加速滲透。跟鋰離子電池相比,鈉離子電池:1)成本下降成本下降:鈉資源儲量豐富,在地殼中鈉含量 2.75%,高于鋰含量 0.065;鈉資源分布均勻,有別于鋰資源約 70%主要集中在南美洲地區。據百川盈孚數據,2022 年 8月純堿價格約 3000 元/噸(含稅),液堿價格約 1200 元/噸(含稅);正極材
31、料組分元素選擇多樣化,對某種特定金屬依賴性低,很多在含鋰層狀氧化物正極中沒有電化學活性的過渡金屬元素在含鈉層狀氧化物中具有活性。含鋰層狀氧化物中僅發現 Mn、Co、Ni 三個元素可以可逆充放電,而在含鈉層狀氧化物中 Ti、V、Cr、Fe、Cu 等元素均具有活性;負極采用軟碳、硬碳等材料,可選無煙煤前驅體,材料來源和成本占優,另外碳化溫度遠低于石墨化溫度,制造成本更低;鈉不與鋁發生電化學合金化反應,可采用鋁箔作為負極集流體,能避免過放電引起的集流體氧化問題,安全+降本;鈉離子斯托克斯直徑比鋰離子小,相同濃度的電解液具有比鋰鹽電解液更高的離子電導率,可以減少鈉鹽用量。2)倍率性能提升倍率性能提升:
32、鈉離子的溶劑化能比鋰離子更低,具有更高的界面離子擴散能力;疊加更高的離子電導率,鈉離子電池倍率性能更好。3)寬溫度范圍適應性寬溫度范圍適應性:鈉離子電池高低溫性能更優異,在-40C 低溫下容量保持率 70%,高溫 80C可以循環充放使用。在儲能系統層面可以降低空調功率配額,存在降本空間。4)安全性能提升安全性能提升:請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 8/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 鈉離子電池內阻稍高,短路情況下瞬間發熱量少、溫升較低;在銅基層狀氧化物體系中,由于鈉鹽化合物特性,鈉離子電池具有超過 110起始分解穩定,高于鋰離子電池(100);由于較低能量密
33、度,最高熱失控溫度更低;滿電態正極材料在高溫下(160Wh/Kg,壽命 4000 次以上 22 年 4 月層狀氧化物中試噸 級 生 產;與Natron Energy 合作中試普魯士藍類全電池 傳藝科技傳藝科技 2007 年11 月 電池、正極材料、負極材料 正極:層狀氧化物/聚陰離子型正極材料;負極:硬碳 實 驗 室 數據:正 極140mAh/g,負 極300mAh/g,電 池145Wh/kg,4000 次循環,-20C 放電保持率88%鈉 離 子 電 池 項 目 一 期2GWh產能擬于2022年底前完成廠房及中試線的建設施工和產品中試,2023年初投產,二期 8GWh 根據后續情況逐步推進
34、鵬輝能源鵬輝能源 2001 年1 月 電池、負極材料 鈉電池;正極材料-磷酸釩鈉;負極材料-硬碳/2021 年小批量生產高性能鈉離子電池,投資 1000 萬持股佰思格 8.33%股權 眾鈉能源眾鈉能源 2021 年1 月 電池、正極材料 鈉電池-軟包;正極材料-硫酸鐵鈉;負極硬碳/2023 年進入量產階段,同時布局 GWh 級產能 派能科技派能科技 2009 年10 月 電池 鈉電池:軟包;正極材料-層狀氧化物/第一代鈉離子電池產品完成小試 多氟多多氟多 1999 年12 月 電池、正極材料、電解液 鈉電池:大圓柱 130Wh/kg,充放電循環 1000 次以上,仍在測試中 河南基地形成 1G
35、Wh 產能(2023 年底),廣西基地形成 5GWh 產能(2025年底)美國美國 Natron Energy 公司公司 2012 年 電池 鈉電池-對稱水系電池;正極材料-高倍率普魯士藍 50Wh/L,2C循環10000 次/英國英國FARADION公司公司 2011 年 電池 鈉電池-軟包;正極材料-Ni,Mn,Ti 基層狀氧化物;負極材料-硬碳 140Wh/kg(10Ah),80%DOD 循環壽命超過1000次,能量效率92%(1/5C)/法國法國NAIADES計劃團體計劃團體/電池 鈉電池-圓柱;正極材料-氟磷釩酸鈉;負極材料-硬碳 90Wh/kg(1Ah),1C倍率 4000 次容量
36、保持80%/數據來源:鈉離子電池標準制定的必要性,公開資料整理,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 14/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 10:全球主要鈉離子電池正、負極材料、電解液開發現狀及產業化布局:全球主要鈉離子電池正、負極材料、電解液開發現狀及產業化布局 公司公司/機構機構 注冊時間注冊時間 產品類型產品類型 產業化布局產業化布局 當升科技當升科技 1998 年 6 月 正極材料 與力神電池展開合作,規劃了鈉離子電池關鍵材料的研發空間,研發中 容百科技容百科技 2014 年 9 月 正極:錳鐵普魯士白/層狀氧化物正極材料 2022 年實現
37、噸級產出,2023 年每月千噸級出貨。普魯士白類產能保持 6000 噸,層狀氧化物產能在 2023 年 Q2 前達到3.6 萬噸 振華新材振華新材 2004 年 4 月 正極:層狀氧化物 鈉離子電池正極材料形成技術儲備,產品噸送樣;義龍三期正極材料項目(22 年 7 月籌資,預計建設期 3 年)產能 10萬噸,兼容鈉離子電池正極材料;假設利用現有 1 萬噸三元產線,可以實現鈉離子正極材料 1.3-1.5 萬噸的產能 中科海鈉中科海鈉&華陽股份華陽股份 2017 年 2 月/1999 年 12 月 正極:鈉銅鐵錳層狀氧化物 負極:無煙煤基軟碳軟碳 正、負極材料生產基地,產能各 2000 噸,已量
38、產;計劃未來擴產至 10GWh 鈉離子電池正、負極材料生產線;電解液方面與多氟多展開合作,未來或將合作成立科學研究院所 鈉創新能源鈉創新能源 2018 年 5 月 正極:鐵酸鈉基三元材料、磷酸釩鈉 電解液:三元材料、普魯士藍類、磷酸釩鈉系 2022 年投產 3000 噸正極材料和 5000 噸電解液,未來 3-5年分期建設 8 萬噸正極材料和配套電解液生產線 眾鈉能源眾鈉能源 2021 年 1 月 正極材料:硫酸鐵鈉 2022 年百噸級正極材料產線投產、現處于產品中試驗證階段 珈鈉能源珈鈉能源 2022 年 4 月 正極:鐵基磷酸鹽、鐵基硫酸鹽 負極:生物質硬碳材料 正在籌備百噸級中試線,預計
