“卡脖子”的铜箔制造关键设备:阴极辊,国产突破,龙头扬帆起航
(报告出品方/分析师:广发证券 代川 范方舟)
一、阴极辊:“卡脖子”的铜箔制造关键设备
阴极辊是铜箔制造中生箔工序的核心设备之一。锂电铜箔制造工序主要包括四大步骤,主要包括溶铜-生箔-后处理-分切四大工序。

具体来看:
(1)溶铜工序: 主要包括电解液制备,在特种造液槽罐内,用硫酸、去离子水将铜料制成硫酸铜溶液,为生箔工序提供符合工艺标准的电解液。
(2)生箔工序: 在生箔机电解槽中,硫酸铜电解液在直流电作用下,铜离子获得电子于阴极坤表面电沉积而制成原箔,经过阴极辊的连续转动、酸洗、水洗、烘干、剥离等工序,并将铜箔连续剥离、收卷而形成卷装原箔。
(3)后处理工序及分切工序: 主要是对原箔进行酸洗、有机防氧化等表面处理工序后,再根据客户要求进行分切、检查包装等。

阴极辊又被称为锂电铜箔生产的心脏,质量直接决定铜箔的档次和品质。
从原理上看,锂电铜箔的生成实质是铜离子在阴极辊表面的电沉积结晶结果,是一个与电流 分布密度相关的复杂过程,包括铜离子扩散至阴极表面、铜离子在阴极放电还原成为铜金属原子、铜原子在阴极上排列成一定形状的金属晶体。
所以想要得到厚度均匀的铜箔就必须保证铜离子能够在阴极上均匀沉积,即电流在辊面的均匀分布至关重要。
实现这一技术关键的唯一途径就是保证阴极辊辊面材料的微观组织均匀细小。

阴极辊是锂电铜箔之母,原因在于铜箔是铜离子在钛筒表面沉积而成。
铜离子在阴极辊表面金属晶体结晶形式的延续,铜离子电沉积在钛晶格上,并由此为形核点,形核生长成铜晶体,长到一定厚度成为宏观上的箔材。阴极辊表面的光滑平整程度、微观钛层的晶格大小、形状排列不同等会直接影响其电化学性质,因此阴极辊晶粒度等级差异大,高品质阴极辊制作难度高。
关键技术-钛辊: 钛辊的钛晶格主要用来沉积铜离子,形核长成铜晶体,宏观层面上形成箔材。钛辊表面粗糙度越高,晶粒越细小,电解沉积的铜层就容易形成晶粒细小、超薄韧性的箔材。


行业发展历程:发达国家技术领先,日本公司占据市场主导地位。
锂电铜箔在上世纪30年代起源于美国,但是从20世纪80年代后期开始,日本在美国先进设备基础上,根据铜箔生产的具体要求,不断改进生产设备及铜箔工艺,逐渐取代了美国在锂电铜箔领域的世界霸主地位。
20世纪90年代初期,日本单台阴极辊生产能力就已经达到相当于4000吨/年的大型锂电铜箔生产工厂,而国内很多锂电铜箔厂家如今依然很难实现这样的生产能力。
20世纪以来,随着我国PCB工业化生产迅速发展,覆铜箔基板材料(CCL)需求的大幅度攀升。同时,随着电子工业和多层印刷电路板技术的发展,更薄的铜箔(小于12μm以下)需求量近年来迅猛增加,尤其是2018年以来国内环保新能源汽车的大力度推广应用,锂电高档锂电铜箔供不应求,在可持续发展理念持续发展中,需求量呈现持续增长态势。
从铜箔的生产技术发展来看,美国率先掌握尖端研发技术并持续保持优势,但是日本后来居上并逐步垄断了铜箔生产的先进工艺技术。
尽管尖端铜箔产品的研究开发能力以美国最强,但由于美国铜箔企业直接或者间接被日本公司控制,日本公司在铜箔的批量化生产、现场智能化生产及整体工艺技术水平等方面仍具备显著优势。

对比海外,目前国产替代的阴极辊在技术上逐步接近。
根据任利娜等在《精密工程仪器》发表的论文《锂电铜箔用阴极辊的研究进展及发展趋势》,阴极辊辊面一旦氧化,就需要停机进行抛光修磨。
日本阴极辊晶粒度更高,可以达到12级以上,国内目前最好的可以达到9-10级,大部分为7-8级。
日本阴极辊的材质采用合金钛,钛里面参有合金后暴露在空气下可抗氧化的时间更久,因此日本阴极辊抛光修磨的间隔时间大于国内生产的阴极辊。
因此对比来看日本的产品使用效率更高、品质更好。但目前日本厂商的阴极辊缺货,且厂商扩产速度慢,因此国内阴极辊供应商在本轮需求上升过程中有望实现进口替代。

