美国能否撼动中国的锂电地位(下)

衣衣谈汽车 2024-01-01 02:17:04
引言:

上一篇文章中,我们提到了美国的制造业规模与熟练工种的短缺成为了其复兴制造业的阻碍。美国“在本土研发,在东亚生产”的生产策略已开始出现连锁副反应。

同时,美国制造业GDP占比与就业人数的双降,叠加美国政界近年来开始对国内制造业衰落进行大肆宣扬,美国制造产业“步履蹒跚”的形象也逐渐深入人心。

(2019年11月,特朗普与库克参观苹果奥斯汀工厂)

但美国制造业真的衰落了吗?

在研究新能源汽车以及锂电产业时,我们须站在制造业宏观视角。我们要承认我们在高端制造、基础材料发展等方面与美国的差距,不能被“产能”、“产量”、“市场规模”蒙住双眼,也不能以一概全总结“美国成本太高、产业链断档”做不出具备价格竞争力的产品。

1960年-2014年期间,美国制造业全要素生产率增长比整个经济全要素生产率(总产量与全部要素投入量之比,用以衡量生产活动在一定时间内的效率)增长快1.18%,同期制造业的劳动生产率增长比整个经济劳动生产率快1.51%。

2009-2019年,美国制造业增加值(制造业生产产品的市场价值)占美国的GDP比重以2.2%的年均速度增长,达到2.5万亿美元,领跑同一时期世界平均-1%水平。

一面是制造规模的不断缩减,一面是产品价值与制造效率不断提升。两项数据的错综交织,表明了美国制造业实际上并没有衰落,反而竞争力一直在增强。

美国在基础科学理论的深厚积累以及在高端制造装备、基础材料方面全球领先的研发能力,从长期来看,将成为美国锂电产业反击中国的关键因素。

一、高端制造——中国的短板

世界第一大制造强国仍为美国,而紧随其后的日、德以及西欧等国,作为其忠实盟友,我们可划归为一个阵营。

而美国高端制造究竟有多强,从其所需的设备产业,我们可以一窥端倪。

首先,作为规模生产与先进制造的“金铲子”,工业自动化设备的先进程度将直接决定实际生产中各种参数指标的控制精度与生产效率。

2021年,美国自动化产业信息机构Controlglobal曾评选出当年全球自动化设备企业50强。

其中,美国艾默生以51亿美元营收领跑榜单,美国罗克韦尔以40.78亿美元位列第二,瑞士ABB以23.15亿美元位列第三。榜单中全球营收前十的自动化设备企业中,美国公司占据了7个名额。

该份榜单的前50名,没有任何一家中国企业。

而在高端制造中的另一细分产业——工业仪表,美国企业的能力依旧为全球独一档。

仪器仪表在工业生产场景中是负责产品研发的测量装备。越先进的产品,越离不开尖端的仪器。

根据2022年各上市公司数据统计,在仪器仪表这一细分产业中,美国赛默飞以449.2亿营收领跑榜单,美国丹纳赫以314亿营收紧随其后。

而2022年仪器仪表前10强公司中,美国企业独占6席。该细分产业营收前20强中,依旧没有任何一家中国公司能够挤入榜单。

同时,作为所有制造业的“母机”,中国在机床方面也正面临高端产品的大片空白。

目前,我国低端数控机床国产化率已超过95%,中端超过60%,但高端机床国产化不足10%。国产中高端数控机床在整机可靠性、精度、效率以及关键零部件寿命、智能化水平等方面与国际领先水平存在巨大差距。

国内某机床生产商表示,在大部分装备行业,多年以来,中国多数民营企业向来都是依靠海外头部企业做逆向研发,而正向设计的能力,行业进步非常缓慢。

虽然拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中所有工业门类的国家,但中国制造业与欧、美、日相比,绝大部份细分产业仍在面临“大而不强”的局面。尤其在高端制造装备方面,中国制造业的不足已是肉眼可见。

早在2017年,《人民日报》就曾发文称,莫让中国制造业升级成为 “洋装备”盛宴。人民日报曾给出案例,当年5月落成的吉利研发中心,几乎全部采用了进口装备:

最高时速270公里的75寸声学转毂来自德国马哈,声学实验室平板吸音材料来自德国朗德,电磁兼容实验室材料来自日本理研,底盘开发设备来自英国K&C。

而最核心的、耗资5亿元建设的动力总成试验中心,19套发动机性能台架,全部来自奥地利AVL公司;其他73套试验台架,核心零部件也全部进口。

“62亿元的规划投资,已经完成投资50多亿元,除去少量的厂房、配套投资,大头都花在了试验验证设备上,而进口设备更是占了90%以上。”吉利相关人员对《人民日报》表示。

6年时间过去,在中国汽车出口达到全球第一,国内自主品牌、新势力品牌凭借新能源产品强势崛起之际,中国汽车高端制造装备与检测装备也在跟随发展吗?

很遗憾,并没有。

据国内某龙头新势力厂商透露,目前该公司动力系统台架基本全部为AVL公司的,当然国产台架也有,但核心零部件全部为进口,国内厂商只负责组装,诸如四立柱检测平台、太阳光模拟器等汽车高端检测仪器,清一色都是进口设备,只有一些环境类的测试有国产装备。

“我们也想用国产替代,但是国内没有能做的。”该厂商的工程师无奈表示。

2023年3月,被誉为“中国工业设计之父”的柳冠中教授就曾对中国制造业做出如此说明:

“中国制造,‘制’是引进的,‘造’是中国的。中国制造业引进了外国的设备、技术、标准,只要在中国依靠这些要素投入本地的劳动力、投入本地的原材料,就能大量造出来。中国制造企业40多年来,站在别人的肩膀上,没有基础研究,没有技术积淀……”

而即便如今中国锂电四大主材产能规模高居全球第一,但在上游基础材料以及装备方面,仍有空缺。

其中,以技术壁垒最高的隔膜为例。我国目前高端隔膜的拉伸机、挤压机依旧被日本JSW(日本制钢所)垄断,缺陷检测等核心装备也大量依靠日、德、美等国供应。

而在基础材料方面,湿法隔膜中的重要原材料——聚乙烯、辅料的抗氧化剂、陶瓷粘结剂以及粘结剂用的聚偏氟乙烯(PVDF),通通需要进口。

“中国很少有长期主义的企业。”曾参与国内最早隔膜与正极工厂投建工作的高博士透露,“两年投入没有收获,中国企业基本就放弃了。诸如美国、德国、日本的民营企业,他们可以花几十年的时间在一个设备、一个技术上做长期的投入,但我们却很少有企业能沉下心来做一件事。”

多年“重产品、轻研发”的发展路径将成为中国制造业以及锂电产业向高质量转型的关键障碍之一。越是高端的产品,越需要高端的设备作为支撑。这一点,在芯片产业足以说明。

而对目前中国锂电产业而言,大产能并不意味着高质量。如何补齐高端装备以及在基础材料研发方面的短板,将是全产业接下来面临的关键问题。

二、美国制造业回流效果逐渐显现

在高端制造领域引领全球的同时,美国也正在加速推动制造业回流本土。

虽然美国相关产业政策在两党的争夺中左右横跳,但“制造业回流”这项方针稳定贯穿了美国三届政府。从目前来看,其威力已经逐步显现。

2021年-2022年,美国吸引了全球24%的外国直接投资,比过去十年的水平高出八个百分点。

而在2022年,美国整个制造业的建筑投资达到创纪录的1220亿美元,该项指标由18年的平均年化增速8.7%飙升至2022年-2023年5月期间的49.6%。

(数据来源:天风证券、FRED)

这其中,有两个行业起到了主导性作用。一个是计算机(对应行业:芯片、半导体)与电子电气设备(对应行业:新能源汽车、储能),另一个则是化工。

化工行业建筑投资的增长一方面“得益于”俄乌冲突,欧洲的化工企业因天然气短缺严重阻碍其生产,导致化工巨头开始转移产能;另一方面,则是美国本土低廉的天然气价格对全球化工企业的吸引。

