电池十年：储能如何在未来十年内改变行业

关键点：

在过去的十年中，锂离子电池产量的激增导致价格下跌了85％，使电动汽车和储能在历史上首次在商业上可行。电池是摆脱对矿物燃料依赖的关键，并且在未来十年中将发挥更大的作用。瑞银（UBS）估计，在未来十年中，美国的储能市场可能会增长到4260亿美元，并且有很多方法可以使这一增长迅速，包括化学公司，电池制造商，汽车公司，太阳能公司和公用事业公司。专注于可持续性的研究公司落基山研究所（Rocky Mountain Institute）最近表示：“要抓住向控制和基于电池的能源系统转变所带来的巨大经济机遇，规划者，政策制定者，监管者和投资者必须采取生态系统方法来开发这些市场。”

十年可以带来什么变化。2010年，电池为我们的手机和计算机供电。到本世纪末，他们也开始为我们的汽车和房屋供电。

在过去的十年中，锂离子电池产量的激增使价格下跌，以至于历史上首次电动汽车从成本和性能两方面都成为商业上可行的产品。下一步将定义公用事业规模的存储，这将定义下一个十年。随着气候危机的紧急性变得越来越明显，电池是过渡到可再生能源的世界的关键。太阳能和风在发电中起着越来越重要的作用，但是如果没有有效的储能技术，在太阳不发光或风不啸叫的时候就需要天然气和煤炭。因此，如果社会要摆脱依赖化石燃料的世界，那么大规模存储将发挥重要作用。

电池行业正在爆炸式发展-这就是改变我们世界的方式

瑞银（UBS）估计，在未来十年中，储能成本将下降66％至80％，全球市场将增长至4260亿美元。整个生态系统将不断发展壮大，以支持电池供电的新时代，其影响将在整个社会中感受到。

改变电网

例如，如果电动汽车的增长快于预期，那么石油峰值需求可能会比预期更快，而更多的绿色发电将改变电网的构成。在最近给客户的说明中，Cowen分析师表示，电网“将在未来十年内看到比以前100年来更多的变化。”不断增长的储能市场不乏投资机会，尤其是在政府补贴和法规协助向清洁能源发展的过程中。但是，与其他竞争激烈的市场（例如1990年代的半导体领域）一样，电池领域并不一定总能为投资者提供最佳回报。许多电池公司已经破产，突显了改变社会的产品可能无法回报股东的事实。

JMP Securities的Joe Osha说：“最终，这将取决于一些赚钱的行业领导者。” “我认为所有这些公司都将在接下来的5-10年内为[电动汽车]制造商提供不断下降的价格方面做得很好。我不确定他们是否会在此过程中产生可观的股东回报。”话虽这么说，虽然投资纯电池公司可能很棘手，但仍有机会将目标对准那些从向低碳世界转变中受益的公司。例如，Sunrun是美国最大的住宅太阳能公司，而NextEra Energy是该国最大的可再生能源公司之一，目前正在建设其公用事业规模的储能库。随着科学家改变电池的化学成分，公司押注着下一个突破性技术，专注于清洁技术的风险投资公司Clean Energy Ventures的创始人Dan Goldman 表示，像创新的电池管理系统这样的领域对于投资者，因为他们可以使用任何电池技术。

落基山研究所的研究人员在“ 突破性电池”中写道： “要抓住向控制和基于电池的能源系统转变所带来的巨大经济机遇，不仅需要计划者，政策制定者和监管者，而且投资者必须“采取生态系统方法来开发这些市场” 。推动清洁电气化时代的发展。

电池：科学的新星

最简单形式的电池技术可以追溯到两个多世纪之前。这个词本身是一个笼统的名词，因为电池具有各种形状和大小：铅酸，镍铁，镍镉，镍氢等。

锂离子电池（它本身可以说是一个笼统的名词）最初是在1970年代开发的，1991年由Sony首次商业化用于其手持式录像机。现在，从iPhone到医疗设备再到飞机再到国际空间站的所有东西中都可以找到它们。这些电池在现代社会中发挥的作用的最大迹象也许是，今年的诺贝尔化学奖被授予了研发锂离子电池的三位科学家。

瑞典皇家科学院在10月表示： “在过去的几十年中，[锂离子电池]的发展取得了长足的进步，我们可以期待在电池技术方面会有更多重要的发现。” “这些未来的突破无疑将导致我们生活的进一步改善，不仅是为了我们的方便，而且是在全球和本地环境方面，并最终在整个地球的可持续性方面。”

电动汽车：走远

特斯拉于2008年推出Roadster时，是第一家将电池供电的电动汽车商业化的汽车公司。汽车制造商此前曾对混合动力汽车模型进行过修改，但由于生产成本高昂，他们对纯电动汽车通常不感兴趣。但是在过去十年中，消费者的品味发生了变化，并且随着监管监督的增加（尤其是在欧洲），汽车制造商不得不跟上。