阴极辊表面钛筒的生产工艺分为旋压工艺和焊接工艺两种技术路线。
后者是目前更为主流的工艺。根据高工锂电网,阴极辊的制造难度非常大,产能小,未来铜箔产能扩增也受制于该设备的交付能力。目前业内主要有日本和中国的两种技术路线。
日本企业采用传统的卷焊生产工艺将钛板材焊接在一起,在后期对焊缝进行修复处理,特点是晶体组织在钛板材阶段控制均匀,制成辊后保持一致焊缝为异形晶体组织,需要修复。
中国企业则采用旋压法生产工艺将空心钛锭旋压一次成型压出无缝钛筒,其特点是无焊缝影响,但内壁由厚变薄,幅宽方向拉伸,晶体结构旋压过程发生变化,一致性控制较难。
中国通过旋压工艺新路线突破阴极辊技术垄断,航天四院、洪田科技等龙头公司取得批量订单。根据西安航天基地公众号,早在上世纪90年代,7414厂就依托航天焊接、旋压技术进入了铜箔设备制造行业。不过,当时的铜箔设备只能依据国外技术图纸进行加工制造。2016年5月1日深夜,国内首台自主制造的2.7米阴极辊诞生。
次日,产品如期交付用户。 在河南一家厂房内,中外双方研制的这种设备在同一车间投产使用,生产出的铜箔接受同一台仪器检测。
一项项数据分明地显示着,7414厂制造的阴极辊所产出的铜箔,从质量到外观丝毫不逊于外国设备加工的产品,而且依托航天旋压技术旋出的无缝钛筒阴极辊更优于国外的焊接有缝产品。

从技术角度来看,两种技术路线各有优缺点,但由于日本进口设备昂贵且交付周期长,售后服务及时性不能保证,加上国产设备产品性能不断提升。因此近年来有越来也多铜箔企业开始采用国内阴极辊等设备,国产替代进口渐成趋势。
根据航天科技产业公众号,近日,中国航天科技集团有限公司四院7414厂铜箔装备阴极辊(铜箔生产设备核心部件)在去年10个月落单18亿元的基础上,再次与华友控股集团成功签订30万吨锂电铜箔装备采购战略合作协议,有望取得进一步突破。

二、锂电铜箔需求上行,阴极辊国产替代扬帆起航
(一)锂电池持续扩产推动锂电铜箔及设备需求持续提升
1.锂电铜箔是锂电池重要的部件
锂电铜箔是影响锂离子电池能量密度的关键材料。根据 MDPI 上发表的论文,铜箔占锂电池成本为 4%,是负极材料中的额重要组成部分。负极材料在锂电池成本中达 24%,而铜箔占负极材料成本的 17%,是影响电池质量能量度的关键原料。

锂电铜箔性能对于锂电池品质具有重要影响,铜箔轻薄化可提升锂电池能量密度。
铜箔按厚度可以分为(大于 70μm)、常规厚度铜箔(大于 18μm 而小于 70μm)、薄铜箔(大于12μm而小于18μm)、超薄铜箔(小于12μm)以及极薄铜箔(小于等于6 μm)。
近年来锂电池技术致力于提高能量密度,而更轻薄的锂电铜箔有助于减轻电池重量进而提高锂电池能量密度,从而成为锂电铜箔的重要发展趋势。头部动力电池厂商自2018年起逐步向 6μm 及以下极薄铜箔相关电池制造工艺切换。

锂电铜箔呈现轻薄化趋势,技术仍在持续迭代演进。
国内下游市场对锂电池铜箔厚度薄型化的需求不断提升。在电池厂的推动下,国内铜箔厂家对不断追求锂电铜箔的轻薄化。
根据中国电子铜箔资讯网,2020年,国内可大批量生产 6.0μm 锂电箔企业,由2019年 9 家增加到 23 家。有 7 家铜箔企业(5 吨产量以上的量产规模的企业)4.5μm锂电箔在2020年已开始实现量产,其中广东嘉元(2116吨)、诺德股份(1652吨),年产量超过千吨。从2017-2020年国内锂电铜箔各规格产量可以看出,小于 8μm 的锂电铜箔产量增长高于10μm 的铜箔,2020年 4.5μm、6μm 和 8μm 的产量占锂电铜箔总产量达到了3%、34%、44%。