39、 2023 年 4 月中試線產品穩定輸出;獲順為資產數千萬元天使輪融資 璞泰來璞泰來 2012 年 11 月 負極:軟碳/硬碳 已積極進行鈉離子電池產業的相關研發和布局工作 貝特瑞貝特瑞 2000 年 8 月 負極:軟碳/硬碳 公司硬碳/軟碳產品可以應用在鈉離子電池,鈉離子電池正極材料具備中試實驗條件 杉杉股份杉杉股份 1992 年 12 月 負極:硬碳 16 年研發硬碳產品,2021 年在鈉離子電池方向進行了百噸級的供貨 佰思格佰思格 2018 年 11 月 負極:硬碳 獲得數千萬 A+輪投資,用于高容量鈉(鋰)電池硬碳負極材料研發和萬噸級自動產線建設 山西煤化所山西煤化所/負極:硬碳 融資
40、 1.2 億元,建設年產 2000 噸級硬碳負極材料生產線,2022 年下半年投產 日本可樂麗日本可樂麗 1926 年 負極:硬碳 2014 年產能 1000 噸 多氟多多氟多 1999 年 12 月 正極材料、電解液(六氟磷酸鈉)鈉離子電池正極材料中試線已建成,產品小批量下線,小試指標良好;六氟磷酸鈉產品已經批量在市場上供貨,具備 1000 噸產能生產能力 瑞泰新材瑞泰新材 2017 年 4 月 電解液 鈉離子電池電解液目前處于研發階段,公司電解液生產體系可用于鈉離子電池電解液的生產 天賜材料天賜材料 2000 年 6 月 電解液 已有量產六氟磷酸鈉的能力,與比亞迪有業務合作;與六氟磷酸鋰產
41、線共享,產能受限于六氟磷酸鋰的產能余量 新宙邦新宙邦 2002 年 2 月 電解液 已有生產鈉離子電池電解液的技術儲備,目前處于樣品階段 數據來源:公開資料整理,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 15/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 鈉離子電池標準逐漸完善,為鈉離子電池商業化鋪平道路。鈉離子電池標準逐漸完善,為鈉離子電池商業化鋪平道路。2021 年 12 月 30 日中關村儲能產業技術聯盟鈉離子蓄電池通用規范團體標準發布并實施,該標準規定了鈉離子蓄電池的型號命名、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存要求,作為鈉電標準化應用的里程碑,推
42、動了鈉離子電池技術和鈉電產業化發展。2022 年 7 月 14 日,我國首批鈉離子電池行業標準 鈉離子電池術語和詞匯(2022-1103T-SJ)和鈉離子電池符號和命名(2022-1102T-SJ)計劃由工業和信息化部正式下達,起草單位包含中科院物理所(中科海鈉)、寧德時代和比亞迪等。2.鈉離子電池技術路線百花齊放,產業化鈉離子電池技術路線百花齊放,產業化節奏有先后節奏有先后 2.1.鋰離子電池生產線兼容鈉離子電池 鈉離子電池生產工藝可參考鋰鈉離子電池生產工藝可參考鋰離子離子電池,部分工序簡化。電池,部分工序簡化。以軟包疊片工藝為例,工序可分為三個部分,前端電極制造工序,電極漿料制備、電極涂布
43、、輥壓、極片真空干燥、極片分切等;后端裝配工序,疊片、焊接、入殼封裝、真空干燥、注液及封口等;化成分選工序,包括預封裝、化成、二次封裝、分容篩選等。跟鋰電池不同之處在于,鈉電池可采用鋁箔作為負極集流體,因此正負極片均可采用鋁極耳,極耳焊接工序可以更加簡化。表表 11:鈉離子電池與鋰離子電池主:鈉離子電池與鋰離子電池主要原材料對比要原材料對比 項目項目 鈉離子電池鈉離子電池 鋰離子電池鋰離子電池 正極材料正極材料 銅鐵錳層狀氧化物/普魯士白類/銅錳層狀氧化物等 鎳鈷錳層狀氧化物/磷酸鐵鋰/錳酸鋰/鈷酸鋰等 正極集流體正極集流體 鋁箔 鋁箔 負極集流體負極集流體 鋁箔 銅箔 電解質材料電解質材料
44、0.3M1.0M NaPF6/EC+EMC+DEC+PC 1.0M LiPF6/EC+DMC+EMC+DEC 負極材料負極材料 無定形碳(軟碳、硬碳、軟硬復合碳)石墨 隔膜隔膜 PP/PE PP/PE 數據來源:公開資料整理,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 16/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 8:鈉離子電池工藝流程:鈉離子電池工藝流程 數據來源:高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析,東北證券 2.2.層狀氧化物類正極材料有望憑借成本低、工藝簡單率先量產 鈉離子電池跟鋰離子電池最大區別在于正極材料,三種技術路線各有獨特優勢鈉離子電池跟鋰離子電
45、池最大區別在于正極材料,三種技術路線各有獨特優勢。目前鈉離子電池正極材料體系主要分為層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子類及普魯士藍類三種技術路線:請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 17/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 層狀氧化物通式為 NaxMO2(M 為一種或多種過渡金屬元素或者摻雜替換元素),擁有二維傳輸通道,鈉離子傳輸快;壓實密度較高,擁有較高能量密度;制備工藝和三元材料一致,可以直接使用現有設備,縮短產業化周期,降低研發成本。缺點在于未改性材料在空氣中穩定性較差,生產、存儲和使用成本增加,循環壽命差。聚陰離子類材料通式為 NaxMy(XaOb)zZw,M 為
46、 Ti、V、Fe 等一種或多種,X 為 S、P 等,Z 為 F 等。具有開放的三維骨架結構,加上聚陰離子和鹵素陰離子的誘導效應,工作電壓高,通常具有優良的倍率性能、循環性能、熱穩定性。但是導電性較差,需要額外碳包覆或納米化工藝改善。NASICON 結構的 Na3V2(PO4)3和磷酸鐵鋰一樣具有 3.4V 的長平臺,生產工藝可以直接沿用磷酸鐵鋰工藝。由于含有劇毒的 V元素,成本較高,產業化進程較慢。普魯士藍類材料通式為 NaxMM(CN)6xH2O,M通常為 Fe 元素,M 為過渡金屬元素。其中 FeMn 基普魯士藍類材料擁有 150mAh/g 的比容量和 3.4V 的平臺電壓,原材料成本低廉