现在，几乎所有汽车制造商都提供或计划提供全电动汽车，或者至少提供混合动力汽车模型。福特在11月发布了全电动Mustang Mach-E，这是该公司110亿美元计划的一部分，该计划到2022年开发40种全电动和混合动力车型，而在3月，大众汽车将其电动汽车目标提高到2028年的70种新车型，高于先前的目标50。

电动汽车电池组的价格通常以每千瓦时的成本为准。在过去十年中，随着生产达到规模经济，价格下降了。根据彭博社的数据，它们现在的成本为每千瓦时156美元左右，比2010年的1100美元/千瓦时成本降低了85％。彭博新能源财经发现，持续的生产和提高的效率将使价格到2024年降至100美元/千瓦时以下，这很重要，因为这是电动汽车何时能与内燃机汽车达到价格平价的行业共识。

Cowen分析师Jeffrey Osborne在最近的一次采访中说：“尽管电动汽车的概念不是新概念，但在这种汽车循环中的不同之处在于，可提供可靠且低成本的电池，这些电池在实用的外形尺寸下具有出色的能量和功率性能。”给客户的提示。

根据国际能源署的数据，插电式电动汽车的全球销量（包括电池供电的电动汽车和插电式混合动力电动汽车）在2018年达到198万辆，使道路上电动汽车的总数超过510万。在今天行驶的10亿多辆汽车中，这仍然只是很小的一部分，但预计这一数字将继续增长。彭博社NEF预测，到2040年，新乘用车销量的57％将是电动的，这将使电动汽车总数达到30％。特斯拉目前是全球最大的电动汽车制造商，尽管尚未实现年度盈利，但它已发布了季度利润，包括最近一个季度。考虑到频繁的交付目标失误以及首席执行官埃隆·马斯克（Elon Musk）有时的行为失常，从投资角度来看，该公司已被证明有些两极分化。但是该公司成功降低了电池组的价格。这部分是由于特斯拉在内华达州Sparks的超级工厂的运营效率接近最高峰值，还因为该公司的住宅和公用事业存储选项有助于分散电池生产的固定成本。该公司还受益于政府补贴和简化的工厂运营。

高级-锂电池

锂离子电池

电池是电动汽车之间的关键区别因素，因为汽车的行驶里程由存储的能量决定，并且还决定了汽车充电所需的时间。

瑞士信贷（Credit Suisse）在最近的一份报告中说，在特斯拉的电池开发方面给予“应有的信用”非常重要。该公司对该股的评级为跑输大盘，但他表示，由于电池的能量密度等原因，该汽车制造商在电气化方面具有“领先于其他汽车制造商的优势”。特斯拉的紧凑型Model 3的起价为39,990美元（不包括政府补贴和汽油的节省），这意味着它仍然比汽油动力紧凑型汽车贵得多。汽车制造商未来必须解决的另一个问题是，一次充电的续航里程更长，充电时间更快，这两者都阻碍了其被广泛采用。但随着电池成本的下降，标普全球普氏能源资讯表示，电动车可能会在未来两到三年内在高油价的地方变得具有竞争力。IHS Markit全球无机产品总监Austin Devaney表示：“特斯拉（Tesla）将品牌推向市场，并确实为整个行业提供了帮助。“您将到达口袋书这一端将开始吸引更多人使用电动汽车的地方，因此您会发现在未来几年中普及率将会增加。”

电池供应链中的投资机会

电池供电的电动汽车仍然相对昂贵的主要原因是其生产所需原材料的成本。除了锂之外，锂离子电池还需要其他矿物，例如钴和石墨，以及镍，铝和锰等金属。电动汽车现在对锂的需求超过消费电子产品。标准普尔全球普氏能源资讯（S＆P Global Platts）表示，尽管对矿物的需求不断增长，但在过去十年中，随着产量的增长超过了电动汽车的销售慢于预期，价格已经暴跌。该公司表示，预计未来五年交通运输和电力部门的需求将增长近三倍，而且随着“动力的增强，需求可能会超过供应。”化工公司Albemarle可能是需求增长的受益者之一，因为它在全球范围内都有锂矿场，包括在内华达州的银峰和智利的萨拉特·德阿塔卡马。在过去的几年中，该股一直在苦苦挣扎，去年，拥有对该股“买入”评级的华尔街分析师人数从80％下降至52％。但是，并非所有人都放弃了股票。杰富瑞（Jefferies）分析师劳伦斯·亚历山大（Laurence Alexander）在12月表示，这是“最有趣的3-5年故事之一”。他的83美元目标比该股目前的交易价格高出15％。其他锂提取器包括从费城（FMC Corporation）分离出来的费城公司Livent和智利公司Sociedad Quimica y Minera De Chile SA。

在实际制造电池组电池时，市场由松下，CATL，LG Chem和中国比亚迪等亚洲公司主导，后者由沃伦·巴菲特（Warren Buffett）的伯克希尔哈撒韦公司（Berkshire Hathaway）拥有近25％的股份。

