從新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈看我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展

1、 從新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈看我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展 本刊記者/羅貞禮一、問題的提出基于新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈的結(jié)構(gòu)特點,提出和探討我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展問題,有其重要的時代背景和實踐基礎(chǔ),并受控新能源汽車發(fā)展過程中多種因素的綜合影響。1.國家新能源汽車發(fā)展系列扶持政策的推動作用基于我國推出的一系列新能源汽車發(fā)展扶持政策(表1,新能源汽車現(xiàn)已上升為國家戰(zhàn)略并脫離了汽車產(chǎn)業(yè)本身的局限,一旦新能源汽車扶持政策全面落實,中國新能源汽車將進入提速發(fā)展階段。按照汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃的目標,2012年,新生產(chǎn)汽車中將有10%是節(jié)能與新能源汽車,新能源汽車產(chǎn)值有望達到5000億元。因此,新能

2、源汽車將成為中國“低碳經(jīng)濟”最重要的著力點和中國經(jīng)濟最重要的新增長點;尤其是隨著國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定及其相關(guān)文件和后續(xù)產(chǎn)業(yè)配套扶持政策的出臺,作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車7個產(chǎn)業(yè),將在重點領(lǐng)域 集中力量加快推進,其中的節(jié)能環(huán)保、新能源、新能源汽車受到政策的推動力度將更加強勁,預(yù)計未來將進入全面加速與創(chuàng)新發(fā)展新階段。Advanced Materials Industry 66 2.國際新能源汽車廠商與電池廠商合作的示范作用新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)上進行延伸,增加了電池、電機、電控系統(tǒng)等組件,其中,電池

3、是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一,尤其在純電動汽車中,電池的性能決定了整車的行駛速度、續(xù)駛里程以及整車的安全性和可靠性;而且在新能源汽車新增組件中,電池系統(tǒng)的占比最高,據(jù)美國能源部下屬阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory的評估報告顯示,在插電式混合動力汽車成本構(gòu)成中,電池占比37.8%左右。在純電動車成本構(gòu)成中,電池成本高達60%。因此,新能源電動汽車的發(fā)展與動力電池息息相關(guān),為了掌握電池的核心技術(shù)與降低成本,全球的主要車廠無不與電池廠商建立合作關(guān)系,如在日系廠商中,車廠主要與本土電池廠進行合資,如豐田汽車的電池供應(yīng)商是Panasonic EV,分別由豐田

4、及松下集團各投資六成及四成;而日產(chǎn)汽車的電池供應(yīng)商是AUTOMOTIVE,分別由日產(chǎn)與NEC 集團投資五成;至于三菱汽車的電池供應(yīng)商為L I T H I U M,分別由湯淺電池(G S U A S A持股五成一,三菱集團持股四成九的比例(圖1。這種新能源汽車廠商之間的合資或聯(lián)盟關(guān)系,已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)提高其自主創(chuàng)新能力、協(xié)同研制能力和規(guī)模管理效率,實現(xiàn)其跨企業(yè)、跨行業(yè)、跨國界業(yè)務(wù)合作發(fā)展的關(guān)鍵。3.鋰離子電池相關(guān)企業(yè)之間產(chǎn)業(yè)融合的促進作用一般而言,產(chǎn)業(yè)融合是指以數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ),為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)增長而發(fā)生的產(chǎn)業(yè)邊界的收縮和消失,產(chǎn)業(yè)之間的壁壘降低,不同行業(yè)企圖1 部分日系廠商與電池廠的合作

5、關(guān)系圖業(yè)間的合作關(guān)系加強,降低企業(yè)經(jīng)營活動的成本,并可能誕生新的產(chǎn)業(yè)。鋰電汽車是目前電動車行業(yè)的競爭熱點,隨著以信息技術(shù)為核心的高新技術(shù)迅速發(fā)展,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)之間涇渭分明的邊界趨于模糊,產(chǎn)業(yè)之間相互融合,原來分立的鋰電汽車、鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中各個價值單元的角色、功能也將發(fā)生變化,各個環(huán)節(jié)間的替代、依賴、利益分配關(guān)系會隨之改變,產(chǎn)業(yè)鏈(鋰離子電池產(chǎn)業(yè)涉及構(gòu)成部圖2 鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中部分上市公司產(chǎn)業(yè)融合情況件、整體生產(chǎn)、上游原料3個鏈條相關(guān)企業(yè)之間更加強調(diào)橫向融合、縱向融合和交叉融合等多種產(chǎn)業(yè)融合(圖2;新能源汽車整車或核心零部件制造企業(yè)與上下游協(xié)作企業(yè),也將更加主動實施設(shè)計協(xié)同、資源協(xié)同、采