47、,有望實現產業化。問題在于需要水溶液方法合成,結晶水含量難以控制,水含量影響電池性能。層狀過渡金屬氧化物比容量高,聚陰離子類電壓平臺高,是兩種開發高能量密度鈉離子電池的路線。圖圖 9:常見正極材料的工作電壓、比容量和能量密度:常見正極材料的工作電壓、比容量和能量密度 數據來源:鈉離子層狀氧化物電極材料的合成設計與性能研究,東北證券 注:能量密度的計算是依據容量為 350 mAh/g 平均電壓為 0.3V(對比于金屬鈉負極)的硬碳負極材料 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 18/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 12:鈉離子電池不同體系正極材料對比:鈉離子電
48、池不同體系正極材料對比 層狀氧化物層狀氧化物 聚陰離子聚陰離子 隧道型氧化物隧道型氧化物 普魯士藍類化合物普魯士藍類化合物 有機材料有機材料 優點優點 可逆比容量高 工作電壓高 循環好 工作電壓可調 低成本 能量密度高 熱穩定性好 倍率好 可逆比容量高 結構多樣性 倍率性能高 循環好 能量密度高 技術轉化容易 空氣穩定性好 合成溫度低 缺點缺點 吸濕性 可逆比容量低(120mAh/g 左右)比容量低 導電性不好 電解液中溶解 工作電壓僅在3.0V 左右 部分含有毒元素 工作電壓低 庫倫效率低 導電性差 循環性稍差 工作電壓低 數據來源:Goikolea E,Palomares V,Wang S
49、,et al.,Na-ion batteriesApproaching old and new challengesJ.Advanced Energy Materials,東北證券 層狀過渡金屬氧化物正極兼備低成本、工藝簡單、技術相對成熟層狀過渡金屬氧化物正極兼備低成本、工藝簡單、技術相對成熟等特點等特點,率先量產。,率先量產。我們對 1GWh 中鈉電正極材料的原材料成本進行估算,對于典型鈉電正極材料,普魯士藍類(Na1.92MnFe(CN)6)原材料成本層狀氧化物(Na0.9Cu0.22Fe0.30Mn0.48O2)聚陰離子類(Na3V2(PO4)3)。其中 1GWh 鈉電層狀氧化物正極材料
50、的原材料成本約 0.87億元,成本具備顯著優勢。另外層狀金屬氧化物可采用固相或液相合成法,固相法操作簡單、工藝流程短,適合規模生產,可直接沿用現有三元材料生產線。中科海鈉銅基層狀氧化物正極電池循環性能達到 4500 次(140 Wh/kg),基本達到儲能電池循環性能需求,2GWh(阜陽+太原)產能將在 2022 年先后建成投產。普魯士藍類材料同樣具備成本優勢,動力電池龍頭企業寧德時代將材料定位于動力電池領域,對材料體相結構進行電荷重排,解決容量衰減問題,并持續優化結晶水含量控制工藝。聚陰離子路線中磷酸釩鈉產業化進程緩慢,創業公司眾鈉能源、珈鈉能源側重不含釩的鐵基磷酸鹽、鐵基硫酸鹽,產品進入中試
51、驗證。表表 13:單噸典型鈉電正極材料的原材料成本估算:單噸典型鈉電正極材料的原材料成本估算 項目項目 單耗(噸)單耗(噸)價格(萬元價格(萬元/噸)噸)成本(萬元)成本(萬元)Na0.9Cu0.22Fe0.30Mn0.48O2 Na2CO3 0.43 0.3 0.13 CuO 0.33 5 1.63 Fe2O3 0.65 0.6 0.39 MnO2 0.36 1.8 0.64 合計/2.79 NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 Na2CO3 0.48 0.3 0.14 NiO 0.22 17 3.80 Fe2O3 0.24 0.6 0.14 MnO2 0.26 1.8 0.47 合計/4
52、.55 Na3V2(PO4)3 Na2CO3 0.35 0.3 0.10 V2O5 0.40 10.5 4.19 NH4H2PO4 0.76 0.7 0.53 合計/4.82 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 19/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 Na1.92FeFe(CN)6 Na4Fe(CN)610H2O 1.56 1 1.56 NaCl 2.00 0.08 0.16 FeSO47H2O 0.89 0.035 0.03 合計/1.75 數據來源:CBC 金屬網,我的鋼鐵網,百川盈孚,東北證券 注:價格含增值稅 表表 14:單:單 GWh 所需鈉電正極材所需
53、鈉電正極材料料的原材料成本估算的原材料成本估算 典型正極材料典型正極材料 容量容量(mAh/g)電壓電壓(V)單耗單耗(噸)(噸)單價單價(萬元(萬元/噸)噸)原材料成本原材料成本(億元)(億元)Na0.9Cu0.22Fe0.30Mn0.48O2 100 3.4 3125 2.79 0.87 NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 120 3.1 2874 4.55 1.31 Na3V2(PO4)3 117 3.4 2671 4.82 1.29 Na1.92FeFe(CN)6 160 3.1 2155 1.75 0.38 數據來源:Mingzhe C,Qiannan L,Shi-Wen W,e
54、t al.High-abundance and low-cost metal-based cathode materials for sodium-ion batteries:problems,progress,and key technologies J.Advanced Energy Materials,東北證券 注:價格含增值稅,測算基于平均電壓為 0.2V(對比于金屬鈉負極)的負極材料 表表 15:不同鈉電正極材料體系的產業化生產工藝:不同鈉電正極材料體系的產業化生產工藝 正極材料類型正極材料類型 制備工藝制備工藝 過渡金屬氧化物過渡金屬氧化物 過渡金屬鹽共沉淀過渡金屬鹽共沉淀-前驅體