2.需求驱动锂电铜箔行业扩容,阴极辊等设备国产化缓解供给瓶颈
新能源电池扩产推动锂电铜箔需求高增长。随着新能源汽车渗透率的加速提升,全球部分知名汽车公司开始向新能源汽车转型。新能源汽车发展的核心在于电池技术,目前中国锂电扩产趋势明显,国内2022-2025年锂电新增产能根据各公司扩产公告预计持续增长。
电池技术的核心在于基础材料,而锂电铜箔正是这一进程中不可或缺的重要材料之一。目前,全球铜箔需求量急增,产品价格持续上涨,头部企业受限于铜箔产能不足,导致国内外铜箔供需紧张,严重制约了动力电池的产量。

我国锂电铜箔产能快速增长,未来有望保持增长势头。
根据中国电子铜箔资讯网,我国锂电铜箔产能增速逐渐上升,从2020年增长15.3%上升到2021年增长38.0%。
但对比锂电池产能增速,锂电铜箔增速2019-2021年都慢于锂电池产能增速。考虑到锂电铜箔是锂电池重要原材料,二者增速相差应该较少,目前增速不匹配的情况意味着锂电铜箔会出现供不应求的情况。
因此我们预计未来锂电铜箔需求将持续增长,产能增速逐渐接近锂电池增速并保持增长势头。

铜箔价格持续高位,铜箔加工费占铜箔价格比重稳定。
2021年锂电铜箔价格持续位于高位水平,2022年5月以来受铜价下跌影响,价格出现回落。铜箔价格高位下铜箔厂商收入和盈利能力实现增长。同时,铜箔加工费在铜箔价格占比较为稳定,因此下游铜箔厂商的毛利率可维持在稳定水平。

下游铜箔公司净利润改善,资本开支显著增加。
受益于新能源汽车渗透率提升和锂电池扩产,近年来锂电铜箔厂商净利率呈现上升趋势,2021年铜箔厂商净利润大幅改善。
龙头企业诺德股份、嘉元科技、德福科技、铜冠铜箔和中一科技2021年净利润分别为4.1/5.5/4.7/3.7/3.8亿元,同比2020年净利润高速增长,分别上涨7415%/195%/2126%/412%/208%。
盈利能力的提升为铜箔公司带来了良好的现金流,充沛的现金流保证下龙头公司资本开支显著增长,上游铜箔设备需求有望大幅攀升。

3. 锂电铜箔供需仍然紧张,新一轮行业扩产力度大、确定性高
国内各铜箔厂商现正加速扩产,铜箔生产设备供不应求。下游锂电池需求不断增长,叠加铜箔厂商盈利能力大幅上升,国内各铜箔厂商目前正加速扩产。
根据各公司扩产公告及官网数据统计,截至2025年铜箔新增产能有望达到127万吨/年,对应新增投资额1071亿元,每万吨产能对应投资金额约为8.4亿元。
目前制约铜箔厂建设的不仅仅是其重资产投入,更严重的是全球铜箔生产设备紧缺。
根据道森股份2022年6月14日发布的《道森股份关于拟收购洪田科技有限公司51%股权的公告》,目前日本设备厂商已排产至2026年以后,国产厂商也已排至2023年以后。由于新冠疫情,日韩设备厂商经营较为保守,产能无法及时满足市场,导致铜箔生产设备成为铜箔产能释放的最大“绊脚石”。
目前国内的铜箔生产设备已打破国外技术垄断,国产设备逐步被应用和验证,加之全球铜箔生产设备供应严重不足,国产设备替代进口空间较大。


锂电铜箔设备市场空间测算: 需求侧我们看到全球动力电池产能扩张带动传统锂电铜箔消耗量持续增长。
(1)全球动力电池产能:
根据电新组预测,受益于全球新能源车出货量增长,预计2025年全球动力电池出货量达1989GWh;
(2)复合铜箔渗透率:
随着复合铜箔产业化加速,由于复合铜箔在安全性、能量密度等方面优势显著,渗透率快速提升。由于当前阶段复合铜箔尚未开启大规模产业化应用,因此在测算过程中我们假设 2025 年及之前动力电池产能全部为传统锂电铜箔满足。
同时,我们对2025年复合铜箔渗透率带来的年供给量进行敏感性分析:
(1)假设2025年复合铜箔渗透率达到 10%,则在 25 年复合铜箔的年供给量将达到 198.96GWh;(2)假设2025年复合铜箔渗透率能够达到 20%,则在 25 年复合铜箔的年供给量将达到 397.75GWh。
(3)传统锂电铜箔总消耗量:
传统锂电铜箔受益于新能源汽车快速增长,整体需求量仍保持较快提升趋势。根据 CBC 金属网数据,单 GWh 电池 8μm 铜箔单耗为830-1000吨,6μm 铜箔单耗为650-750吨。考虑到未来锂电铜箔仍然在薄片化,因此我们假设2022-2025年单 GWh 消耗量从750吨/GWh 下降至 680 吨/GWH。整体来看,2022年起传统锂电铜箔消耗量将显著增长,2025年有望达到135.3万吨/年。
根据我们对2025年复合铜箔渗透率的敏感性分析:
(1)假设2025年复合铜箔渗透率达到10%,则在25年传统锂电铜箔消耗量将降低到121.7万吨/年;(2)假设2025年复合铜箔渗透率能够达到20%,则25年传统锂电铜箔消耗量将降低到108.2万吨/年。
(4)需求侧我们未考虑储能带来新增需求,因此实际需求可能较测算有偏差。
此外,复合铜箔对行业存在潜在替代,尽管其产业化进展仍然存在不确定性,如果复合铜箔产业化进展高于预期,则将降低传统锂电铜箔的需求。