在2019年上映的《美国工厂》中,福耀董事长曹德旺就表示,虽然美国蓝领工人成本是中国8倍,但供应美国市场的运输费用只有中国生产的一半,美国能源成本也是中国一半,在高额补贴下厂房建设基本不花钱,再加上税收差异,在美国本土建厂更有利可图。

而计算机与电子电气设备的大幅增长,则彻彻底底是美国政府推动制造业回流,以及《芯片补贴法案》与《通胀削减法案》的功劳。

截至2023年7月,美国计算机、电子电气设备制造业(computer, electronic and electrical)的在建厂房投资额接近321亿美元,占整个制造业厂房投资50%以上,与2021年、2022年的投资额相比,跃升11倍。

与亚洲相比,美国人工成本、熟练技工严重缺乏、产业链断档等问题短期看仍将阻碍本土产能爬坡。但为何仍有诸多企业开始扛着成本压力进驻美国市场?

事实是,在部分高端工业用品市场中,美国依旧为全球第一大市场。在道路交通电动化背景下,我们以电子电气行业为例。

其中,有两家巨无霸企业并称该行业的“大小S”——西门子与施耐德。

2023年9月,西门子CEO博乐仁(Roland Busch)在接受采访时表示:西门子的大部分销售额来自美国,约占24%,德国占18%,中国占13%。

根据施耐德集团2022年年报,北美市场贡献了公司当年营收的32%,为该公司最大市场。亚太市场贡献比例则为30%。

而除电子电气外,诸如仪器设备、芯片、传感器等高端工业用品,美国亦有巨大的市场需求。

同时,在近年来全球地缘政治动荡以及“黑天鹅”事件频发的背景下,港口关闭、产业链供应断裂、工厂停工,全球化供应的弱点突然被无限放大,诸多跨国企业开始从“成本思维”向“供应链安全思维”进行转换。

从企业长期发展来看,如果想吃下美国市场份额,用短期的成本压力换长期的生产稳定,是可以接受的。

(截至2023年8月美国清洁能源产业相关投资统计 数据来源:白宫官网)

在这里,我们大胆提出一个假设:在新能源领域的下一阶段竞争中,如果美国市场花20年时间可以解决产业链空缺、熟练技工培训以及产能问题,中国能不能花20年时间解决基础材料以及高端制造的研发问题?

从长期视角来看,中国所面临的难题,要更大一些。

三、美国锂电产业的机会

12月1日,美国能源部颁布“敏感外国实体(FEOC)”细则规定,进一步明确了对于FEOC的界定。

此次认定的“敏感外国实体”主要包括四个国家:中国、伊朗、朝鲜、俄罗斯。而在新能源领域,后三者基本处于“白卷”状态,因此该条新规也被看作是美国正面向中国新能源产业发起“狙击”的信号。

不管是在正极、负极、隔膜还是电解液,中国市场基本承接了全球四大主材超7成的产能,但美国依旧施行脱钩政策。明眼人都知道,这个难度极大。

但美国为何“一意孤行”?

(北美地区2016-2021年实际电池产能及2022-2030年已规划的电池产能 数据来源:美国阿贡国家实验室、美国能源部)

事实上,虽然失去了规模制造的经验,但作为磷酸铁锂、钴酸锂以及锂电池二次充电技术的起源地,美国在基础理论方面的积累,使其在锂电研发方面依旧具备竞争力。

首先我们要明确一点,中国在动力电池技术的革新运动中轰轰烈烈,不断推动整车带电量的提升,但也加速了液态锂电池能量密度天花板的到来。

目前,磷酸铁锂电池单体能量密度最高可达210Wh/kg,高镍三元电池单体能量密度可达300Wh/kg,已经逼近材料理论能量密度的最高值。即便中国新能源产业在电池包结构以及电池集成方式上做出重大突破,但出于电化学特性以及材料本征原理,液态锂离子电池再出现重大突破革新,几乎已无可能。