55、與鈉源混合前驅體與鈉源混合-高溫煅燒高溫煅燒-成品成品 聚陰離子型聚陰離子型 過渡金屬源、聚陰離子源反應過渡金屬源、聚陰離子源反應-前驅體與鈉源混合前驅體與鈉源混合-砂磨砂磨-造粒造粒-高溫煅燒高溫煅燒-成品成品 普魯士藍類普魯士藍類 過渡金屬六氰基鈉鹽、過渡金屬鹽結晶過渡金屬六氰基鈉鹽、過渡金屬鹽結晶-洗滌過濾洗滌過濾-干燥干燥-成品成品 數據來源:多氟多公告,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 20/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 2.3.鋰電體系下軟/硬碳市場規模有限,無煙煤基軟碳先于硬碳量產 碳基類負極材料最具商業化應用潛力。碳基類負極材料最具
56、商業化應用潛力。鈉離子電池負極材料主要有碳基材料、鈦基化合物、合金材料、金屬化合物等。其中合金材料和金屬氧化物材料循環過程中會出現較大體積變化,循環性能有待提高;鈦基化合物負極電池能量密度相對有限。碳基材料中,傳統石墨作為商業化鋰離子電池體系最常用的負極材料,由于熱力學原因,鈉離子無法嵌入到石墨層間與碳形成穩定的化合物,因此石墨難以作為鈉電負極材料。層間距較大的無定形碳(軟碳、硬碳)具有較高儲鈉容量、較低儲鈉電位、優異循環穩定性,應用前景良好。表表 16:軟碳、硬碳性能對比情況:軟碳、硬碳性能對比情況 項目項目 軟碳軟碳 硬碳硬碳 定義定義 易石墨化碳材料,2500以上可以石墨化的無定形碳 難
57、石墨化碳材料,2500以上難以石墨化,一般是 500-1200范圍內熱處理得到 產品產品 石油焦、針狀焦、碳纖維、碳微球 樹脂碳、有機聚合物熱解碳、碳黑、生物質碳 放電容量放電容量 相對較差 相對較好 首次充放電效率首次充放電效率 相對較差 相對較好 電位平穩性電位平穩性 相對較差 相對較好 應用應用 一般不直接用作負極材料,是制造人造石墨的原料,或者摻雜、包覆改性天然石墨等 商用化負極 數據來源:中國粉體網,東北證券 圖圖 10:鈉離子電池負極材料容量、:鈉離子電池負極材料容量、工作電壓情況工作電壓情況 數據來源:Jang-Yeon H,Seung-Taek M,Yang-Kook S,So
58、dium-ion batteries:present and futureJ.Chemical Society Reviews,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 21/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 硬碳材料產業化尚在醞釀中。硬碳材料產業化尚在醞釀中。受鋰電市場選擇影響,軟碳、硬碳材料市場規模有限,軟碳、硬碳產業化緩慢。當前硬碳市場主要由日本主導,單噸硬碳價格超過 20 萬,其中日本可樂麗 2014 年形成硬碳產能 1000 噸。由于硬碳工藝路線長,產品和電池性能構效關系復雜,相關研究機構和企業大部分處于批量化制備階段。國內負極材料龍頭貝特瑞、杉杉股
59、份等處于中試階段,2021 年硬碳出貨百噸級。成都佰思格獲得數千萬 A+輪投資,用于高容量鈉(鋰)電池硬碳負極材料研發和萬噸級自動產線建設。山西煤化所產業化進展較快,2022 年下半年 2000 噸級硬碳負極材料產線有望投產。無煙煤基無煙煤基軟碳軟碳憑借結構可控性憑借結構可控性、成本優勢成本優勢,率先量產。率先量產。2022 年 3 月,中科海鈉&華陽股份 2000 噸級無煙煤基負極材料產線投產,并規劃建設 10GWh 鈉電所需負極材料產能。以亞煙煤、煙煤、無煙煤為代表的煤基材料具有資源豐富、廉價易得、產碳率高的特點,采用煤基前驅體制備的鈉電負極材料儲鈉容量 220mAh/g,首次效率80%。
60、中科海鈉對煤基前驅體進行表面改性,進一步提升材料儲鈉容量和循環性能。將煤基材料與軟碳前驅體(瀝青、石油焦、針狀焦等)混合,先后進行低溫(300-500)、高溫(1100-1500)熱處理。其中煤基材料為破碎得到的微粉顆粒,可選用副產品煤泥,原材料成本優勢顯著。軟碳結構可控性比硬碳好,軟碳制備工藝簡單,有望憑借成本優勢占據相當市場份額。表表 17:人造石墨、無煙煤基軟碳、纖維素基硬碳制備生產工藝:人造石墨、無煙煤基軟碳、纖維素基硬碳制備生產工藝 負極材料類型負極材料類型 制備工藝制備工藝 人造石墨人造石墨 破碎-篩分-造粒-石墨化-成品 無煙煤基軟碳無煙煤基軟碳 原料粉碎-混合-碳化-粉碎-成品
61、 纖維素基硬碳纖維素基硬碳 混合-低溫燒結-高溫燒結-除鐵-過篩-成品 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 22/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 數據來源:貝特瑞公開發行說明書,溧陽中科海鈉環評報告,四川佰思格環評報告,東北證券 2.4.電解液環節配套完備 鋰電電解液產線兼容鋰電電解液產線兼容鈉電產品,產能快速切換支撐鈉電產業化加速。鈉電產品,產能快速切換支撐鈉電產業化加速。鈉離子電池電解液與鋰離子電池電解液配方相似,均由電解質、溶劑和添加劑組成,最大區別為電解質由六氟磷酸鋰變為六氟磷酸鈉。根據多氟多公告,公司能夠根據市場需求情況,將六氟磷酸鋰產線快速切換到六氟
62、磷酸鈉生產。我們預計頭部六氟磷酸鋰及電解液廠商未來均具備產能切換能力,鈉電電解液產能或難限制鈉離子電池發展,其中具備低成本、高收率、高質量六氟磷酸鈉生產能力的廠商具備核心競爭力。表表 18:浙江鈉創新能源鈉離子電池用電解液產品:浙江鈉創新能源鈉離子電池用電解液產品 產品產品 主打性能主打性能 正極正極 負極負極 溶劑溶劑 鈉鹽鈉鹽 添加劑添加劑 NEE-123A 高容量 三元層狀氧化物 NaFe1/3Ni1/3Mn1/3O2 硬碳 PC、EMC NaPF6 FEC 等 NPE-123A 高功率 三元層狀氧化物 NaFe1/3Ni1/3Mn1/3O2 硬碳 PC、DMC NaPF6 FEC 等
63、NPBE-123A 長循環 普魯士藍 Na2MnFe(CN)6 硬碳 PC、EMC、DMC NaPF6 FEC 等 NVPE-123A 長循環 聚陰離子 Na3V2(PO4)3 硬碳 PC、EC、EMC NaPF6 FEC 等 數據來源:浙江鈉創新能源官網,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 23/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 11:常見電解液生產工藝流程:常見電解液生產工藝流程 數據來源:多氟多公告,公開資料整理,東北證券 3.鈉離子電池潛在市場空間廣闊,兩輪車、儲能領域先行鈉離子電池潛在市場空間廣闊,兩輪車、儲能領域先行 下游需求與產能擴張
