1、 從新能源汽車產業價值鏈看我國動力鋰離子電池產業的創新發展 本刊記者/羅貞禮一、問題的提出基于新能源汽車產業價值鏈的結構特點,提出和探討我國動力鋰離子電池產業的創新發展問題,有其重要的時代背景和實踐基礎,并受控新能源汽車發展過程中多種因素的綜合影響。1.國家新能源汽車發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展扶持政策(表1,新能源汽車現已上升為國家戰略并脫離了汽車產業本身的局限,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展階段。按照汽車產業調整和振興規劃的目標,2012年,新生產汽車中將有10%是節能與新能源汽車,新能源汽車產值有望達到5000億元。因此,新能

2、源汽車將成為中國“低碳經濟”最重要的著力點和中國經濟最重要的新增長點;尤其是隨著國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定及其相關文件和后續產業配套扶持政策的出臺,作為戰略性新興產業的節能環保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車7個產業,將在重點領域 集中力量加快推進,其中的節能環保、新能源、新能源汽車受到政策的推動力度將更加強勁,預計未來將進入全面加速與創新發展新階段。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汽車產業鏈基礎上進行延伸,增加了電池、電機、電控系統等組件,其中,電池

3、是新能源汽車產業鏈中最關鍵的環節之一,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,電池系統的占比最高,據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成中,電池占比37.8%左右。在純電動車成本構成中,電池成本高達60%。因此,新能源電動汽車的發展與動力電池息息相關,為了掌握電池的核心技術與降低成本,全球的主要車廠無不與電池廠商建立合作關系,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;而日產汽車的電池供應商是AUTOMOTIVE,分別由日產與NEC 集團投資五成;至于三菱汽車的電池供應商為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盟關系,已成為新能源汽車產業提高其自主創新能力、協同研制能力和規模管理效率,實現其跨企業、跨行業、跨國界業務合作發展的關鍵。3.鋰離子電池相關企業之間產業融合的促進作用一般而言,產業融合是指以數字技術和網絡平臺為基礎,為適應產業增長而發生的產業邊界的收縮和消失,產業之間的壁壘降低,不同行業企圖1 部分日系廠商與電池廠的合作

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

6、購協同、銷售協同、售后服務系統和物流協同等,更加注重產業鏈的協同和管理職能的協同。這也預示著我國動力鋰離子電池將進入產業鏈協同發展的新時期。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%日產三菱汽車(汽車廠(供應商(合作方三菱商事松下集團NEC表示“出資關系”注:表示“供應關系”表示“供應商是電池生產供應商”新材料產業NO.10 201067Advanced Materials Industry68 上有不同的參與角色,發揮著不同的作用,并獲得相應的利益。新能源汽車產業價值鏈涉及整車、鋰離子電池、充電站等多個相關產業。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、質量輕、循環壽命長、自放電率低、無記憶效應、無污染等優點,現已成為新能源汽車計劃實施中的重點技術和關鍵產業。目前,國內外眾多企業和跨國公司投入巨資建設鋰離子電池項目,通過在全球范圍內設置營銷服務、制造組裝、研發設計等中心,形成全球鋰電驅動電動汽車產業鏈,使得新能源汽車產業價值鏈(圖3,從最為核心的鋰離子電池業務展開并逐步延伸至電氣系統(驅動電機、控制系統、整車(乘用車、客車以及上游資源(鋰、稀土領域,并使新能源汽車的產業化和商品化市場競爭,從單一企業之間的競爭上升到了產業鏈之間的競爭。由部分A股上市企業構成的新能源汽車產業價值鏈見圖4。由此看來,如何進一