从供给角度来看,铜箔产能比较紧张,各头部公司明确公布扩产计划,行业未来产能扩张速度略快于需求增长,但长期仍然与行业需求匹配。
(1)传统锂电铜箔产能:
根据 CCFA,2022年国内传统锂电铜箔产能有望达到59.8万吨,同比大幅增长89%。根据我们整理头部公司的扩产计划(见表 4),按照目前扩产公告,到2025年行业有望新增127万吨产能,我们根据年增速稳定的假设,测算23-25年国内传统锂电铜箔产能分别达到87.4/127.7/186.8 万吨,每年新增产能为27.6/40.4/59.0万吨。
(2)单吨传统锂电铜箔设备投资额:
根据道森股份《2022年7月投资者关系活动记录表》公告,铜箔厂每 1 万吨产能投资中,主设备投资约2.5亿元。一般情况下,1 万吨铜箔产能约需要42台套生箔系统,再辅以部分高效溶铜罐、阳极板耗材、表面处理机(用于电子电路铜箔)等。
(3)据此可以测算得到,2025年我国锂电铜箔设备合计市场空间达到147.6亿元,较2021 年增长近 5 倍。
(4)锂电铜箔设备投资额测算过程中没有考虑到阳极板的消耗品属性,因此实际设备投资额应加上阳极板替换的投资额。
根据道森股份《2022年 7 月投资者关系活动记录表》公告,阳极板耗材每台套约 40 万元,1 万吨铜箔产能约需要 42 台套生箔系统,因此在使用过程中一次阳极板的更换将带来1680万元/万吨的新增投资额。
(5)此外,我们没有考虑老旧设备替换需求,另外设备采购的节奏可能与估算有偏差,导致实际市场需求节奏和体量与我们测算可能存在偏差。
(二)阴极辊国产替代起步,国内厂商份额提升
阴极辊国产化比例低,海外设备占比较高。阴极辊目前的产能仍然来自于海外厂商,国外主要阴极辊厂商包括日本的新日铁、三船和泰克斯以及韩国的 PNT。
海外厂商在阴极辊领域发展时间较长,技术储备领先国内水平。根据日本新日铁官网,自1962年以来日本新日铁一直在制造用于锂电铜箔制造设备的阴极辊。1972年,新日铁开发了世界上第一个钛锟。新日铁已经制造或复卷了2000多个钛锟,并在全球市场上拥有大约70%的份额。目前国内铜箔厂商阴极辊主要供给依旧来源于海外厂商设备,国产替代发展空间大。

国内厂商快速扩产,国产阴极辊占比提升空间大。
由于疫情原因日韩厂商扩产较为保守,国内阴极辊出现供不应求的现象。国内厂家借此时机加速扩产,未来国产阴极辊有望在国内阴极辊供给中提高占比,实现进口替代。
目前我国能够量产阴极辊的厂家只有 3 家,分别为航天科技四院 7414 厂、洪田科技和西安泰金:
航天科技四院 7414 厂:
西安航天动力机械厂(7414 厂)隶属于中国航天科技集团公司第四研究院,公司属于军工企业,是国内率先进入阴极辊生产的企业之一并实现技术突破,成功替代进口产品,在阴极辊领域市占率达 60%以上。
2016年 1 月,2.7米阴极辊的钛筒在 7414 厂研制成功,在此之前我国 2.7 米阴极辊依靠海外进口。根据中国日报网,公司工厂研发的新产品 3 米直径阴极辊今年 10 月份就可以交付用户,实习国产 3 米直径阴极辊的率先突破,同时全球首台 1.85 米巨幅宽度的阴极辊也即将投产。
洪田科技:
公司为 3 家有阴极辊设备厂商中唯一的民企,专注于为锂电铜箔企业提供一站式规划设计方案、全厂机电智能装备、软硬件系统及自动化装备定制服务。
公司生产的直径 1.5 米-2.7 米阴极辊(采用的钛筒是冷旋压技术旋出的无缝钛筒,经过多次的工序加工成为钛胚,最后到旋压,不需加热直接旋压成钛圈,使得钛圈的(晶粒度)精密度提升至 12 级,不会产生焊缝所带来的问题)
西安泰金:
西安泰金是国内高端锂电铜箔成套装备和阳极材料的主要研发、生产基地;也是国际上高端极薄铜箔用钛阳极、阴极辊、生箔一体机、表面处理线和高效溶铜系统等产品全流程生产的标志性企业。2009年至今公司已经生产了 150 多台两米阴极辊。


