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      五大“賽道”:新能源汽車的新機遇丨商學院觀察

      李縝、劉勁2022-03-18 19:06

      文\李縝、劉勁

      新能源汽車的發展在中國和全球達成碳中和的路徑中扮演著重要的角色,新能源汽車從十年前全球總銷量幾萬輛的水平,發展到2021年全球銷量近650萬輛,取得年化57%的復合增長,僅中國市場的銷量就達到了352萬輛。

      近兩年新能源汽車的發展速度明顯加快,如歐洲市場的新能源汽車滲透率從2019的3.6%提升至2021年上半年的14%;中國乘用車新車市場的新能源滲透率近幾個月都在20%左右,而2021年以前該數據從來沒有達到過10%;新能源發展相對較慢的美日市場也明顯提速,美國的滲透率從2019年的1.9%提升至21年上半年的3.2%。

      結合各國政府的新能源規劃和主要車企的電動化時間表,我們預計2030年主要市場的新能源滲透率可能會達到40%至50%的水平,至2050年左右基本完成新能源汽車對傳統燃油車的替代。

      新能源汽車發展的猛烈勢頭從相關公司在資本市場上的火熱表現可見一斑,領頭羊特斯拉市值一度超過1萬億美元,超過豐田、大眾、通用、現代、福特、寶馬這6家老牌車企之和;中國的造車新勢力蔚小理三家市值合計一度超千億美元;而動力電池領域的龍頭寧德時代市值也已超過了中石油,這些強烈的對比告訴我們新能源汽車的時代已經無可置疑的來臨,并且蘊含著巨大的商業價值。

      汽車產業具有長鏈條、大生態的特點,比如寶馬在全球有分布在70余個國家的12000余家供應商;下游的銷售維保方面,中國有近3萬家4S店和超過30萬家的維修保養公司,就業人口近300萬人。所以新能源汽車的發展不光影響著造車行業本身,對其上下游產業鏈、相關生態都有著深遠的影響,也帶來了許多新的“賽道”機會。我們的研究發現主要有五個:

      第一大賽道:

      動力電池產業井噴式的發展

      新能源汽車發展拉動的最直接的“賽道”是動力電池產業。動力電池在新能源汽車的成本結構中占比約40%左右(對于中低端車),是決定汽車性能和綜合成本的核心因素。新能源汽車取得現在高速發展的大好局面,最直接的原因是新能源汽車成本的下降和性能的提升取得了相對傳統汽車的市場競爭力,而新能源汽車的性能提升、成本下降主要是由電池的技術進步和規模制造驅動的。從整個行業的平均水平來看,過去10年電芯能量密度大約翻了3倍,成本下降了近90%。

      伴隨著新能源汽車產業的快速發展,動力電池產業迎來了巨大的發展機遇,預計2030年全球的動力電池市場規模將超過3000GWh,是2020年全球裝機量的20倍以上。此外,動力電池企業還有一個巨大的發展驅動----來自于儲能的需求。伴隨著能源供給端的結構調整(光伏、風能等占比不斷提高),儲能產業也迎來了巨大的發展機遇。我們預計2030年全球儲能市場對電池的需求在1000GWh左右。動力電池產業本身也是一個很大的產業生態,其崛起又拉動了很多相關的小“賽道”,從電池生態鏈最上游的鋰鈷鎳礦產資源、磷化工到正負極材料、隔膜、電解液領域再到設備制造、電池回收等相關產業。

      中國動力電池產業的發展令人振奮,在全球范圍內有著頂級的競爭力:近兩年中國企業的出貨量能占全球一半左右;中國動力電池產業有著全球最完善的產業鏈,如2021年中國企業在負極材料和電解液領域占全球的市場份額均達86%,不過在最上游的礦產資源方面對外依存度還比較高,這對產業的未來發展可能是一個挑戰;近兩年寧德時代、國軒高科等頭部的中國動力電池企業已經走出國門在海外布局建廠,可以預見未來中國動力電池產業會出現幾家對全球新能源汽車供應鏈有著巨大影響力的大型跨國企業。

      第二大賽道:

      新能源汽車進入戰國時代

      新能源汽車的發展深刻的影響了“造車”這個賽道。近些年我們見證了特斯拉的快速崛起,從一個門外漢成為汽車業巨頭;我們看到中國的蔚來、理想、小鵬、威馬等造車新勢力和埃安、極狐、嵐圖、極氪等獨立運營品牌以及美國的Lucid、Rivian等新公司富有活力的成長;看到華為這種科技公司以某種極具野心的方式跨界切入造車領域。這是傳統汽車制造業從未發生過的局面。

      傳統燃油車的結構相對復雜,技術門檻高、專利壁壘厚,發動機、變速箱、底盤技術、整車安全性能等交織的技術/工程難題共同構建了很高的行業進入門檻。此外,燃油車的銷售、維保養模式具有一定的網絡效應,這也令小型企業很難參與競爭。以美國市場為例,從汽車行業誕生到二十世紀70年代日本車進入美國市場之前,美國三大汽車公司通用、福特、克萊斯勒一直占據著80%以上的市場份額。特斯拉誕生之前,幾乎沒有新的汽車公司可以在汽車市場挑戰成功。

      新能源汽車把發動機、變速箱、油箱變成動力電池、電機和電控系統,大幅降低了汽車制造的復雜度。比如汽車發動機的活動部件數有2000余個,而電機只有20個左右。這種轉換也令傳統巨頭的專利、知識積累的價值大打折扣。

      造車門檻的降低對汽車行業的競爭格局有著深刻的影響,燃油車時代穩固的市場格局面臨重新洗牌,電動車時代汽車品牌將會百花齊放。一個證據是雖然頭部的電動車企增長普遍非常迅速,但從2019年至2021年上半年,全球前十新能源汽車企的市占率反而從63.2%降至了56.7%。在百花齊放的過程中新勢力、舊勢力都有機會,新勢力車企往往具有互聯網產品思維,在產品架構上也沒有歷史包袱,在科技感、智能化方面往往有大膽的嘗試和亮點;傳統車企雖然普遍在電動化、智能化上起步較晚,但到現在也基本都看清了形勢,普遍規劃投入大量的資源進行轉型。比如大眾計劃未來5年總共投資1590億歐元,其中890億歐元用于軟件和電動汽車等技術,在2030年將純電動車型提升到50%,到2040年實現全面電動化豐田宣布到2030年將投資約700億美元用于電氣化技術開發和設備投資,其中50%投資在純電動領域。

      造車門檻的降低也給中國車企帶來了彎道超車的歷史性機遇。由于中國的產業政策支持,中國的新能源汽車市場和產業都得到了先發優勢,這種先發優勢的價值是巨大的?,F在中國有全球最大的新能源汽車市場、多家有特點的新勢力或傳統車企支持的新能源造車企業、全球最完善的動力電池產業鏈、華為和百度等提供智能化基礎設施的本土巨頭。我們相信在這些優勢相結合下,中國的新能源汽車企業未來大有可為。

      第三大賽道:

      汽車的電子化/軟件化是個大趨勢

      除了電動化,汽車的電子化、軟件化是新能源汽車發展的另一個大趨勢。在上世紀70年代,軟件和電子系統在汽車成本中的占比僅為3.6%,到2020年這一比值則高達35%。相比于燃油車復雜的機械系統和電控系統配合,電動車由電池、電機、電控組成的“三電”系統使得車輛的控制邏輯更加簡單,信號的傳輸更加便捷,對電壓和電流的控制也更加靈敏,天然的比燃油車更匹配汽車電子化、軟件化的發展。

      對于一輛新能源汽車,汽車電氣架構中最主要的是車輛控制系統、智能駕駛系統和智能座艙系統。車輛控制系統負責底盤驅動、制動以及車輛安全,指揮汽車完成基本的行駛功能;智能駕駛系統和智能座艙系統則專注于實現汽車與運行環境、汽車與人之間的智能交互,支持汽車從單純的交通工具向智能移動終端升級。所有這些系統,都需要靠芯片、軟件、算法等結合來實現功能。

