新能源需要新材料成为“新风口”

2022-12-07 0 872

新能源产业集群布局的动作越来越快,如今,终于轮到了材料领域。

11月份,一家碳纤维复合材料企业“华渔新材料”获得千万融资,而就在今年5月份,它首次得到了第一次融资。据悉,因为车企的青睐,不少新材料企业手牵多个巨头伙伴,华渔旗下就有上汽、红旗、东风、小鹏、蔚来、长城、高合、吉利……

新能源材料产业链庞大又丰富,稀土、氟化工、锂电等五大基本板块一度奶活了无数下游企业。光福建龙岩市新材料能源企业就高达90多家,大概是受到整个地区的新能源氛围渲染,2021年,这个城市新材料新能源产业实现产值416.4亿元,增长33.1%;2022年上半年,实现产值284.7亿元,增长32.9%。

具体到某个领域的话,这些年新材料界的日子可谓顺风顺水。以汽车减重目标中最重要的碳纤维为例,2021年,光威复材、中简科技、中复神鹰、吉林碳谷、恒神股份5家碳纤维上市公司首次实现了全面盈利,碳纤维行业的国产化率也由2015年15%逐渐提升至2021年47%。

毫无疑问,新能源时代无数行业东风呼啸,同样也不差这一个。

新能源为什么需要“新材料”?

上世纪至今,先后用于汽车领域应用的新材料不计其数,有贮氢合金、石墨烯、超导材料、超塑性合金、无声金属、记忆合金……从整车材料构成比例来看,金属材料一直占比较高,为7成左右,近年来,又不断有新材料进入汽车工艺环节。

而新能源市场对材料的需求跟标准也在一个严苛的标准线上愈走愈远,这种收紧的供应现象其实也不难猜,从传统汽车到新能源汽车,造车时进化的工序制作,跟后期整个汽车消费环境对汽车的要求都在渐渐具象化起来。

时至今日,新能源汽车的种种更迭已经不单单只局限在电池身上,造车逼近下一波科技鸿荒,属于车身上的每个部件都跟着向更轻量化的方向靠拢。坦白来讲,电动车的续航问题一日不解决,很多新型材料的市场热度就一日不会消减。

新材料的应用能给新能源汽车带来什么?首先就是减重,减重跟电车续航直接挂钩是毋庸置疑的,特别是在低温天气。数据显示,电动车在冬天的充电时长甚至要增加七成,而低温行驶过程的续航能力一度能跌掉30%至50%。

电池问题迟迟没有完成优化,只能曲线救国,减少车身重量。电动车的整体重量不比传统燃油车轻,特别是电池、电机、电控“三电”取代了传统燃油车的动力系统,很多情况下,整车重量反而增加。

有媒体统计过,国内的电动乘用车相比全球电动车的平均重量,普遍偏重10%-30%,电动商用车普遍偏重10%-15%。具体来看吉利旗下同类型的帝豪GS,电车就足足增重了220KG。这算是新能源市场继电池续航以后的另一心头大患。

曾经有机构测评过,纯电动汽车重量每降低10kg,续航里程可增加2.5km。电池跟车身减重共同构成了未来新能源汽车续航的重中之重,首选的铝合金、弹性最大的镁合金、最理想的碳纤维皆是汽车新材料中的宠儿。蔚来汽车曾经用一款碳纤维增强型塑料电池外壳,比传统铝或钢制电池外壳轻了40%,热导率比铝低200倍。

据悉,碳纤维的密度是铝合金的1/2,强度却是铝合金的8倍,碳纤维复合材料可降低汽车电池箱体64%以上的重量,应用到底盘,甚至可以减重40%。车重每减10%,便可降低6%到8%的油耗,降低5%到6%的排放,在同样用油情况下,一辆车每小时可以多开50公里。

国内的汽车轻量早就踏入规模市场,仅仅是底盘的轻量化,其增速就高达6年6倍,市场规模将由2019年的46亿元上升至2025年的320亿元;而铝电池盒、副车架市场规模将极速扩容至180亿元、75亿元,CAGR分别为31%和55%。

未来,各种新材料将一发不可收拾,而这不仅仅是整个造车圈主动去契合的一种趋势,更是新能源大环境为车企提前规划的一个伏笔。例如在《节能与新能源汽车技术路线图》里就曾提到过,碳纤维到2030年,占车重的比例要达到5%。

造车圈的命运早就与整个新材料领域紧密相连,任何一个角落风吹草动都有可能给前者带来波折。

新材料的成本“攻坚战”

当然,不是每一家新能源车企都能轻松实现新材料自由。

由于大部分新材料的成本、技术、资本的壁垒都不是很低,导致造车领域的应用情况严重不均衡。以碳纤维为例,基本只有豪车或者头部车企在投入使用,就目前来看,国内碳纤维用于汽车行业仅有2%,就算是全球范围内,汽车在这行的应用占比也不到9%。