通用汽车和LG化学在12月宣布，他们将在2023年之前投资至多23亿美元，在俄亥俄州成立一家合资企业，生产电动汽车电池。通用汽车首席执行官兼董事长玛丽·巴拉（Mary Barra）在宣布新工厂的新闻发布会上说：“新工厂将帮助我们扩大生产规模，并大大提高电动汽车的盈利能力和承受能力。”Devaney表示，我们已经达到了某种“临界点”，材料参与者可以在其中看到电池芯和电池组价格的平价。“五年前……电动汽车更像是一种新颖事物……消费者不一定能从中获利，而如今已然。”

为手机供电为家供电

对更大，更好的电动汽车电池的需求已经产生了连锁反应，包括进入家用储能空间。尤其如此，因为太阳能价格的下跌，加上政府的补贴，已经促使消费者转向可再生能源。

JMP的Osha在11月给客户的报告中表示，提供太阳能和储能选项的SunRun有望在“ 2020年实现卓越表现”，部分原因是该公司储能业务的增长潜力。他说：“在RUN以及整个行业中，存储的使用都很明显-住宅电池已不再是好奇心，而已成为新型住宅太阳能装置中越来越普遍的部分，”他说。特斯拉是另一家使用Powerwall电池提供太阳能和储能的公司，Baird分析师Ben Kallo表示，这是该公司“被低估”的一部分，但他预计，随着利润率的扩大和部署的增加，该公司将成为更大的关注领域。”

下一步：公用事业规模的存储

储能的最大潜在市场不是个人消费者，而是大型公用事业公司。风能和太阳能等可再生能源正在为电网提供越来越多的电力。但是，在开发有效的能量存储之前，这些间歇性能源将继续依赖化石燃料。简而言之，当前电网通常的运行方式是所使用的功率仅在瞬间产生。库存不多，因此供求必须始终保持平衡。

但是随着电池价格的下降，越来越多的公用事业公司正在将锂离子电池集成到其系统中。目前，它们主要用于替代所谓的峰化电厂，即通常由天然气驱动且仅在需求高峰时使用的电厂。他们还开始在医院等有持续电力需求的地方更换柴油发电机。

政府的激励措施以及太阳能和风能成本的下降也正在加速储能的可行性。“ 10年前，就可再生能源在电网中的普及程度而言，电池一直是理想的解决方案，而今天，我认为您可以在未来10年内看到实现这一愿望的视线，” Ultra Capital董事总经理克里斯蒂安·汉内特（Kristian Hanelt）对CNBC说。他补充说，公用事业公司具有天生的优势，因为他们了解输电网络并知道可以从中受益。NextEra Energy是美国最大的可再生能源提供商之一，其中包括储能产品。在最近给客户的一份报告中，瑞士信贷称其为最高投资想法之一，这是基于NextEra“对快速增长的可再生能源行业的沉重投资”和“世界领先的大规模可再生能源开发业务”。其他提供能源存储的公司包括位于宾夕法尼亚州的EnerSys以及Pinnacle West Capital Corporation，该公司于2月宣布计划在未来5年内在亚利桑那州增加850兆瓦的电池存储。当前，最大的锂离子电池装置位于南澳大利亚州，由特斯拉提供动力。它的容量为100兆瓦，据该站点称，以峰值功率调度时，可为30,000户家庭供电。十一月，运营该站点的法国Neoen宣布扩大50％的产能，将装机容量提高至150MW。在南澳大利亚州詹姆斯敦镇附近的正式发射仪式上，官员和工人聚集在Hornsdale电力储备的大院外，该仓库配备了特斯拉生产的世界上最大的锂离子电池。

如果存储使风能和太阳能更可行，可再生能源设备制造商和运营商以及化学和材料公司也将从中受益。奥斯本指出，将需要新的软件来帮助公用事业公司了解可再生能源和电动汽车从电网中汲取的电力需求。“我们将智能电网的实施视为下一波IT支出浪潮之一，并且这是一个新兴的投资主题，该主题可能会在未来10到20年内发挥作用。从根本上讲，智能电网是一项大规模的软件集成活动，它利用了整个网络中的通信传感器，”他说。

未来十年

成本居高不下是阻止锂离子电池网格集成激增的原因之一。另一个因素是，这种特定类型的电池可能不一定证明最适合长时间存储能量。还众所周知，它们会着火，并且某些必需成分（例如钴）存在问题，其中几乎一半来自刚果。回收和金属提取对环境的影响是其他值得关注的问题。人们正花费数十亿美元寻找替代品。固态电池（例如，使用钠代替液体电解质）是一种可能的选择，液流电池也使用电解质罐来存储能量。但是，这些都不是可行的选择。

虽然尚不能确定确切的电池类型，但可以肯定的是，电池将在为未来的生活提供动力方面发挥更大的作用。落基山研究所的研究人员在“ 突破性电池：推动清洁时代的发展”中写道： “早在2030年，对电池制造的巨额投资和技术的稳步发展已经引发了我们将如何为生活供电和组织能源系统的方式发生巨大变化。”电气化。