劉浩華
[摘要]新能源汽車產業(yè)受到我國高度重視,近兩年發(fā)展迅速。價值鏈是供應鏈構建的基礎。首先在價值鏈基本理論和模型基礎上,考慮上下游關鍵組成部分和特點,建立了新能源汽車價值鏈模型;其次提出了新能源汽車價值鏈分析的內容,并認為中國擁有稀土、鋰資源及電池、電機優(yōu)勢,發(fā)展趨勢表現(xiàn)為縱向一體化及零部件電子電氣化及材料輕型復合化;分析了它與傳統(tǒng)汽車價值鏈之間的差異及原因;構建和分析了核心組成部分鋰電池的價值鏈;最后提出了簡短建議,以期企業(yè)在價值鏈中找準位置和突破口,創(chuàng)造優(yōu)勢,推動產業(yè)的發(fā)展。
[關鍵詞]新能源汽車;價值鏈;純電動汽車;插電式混合動力汽車;鋰電池
[DOI]1013939/jcnkizgsc201538010
近年來,美國、日本和歐盟國家把發(fā)展包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)、燃料電池汽車(FCV)在內的電動汽車作為化解能源危機、發(fā)展“低碳經濟”的戰(zhàn)略舉措,并推出各種扶持政策。我國電動汽車起步于21世紀初,“十一五”以來,高度關注其研發(fā)和產業(yè)化。為推動該產業(yè)發(fā)展,政府提出“實施新能源汽車戰(zhàn)略”,出臺推廣試點、財政補助等政策,確定其戰(zhàn)略性新興產業(yè)的地位,制定電動汽車發(fā)展規(guī)劃。尤其是,2012年6月國務院正式頒發(fā)多次延遲的《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》,明確新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)、完全或主要依靠新型能源驅動的汽車,主要包括BEV、PHEV及FCV,當前重點推進前兩類車的產業(yè)化,確定到2015年和2020年,兩類車累計產銷量分別達到50萬輛和500萬輛的目標。迄今為止,北京、上海、廣東、江西等許多省市也出臺了地方性規(guī)劃、政策,并且?guī)缀跛械膫鹘y(tǒng)大型汽車制造企業(yè)均涉足該產業(yè),比亞迪、一汽、東風、上汽等車企都已制訂了產品研發(fā)和產業(yè)化規(guī)劃,大量企業(yè)進軍鋰電池等零部件領域,北京、吉林等多個產業(yè)聯(lián)盟相繼成立,形成了空前的“新能源汽車熱”。BEV和PHEV雖然是小規(guī)模投放市場,但發(fā)展迅速。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會最新統(tǒng)計,2014年我國新能源汽車生產/銷售為785/748萬輛,分別比上年增長35倍和32倍。其中BEV產銷比上年分別增長24倍和21倍;PHEV產銷比上年分別增長81倍和88倍。2015年上半年,國家工業(yè)和信息化部對外公布,新能源汽車累計生產786萬輛,比上年增長3倍。其中,BEV生產518萬輛,PHEV生產268萬輛。新能源汽車的價值鏈與傳統(tǒng)汽車的價值鏈有著很大不同,而且還在成長之中。價值鏈是供應鏈的基礎,兩類汽車價值鏈的巨大差異,導致其供應鏈的巨大差異。因此,要研究新能源汽車的供應鏈,就需要先從其價值鏈入手。隨著產業(yè)快速發(fā)展,深入分析新能源汽車價值鏈,有助于企業(yè)在價值鏈中找準自己的位置,培養(yǎng)核心能力,建立競爭優(yōu)勢,并且構建相適應的供應鏈網絡,從而進一步推動新能源汽車產業(yè)的發(fā)展。
1新能源汽車價值鏈結構模型
價值鏈是一系列相互關聯(lián)的價值創(chuàng)造活動的集合,邁克爾·波特[1]曾經提出了這一重要概念并建立了企業(yè)價值鏈模型。他將企業(yè)價值鏈活動概括為兩種類型:基本活動,包括進向物流(原材料搬運與倉儲)、運作和去向物流(倉儲與分銷)、營銷和銷售、服務;輔助活動,包括基礎設施、人力資源管理、技術開發(fā)和采購。這些支持活動是集成功能,跨越了企業(yè)內各項基本活動。價值鏈將企業(yè)分解為戰(zhàn)略上相關的活動,有助于理解導致成本的行為以及現(xiàn)實和潛在的差異化的源泉。企業(yè)要獲得競爭優(yōu)勢,在實施這些重要的戰(zhàn)略活動時就要比競爭對手的成本更低或做得更好。