6、購協(xié)同、銷售協(xié)同、售后服務(wù)系統(tǒng)和物流協(xié)同等,更加注重產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同和管理職能的協(xié)同。這也預(yù)示著我國動力鋰離子電池將進入產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的新時期。資料來源:東莞證券研究所豐田60.0%40.0%42.5%7.5%51.0%34.0%50.0%15.0%日產(chǎn)三菱汽車(汽車廠(供應(yīng)商(合作方三菱商事松下集團NEC表示“出資關(guān)系”注:表示“供應(yīng)關(guān)系”表示“供應(yīng)商是電池生產(chǎn)供應(yīng)商”新材料產(chǎn)業(yè)NO.10 201067Advanced Materials Industry68 上有不同的參與角色,發(fā)揮著不同的作用,并獲得相應(yīng)的利益。新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈涉及整車、鋰離子電池、充電站等多個相關(guān)產(chǎn)業(yè)。其中,動力鋰離子

7、電池由于具有工作電壓高、能量大、體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點,現(xiàn)已成為新能源汽車計劃實施中的重點技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。目前,國內(nèi)外眾多企業(yè)和跨國公司投入巨資建設(shè)鋰離子電池項目,通過在全球范圍內(nèi)設(shè)置營銷服務(wù)、制造組裝、研發(fā)設(shè)計等中心,形成全球鋰電驅(qū)動電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈,使得新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈(圖3,從最為核心的鋰離子電池業(yè)務(wù)展開并逐步延伸至電氣系統(tǒng)(驅(qū)動電機、控制系統(tǒng)、整車(乘用車、客車以及上游資源(鋰、稀土領(lǐng)域,并使新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化和商品化市場競爭,從單一企業(yè)之間的競爭上升到了產(chǎn)業(yè)鏈之間的競爭。由部分A股上市企業(yè)構(gòu)成的新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈見圖4。由此看來,如何進一

8、步加強行業(yè)規(guī)范與政策引導(dǎo),摸索建立能兼顧新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈各方面利益的贏利模式,形成新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈的協(xié)同效應(yīng),已成為推進我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。三、從新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈看我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展1.從橫向維度加強產(chǎn)學(xué)研合作,構(gòu)建動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的技術(shù)平臺企業(yè)的有效創(chuàng)新活動,是一個以核心技術(shù)創(chuàng)新為基點、以技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化生效為導(dǎo)向、以驅(qū)動產(chǎn)業(yè)整體協(xié)同發(fā)展和競爭力提升為根本目的的系統(tǒng)性過程。而動力鋰離子電池的研究,是一個涉及化學(xué)、物理、材料、能源、電子學(xué)等眾多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。實用化的動力鋰離子電池一般包括:正極、負極、電解質(zhì)、隔膜、正極引線、負極引線、中心端子、絕

9、緣材料、安全閥、PTC(正溫度控制端子、電池殼等。其中,正、負極材料和電解質(zhì)的物理化學(xué)性能直接決定了鋰離子電池的整體性二、新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈的結(jié)構(gòu)特點1.產(chǎn)業(yè)價值鏈的概念及主要特點產(chǎn)業(yè)鏈是針對一系列相關(guān)聯(lián)的特定產(chǎn)品或服務(wù),尋找導(dǎo)致這些產(chǎn)品滿足需求的,從原材料的提供到市場的銷售等等,前后順序關(guān)聯(lián)的、橫向延伸、有序的經(jīng)濟活動的集合。產(chǎn)業(yè)鏈作為應(yīng)對激烈市場競爭的一種新型組織模式,已成為當(dāng)前獲得競爭優(yōu)勢的主要組織形式。而產(chǎn)業(yè)價值鏈是產(chǎn)業(yè)鏈背后所蘊藏的價值組織及創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)形式,代表了產(chǎn)業(yè)鏈的價值屬性,反映了產(chǎn)業(yè)鏈更深層的價值含義,決定著產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)營戰(zhàn)略和競爭優(yōu)勢。相對于價值創(chuàng)造的其它組織形式,杜義飛等