8、步加強行業規范與政策引導,摸索建立能兼顧新能源汽車產業鏈各方面利益的贏利模式,形成新能源汽車產業價值鏈的協同效應,已成為推進我國新能源汽車產業創新發展的當務之急。三、從新能源汽車產業價值鏈看我國動力鋰離子電池產業的創新發展1.從橫向維度加強產學研合作,構建動力鋰離子電池產業創新發展的技術平臺企業的有效創新活動,是一個以核心技術創新為基點、以技術的產業化生效為導向、以驅動產業整體協同發展和競爭力提升為根本目的的系統性過程。而動力鋰離子電池的研究,是一個涉及化學、物理、材料、能源、電子學等眾多學科的交叉領域。實用化的動力鋰離子電池一般包括:正極、負極、電解質、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、負極材料和電解質的物理化學性能直接決定了鋰離子電池的整體性二、新能源汽車產業價值鏈的結構特點1.產業價值鏈的概念及主要特點產業鏈是針對一系列相關聯的特定產品或服務,尋找導致這些產品滿足需求的,從原材料的提供到市場的銷售等等,前后順序關聯的、橫向延伸、有序的經濟活動的集合。產業鏈作為應對激烈市場競爭的一種新型組織模式,已成為當前獲得競爭優勢的主要組織形式。而產業價值鏈是產業鏈背后所蘊藏的價值組織及創造的結構形式,代表了產業鏈的價值屬性,反映了產業鏈更深層的價值含義,決定著產業鏈的經營戰略和競爭優勢。相對于價值創造的其它組織形式,杜義飛等

10、學者研究認為,產業價值鏈具有以下特點:產業價值鏈把價值鏈的思想和方法應用到產業層次上,考慮更宏觀的價值創造的組織形式;產業價值鏈提供了一種系統的方法,將產業鏈中各企業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;產業價值鏈給產業鏈價值的整合提供系統的方法,通過打通各企業的價值鏈,形成一個暢通的、統一協調的價值鏈系統;產業價值鏈使企業價值鏈之間產生協同效應,不同企業被整合到產業鏈的旗下,通過調整自己的產業鏈結構,以更好地融入產業鏈的價值體系,形成產業鏈的協同效應(“1+1>2”,即產業鏈整體業績好于兩個單獨企業業績的總和。2.新能源汽車產業價值鏈的

11、結構特點從現代工業的產業價值鏈環節來看,一個完整的產業價值鏈結構包括原材料加工、中間產品生產、制成品組裝銷售、服務等多個環節,不同環節圖3 新能源汽車產業價值鏈資料來源:財富證券注:CAN,全稱“Controller Area Nerwork”,即控制器局域網。鋰電相關電池材料行業電池模塊電機及控制模塊動力電池電池管理系統變頻調速控制器驅動電機整車控制系統整車控制模塊CNA總線整車產品上游中游下游充電車輛其它模塊 能水平。從目前的技術現狀看,構建動力鋰離子電池產業產學研合作創新平臺,主要是致力于加大動力鋰離子電池新材料和新技術開發力度,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化應用,培育出具有動力鋰離子電池核心競爭力的產品乃至產業。這種在政府引導下的產學研合作,已經成為我國動力鋰離子電池產業創新發展最重要的技術服務平臺。就知識產權而言,中國電池產業長期以來一直面臨國外專利的商業阻礙以及技術壟斷的干擾。為此,國內首家面向電池行業組建的產學研創新聯盟先進電池與材料省部產學研創新聯盟,開始了在知識產權保護方面的有益探索,該聯盟是由清華大學、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,聯合廣東省內先進電池與材料產業群的18家龍頭企業和內地8家高等院校共同發起組建,于2009年6月在深圳成立。另外,為解決新

13、能源汽車產業鏈上的動力電池問題,在北京市科學技術委員會、中關村科技園區管委會、中科院北京分院等單位的推動下,“動力電池產業聯盟”已于2010年3月31日在北京正式成立。“動力電池產業聯盟”是由中信國安盟固利新能源科技公司與北大先行科技產業有限公司共同發起,北汽福田汽車股份有限公司、北京中航長力聯合能源科技有限公司、清華大學、中科院理化所等20多家單位積極響應,共同致力于動力電池的產學研用相結合。而由國資委牽頭,16家中央企業組建的電動汽車產業聯盟也已于2010年8月成立。這些電池產業聯盟以電池行業核心技術創新為基點、以電池產業轉化創新為主線、以電池產業整體協同升級為導向,系統整合電池行業技術創

