特斯拉供應鏈即將大爆發(2016-08-08 15:55:04 理財周刊)

文.高志銘

隨著電動車廠特斯拉(Tesla)與日本鋰電池廠松下(Panasonic)合資成立的超級電池工廠(Gigafactory)正式開幕,量產時程在即,對於上游正負極材料、隔離膜、電解液及關鍵金屬等原物料的需求量將大幅拉升,相關供應鏈營運可望迎來新一波成長榮景,點燃股價的多頭攻擊火種。

超級電池工廠是由特斯拉與松下合作興建,位於美國內華達州斯帕克斯市(Sparks)郊區,預計總投資金額為五十億美元,松下七月底宣布計畫發行最多四千億日圓(約合三八.六億美元)的企業債券來支應此投資,完工後佔地面積約高達五八○萬平方英尺(大小約一百個標準足球場)。

量產後一個打十個 成本再降三成以上

目標在二○一八年實現年產三五千兆瓦小時(GWh)容量的電池,二○二○年實現年產一○五千兆瓦小時(GWh)容量的電池(產能全開),完工後全年電池產能為全球電池工廠年產能的總和。

超級電池工廠自二○一四年六月開始動工,今年七月二十九日正式開幕(目前進度完工一四%),預計十一月開始投產,二○一八年將讓千瓦小時(KWH)電量電池組成本降低三○%以上。相較中國電池業者在正極材料多採用磷酸鋰鐵,特斯拉則使用松下提供的鎳鈷鋁酸鋰(NCA)三元材料。

Model S配備了三種松下一八六五○的鋰電池,容量分別為40KWH、60KWH、85KWH,整個電池包重量約為四五○公斤,電池重量能量密度約為二一一瓦時/公斤(Wh/kg),大於NISSAN Leaf的一五七Wh/kg。

Model 3則將使用的二○七○○高性能電池,搭載65KWH的電池組,體積及能量儲存空間是一八六五○電池的一.三三倍,重量能量密度為一.三五倍,可讓Model 3重量降低○.五噸,單次充電行駛里程約為二二五英里(約三六二公里)。

由於三元材料平均重量能量密度可達180Wh/kg,優於目前主流的錳酸鋰(LMO)及傳統的磷酸鋰鐵(LFP),近年已有多家電池廠積極導入開發。

超級電池工廠投產後,可望帶領三元鋰電池成為動力電池新技術主流,NCA及鎳鈷錳酸鋰(NCM)為代表的三元鋰電池,重量能量密度高、迴圈壽命及安全性能較好、價格相對便宜,是電動車動力電池最佳選擇。

隨著未來新能源乘用車開始放量,三元鋰電池占比將隨之大幅提升,進而帶動三元正極材料的需求。為了順應材料高能量密度、低成本的要求,將走向「高鎳低鈷化」趨勢,高鎳三元材料將成未來主流,進一步拉動三元材料需求。

估計在三元鋰電池二○一五年消耗鎳一九七三噸、鈷一○五六噸、錳一一七○噸。二○一八年,三元鋰電池需求量將達到34.8GWh,消耗金屬鎳二三七八五噸、鈷七○六七噸、錳七○六一噸。

去年底以來市場需求強勁 氫氧化鋰價格飆升近三倍

碳酸鋰用途較廣,主要應用於鋰電池、陶瓷及玻璃等行業,分為工業級碳酸鋰和電池級碳酸鋰兩種,碳酸鋰含量大於或等於九九.五%為電池級,低於九九.五%為工業級,電池級碳酸鋰主要應用於新能源鋰電池。

在新能源汽車高速發展及3C產品對電池容量不斷提升下,鋰電池在碳酸鋰需求占比快速拉高,二○一五年鋰電池對碳酸鋰的需求達到三九%,成為占比最高的行業。

電池級碳酸鋰主要用在鋰離子電池的正極材料生產,不同正極材料的電池所需電池級碳酸鋰用量不同,鈷酸鋰(LEO)電池用量最大,每一KWH消耗○.七二公斤的碳酸鋰,用量最小則是錳酸鋰(LMO),每一KWH消耗○.五一公斤的碳酸鋰。