      從電子硬件角度,汽車已經被武裝成一臺“計算機”。以華為的汽車產品規劃為例,一輛新能源汽車需要用到多種芯片:麒麟芯片(SOC)、昇騰芯片(AI)、鯤鵬芯片(CPU)、巴龍(5G)和眾多電子元件上的MCUs(微控制單元)芯片。不同芯片是為了滿足汽車駕駛、控制、娛樂所需要的越來越多元的計算需求,其中最重要的一類計算需求是處理汽車上配置的越來越多的攝像頭、傳感器收集的大量數據。比如2021年新發布的蔚來ET7,自動駕駛域控制器內部除了配備4顆英偉達Orin SoC,還同時配備了33個高精度傳感器:1個激光雷達、5個毫米波雷達、12個超聲波傳感器及11個高清攝像頭。據估算未來對于L4等級的自動駕駛,一輛汽車每秒需要處理的數據量高達40.8億字節,換算一下大約等于9臺iPhone 12的算力。這帶來了巨大的硬件市場空間,預計2030年汽車芯片的市場規模增長將達到1150億美元,約占到整個芯片市場的11%。

      從軟件角度,汽車已經是高度軟件化的產物。汽車芯片提供了算力,需要軟件、算法把這些算力的價值發揮出來?,F代高端汽車車載系統所需的代碼行數高達1億行,相比之下波音787所用代碼行數僅為650萬,F-35戰斗機僅為2400萬。隨著汽車的智能化,車輛控制系統需要更敏捷的反應和控制能力,智能駕駛系統需要更為精準安全的算法,智能座艙系統需要支持多樣化的應用與服務,從這個角度上,汽車確實在變得越來越“軟”。這也是為什么一些從互聯網跨界造車的“新勢力”取得了不錯的成績,因為這些公司有很強的軟件開發能力;另一方面,軟件能力可能也正是傳統車企最大的短板,軟件化/智能化轉型對于傳統車企的挑戰不低于電動化轉型帶來的挑戰。

      第四大賽道:

      自動駕駛的逐漸成熟

      自動駕駛是隨著新能源汽車發展而對人類的出行交通帶來重大變革的一個重要賽道。為了“駕駛”,整個社會付出了大量的人力、時間、金錢成本。中國駕照持有者數量約為4.1億人,假設每人學車和練車花100個小時,這些時間加起來就是460年;假設駕照持有人平均每人每年花50個小時開車,按中國最新人均工資測算,相當于全社會浪費了8600億元的產出;中國約有近300萬出租車司機,3000萬以上的網約車司機,3000萬以上的貨車司機,大量的人力作為專業駕駛員;在物流成本中司機的成本要占到10%。林林總總的數據,都能看出來一旦駕駛自動化,會降低多少社會成本。

      據測算,以五年運營周期記,自動駕駛出租車可相比網約車運營成本共計低約33萬;根據另一組測算,美國社會如果自動駕駛滲透率達到10%,全社會每年能夠節省377億美元;假設自動駕駛汽車超過90%,美國每年能夠節省4471億美元社會成本。

      自動駕駛不光是節省了司機的人力成本,對社會資源和交通效率也會有明顯的提升,比如改善擁堵和事故發生率。2021年第三季度,特斯拉Autopilot自動輔助駕駛技術參與的駕駛活動中,平均每800萬公里行駛里程發生一起碰撞事故,同期美國境內車輛平均每78萬公里行駛里程即發生一起交通事故,安全水平高了10倍有余??梢灶A計,隨著自動駕駛技術的發展,這種優勢會不斷的放大。

      據預測,全球具備L3級別及以上自動駕駛車輛出貨量有望從2020年的3.2萬輛增長到2024年的86.3萬輛,年化增長128%。與此同時,自動駕駛已經開始在無人駕駛出租車、無人配送車以及長途貨物運輸等場景開始落地應用,如國內的百度、安途、滴滴、文遠之行、小馬智行等均已推出無人駕駛打車業務,步入試運營階段。

      第五大賽道:

      汽車生態系統正發生翻天覆地的變化

      最后一個賽道是除了以上四點,新能源汽車的發展對汽車生態系統帶來的其它重要變化。上游的能源供給在從石油變成電力;汽車的補能方式相應的在從加油變成了充電、換電,產生了充電樁、換電站、電池回收等新興產業。下游的汽車銷售與服務方式也在發生變革。

