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電動車電池大戰升溫 歐洲、特斯拉各展其能
車輛中心 產業發展處 鄭冠淳
電池為電動車成本佔比最大的項目(35~50%),對於汽車製造商而言,其電池供應的品質,直接地影響整車的售價及產品競爭力(續航里程),亦是未來汽車工業最重要的供應鏈之一。現今全球電池產業情況如圖1,其中CATL、Panasonic、BYD、LG chem及ASEC等五間廠商佔全球約7成市佔率。
圖1. 全球電池產業情況(供應商vs車廠)
資料來源:官方公告、媒體訊息、SNE、Marklines,車輛中心整理
從國家別來看,目前主要廠商皆來自中日韓,而傳統汽車製造重鎮-歐洲在近期已發覺警訊,由政府聯合車廠、電池製造商建立聯盟攜手反擊;從廠商別來看,Panasonic供應的特斯拉車廠,為電動車領域先行者,其下平價車款Model 3帶動整體市場成長,並促使傳統車廠加速電動化過程。本文就歐洲電池廠商及市場領導廠商兩大部分,分別介紹其近期發展動態。
歐盟各國政府相繼示警,巨資扶持本土電池產業
根據IFRI(法國國際關係研究院)調查,全球鋰電池芯僅3%為歐洲製造,幾乎全部電動車動力電池均來自亞洲廠商,眼見未來電池供應來源將受制於他國,近年歐盟各國政府相繼提出示警;因此,2017年11月歐盟成立歐洲電池聯盟(European Battery Alliance, EBA),推動歐洲電池產業鏈的建立,提出電池戰略行動計畫(Strategic Action Plan on Batteries),以歐盟高度匯集產業鏈業者,並替各成員國所扮演腳色做分工(原物料、電池生產、電池回收),現今以德、法兩國的響應最為積極,扶植電池廠商如Northvolt、Saft、Umicore等。
以電池製造商Northvolt為例,在2019年3月時VW及其他來自7個歐盟成員國的企業與Northvolt組成歐洲電池企業聯盟(European Battery Union, EBU),進行全產業鏈技術研發(從電池材料、電池芯到電池回收),此聯盟將受惠於德國政府的9億美元電池生產補貼計畫,5月VW更再投資10億美元與其成立合資公司。目前Northvolt正在瑞典興建歐洲最大超級電池工廠(圖2),最大年產能為32GWh,預計2020年開始生產;根據路透社5月採訪指出,Northvolt至2023年的電池產量將近一半已取得訂單,簽訂供貨協議廠商包括VW、Scania、BMW、Siemens、ABB及瑞典國有電力公司Vattenfall等,總價值超過130億美元。
圖2. 產能達32GWh之歐洲最大超級電池工廠-Northvolt Ett
資料來源: Northvolt、Volkswagen、德國聯邦經濟事務和能源部
特斯拉得乾電極製程技術,進一步提升成本領先優勢
根據UBS(瑞銀集團)調查,2018年市場領導廠商的電池包成本,Panasonic (特斯拉)成本已來到$111美元/kWh,其他廠商如LG chem、Samsung及CATL則在$140~150/kWh區間,現今特斯拉不僅在電池成本上大幅領先,外界一般認為以特斯拉與Panasonic的合作方式(特斯拉擁有Gigafactory 1工廠,Panasonic擁有工廠內電池產線),特斯拉本身對電池技術亦有相當程度掌握。
今(2019)年5月,特斯拉再斥資2.35億美元收購電池及超級電容製造商Maxwell,著眼於Maxwell所擁有的「乾電極」技術,因傳統電池在製造上需使用溶劑將極性粉末混合成漿料,經由塗覆漿料、蒸發溶劑、溶劑回收、烤箱乾燥等流程形成電極塗層,其塗覆(Coating)及乾燥(Drying)步驟需巨大、昂貴的設備,並且要有額外設備進行有毒溶劑回收、純化、再利用的過程,而乾電極技術能免去這些流程,直接「印製」含有極性物質的薄膜(圖3),且不須使用溶劑,未來若特斯拉將該技術專利應用於現有產線,預計可減少10-20%的製造成本,進一步提升電池成本領先優勢。
圖3. Maxwell乾電極技術(左)與傳統電池製造流程比較
資料來源:Maxwell、特斯拉
小結
過去歐洲車廠認為向外進口採購電池更具效益,早期的Daimler投資的Li-Tec電池芯製造商、Bosch併購的Seeo固態電池公司,皆因投入資金過多,且不確定何時能達到盈利而中止計畫。然而隨著近年車輛電動化進程加速,電池在汽車工業中的戰略性不斷提升,車廠的思維也在改變,為避免未來電動車發展受制於中日韓的電池供給(如同現今各國發展汽車受限於引擎技術掌握在傳統車廠),歐洲現在正以傾國、甚至跨國之力,聯合車廠及上下游廠商,扶植電池產業急起直追。
另一方面,從今年特斯拉收購Maxwell、電池技術論文發表、6月股東大會演講內容、招募電池技術員、CNBC採訪員工揭露內部有電池實驗室等種種訊息,及與電池供應商的合作關係正在微妙變化中(今年4月Panasonic宣布凍結Gigafactory 1電池產線擴增計畫),顯示出未來特斯拉不無可能會自製電池,進一步向上整合。