14、新優勢、資源要素優勢以及制度協同優勢,為實現中國式電池行業自主創新與轉化等多重優勢的整合,并為推動動力鋰離子電池產業產學研合作創新發展,發揮著重要的引導與示范作用。2.從縱向維度堅持專業化分工,奠定動力鋰離子電池產業創新發展的核心實力從專業化分工的視角來考察,現代產業集群的形成就是專業化分工的產物,是生產者為了降低專業化分工產生的交易費用和獲取由分工所實現的遞增收益,是增強自身創新功能、提高競爭力而形成的產業組織形式。就動力鋰離子電池產業來說,其產業鏈上的不同企業分工聯網在地域上集中,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化生產實現產業價值收益遞增,而且能夠提高交易效率,有效

15、地降低動力鋰離子電池產品的交易費用,并真正奠定動力鋰離子電池產業創新發展的核心實力。為此,中國工程院院士楊裕生教授就我國電動車專業化分工問題,專門提出了“電動技術產業”這一新產業名稱,明確定義“電動技術產業”就是以電動汽車的生產、運行為核心的高技術產業群,并從專業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、電控系統的生產與維修等;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、電池復用、資源再生等;供電設施類,包括供電設施、充電體系、充電服務等。為了增強“電動技術產業”今后持續發展的“后勁”,楊

16、裕生院士強調鋰離子電池是“電動技術產業”的核心,要特別加強研究比能量更圖4 由部分A股上市企業構成的新能源汽車產業價值鏈新材料產業NO.10 201069 高、壽命更長的安全動力電池,尤其要研發有自主知識產權的新材料、新電池體系。楊裕生院士從縱向維度提出的“電動技術產業”這一專業化分工思想,對于促進我國動力鋰離子電池產業創新發展,將具有特別重要的現實指導意義。從實踐層面,專業化分工促進我國電池產業創新發展也有多個成功案例。比如說,2008北京奧運會倡導“綠色奧運”環保理念,為新能源汽車發展提供了良好的契機,也帶動了動力電池產業的創新發展。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

17、來看,由北京理工大學孫逢春教授牽頭開發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、串并聯和充放電管理技術等電池產業協同發展問題,就自然迎刃而解了。如今,動力鋰離子電池技術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,而且隨著專業化分工深化,隔膜的國產化和磷酸亞鐵鋰的大批量生產,電池的價格還將下降,實現我國純電動汽車專業化經濟大發展已不存在技術問題、材料來源問題和過高的價格問題,完全能夠大踏步創新發展。3.從政策維度強化宏觀調控,實現動力鋰離子電池產業創新發展的內生需求中國作為世界“能源革命”和“產業革命”最重要的一個新興市場,目前我國動力鋰離子電池產業的市場需求內涵正在發生本質變化,正在從“工廠需求”轉向“公民需求”。“工廠需求”是外生需求,“公民需求”是內生需求。所謂“公民需求”,意味著拉動動力鋰離子電池產業發展的力量將主要來自國內居民的消費需要。這意味著中國的鋰電汽車市場內部,將形成以自身需求為拉動力的循環體系,中國鋰電汽車市場、鋰離子電池產業鏈相關企業,將會在全球競爭中具有更多的市場主動權,因為對于一個高速增長的市場需求空間經濟體來說,可以無需借助外部市場,通過本土市場需求容量對創新動力的引導,就可內在地培育出其本土企業的創新發展能力與內生需求。雖然擴大鋰電市場份額的關鍵是創新,包括產品創新、技術創新、制度創新和市場創新,但是市場這只“看不見的手”也存在“失靈”的問題,市場化導向在充分刺激動力鋰離子電池企業主體開展創新創造活動的同時,也可能帶來創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