10、學(xué)者研究認為,產(chǎn)業(yè)價值鏈具有以下特點:產(chǎn)業(yè)價值鏈把價值鏈的思想和方法應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)層次上,考慮更宏觀的價值創(chuàng)造的組織形式;產(chǎn)業(yè)價值鏈提供了一種系統(tǒng)的方法,將產(chǎn)業(yè)鏈中各企業(yè)的價值活動劃分成一些相互分離的活動,價值鏈可以用來研究這些活動是什么和如何被組織起來的;產(chǎn)業(yè)價值鏈給產(chǎn)業(yè)鏈價值的整合提供系統(tǒng)的方法,通過打通各企業(yè)的價值鏈,形成一個暢通的、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的價值鏈系統(tǒng);產(chǎn)業(yè)價值鏈使企業(yè)價值鏈之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),不同企業(yè)被整合到產(chǎn)業(yè)鏈的旗下,通過調(diào)整自己的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu),以更好地融入產(chǎn)業(yè)鏈的價值體系,形成產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同效應(yīng)(“1+1>2”,即產(chǎn)業(yè)鏈整體業(yè)績好于兩個單獨企業(yè)業(yè)績的總和。2.新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈的

11、結(jié)構(gòu)特點從現(xiàn)代工業(yè)的產(chǎn)業(yè)價值鏈環(huán)節(jié)來看,一個完整的產(chǎn)業(yè)價值鏈結(jié)構(gòu)包括原材料加工、中間產(chǎn)品生產(chǎn)、制成品組裝銷售、服務(wù)等多個環(huán)節(jié),不同環(huán)節(jié)圖3 新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈資料來源:財富證券注:CAN,全稱“Controller Area Nerwork”,即控制器局域網(wǎng)。鋰電相關(guān)電池材料行業(yè)電池模塊電機及控制模塊動力電池電池管理系統(tǒng)變頻調(diào)速控制器驅(qū)動電機整車控制系統(tǒng)整車控制模塊CNA總線整車產(chǎn)品上游中游下游充電車輛其它模塊 能水平。從目前的技術(shù)現(xiàn)狀看,構(gòu)建動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新平臺,主要是致力于加大動力鋰離子電池新材料和新技術(shù)開發(fā)力度,進一步提高動力鋰離子電池的性能,進一步降低電池成本,提高電

12、池安全性,推動其在電動汽車上的商業(yè)化應(yīng)用,培育出具有動力鋰離子電池核心競爭力的產(chǎn)品乃至產(chǎn)業(yè)。這種在政府引導(dǎo)下的產(chǎn)學(xué)研合作,已經(jīng)成為我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展最重要的技術(shù)服務(wù)平臺。就知識產(chǎn)權(quán)而言,中國電池產(chǎn)業(yè)長期以來一直面臨國外專利的商業(yè)阻礙以及技術(shù)壟斷的干擾。為此,國內(nèi)首家面向電池行業(yè)組建的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟先進電池與材料省部產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟,開始了在知識產(chǎn)權(quán)保護方面的有益探索,該聯(lián)盟是由清華大學(xué)、深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司和東莞新能源科技有限公司等3家單位共同牽頭,聯(lián)合廣東省內(nèi)先進電池與材料產(chǎn)業(yè)群的18家龍頭企業(yè)和內(nèi)地8家高等院校共同發(fā)起組建,于2009年6月在深圳成立。另外,為解決新

13、能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的動力電池問題,在北京市科學(xué)技術(shù)委員會、中關(guān)村科技園區(qū)管委會、中科院北京分院等單位的推動下,“動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”已于2010年3月31日在北京正式成立?！皠恿﹄姵禺a(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”是由中信國安盟固利新能源科技公司與北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司共同發(fā)起,北汽福田汽車股份有限公司、北京中航長力聯(lián)合能源科技有限公司、清華大學(xué)、中科院理化所等20多家單位積極響應(yīng),共同致力于動力電池的產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。而由國資委牽頭,16家中央企業(yè)組建的電動汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也已于2010年8月成立。這些電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以電池行業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新為基點、以電池產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化創(chuàng)新為主線、以電池產(chǎn)業(yè)整體協(xié)同升級為導(dǎo)向,系統(tǒng)整合電池行業(yè)技術(shù)創(chuàng)

14、新優(yōu)勢、資源要素優(yōu)勢以及制度協(xié)同優(yōu)勢,為實現(xiàn)中國式電池行業(yè)自主創(chuàng)新與轉(zhuǎn)化等多重優(yōu)勢的整合,并為推動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新發(fā)展,發(fā)揮著重要的引導(dǎo)與示范作用。2.從縱向維度堅持專業(yè)化分工,奠定動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的核心實力從專業(yè)化分工的視角來考察,現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群的形成就是專業(yè)化分工的產(chǎn)物,是生產(chǎn)者為了降低專業(yè)化分工產(chǎn)生的交易費用和獲取由分工所實現(xiàn)的遞增收益,是增強自身創(chuàng)新功能、提高競爭力而形成的產(chǎn)業(yè)組織形式。就動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)來說,其產(chǎn)業(yè)鏈上的不同企業(yè)分工聯(lián)網(wǎng)在地域上集中,不僅能夠通過電池成品制造和電池材料、部件制造的分工與專業(yè)化生產(chǎn)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)價值收益遞增,而且能夠提高交易效率,有效