64、共振,鈉電產業化加速。下游需求與產能擴張共振,鈉電產業化加速?;谇笆龇治?,我們認為隨著鋰電上游原材料價格上漲,鈉電產業化加速啟動。鈉離子電池有望憑借成本優勢,在兩輪電動車及低續航里程 A00 級乘用車等價格敏感領域逐漸滲透,另外鈉離子電池對投資收益率要求嚴格的儲能等領域也有極高的吸引力。盡管電池、正極材料、電解液環節產線兼容,隔膜、鋁箔等原材料無需更換,但負極材料產能擴張仍需等待??紤]到行業規模及產品認證周期,預計 2022 年鈉電池產能主要釋放于電動兩輪車市場。隨著正極材料循環性能改善,負極材料產能投放,規模效應逐漸顯現,預計 2023年儲能行業需求將引領鈉電行業發展?;阝c電行業產能規模
65、及未來技術進步預期,我們對鈉電行業規模進行測算。新國標推行背景下,電動兩輪車鋰電新國標推行背景下,電動兩輪車鋰電/鈉電化長期趨勢不變。鈉電化長期趨勢不變。2022 年 8 月小牛電動新品發布會上,CEO 李彥表示,今年鋰電漲價 60%,原材料上漲導致產品上漲 600-700 元。公司在找新技術替代,如鈉離子電池,更換節奏可能在 2023 年。2021 年由于鋰電原材料價格上漲,鋰電替代鉛酸進程放緩,鈉電池憑借低成本將成為鋰電池有效補充,共同對鉛酸電池進行替代。我們假設:2021 年電動兩輪車保有量 3.4 億量,按照 3-5 年更替周期,需求相對穩定。另外依據綠色出行需求疊加共享單車增長,對兩
66、輪電動車產量進行假設;新國標規定下,單車帶電量 1kWh;規模效應下降本顯著,憑借成本和安全優勢,2022-2025 年鈉離子電池滲透率分別為 0.5%/2%/15%/25%?;谝陨霞僭O,預計 2023-2025 年電動兩輪車鈉離子電池出貨量分別為1.2/8.7/14.7GWh,三年復合增長率 257%。碳酸鋰 五氯化磷 氟化鋰 五氟化磷 無水 HF 六氟磷酸鋰 溶劑 添加劑 電解液 螢石 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 24/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 19:電動兩輪車鈉離子電池出貨量測算:電動兩輪車鈉離子電池出貨量測算 項目項目 2019 2
67、020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 兩輪電動車產量(萬輛)兩輪電動車產量(萬輛)3800 4834 5443 5715 5772 5830 5888 yoy 15.9%27.2%12.6%5.0%1.0%1.0%1.0%搭載鋰電池兩輪車產量(萬輛)搭載鋰電池兩輪車產量(萬輛)615 1136 1317 1429 2020 2332 2355 鋰電池滲透率鋰電池滲透率 16.2%23.5%24.2%25.0%35.0%40.0%40.0%兩輪車鋰電池出貨(兩輪車鋰電池出貨(GWh)5.6 10.7 13.1 14.3 20.2 23.3 23.6 單位帶電量(單位帶
68、電量(kWh)1.1 1.1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 鈉電池滲透率鈉電池滲透率 0.5%2.0%15.0%25.0%鈉電池兩輪車出貨量(鈉電池兩輪車出貨量(GWh)0.3 1.2 8.7 14.7 數據來源:EVTank,東北證券 儲能經濟性訴求推動鈉電發展,鈉電產業鏈日益完善支撐滲透率加速提升。儲能經濟性訴求推動鈉電發展,鈉電產業鏈日益完善支撐滲透率加速提升。隨著鈉離子電池產業化逐漸成熟,鈉離子電池憑借成本優勢、能量轉換效率高、循環壽命長、維護費用低等優勢,在儲能領域中加速滲透。我們假設:基于全球能源轉型進程,風電、光伏等新能源裝機量及儲能配套比例,獨立儲能需求量對儲能電池出
69、貨量進行假設;鈉離子電池憑借度電成本優勢在儲能領域逐漸滲透,基于 2022 年鈉離子電池行業中游原材料產能規劃情況對 2022-2023 年儲能裝機量進行估算,2024-2025年隨著產業成熟有望加速滲透,預計 2022-2025 年儲能領域滲透率分別為0.2%/5%/19.2%/31.1%;國內鈉電產業鏈成熟度領先,國內鈉電儲能電池出貨滲透率高于海外?;谝陨霞僭O,預計 2023-2025 年儲能領域鈉離子電池出貨量分別為 8.9/55.1/143.0 GWh,三年復合增長率 300%。表表 20:儲能領域鈉離子電池出貨量測算:儲能領域鈉離子電池出貨量測算 項目項目 2019 2020 20
70、21 2022E 2023E 2024E 2025E 儲能電池出貨量(儲能電池出貨量(GWh)19.0 28.0 70.0 112.0 179.2 286.7 460.0 國內國內 9.0 13.0 48.0 85.0 130.0 230.0 370.0 海外海外 10.0 15.0 22.0 27.0 49.2 56.7 90.0 其中磷酸鐵鋰電池出貨占比其中磷酸鐵鋰電池出貨占比 50.0%62.5%77.0%81.6%75.7%66.9%57.0%國內國內 100.0%100.0%98.5%98.0%93.0%76.0%63.0%海外海外 5.0%30.0%30.0%30.0%75.7%6
71、6.9%57.0%其中鈉離子電池出貨占比其中鈉離子電池出貨占比 0.2%5.0%19.2%31.1%國內國內 0.2%6.5%22.0%35.0%海外海外 0.0%1.0%8.0%15.0%鈉離子電池出貨量(鈉離子電池出貨量(GWh)0.2 8.9 55.1 143.0 國內國內 0.2 8.5 50.6 129.5 海外海外 0.0 0.5 4.5 13.5 數據來源:GGII,東北證券 請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 25/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 12:全球首個全球首個 1MWh(兆千瓦時)鈉離子電池儲能系統(兆千瓦時)鈉離子電池儲能系統