三、洪田科技:国产铜箔设备龙头之一
洪田科技是国内知名的新能源智能装备制造商,目前为道森股份子公司。
道森股份主营石油、天然气及页岩气钻采设备的研发、生产和销售,于2022年6月13日发布公告拟斥资4.25亿元收购洪田科技51%股权,切入新能源智能设备制造行业,并于6月31日完成对洪田科技51%股权的工商变更登记。

洪田科技成立于2012年,是国家级高新技术企业。
公司总部位于中国上海,在江苏南通、盐城等地拥有多家全资及控股子公司,并在中国和日本先后建立研发中心,布局全球市场。
目前公司已成长为国内知名的新能源智能装备制造商,是全国锂电铜箔设备领域龙头企业,公司以日本名古屋松田光也先生带领的核心技术团队专注于研发各种高精密机电设备领域的高端制造装备及自动化系统开发集成,引进日本先进技术和设计理念以及日本进口原装精密零部件,实现在国内铜箔设备领域的领先地位。
洪田科技是国内锂电铜箔设备领域领先企业。
专注于为锂电铜箔企业提供一站式规划设计方案、全厂机电智能装备、软硬件系统及自动化装备定制服务。
目前公司的核心产品包含直径1.5米-2.7米锂电铜箔阴极辊、生箔机、阳极板、高效熔铜罐、表面处理机等,年产能超过1000余台套。主要客户包括韩国日进、台湾南亚、长春集团、诺德股份、嘉元科技、新疆亿日、超华科技、中一科技、金川集团、江铜耶兹等国内外知名企业。
根据道森股份2022年6月14日发布的《道森股份关于拟收购洪田科技有限公司51%股权的公告》,目前公司正在积极扩产,在江苏盐城新扩建11万平米的高端成套装备产业园,提高阴极辊和生箔机产能。


公司订单饱满出货高增,盈利能力较强。
洪田科技公司在手订单充足,产品满产满销,订单交付已排至2023年以后。21年公司收入3.84亿元,同比增长97.7%。洪田科技19-21年毛利率分别为36.7%/42.3%/29.9%,净利率分别为13.4%/21.5%/20.3%,盈利能力较强。

规模效应下公司期间费用率呈现下降趋势。
从洪田科技四项费用率来看,销售费用降低,期间费用率在公司规模逐渐增长的情况下出现下降趋势。同时,公司对于研发的重视程度提升,不断进行研发投入,2020年和2021年公司研发费用较2018和2019年实现较高增长。

锂电铜箔生产设备需求紧缺,国产替代空间大。
当前国内下游铜箔厂商正加速扩产,而全球铜箔生产设备紧缺,根据道森股份2022年6月14日发布的《道森股份关于拟收购洪田科技有限公司51%股权的公告》,日本设备厂商已排产至2026年以后。目前国内的铜箔生产设备已打破国外技术垄断,国产设备逐步被应用和验证,加之全球铜箔生产设备供应严重不足,国产设备替代进口空间大。
到2025年,国内铜箔厂商计划扩产127万吨,预计国产设备占比能显著提升,替代空间大, 国内阴极辊产品已打破进口垄断,具备技术优势的企业有望获得更高市占率。阴极辊是锂电铜箔中的核心设备,目前国内只有3家公司能够实现量产。
日本阴极辊制作采用焊接方式,因此会产生焊缝。洪田科技采用的冷旋压技术不会产生焊缝,可以旋出无缝钛筒,钛圈的精密度可提升至12级。同时,目前国内下游铜箔公司已出现 从6微米铜箔转向4-4.5微米铜箔的趋势,公司在日本的研究院正在积极研发可生产3.5微米铜箔的新产品;同时计划将公司6微米铜箔设备的生产效率从12米/min提升至15米/min。
根据高工锂电公众号,受疫情影响,公司上半年订单同比有所下滑,但下半年市场需求已恢复增长,总体订单比去年有大幅增长。
当前新一轮的锂电铜箔产能扩充和产品要求替换对高精度设备的采购需求非常强烈,进一步拉动铜箔设备市场增长,而国产设备将凭借产品性能和性价比优势而获益。