進行跟蹤測算其對碳酸鋰需求的彈性。假設二○二○年全球新能源汽車銷量六百萬輛,乘用車占比八五%,三元鋰電池的需求量約為140GWh,對應碳酸鋰需求八.四萬噸,相當於二○一六年全球產量的四四%。

特斯拉使用的松下電池正極材料則都以氫氧化鋰為鋰源,由於其穩定性高,反應過程中不產生一氧化碳干擾物,有助於增大材料的振實密度,相比於碳酸鋰更適合作為三元正極材料合成的基礎鋰鹽。

在強勁需求帶動下,氫氧化鋰價格自二○一五年第四季度以來出現三級跳的走勢,從每噸約五萬元一度飆升至每噸十九萬元,漲幅更甚碳酸鋰。根據英國金屬市場研究機構Roskill的估算,二○一七年氫氧化鋰需求量將近四.九萬噸,占基礎鋰鹽材料比例從二○一二年的一二.五%增至三七%。

鈷價走勢將出現拐點 二○一七年供不應求

特斯拉為了確保原料供應無虞,積極建立自己的氫氧化鋰供應鏈,近年陸續與Pure Energy Minerals、Rare Earth Minerals及Bacanora Minerals等初級鋰礦商簽訂遠期採購協定,計畫以低於目前市價在未來採購氫氧化鋰,保證未來五~七年的原料供應,並緩解鋰價上漲的成本壓力。

鈷是一種銀灰色有光澤的金屬,有延展性和鐵磁性,因具有很好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能,是製造高溫合金、硬質合金、陶瓷顏料、催化劑及電池的重要原料之一。

根據美國地質調查局(USGS)統計,二○一五年全球鈷礦儲量七一七.三萬噸,依當年十萬噸消費量估算,開採年限將超過七十年。剛果、澳洲及古巴儲量居前三名,分別占比四七.四%、一五.三四%、六.九七%,鈷礦石產能集中在嘉能可、自由港、淡水河谷和歐亞資源等礦業集團。

就目前各機構對全球鈷供需預測觀察,今年將是鈷供需結構轉換臨界點。以國際鈷業協會(CDI)為例,今年至二○一八年鈷供給量分別為九.五九萬噸、十.二一萬噸、十一.○一萬噸,對照市場預估需求量分別為九.五五萬噸、十.六九萬噸、十一.四四萬噸,今年仍供給過剩四百噸,但到了二○一七年就變成供給短缺四八二○噸,屆時鈷價走勢將會出現拐點,並持續到二○一八年。

二○一五年全球正極材料市場中,中日韓生產商約占六○%以上,三元材料廠商同樣集中在中日韓,約占全球份額五○%以上,中國廠商則因進入三元材料行業時間較短,產品存在同質化問題,毛利率低於一○%,產品仍以中低端市場為主。

負極材料則是鋰電池產業中游的最核心的環節,目前主流的鋰離子電池均以碳基材料作為負極,相較於正極材料,負極材料的創新更難,碳基材料憑藉較高的工業成熟度和低廉的成本,幾乎佔據了整個負極市場,目前以人造石墨及天然石墨為主,兩者占比總合達九○%以上。

人造石墨加矽基材料 蔚為負極材料新風潮

天然石墨主要應用在3C消費類鋰電產品上,容量較高的人造石墨主要應用於電動交通領域,現階段負極材料研究的主要方向有石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、矽基材料、錫基材料、新型合金及其他材料。

松下20700高性能電池,其負極材料是在人造石墨中加入一○%的矽基材料,克電容量提升至550mAh/g,矽基材料的問題在於充放電後體積會膨脹到原來的三六○%,石墨只膨脹到一○%,而體積膨脹將造成顆粒粉化,迴圈性能差;活性物質與導電劑粘結劑接觸差;表面固體電解質介面膜(SEI)重複生長,消耗電解液和鋰源,迴圈變差等問題。可預期特斯拉率先採用後,將會掀起產業對矽基材料的研發及應用風潮。