72、數據來源:公開資料整理,東北證券 在乘用車端,鈉電池將成為鋰電池有效補充,率先在價格敏感車型進行裝機。在乘用車端,鈉電池將成為鋰電池有效補充,率先在價格敏感車型進行裝機。伴隨宏光 MINI 等微型車推出,2021 年新能源乘用車 A00 車級銷量占比提升至 27%。2022 年受宏觀經濟影響,下沉市場消費者需求疲軟,微型車中動力電池成本占比較高,電池漲價傳導至消費者進一步影響需求。鈉離子電池能夠緩解整車企業成本壓力,憑借成本和安全優勢有望在價格敏感的微型車領域占據一定市場。我們假設:基于國內乘用車電動化率提升邏輯,對新能源乘用車批發銷量進行假設;國內新能源 A00 車級銷量占比為 22%,單車
73、帶電量 20kWh;基于乘用車動力電池產品研發及產品認證周期,預計 2023-2025 年鈉電滲透率分別為 0.2%/5.0%/15.0%?;谝陨霞僭O,預計 2023-2025 年微型車領域鈉離子電池裝機量分別為 0.1/2.3/8.8 GWh。表表 21:A00 級乘用車鈉離子電池裝機測算級乘用車鈉離子電池裝機測算 項目項目 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 國內新能源乘用車批發銷量(萬輛)國內新能源乘用車批發銷量(萬輛)106 117 329 631 831 1061 1340 國內新能源國內新能源 A00 車級銷量占比車級銷量占比 21.7%
74、22.2%27.2%23.0%22.0%22.0%22.0%國內新能源國內新能源 A00 車級銷量(萬輛)車級銷量(萬輛)23 26 89 145 183 233 295 A00 車級單車帶電量(車級單車帶電量(kWh)25.7 26.2 20.0 20 20 20 20 A00 車級裝機量(車級裝機量(GWh)5.9 6.8 17.9 29.0 36.6 46.7 59.0 鈉離子電池滲透率鈉離子電池滲透率 0.2%5.0%15.0%鈉離子電池裝機量(鈉離子電池裝機量(GWh)0.1 2.3 8.8 數據來源:乘聯會,東北證券 綜上,鈉離子電池綜上,鈉離子電池將將在二輪車、儲能、在二輪車、儲
75、能、A00 車型電動車車型電動車領域領域持續滲透,儲能領域潛持續滲透,儲能領域潛在空間廣闊,在空間廣闊,提供提供鈉離子電池主要需求彈性鈉離子電池主要需求彈性。2023-2025 年鈉離子電池市場潛在空間分別為 273.5/391.7/577.8 GWh,預計鈉離子電池出貨 10.2/66.2/166.6 GWh,對應滲透率 4%/17%/29%。預計 2025 年正、負極材料,電解液及鋁箔需求量對應46.6/25.0/20.0/11.7 萬噸,隔膜 33.3 億平。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 26/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 表表 22:鈉離子電池出
76、貨量及中游原材料需求量測算:鈉離子電池出貨量及中游原材料需求量測算 項目項目 2022E 2023E 2024E 2025E 兩輪車電池出貨量(兩輪車電池出貨量(GWh)0.3 1.2 8.7 14.7 儲能電池出貨量(儲能電池出貨量(GWh)0.2 8.9 55.1 143.0 A00 級乘用車電池出貨量(級乘用車電池出貨量(GWh)0.1 2.3 8.8 合計出貨量(合計出貨量(GWh)0.5 10.2 66.2 166.6 正極材料需求量(萬噸)正極材料需求量(萬噸)0.13 2.85 18.54 46.64 負極材料需求量(萬噸)負極材料需求量(萬噸)0.07 1.53 9.93 24
77、.98 隔膜需求量(億平)隔膜需求量(億平)0.09 2.03 13.24 33.31 電解液需求量(萬噸)電解液需求量(萬噸)0.05 1.22 7.95 19.99 鋁箔需求量(萬噸)鋁箔需求量(萬噸)0.03 0.71 4.64 11.66 數據來源:公開資料整理,東北證券 注:1GWh 鈉電池對應原材料按照 0.28 萬噸正極材料、0.15 萬噸負極材料、0.2 億平隔膜、0.12 萬噸電解液和 0.07 萬噸鋁箔進行測算。4.重點上市公司推薦重點上市公司推薦 綜上所述,受儲能經濟性訴求驅動,鈉離子電池產業化加速。鈉離子電池潛在市場空間廣闊,將率先在價格敏感的二輪車、A00 級乘用車,
78、和追求經濟效益的儲能領域應用。我們認為鈉離子電池產業化進程核心在中游環節,鈉離子電池產業鏈中正極材料、電解液、電芯等環節,均跟現有鋰離子電池體系兼容,中游材料產品迭代升級疊加產線兼容,有助鈉離子電池滲透率加速提升。因此,我們認為具備技術因此,我們認為具備技術研研發、產品認證發、產品認證領先優勢和優質產能的領先優勢和優質產能的企業,企業,有望充分享受鈉電滲透率提升過程,實有望充分享受鈉電滲透率提升過程,實現競爭格局重塑?,F競爭格局重塑。建議關注建議關注三元正極材料廠商振華新材、容百科技,三元正極材料廠商振華新材、容百科技,聯手聯手中科海鈉中科海鈉的無煙的無煙煤龍頭華陽股份。煤龍頭華陽股份。4.1
79、.振華新材:單晶王者崛起,布局鈉電打開儲能領域成長空間 公司是單晶三元正極材料細分領域龍頭,核心產品覆蓋中鎳、中高鎳及高鎳全系列大單晶鎳鈷錳酸鋰三元正極材料,主要用于新能源汽車領域。2021 年公司三元材料出貨 3.3 萬噸,占國內三元材料出貨市場份額 8%。單晶三元正極材料具備高溫高電壓循環穩定性、結構穩定性、安全性能,在三元材料產量占比中呈上升趨勢。鈉電方面,公司成功開發出層狀鈉正極系列產品,產品得到下游客戶認可。公司可調整產線兼容鈉電正極材料生產,單晶材料三燒工藝切換至鈉電正極材料兩燒工藝,生產效率提高,產能彈性顯著。公司基本盤良好,背靠優質客戶,率先搶占鈉電正極材料新賽道,產品開發進展
80、行業領先,有望在鈉電滲透率提升過程中充分受益。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 27/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 圖圖 13:振華新材正極材料銷量情況(噸):振華新材正極材料銷量情況(噸)圖圖 14:振華新材收入利潤變化情況(億元):振華新材收入利潤變化情況(億元)數據來源:公司公告,東北證券 數據來源:公司公告,東北證券 4.2.容百科技:從高鎳龍頭,到正極材料綜合供應商 公司是高鎳三元領域龍頭,核心產品為 NCM811 系列、NCA 系列、Ni90 及以上超高鎳系列三元正極及前驅體材料。高鎳化三元為長續航車型主流技術,公司高鎳三元材料技術行業領先,在國