中国科学院院士欧阳明高也曾表示,未来十年,电池体系还将经历三次技术变革,2035年前将实现规模生产能量密度为500Wh/kg的下一代电池。

这也正是美国以及日韩的“小心思”:在下一代动力电池中推翻中国的领先地位。简而言之,就是“换道超车”,用中国的方法再反超中国。

克雷顿·克里斯滕森曾在《创新者的窘境》中所提出“S型曲线理论”:

各行业中,当某一种技术发展成熟到一定程度之后,必然有变革性的新技术涌现,实现新旧技术的更替,这是时代发展使然,即呈现出S形曲线。

就如同中国在消费电池领域多年位居日韩厂商身后,但在动力电池的变革中却能反超日韩。随着液态锂离子电池天花板逐渐显现,在下一代动力电池(固态电池、锂金属电池、锂硫电池、锂空气电池)方面,中国还能否继续领先?

据某头部电池厂商透露,目前世界范围内的全固态电池样品开发还都集中在10Ah、20Ah级别,中国固态电池专利布局较为广泛,但实际开发进度不及海外市场。

2021年10月,美国能源部表示,将提供2.09亿美元资金,以支持各国家实验室开展各类全固态电池、电池快充技术等领域26个项目研发。

在美国轰轰烈烈的资金支持下,美国本土电池初创公司如雨后春笋迅速涌现。尤其是在固态电池方面,Factorial Energy、Quantum Scape、Solid Power、Solid Energy System 、Our Next Energy等各电池厂商更是在近两年进展迅速。

据中国某固态电池研发商(美国分部)透露,近两年美国相关法律已开始对本国电池技术研发做出技术保护以及信息封锁。目前,已明确规定,美国电池厂商旗下超过350wh/kg的电池产品禁止与其他国家厂商进行交流。

同时,随着IRA法案的逐渐落地,美国锂电产业的另一大潜在机会也正悄悄浮出水面。

2023年3月1日,马斯克在投资者日上正式确认,将在墨西哥新莱昂州建厂生产下一代产品。

作为美国“后花园”,汽车产业已经成为墨西哥的经济支柱。2022年,墨西哥乘用车产量达330万辆,成为全球第七大汽车制造国和第四大零部件生产国。

从特斯拉宣布消息至今,A股共有多家公司宣布跟随进入墨西哥。其中,包括旭升集团、拓普集团、均胜电子、宁波华翔、瑞可达、三花智控、东山精密、立中集团等企业。

而以上企业在接受调研时均反复提及一个关键词:北美市场。

作为世界新能源整车企业的代表,特斯拉在全球的示范作用极大。而目前,也只有特斯拉拥有在产业链“指挥全球”的能力。

当产业链通过特斯拉的带动效应集中转移至墨西哥,在IRA法案下,美国将锂电材料产能转移至诸如巴西、智利等FTA贸易伙伴,在美国本土之外形成“体外循环”时,叠加本土的研发能力,美国新能源整车企业顺水推舟完成电动化转型并不是天方夜谭。

当然,这中间存在一个时间差。在中国新能源产业如火如荼进行迭代更新时,大洋彼岸还正处于构建底层拼图的阶段。

但目前,美国制造业回流加速势能明显,相关产业扶持法案也正如火如荼的进行中,叠加美国初创企业在下一代电池技术中的大力押注。长期来看,美国锂电产业的复兴,并不是没有可能性。

四、结尾

“料敌从宽,御敌从严。”

即便当下中国在锂电行业规模已登顶全球第一,但是中国在高端装备上的短板,在基础材料研发上的缺失,使得中国锂电产业这庞大的体量下依旧有不少风险存在。

对于中国而言,新能源产业的竞争,是一场不能输的比赛。

中国新能源企业要借助先发优势形成全球扩散。这个愿景下,就需要我们的自主品牌、新势力品牌的产品面向世界,以及依托整车的产业链面向世界参与国际竞争。单纯依靠国内这单一市场,当然做不出世界级企业。

这背后,不光需要锂电产业的努力,更需要基础科学以及装备制造业的协同发展。

美国能否撼动中国的锂电地位?从当下来看,并无机会。但从长期来看,我们仍需谨慎再谨慎。

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