公司与诺德股份达成战略合作,合作研发微米极薄铜箔和复合铜箔。
根据道森股份 2022年7月8日披露的公告,公司和诺德股份达成战略合作,双方将共同在锂电铜箔 领域开展以铜箔设备技术研发、3微米等极薄铜箔产品和复合铜箔产品的技术研发、 设备技术改造、电铜箔设备供销等领域全面深度合作。
四、报告总结与风险提示
(一)报告总结
全球新能源汽车持续高景气,全球锂电池产能扩张背景下,锂电铜箔行业已经站在产能大扩张的前夜。国产设备厂商通过多年技术积累,成功完成阴极辊等设备国产替代,不仅大幅缓解铜箔行业产能扩张瓶颈,自身也将迎来空间广阔且明确的成长机遇。
短期来看,行业产能扩张和国产化带来的份额提升;从长期来看,国产铜箔技术进一步演进将为行业带来更大的成长空间。因此,建议关注道森股份(已收购洪田科技51%股份)。
(二)风险提示
国内外铜箔价格剧烈波动风险。
由于铜箔设备公司需求受到下游铜箔资本开支行为影响,间接受到终端铜箔价格波动影响。铜箔价格剧烈波动将直接影响铜箔厂商现金流和资本开支行为,进而影响设备公司的订单和业绩表现。
下游资本开支扩张及扩产不及预期风险。
尽管当前铜箔需求提升,叠加各铜箔厂商扩产目标明确,但铜箔扩产需要较长周期,且会受到运输、人工、供应链等多种因素影响,存在资本开支扩张不及预期的可能。如果行业出现资本开支扩张不足,铜箔扩产力度和结果低于预期,将直接影响铜箔设备公司订单和业绩表现。
行业竞争加剧的风险。
尽管目前铜箔设备集中度较高,但是不排除因行业景气度上行,相关公司或下游铜箔企业为扩大市场份额导致行业竞争加剧的可能。
若行业竞争加剧,则相关公司的设备单价和利润率均将受到一定压力。
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库博能源:面向储能新蓝海 “小巨人”时代