81、內首先實現大規模量產。2021 年公司三元正極材料出貨量國內第一,占比 13.30%,其中公司高鎳三元產品占三元總出貨量的比例約 90%。預計 2022 年公司正極材料產能將達到 25 萬噸,產能規模行業領先,另外通過踐行“新一體化戰略”,塑造成本和制造端優勢。公司 2022 年 7 月發布戰略發布會,宣布布局高鎳三元正極、磷酸錳鐵鋰和鈉電池三條技術路線,轉型全市場覆蓋的正極材料綜合供應商。公司在鈉電材料擁有多年技術積累,普魯士藍類和層狀氧化物路線均有儲備,卡位優勢明顯。公司策略會重點推出層狀氧化物材料,目前收到每月幾十噸訂單,規劃 2023 年層狀氧化物正極材料產能 3.6 萬噸/年,202
82、5 年鈉電材料產能 10 萬噸/年。我們認為公司有望將高鎳材料的制造工藝和裝備能力復制到鈉電領域。圖圖 15:容百科技正極材料銷量情況(噸):容百科技正極材料銷量情況(噸)圖圖 16:容百科技收入利潤變化情況(億元):容百科技收入利潤變化情況(億元)數據來源:公司公告,東北證券 數據來源:公司公告,東北證券 050001000015000200002500030000350002018201920202021三元材料其他-3.0-2.0-1.00.01.02.03.04.05.06.07.08.00102030405060201720182019202020212022H1營業收入(左軸)歸母
83、凈利潤(右軸)01000020000300004000050000600002018201920202021三元正極材料前驅體0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0020406080100120201720182019202020212022Q1營業收入(左軸)歸母凈利潤(右軸)請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 28/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 4.3.華陽股份:無煙煤龍頭轉型新能源,聯合中科海鈉布局“光伏+儲能”公司是無煙煤領域龍頭,核心產品為無煙洗末煤、無煙洗中塊、洗小塊、無煙末煤等。截止 2021 年末,公司核定在產產能
84、 3510 萬噸,已探明總資源儲量 31.1 億噸,剩余可采儲量 15.52 億噸。公司致力于構建煤炭、光伏產業、鈉離子電池、飛輪儲能等一體化發展產業格局。鈉離子電池方面,2021 年起聯合中科海鈉布局正、負極材料、電解液,電芯及 Pack 廠。公司及控股股東華陽集團合計持有中科海鈉股權15.5%,是第二大股東。其中正、負極材料項目(公司占股 45%)各 2000 噸于 2022年 3 月底試產,目前處于量產階段;電芯與 Pack 廠(公司控股 100%)將于 2022 年三季度投產;電解液方面擬跟多氟多在六氟磷酸鈉方面展開合作。華陽集團自主研發納米超純碳技術,可將無煙煤副產品煤泥作為鈉電負極
85、軟碳前驅體。我們認為公司煤炭業務扎實穩健,現金牛業務支撐公司向新能源轉型。公司具備資源稟賦,跟中科海鈉深度合作、鈉電產業化進程引領行業,有望依托下游火電企業構建儲能客戶基礎。圖圖 17:華陽股份華陽股份煤炭產量煤炭產量情況(情況(萬萬噸)噸)圖圖 18:華陽股份華陽股份收入利潤變化情況(億元)收入利潤變化情況(億元)數據來源:公司公告,東北證券 數據來源:公司公告,東北證券 5.風險提示風險提示 (1)鈉離子電池成本下降節奏及技術進步不及預期(2)鈉離子電池產業鏈配套發展不及預期(3)下游儲能、電動兩輪車等發展不及預期 0500100015002000250030003500400045005
86、00020182019202020210.05.010.015.020.025.030.035.040.0050100150200250300350400201720182019202020212022Q1營業收入(左軸)歸母凈利潤(右軸)請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 29/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 研究研究團隊團隊簡介:簡介:Table_Introduction 笪佳敏:上海交通大學工業工程碩士,南京大學工業工程本科,現任東北證券中小盤行業首席分析師。曾任上海通用汽車動力總成新項目部工程師,宏源證券研究所研究員。2014 年以來具有 6 年證券研究
87、從業經歷,2017 年金牛分析師第 4 名,多年深厚的產業跟蹤和研究經驗,重點覆蓋新能車、電子等領域。胡易?。郝鼜厮固卮髮W高級工程材料碩士,中國科學技術大學物理學本科,2021 年加入東北證券,現任東北證券新能源車組研究人員。曾任國聯汽車動力電池研究院有限責任公司技術主管職位。重要重要聲明聲明 本報告由東北證券股份有限公司(以下稱“本公司”)制作并僅向本公司客戶發布,本公司不會因任何機構或個人接收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本公司具有中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。本報告中的信息均來源于公開資料,本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。報告中的內容和意見僅反映本公司于發布本報