波特提出的企業(yè)內部價值鏈模型并不能使企業(yè)在產品的整個價值創(chuàng)造中找準自己的位置并建立起成本或價值優(yōu)勢,因此,需要將價值鏈擴展到整個產業(yè)。產業(yè)中的每一個企業(yè)都處于特定的價值鏈中,它們總是力求在價值鏈的某個或幾個環(huán)節(jié)建立和維持自己的競爭優(yōu)勢。企業(yè)活動始于來自供應商的基本原材料,經過產品或服務的生產與營銷等一系列增值活動,終于分銷售商把最終產品送到最終用戶的手中。實際上,許多產業(yè)的價值鏈都可以以最終產品的制造企業(yè)為中心分為上下兩段,為此可以構建一個現(xiàn)代工業(yè)制造品的典型價值鏈結構模型(見圖1)。
圖1工業(yè)制造品的典型價值鏈模型
由于新能源汽車在原材料、零部件、整車產品、銷售、基礎設施保障、售后服務以及技術、商業(yè)模式、合作伙伴等均有自身的特點,因此,圖1這種一般性模型顯然過于簡單,不足以清晰地揭示鏈中關鍵的價值創(chuàng)造活動。
新能源汽車的價值鏈同樣包括上游和下游價值鏈。上游價值鏈的頭部涉及關鍵原材料的提取,如用于電機中的關鍵材料鏑、鐠和釹,用于電池中的關鍵材料鋰、鐠、釹、鑭、鈷、錳、鎳、鈰;中部涉及關鍵零部件制造,如電池、電機和電控,尾部涉及動力系統(tǒng)的制造。對新能源汽車來說,基礎設施非常關鍵,因此,必須包括在價值鏈的下游,尤其是純電動汽車更需要電力設施提供強有力的支持。目前,電力公司正在以重要參與者的角色出現(xiàn)在價值鏈的下游。如沃爾沃與再生能源公司Vattenfall進行合作,推出Volvo V60 PHEV;雷諾正與其他的電力公司合作,如荷蘭的Essent能源公司。我國的國家電網和南方電網也都通過建設充電站、投資鋰電池生產等形式參與到新能源汽車價值鏈中。設備制造商要為充電生產充(換)電站和充電柱及配套設備。為了環(huán)保和實現(xiàn)資源的循環(huán)利用,甚至還應包括廢舊電池的回收??紤]到這些價值創(chuàng)造活動,本文以BEV為例,并側重于上游與最終產品形成有關的主要價值創(chuàng)造活動,建立一個更具針對性的新能源汽車價值鏈結構模型(見圖2)。模型中價值鏈的上游包括兩大子系統(tǒng),其中最能體現(xiàn)特色的是動力傳動系統(tǒng),其關鍵部件是電池、電控和電機。本部分對后兩者的價值鏈進行展開,前者因其在新能源汽車中處于核心位置,因此,后面將作專門討論;另一個子系統(tǒng)是車輛結構,由車身結構和底盤結構組成。
圖2新能源汽車價值鏈結構模型
2新能源汽車價值鏈分析
價值鏈分析,可以幫助企業(yè)了解在何處可以建立和發(fā)揮自身的優(yōu)勢,創(chuàng)造更高的附加值。通常,汽車制造商在掌握設計和進行總裝時獲得最大價值。但供應商如果控制關鍵部件也可以處于強勢地位,尤其是他們控制著獨一無二的技術或資源,如鋰和稀土資源供應商、先進電池供應商。新能源汽車價值鏈分析的核心是要在整個新能源汽車產業(yè)價值鏈上分析價值創(chuàng)造活動。每一個價值鏈的參與者在分析完整價值鏈時,應系統(tǒng)考察它在價值鏈的哪一段或哪個(些)環(huán)節(jié)擁有專長或核心能力以及與其他環(huán)節(jié)的關系,并且認識其優(yōu)勢和劣勢,然后決定是否在這個(些)領域經營。一個企業(yè)切入價值鏈的某一部分后,以此為橋頭堡,逐步獲取價值、成本優(yōu)勢從而建立起可防御和可持續(xù)的競爭優(yōu)勢,然后沿價值鏈向前或向后延伸,以降低成本、確保取得關鍵原材料或保證分銷。