尽管“专精特新”的概念,早在2011年就已经提出,但我们从未如今天一样意识到他们对于经济未来发展的价值:科技创新既是发展问题,更是生存问题。经济观察报探访了这样一批专精特新代表企业,尽管从规模上和行业上他们存在差异,他们有做量子通信、自动驾驶的,也有的是做农药、化工的,他们的创业史不一样,有逆有顺,他们对技术的认知也很不一样。恰恰正是这种参差多态,构成大国产业转型升级的不同侧面。
经济观察报 记者 邹永勤 “储能行业的发展可以缓解当前的电力调峰压力。其实,随着今年以来一系列相关政策的出炉,尤其是峰谷价差的扩大,储能行业尤其是用户侧储能的发展元年已经来临。”在深圳库博能源科技有限公司(以下简称:库博能源)位于深圳科技园总部的会议室,联合创始人兼董事长门锟这样对记者说。
库博能源是一家专业提供储能系统产品和综合解决方案的高新技术企业,其核心业务主要分为:储能系统集成服务、标准化产品服务、ODM定制化服务、OEM品牌代工服务。
公司成立于2015年,总部位于深圳科技园,旗下设有成都和深圳两个研发测试中心,拥有年产能1GWh的生产基地,现有员工100余人,研发人员占比39%。
2021年7月,库博能源入选工信部第三批专精特新“小巨人”企业名单,并于2019年、2020年连续两年在中关村储能联盟统计的国内储能集成厂商中排名前十。
“存峰填谷”
9月28日,国家能源局官网刊登了“国家能源局关于印发《新型储能项目管理规范(暂行)》的通知”,强调要推动新型储能积极稳妥健康有序发展。今年以来,相关部门还先后就发展储能行业出炉了一系列的扶持政策,储能产业渐成主流赛道。
但在2015年,储能还不太被大众所了解,库博能源为何要在这个领域开始创业?
门锟说,这还要从中国新能源产业的发展说起。2015年,售电市场的放开以及新能源和电动汽车的发展,为电力行业带来巨大的商机;与此同时,美国也正刮起能源互联网浪潮。虽然中美两国电力市场模式不一样,但仍存在一定的借鉴价值。两个因素一结合,门锟便萌生了创业的想法,但真正坚定其看好储能的未来,还是源于中国新能源产业的发展趋势。
众所周知,中国能源的最大特征就是“富煤、缺气、少油”,这就导致现在高达七成左右的电力都是较高污染的火电,绿色电力占比甚少。虽然当时还没有“碳中和”这个说法,但从环保角度出发,国家要提高清洁能源占比的趋势是十分明确的。
国内大力发展新能源及电动汽车势所必然,而国外又刮起能源互联网大潮,这就决定了整个世界的电力系统将会发生巨大的变化。
这个变化是如何给储能产业带来商机?
门锟说,电网的运行要求实时平衡,如果发得多用得少,电压频率上升;反之电压频率下降;而电网的运行是要求电压及频率维持在一定的范围内,否则就有崩溃的风险。
伴随着新能源的快速发展,发电侧受自然环境的影响会具有更大的波动性,其中风电更是具有反调峰的特性;用户侧这边随着电动汽车及充电功率的提升,也给电网带来更多的冲击;发电侧和用户侧的波动性都在加大,以及随着更多缺少机械惯量的电力电子器件的应用,也使得系统的交流惯量降低,给电力运行带来更大的调峰调频压力。
为应对这些波动性困扰,储能就是最好的对冲手段。其原理很简单,就是在发电量大于用电量时把剩余的电能存起来;等发电量小于用电量时把电能放出来,从而在源、网、荷三个层面都起调节作用,以更好地对抗电网的波动性。“这就是当时我们决定要在储能行业展开创业的初衷,我们认为随着新能源产业的发展,电力行业对储能的需求一定会持续增长。”门锟说。
电化学储能新蓝海
资料显示,储能主要分为物理储能和电化学储能等类型。从当前情况看,市场仍是以物理储能当中的抽水储能为主流。库博能源为何选中电化学储能当中的锂电池路线?
“抽水储能存在地理位置限制、电站建设周期长、前期投资大等问题,与此对比,电化学储能具备可快速灵活部署、响应速度快及建设周期短等优势。而且从未来的发展前景来看,随着锂电池成本的持续下降,以磷酸铁锂为代表的电化学储能将更为普及。”门锟说,其实在电化学储能里面,也有很多分支,比如铅酸电池、镍氢电池和锂电池等,“当时我们押宝锂电池的逻辑非常简单,主要是当时看到政府正大力发展锂电池电动汽车,这必将刺激锂电池产业规模的增大,从而带来边际成本的下降。这很重要,对能源行业来说,成本始终是最关键的因素之一”。
事实上,随着电动汽车带火锂电池产业后,锂电池的价格确实持续下行。门锟介绍,现在的锂电池成本仅相当于当年的四分之一左右,“今年初中央还提出要‘构建以新能源为主体的新型电力系统’,这更增强了我们对储能的信心”。
公开信息显示,2021年3月15日,中央财经委员会第九次会议在部署未来能源领域重点工作中明确指出,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。
新能源发电的占比越高,整个电网的运营压力就越大,如果新能源发电占主体,会给电力调度运营带来巨大的挑战。而这也是储能发展的动力,从这个角度看,随着新能源的发展,储能行业的发展空间将非常广阔。
门锟介绍,今年7月份发改委发布了一个新的电价政策,要求各地扩大峰谷价差。站在现在全国各地拉闸限电越演越烈的角度看,这个政策非常有必要,因为它以价格手段引导用户错峰用电,一定程度上缓解电网调峰压力。