88、告當日的判斷,不保證所包含的內容和意見不發生變化。本報告僅供參考,并不構成對所述證券買賣的出價或征價。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的證券買賣建議。本公司及其雇員不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,在任何情況下,我公司及其雇員對任何人使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。本公司或其關聯機構可能會持有本報告中涉及到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,并在法律許可的情況下不進行披露;可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務、財務顧問等相關服務。本報告版權歸本公司所有。未經本公司書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表或引用。如征得本
89、公司同意進行引用、刊發的,須在本公司允許的范圍內使用,并注明本報告的發布人和發布日期,提示使用本報告的風險。若本公司客戶(以下稱“該客戶”)向第三方發送本報告,則由該客戶獨自為此發送行為負責。提醒通過此途徑獲得本報告的投資者注意,本公司不對通過此種途徑獲得本報告所引起的任何損失承擔任何責任。分析師聲明分析師聲明 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,并在中國證券業協會注冊登記為證券分析師。本報告遵循合規、客觀、專業、審慎的制作原則,所采用數據、資料的來源合法合規,文字闡述反映了作者的真實觀點,報告結論未受任何第三方的授意或影響,特此聲明。投資投資評級說明評級說明 股票 投資 評級
90、說明 買入 未來 6 個月內,股價漲幅超越市場基準 15%以上。投資評級中所涉及的市場基準:A 股市場以滬深 300 指數為市場基準,新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為市場基準;香港市場以摩根士丹利中國指數為市場基準;美國市場以納斯達克綜合指數或標普 500 指數為市場基準。增持 未來 6 個月內,股價漲幅超越市場基準 5%至 15%之間。中性 未來 6 個月內,股價漲幅介于市場基準-5%至 5%之間。減持 未來 6 個月內,股價漲幅落后市場基準 5%至 15%之間。賣出 未來 6 個月內,股價漲幅落后市場基準 15%以上。行業 投資 評級 說明 優于
91、大勢 未來 6 個月內,行業指數的收益超越市場基準。同步大勢 未來 6 個月內,行業指數的收益與市場基準持平。落后大勢 未來 6 個月內,行業指數的收益落后于市場基準。請務必閱讀正文后的聲明及說明請務必閱讀正文后的聲明及說明 30/30 電力設備電力設備/行業深度行業深度 Table_SalesTable_Sales 東北證券股份有限公司東北證券股份有限公司 網址:網址:http:/http:/ 電話:電話:400400-600600-06860686 地址地址 郵編郵編 中國吉林省長春市生態大街 6666 號 130119 中國北京市西城區錦什坊街 28 號恒奧中心 D 座 100033 中
92、國上海市浦東新區楊高南路 799 號 200127 中國深圳市福田區福中三路 1006 號諾德中心 34D 518038 中國廣東省廣州市天河區冼村街道黃埔大道西 122 號之二星輝中心 15 樓 510630 機構銷售聯系方式機構銷售聯系方式 姓名姓名 辦公電話辦公電話 手機手機 郵箱郵箱 公募銷售公募銷售 華東地區機構銷售華東地區機構銷售 阮敏(總監)021-61001986 13636606340 吳肖寅 021-61001803 17717370432 齊健 021-61001965 18221628116 李瑞暄 021-61001802 18801903156 周嘉茜 021-61
93、001827 18516728369 周之斌 021-61002073 18054655039 陳梓佳 021-61001887 19512360962 chen_ 孫喬容若 021-61001986 19921892769 屠誠 021-61001986 13120615210 康杭 021-61001986 18815275517 丁園 021-61001986 19514638854 華北地區機構銷售華北地區機構銷售 李航(總監)010-58034553 18515018255 殷璐璐 010-58034557 18501954588 溫中朝 010-58034555 137011944
94、94 曾彥戈 010-58034563 18501944669 王動 010-58034555 18514201710 wang_ 呂奕偉 010-58034553 15533699982 孫偉豪 010-58034553 18811582591 閆琳 010-58034555 17862705380 陳思 010-58034553 18388039903 chen_ 徐鵬程 010-58034553 18210496816 張煜苑 010-58034553 13701150680 華南地區機構銷售華南地區機構銷售 劉璇(總監)0755-33975865 13760273833 liu_ 劉曼
95、 0755-33975865 15989508876 王泉 0755-33975865 18516772531 王谷雨 0755-33975865 13641400353 張瀚波 0755-33975865 15906062728 zhang_ 鄧璐璘 0755-33975865 15828528907 戴智睿 0755-33975865 15503411110 王熙然 0755-33975865 13266512936 wangxr_ 陽晶晶 0755-33975865 18565707197 yang_ 張楠淇 0755-33975865 13823218716 王若舟 0755-33975865 17720152425 非公募銷售非公募銷售 華東地區機構銷售華東地區機構銷售 李茵茵(總監)021-61002151 18616369028 杜嘉琛 021-61002136 15618139803 王天鴿 021-61002152 19512216027 王家豪 021-61002135 18258963370 白梅柯 021-20361229 18717982570 劉剛 021-61002151 18817570273 曹李陽 021-61002151 13506279099 曲林峰 021-61002151 18717828970