      作為新能源汽車補能方式的主流,近幾年充電樁數量保持了持續高增長,截至2021年底,全國充電基礎設施保有量達261.7萬臺,過去5年復合增速達65.3%。車樁比則從2015年的7.8:1下降到了2021年的3:1。隨著新能源汽車加速滲透及車樁比的降低,預計到2025年,我國充電樁市場規模將達2500億元。充電技術水平也在持續發展,據各主流車企的規劃,在2025年前后能實現800V快充,每次充電時間可以達到接近于燃油車加油的效率。

      與此同時,我國換電站數量也在快速增長,截至2021年底為1298座(其中蔚來777座),同比增長134%。由于現階段充電樁依然存在充電耗時較長、對土地、電網要求較高等問題,換電模式憑借其便捷性與之形成場景互補,同時配套的電池租用商業模式降低了用戶的初始購車成本。隨著蔚來、北汽、東風等整車廠的路線選擇及寧德時代等電池企業標準化方案的發布,換電市場有望迎來高速增長,有機構預計2025年國內換電站將突破2萬座,運營市場規模有望達2600億元。

      動力電池的壽命一般是5-8年,電池回收可以將退役后的電池材料提取出來二次利用。隨著新能源汽車的普及,未來“退役潮”的來臨,會讓電池回收變得愈發重要。據機構預測,2020年我國退役的動力電池約為20萬噸,但2025年將快速增長到78萬噸。截至2021年9月,全國共有171家動力電池回收企業,在各地建立了9985個電池回收據點。國內的新能源企業中,已有不少企業建立回收利用一體化的工廠,比如作為寧德時代、國軒高科等。

      新能源汽車的發展也令汽車的銷售和服務市場發生巨大的變化。一方面,電動化使得汽車零部件大幅減少,維修保養的需求降低。傳統燃油車的零部件數量高達10萬個,僅發動機就需要1萬多個零部件;而電動汽車總零件數量約1萬個,僅為燃油車的十分之一。與傳統燃料汽車相比,電動汽車零部件數量更少,無需更換機油,無需管理發動機等,因此也較少發生機械部件故障,服務接觸點減少。據估測,與同樣車齡的燃油汽車相比,電動汽車的售后維保支出會減少多達40%。而傳統4S店60%的利潤來源于維修服務,顯然新能源汽車要求汽車后市場做出商業模式的調整。

      另一方面,智能化/軟件化在改變汽車的維護和升級方式,很多的性能優化和問題修正可以通過遠程軟件升級(OTA)的方式進行。一個典型的例子是特斯拉Model 3推出后存在剎車距離過長的問題,傳統上解決類似問題的方案通常是大規模召回或是通過4S店對零部件進行更換。然而特斯拉的工程師通過OTA的方式對系統進行了升級,制動剎車距離縮短了6米,大幅提升了行車時的安全性,在幾天之內便解決了這一問題。

      所以我們能看到造車新勢力往往配置了更輕便的銷售服務網絡,隨著傳統車企的電動化轉型,其銷售服務網絡勢必也需要做出模式的優化。

      正在發生的新能源革命是一場可以比肩互聯網革命的全球歷史性大變革,新能源革命是解決全球變暖這一人類生存發展重大挑戰的主要手段。而新能源汽車的發展在整個新能源革命中扮演重要的角色。

      新能源汽車的發展深刻的影響著很多相關產業,會促生一些全新的賽道:如動力電池及其上游產業;會改變一些賽道的競爭格局和商業邏輯:如造車本身和汽車后市場;會和一些賽道互相促進,共同發展:如汽車的電子化、軟件化到自動駕駛。新能源汽車的發展和其所影響的這些賽道將會在未來幾十年內都是全球經濟發展的主線之一,是全球達到碳中和目標的重要手段,也是中國汽車產業及相關產業鏈彎道超車、崛起若干有全球影響力企業的重大機遇,也影響著我們每個人的日常生活?!?/p>

      (李縝系國軒高科董事長;劉勁系長江商學院教授)

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