至于到底有多贵?碳纤维的价格一般在120-200元/Kg,也就是说,随着造车领域对新材料的依赖,往后要想日子轻松,先要解决新材料的成本,而根据计划,汽车用碳纤维的成本在2020、2025、2030的每一个阶段要比上一阶段降低50%。

如果按照这个数字来计算,到2025年,碳纤维的成本就变成60-100元/KG,2030年将降低至30-50元/KG,这个价格基本能被大部分车企接受。新材料的成本焦虑始终伴随着应用普及,除了汽车圈,信息技术、生物技术、新能源、绿色环保以及航空航天、海洋装备……这些领域也嗷嗷待哺。

不可否认,新材料的成本根源一在技术,二在市场。事实上,这些年国内对于新材料研发的重视在产业化的追逐下逐渐倍增。公开资料显示,汽车新材料与应用专业委员会专家队伍已扩容至42位,其中来自整车主机厂22位,零部件总成6位,大学科研院所14位、其他相关机构。

技术方面从人才储备便开始着力下手,头部企业的研发投入明显提高,以碳纤维行业头部企业光威为例,其每年的研发经费已经在11%以上。光威所在的整个威海临港区在碳纤维方面的研发投入都不可小觑,公开资料显示,数据显示,今年以来,该区省级以上研发平台总数达到37家,碳纤维产业研发创新平台就占据了8家。

市场规模方面,2019-2021年我国碳纤维运行产能呈不断上升趋势。2021年,我国碳纤维产能上升至6.3万吨。技术优化后带来的市场产能可以大大缓解供应链中的溢价焦虑,事实上,碳纤维只是新材料成本攻坚中的冰山一角,还有不少面临最基础的行业成长。

高端热场材料是最典型的一个,这个领域本身的企业参与不算太强,一直以来,国内的热场材料都依赖海外进口,德国、日本、美国等头部企业的定价权相当较高。但从2019年开始,国内也渐渐朝着这个领域涉足。

截至目前为止,国内热场材料有80多家,不过大部分都集中在5000万以下的小规模企业,真正的大型企业还未被孵化。种种迹象显示,想要打下新材料的成本,上下游所有环节都还有很长的路要走。

新能源造车还有多少难题?

尽管目前的造车圈口碑跟资本都已远远不如从前疯狂炙热,但想要一门心思涌进来的活跃者依旧数不胜数。国内造车除了头部的蔚小理,以及在市场上崭露头角的哪吒威马等,至少还有50多个新品牌挣扎在这片喧嚣的土壤之上。

值得注意的是,历经上一轮的资本沸腾,下一轮的造车难易与否跟钱关系不大,而是集中到科技的灌输与表现力上,最明显的变化就是头部新势力渐渐被手握核心技术的传统车企压倒。以今年9月份为例,9月份,比亚迪月销量突破20万辆,吉利、广汽埃安月销量也达到了3万辆的级别,长安、奇瑞突破2万,而新势力月销量最高的哪吒汽车不过1.8万辆,小鹏汽车甚至只剩下了8468辆。

新能源需要新材料成为“新风口”

坦白来讲,新势力之所以被传统车企逼近的理由无非就技术重心的偏移,在前者持续押注智能驾驶,人车一体的酷炫的体验时,传统车企的精力始终停留在电机、电机、电控等关键领域,比亚迪能一骑绝尘,旗下的刀片电池跟超级混动DM-i系统等核心技术贡献了最大功劳。

智能化跟电车的本质发展,究竟哪一个更重要?从技术角度来讲,汽车智能网联的门槛不算高,这就牵扯出当前造车圈频繁被人诟病的同质化问题,曾经有媒体统计过,诸如L2+级别辅助驾驶、气囊及气帘保护、智能语音交互等特色早就泛滥成灾,哪吒、欧拉、威马、上汽飞凡、零跑等多个新能源车品牌在某些功能上堪比复制粘贴。

从消费市场的角度来看,国内新能源汽车消费归根到底还是心系本质问题。艾媒调研数据显示,41.7%的中国消费者,对新能源汽车不满意的因素是续航能力差,36.7%的中国消费者,对新能源汽车不满意的因素是配套设施不完善。

一句话,还是续航更重要。

诚然,造车遭遇技术瓶颈后,只能用智能化来弥补科技在汽车工业发展中的存在感无非就是续航技术迟迟没迎来新突破。新能源电池究竟还能不能在更上一层楼?如今的主流动力电池为三元锂电池和磷酸铁锂电池,但碳酸锂不仅价格成本居高不下,电池安全性高且密度和性能也陷入难以提升的漩涡。

而电池的突破或许跟新材料的应用有加大关系,蔚来新能源汽车发展的主攻方向就是采用新的超导体材料,一直被认为比碳酸锂在储电量、使用寿命长、充电速度方面优势更强的石墨烯也开始备受关注。

绕来绕去,造车势力折腾了一圈,值得庆幸,终于又重新回到初心之地。

道总有理,曾用名歪道道,互联网与科技圈新媒体。同名微信公众号:道总有理(daotmt)。本文为原创文章,谢绝未保留作者相关信息的任何形式的转载。

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