公开信息显示,2021年7月29日,发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》,其中指出合理确定峰谷电价价差,上年或当年预计最大系统峰谷差率超过40%的地方,峰谷电价价差原则上不低于4:1,其他地区原则上不低于3:1。
对于这个政策,储能领域的业内人士给予高度评价。中泰证券的苏晨分析师指出,拉大峰谷电价政策的实施,将会刺激用户侧储能的增长。
对此,门锟称,此前用户侧的投资,在广东地区其收益率大概只有5%左右,收益率太低导致投资方案并不具备吸引力,考虑到资金成本,投资方就不愿意投钱,这给公司推广市场造成了很大的困难。但现在不一样了,峰谷价差的扩大将会使投资收益率大幅提高,从鸡肋变成商业模式清晰、对投资非常具备吸引力的项目,需求一下子爆发出来。
前几年,门锟说他之所以做得艰难,投资收益率低是一个很重要的因素;现在随着政策的出炉以及长期看电池的成本会逐渐降低,盈利模式和前景将十分乐观。从大趋势来看,用户侧的储能市场空间也将越来越大。
门锟说,今年从政策的各个角度来讲(包括碳达峰、碳排放),明显感受到储能行业的大发展契机已经到来,“随着峰谷价差的扩大,我们觉得储能行业的发展元年正在开始。”
实际上,这并不非是门锟的个人观点,很多券商研究员也表达了类似观点。近年来,随着碳中和目标的提出,越来越多研究机构开始看好储能行业,尤其是电化学储能的前景。
东方证券的郑华航分析师,自8月底以来连续发布4篇储能行业深度报告,报告中强调,“随着碳中和目标的提出,新能源发电作为清洁发电技术得到快速的发展,然而新能源的波动性与电网的安全性矛盾凸显,发展储能成为解决电力能源供需匹配问题的关键。各类储能技术中,电化学储能由于其应用场景限制较少、综合性能出色等特点,成为增长扩容最快的类别。”
中泰证券分析师苏晨,日前发布的研究报告指出,预计2025/2030年全国电化学储能新增市场达1080/4908亿元。全球电化学储能成本将略高于国内,预计2025/2030全球电化学储能新增市场达3560/16004亿元;电化学储能的万亿市场正逐步开启。
尽管券商研究员在调研后,有些认为是千亿市场,有些甚至说是万亿市场。或许统计的口径不同,但观点却一致:电化学储能是一个大蓝海市场。“其实,今年年初比尔·盖茨出了本新书,讲现在全世界还有8亿人口处于用电困难状态。比如在一些偏远的岛屿用电成本很高。现在,用光伏、储能及备用的柴油发电机组成微电网就可解决这一困境。国内市场和国外市场结合起来是十分巨大的。”门锟说。
敬畏储能安全
虽然押中万亿级赛道,但由于储能这个行业技术的复杂性相对高,不但要懂设备,还要懂电网的运行规则等,这就需要一个融合各方面知识的团队。
库博能源三个主要合伙人分别是门锟、吴俊阳和徐斌,团队有从电力系统出来的,有做硬件出身的,也有做软件出身的,背景有很强的互补性。
创业6年来,门锟感触良多。2017年,公司第一个工厂第一台产品成功上线前,徐斌及研发团队每天早出晚归在工厂调试;等到产品成功上线那天,徐斌就累倒了,住了两周的医院。
让门锟印象深刻的第二件事是关于UL9540A资质的认证。
安全尤其是本体安全,是电化学储能发展的一个痛点。2019年,美国出现储能设备爆炸导致消防员重伤事故。这也是安全性能UL9540A认证测试报告出台的大背景。认证测试考核的就是储能系统本体安全,这也是是被海外公认具有挑战性的国际安全认证。“因为要开拓海外市场,去年我们就开始申请UL9540A资质认证。这个认证测试报告相当难拿,集全公司之力,前后花了大概一年时间,最终在5月才成为国内第一批拿到这个认证测试报告的企业。相对来说,这个UL9540A认证测试报告在国内还比较稀缺,拿到的企业并不多。”门锟说。
拿到这个UL9540A认证测试报告,对库博能源意味着什么?
门锟认为,首先相当于是打开海外市场的钥匙。国外市场去年才占据公司主营约10%,拿到这个UL9540A认证测试报告后,今年海外市场增长开始显现。更重要的是,UL9540A认证测试报告显示了企业对储能安全的重视和在集成设计方面的能力。
“安全性对电力行业来说至关重要,是一票否决的问题。”门锟说,拿到这个UL9540A认证测试报告关系到公司的长远发展。
在门锟看来,就是要在市场爆发之前,先把技术储备做好,这对企业的发展至关重要。
“未来,我们希望成为储能行业内优秀的系统集成运营商,这是一个大目标。但从目前来看,依然会深耕用户侧市场,因为这个市场随着峰谷价差政策的调整,其空间才刚刚打开。第二就是海外市场,海外市场的空间还是很大;今年随着各种认证的通过及商业渠道的逐步建立,其营收已经快速增加,随着明年疫情的缓解,更值得期待。除此而外,电源侧和电网侧也有很大的市场空间。因此,对未来目标的完成,我们是相对乐观的。”门锟认为,现在无论是于行业还是于公司都是非常好的时代,市场机会出现后,还要取决于公司有没有能力尽快把握住,在储能安全性问题上,更是要有“如履薄冰”的敬畏心。
电化学储能作为一个朝阳行业,“相信会有很多优秀的公司从这里诞生,我希望库博能源未来会是其中一员。”门锟说。
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