二○一五年全球負極材料銷量達到十一.二七萬噸,產地主要集中在中國及日本,中國因石墨資源豐富,具有成本優勢,日本優勢則在於技術積累充分。

石墨負極材料屬於高性價比 未來二~四年仍是市場主流

日本負極材料的主要供應商是日立化成、日本碳黑、JFE及三菱化學等,前三者以人造石墨為主,三菱化學則以天然石墨為主。

中國負極材料主要供應商為深圳貝特瑞及杉杉科技,深圳貝特瑞以天然石墨為主,杉杉科技以人造石墨為主。由於中國負極材料產能較大,足以支應中國市場需求,正因供給不虞匱乏,導致負極材料價格逐年走低,二○一四年下跌約一○%,二○一五年均價下滑幅度在五%~一○%,導致負極材料市場規模增長緩慢。

考量中國廠商逐步擴大產能,加上新型負極材料的逐步研發,未來負極材料價格仍會逐年下降,預計到二○二○年前年均降幅七%。

受動力電池需求起飛帶動,二○一五年中國負極材料的需求增長最快的是人造石墨,又因人造石墨的均價高於天然石墨,造成負極材料市場結構上的改變,雖然整體價格逐年下滑,但產值增速卻接近產量增速。

由於石墨負極材料的高性價比,在未來二~四年內仍會是市場主流,預期年產量將維持二○%的增長速度。

美琪瑪及康普打入供應鏈 將是這波商機首波受惠者

回到國內來看,目前鋰電池材料供應鏈有正極材料的尚志(3579)、長園科(8038)、立凱-KY(5227)、美琪瑪(4721)、康普(4739)、台達電(2308);負極材料的中碳(1723)、榮炭(6555)、永裕(1323);電池隔離膜的明碁材(8215);電池電解液的聚和(6509);銅箔的金居(8358)。其中,美琪瑪及康普因已打入特斯拉供應鏈,預期將會成為超級電池工廠商機的首波受惠者。

美琪瑪透過本身金屬的採購能力,切入電池正極材料領域,二○一二年與日商戶田合資成立「美戶先進材料」,美琪瑪及戶田各持股五○%,美戶生產正極材料上游原料的硫酸鈷及硫酸鎳,美琪瑪銷售電池材料所需金屬賺取價差為主。

美戶客戶以日本住友(Sumitomo)占比六○%最高,住友生產的正極材料六○%是交貨給松下,甚至連Tesla電池新供應鏈三星SDI及LG化學也為其客戶,通吃Tesla電池正極材料商機。

由PTA氧化觸媒起家的康普,跨入正極材料的硫酸鈷、硫酸鎳及電子級硫酸等產品,透過松下打進特斯拉供應鏈,因應客戶需求已將正極材料產能擴產一倍,擴增第二條硫酸鎳產線第一季開始量產出貨,目前頭份廠二條硫酸鎳產線,配合訂單需求,也在積極提升利用率,強化長期利基。

負極材料方面,中碳將軟瀝青煉製成介相瀝青粉末,用作3C產品及電動車用鋰電池的負極材料,其介相石墨碳微球因品質佳,已成功打入日系客戶。為滿足強勁需求,中碳將投資四億元擴充高雄廠的介相瀝青產能,計畫二○一八年第一季起年產能將從五千噸提升至七千五百噸,同時也在屏東興建石墨化工廠,預計於今年完工第一期,碳化產品年產能二千噸及石墨碳化球一千噸;二○一九完成第二期後年產能將再倍增。

八月出貨Nissan Leaf 2 榮炭營運動能將爆發

下游廠榮炭憑藉本身對室溫製造的研究,生產出全中國最好的中間相碳微球(MCMB),也是唯一使用高階日本窯爐製造的供應商,讓生產線高度自動化。二○一五年透過天豐電源切入中國知豆電動車供應鏈,今年則將透過大阪瓦斯(OGC)切入Nissan Leaf 2供應鏈,取得獨家代工訂單,預計八月開始正式出貨。

電解液添加劑廠聚和,中國廠部分以韓系客戶為主要出貨對象,產能自二○一四年擴張後,效應開始逐步浮現,二○一五年中國轉投資已順利轉虧為盈。

PCB上游銅箔廠金居,積極佈局電動車鋰電池銅箔,可望年底開始發酵,目前已送樣兩家客戶,規畫明年擴增產能。

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