新能源汽車產業(yè)的參與者在價值鏈中提供包含服務在內的各種產品。在分析價值鏈時應包含如下內容:第一,價值鏈綜述。要分析國際國內新能源汽車競爭態(tài)勢,中國在新能源汽車價值鏈中扮演的角色和本企業(yè)及其產品的角色。研究發(fā)現(xiàn),從技術與供應鏈角度看,由車輛電動化導致的全球價值鏈轉變可能有利于中國。業(yè)界預測,到2025年,全球電動汽車銷售將達到年新車銷售的10%。因此,隨著這一轉變,汽車業(yè)的整個價值鏈將發(fā)生重大變化,這將為中國新能源汽車價值鏈參與者提供重要機遇。第二,從生產產品的各種價值創(chuàng)造活動中分析每條產品線的價值鏈,因為一個企業(yè)往往擁有多條產品線,而不同的產品線擁有不同的價值鏈。應考察價值鏈的結構、環(huán)節(jié)和發(fā)展動態(tài),明確擁有優(yōu)勢的活動有哪些?第三,分析不同產品線價值鏈內部存在的關聯(lián)性,如交叉、共享、融合。關聯(lián)性越強,越有利于獲得范圍經濟和規(guī)模經濟雙重效益,從而有助于成本的降低和核心能力利用的最大化。由于大多新能源汽車制造商是過去老牌的傳統(tǒng)汽車制造商,它們同時生產兩類汽車,且新能源汽車還處于發(fā)展的初期,銷售量還很小,所以,更應特別注意這一點,如可以謀求多種產品聯(lián)合生產、共享渠道。第四,分析價值鏈上下游各組成部分價值的比例及車輛本身各零部件、子系統(tǒng)所占的價值比例。第五,識別出關鍵的因素,并且深入分析,通過與關鍵的行業(yè)參與者和專家訪談估計單個關鍵因素的短期和長期風險,提出風險防范策略。
當前,全球新能源汽車價值鏈處于發(fā)展的早期階段,還遠未成熟。中國雖不敢妄言“彎道超車”,但也是大有可為。據(jù)World Bank/PRTM[2]預測,到2020年,全球BEV產值將達到2500億美元。在這個大蛋糕中,中國有可能得益于BEV傳動系統(tǒng)的零部件價值鏈,這主要歸因于在電池和電機方面的實力。如在電機的優(yōu)勢部分源于中國是稀土的主要生產國。稀土材料,特別是釹,占用于電驅動系統(tǒng)關鍵電機類型之一的永磁電機材料成本的30%。這種原材料優(yōu)勢,加上中國相對低的勞動力成本優(yōu)勢,已經導致延伸的電機技術和生產供應鏈的出現(xiàn)。在電池和電機方面的優(yōu)勢,可能為中國企業(yè)在電驅動方面擁有全面的優(yōu)勢,并且可能使中國汽車制造商在BEV領域獲取全球領導地位。
在發(fā)展趨勢上,中外新能源汽車制造業(yè)表現(xiàn)出較強的縱向一體化,由關鍵的參與者控制價值鏈,而電池處于價值鏈的核心,但還沒有哪一個企業(yè)在整個產業(yè)價值鏈的上下游經營。如比亞迪不僅是一個汽車制造商,同時也是電池生產商,掌握電池這一關鍵部件的生產,這種優(yōu)勢使之成為中國新能源汽車制造商的領導者,且在全球市場上占有較重要的地位;另一個趨勢是使用更少的機械零部件,更多的電氣電子零部件,而車身結構將更少使用鋼和更多使用復合材料及輕型材料[3]。顯然,在車輛總重一定的情況下,車身和底盤越輕,就越可以安裝功率更大的電池,以確保理想的續(xù)航里程。
3新能源汽車與傳統(tǒng)汽車價值鏈的差異分析
波特認為:“競爭者價值鏈之間的差異是競爭優(yōu)勢的關鍵來源。”傳統(tǒng)汽車是新能源汽車的競爭者,它們不僅技術基礎不同,如動力系統(tǒng)和能量儲存方式,而且關鍵原材料、基礎設施與商業(yè)模式也不同。其價值鏈之間存在顯著差異。差異產生的一個重要原因是兩類汽車的特點不同,包括設計理念、動力來源、零部件數(shù)量等。如傳統(tǒng)汽車以內燃機為動力,零部件數(shù)達到3萬~5萬個,封閉式生產,價值鏈很長且彼此依賴程度高。而新能源汽車結構簡單,如BEV,只需3000個零部件,以動力傳動系統(tǒng)中的電池、電機和電控為核心部件,采用新的輕型、復合材料和先進電子器件等。動力傳動系統(tǒng)的零部件數(shù)將由傳統(tǒng)的約1400個減少100多個[4]。Thomas PLyon et al(2011)[5]提出BEV和PHEV價值鏈關鍵零部件與傳統(tǒng)汽車價值鏈不同的是:能量儲存,如電池容量要求5~15千瓦/時以上,而傳統(tǒng)汽車小于15千瓦/時,包括電池研發(fā)、制造和裝配,以及超級電容;動力電子和控制設備及軟件,包括電池組的熱量管理;電網接入設備;電機。