15、地降低動力鋰離子電池產(chǎn)品的交易費用,并真正奠定動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的核心實力。為此,中國工程院院士楊裕生教授就我國電動車專業(yè)化分工問題,專門提出了“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”這一新產(chǎn)業(yè)名稱,明確定義“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”就是以電動汽車的生產(chǎn)、運行為核心的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群,并從專業(yè)化分工高度將其劃分為5大門類:電動車類,包括電動車、電動機、電控系統(tǒng)的生產(chǎn)與維修等;動力電池類,包括動力電池、電源管理、能量回收等;電池材料類,包括正極材料、負極材料、電解液、膜及其原料等;電池回收類,包括電池回收、電池復(fù)用、資源再生等;供電設(shè)施類,包括供電設(shè)施、充電體系、充電服務(wù)等。為了增強“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”今后持續(xù)發(fā)展的“后勁”,楊

16、裕生院士強調(diào)鋰離子電池是“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”的核心,要特別加強研究比能量更圖4 由部分A股上市企業(yè)構(gòu)成的新能源汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈新材料產(chǎn)業(yè)NO.10 201069 高、壽命更長的安全動力電池,尤其要研發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料、新電池體系。楊裕生院士從縱向維度提出的“電動技術(shù)產(chǎn)業(yè)”這一專業(yè)化分工思想,對于促進我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,將具有特別重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。從實踐層面,專業(yè)化分工促進我國電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展也有多個成功案例。比如說,2008北京奧運會倡導(dǎo)“綠色奧運”環(huán)保理念,為新能源汽車發(fā)展提供了良好的契機,也帶動了動力電池產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。從595輛純電動車、混合電動車和燃料電池電動車的整體表現(xiàn)

17、來看,由北京理工大學(xué)孫逢春教授牽頭開發(fā)的純電動客車最有特色,因為這是首次成批量以鋰離子電池作為能源的大客車在國際活動場合使用,而且性能甚佳,空調(diào)制冷效果也好。其中有50輛純電動大客車(京華客車廠,裝配了以中信國安盟固利電源技術(shù)公司提供的錳酸鋰為正極的動力型鋰離子電池,而在5輛純電動高級指揮車(山東中通客車廠中,就有北大先行威力克公司提供的磷酸亞鐵鋰為正極的動力型鋰離子電池。這充分說明,通過專業(yè)化分工,以錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰為正極的動力型鋰離子電池,單體100A h以上大容量電池的制作、串并聯(lián)和充放電管理技術(shù)等電池產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展問題,就自然迎刃而解了。如今,動力鋰離子電池技術(shù)已進步到了一個基本上與國

18、外不相上下的新水平,性價比不斷提高,每千瓦時的售價已降至4000元以下,而且隨著專業(yè)化分工深化,隔膜的國產(chǎn)化和磷酸亞鐵鋰的大批量生產(chǎn),電池的價格還將下降,實現(xiàn)我國純電動汽車專業(yè)化經(jīng)濟大發(fā)展已不存在技術(shù)問題、材料來源問題和過高的價格問題,完全能夠大踏步創(chuàng)新發(fā)展。3.從政策維度強化宏觀調(diào)控,實現(xiàn)動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)生需求中國作為世界“能源革命”和“產(chǎn)業(yè)革命”最重要的一個新興市場,目前我國動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的市場需求內(nèi)涵正在發(fā)生本質(zhì)變化,正在從“工廠需求”轉(zhuǎn)向“公民需求”?！肮S需求”是外生需求,“公民需求”是內(nèi)生需求。所謂“公民需求”,意味著拉動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的力量將主要來自國內(nèi)居民的消費需要。這意味著中國的鋰電汽車市場內(nèi)部,將形成以自身需求為拉動力的循環(huán)體系,中國鋰電汽車市場、鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè),將會在全球競爭中具有更多的市場主動權(quán),因為對于一個高速增長的市場需求空間經(jīng)濟體來說,可以無需借助外部市場,通過本土市場需求容量對創(chuàng)新動力的引導(dǎo),就可內(nèi)在地培育出其本土企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展能力與內(nèi)生需求。雖然擴大鋰電市場份額的關(guān)鍵是創(chuàng)新,包括產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和市場創(chuàng)新,但是市場這只“看不見的手”也存在“失靈”的問題,市場化導(dǎo)向在充分刺激動力鋰離子電池企業(yè)主體開展創(chuàng)新創(chuàng)造活動的同時,也可能帶來創(chuàng)新的分散性及無序性等問題。因此,我們也需要注重從政策維度強