從車輛本身形成過程中的價值創(chuàng)造看,兩者價值鏈上各部分占總增加值的比例相差很大,自制與外包的范圍也有很大差別。據(jù)歐洲的一項最新研究,從車輛本身各部分的增加值構成來看,傳統(tǒng)汽車的動力系統(tǒng)為3385歐元,占33%,其他部分占67%。動力系統(tǒng)中,電動機附件230歐元,排氣系統(tǒng)240歐元,驅動電子設備695歐元,變速箱920歐元,基礎電動機1300歐元。電動機附件、排氣系統(tǒng)和驅動電子設備可能外包給供應商提供,變速箱和基礎發(fā)電機則可能由汽車制造商自制;而新能源汽車,如BEV,各部分占總增加值的比例為:動力系統(tǒng)為11630歐元,占60%,其他部分占40%。動力系統(tǒng)中,電池9900歐元,占85%,動力電子設備720歐元,電機660歐元,其他350歐元。由供應商提供的可能包括傳動裝置、電池模塊、發(fā)動機和動力電子設備、高壓導線。由汽車制造商自己負責的可能包括發(fā)動機管理、電池與電子整合、氣候系統(tǒng)、軟件、熱和電池管理[6]。不難推斷,相對于傳統(tǒng)汽車,新能源汽車總的價值增值高出2147歐元,這主要是由電池導致的,電池技術的突破及成本的降低成為制約新能源汽車產業(yè)化的重要瓶頸。
從包含能源供應在內的擴展價值鏈看,傳統(tǒng)汽車價值的大部分是在價值鏈上游能源的生產和配送。預計2020年銷售的一輛典型的大小類似于比亞迪e6或VW Golf的C級車壽命周期價值,其汽油的銷售和配送成本大約為13000美元。而對于配備電驅動系統(tǒng)的同一輛新能源汽車,在車輛的壽命周期內,能源和配送成本降為3000美元。在這種情況下,價值獲取將向動力系統(tǒng)的零部件轉移,在每車的電池、電機和逆變器上花的成本將大約為11000美元。今天的車輛在價值方面70%為機械,30%為電子和電氣,而2020年后將可能反過來,20%為機械,80%為電氣或電子(World/PRTM,2011)。車身和底盤所用的鋼結構將大量地用復合材料、鋁或其他輕型材料代替,以降低車輛總重。而且,車輛將更多地實現(xiàn)網絡聯(lián)結,智能運輸系統(tǒng)將成為可持續(xù)運輸解決方案的基礎。新能源汽車關鍵技術上的突破和整個價值鏈的變化,可能將對汽車產業(yè)結構等產生重大影響。
從價值鏈的參與者看,新能源汽車整個價值鏈中除了傳統(tǒng)的整車企業(yè)、零部件企業(yè),還有電池制造、充(換)電站和充電柱設備制造、電力、電池租賃與回收等新興企業(yè)及大學研究機構的加入,并且政府作為重要的利益相關者,在其中發(fā)揮著重要的政策引導和保障作用,從而為整個新能源汽車產業(yè)帶來了巨大的投資和獲利機會。關鍵是,每個參與者必須準確定位,在可以獲取競爭優(yōu)勢的位置切入和發(fā)展。
4新能源汽車核心部件鋰電池價值鏈分析
新能源汽車發(fā)展的關鍵在于電池,因為電池成本占很大比例。如電池占BEV總成本的50%(Jeremy Millard,2012),這一點也已經被比亞迪e6所證明,另外,正如前述,電池占動力系統(tǒng)的85%。日本經產省指出,“誰控制了電池,誰就控制了電動汽車”。新能源汽車的電池主要有鎳氫電池和鋰電池,前者技術成熟,主要應用于HEV上,如豐田的Pruis和Civic Hybrid,而后者因其能量密度高等性能,已經為業(yè)界公認為BEV和PHEV動力來源的最佳選擇。據(jù)中國臺灣經濟事務部估測,截至2018年,包括BEV,PHEV和HEV在內的全球電動汽車銷量將增長至729萬輛,其中約86%將釆用鋰電池[7]。
鋰電池的價值鏈包括材料、電池單體組件、電池單體、電子設備和電池組,如圖3所示。鋰電池價格中各組成部分大致可以分解如下:成本占70%,其中:電池組件占29%,電池制造勞動力占16%,電子設備占22%,電池組(2%),質保占1%;毛利占30%。圖3描述的是上游價值鏈,如果要反映完整的價值鏈,那么還應包括下游的電池租賃與回收。
圖3新能源汽車鋰電池價值鏈結構模型
賽迪顧問另從電池材料的角度研究表明,主要材料中,正極材料占全部材料成本的33%左右,負極材料約占10%,電解質和隔膜分別占12%和30%左右。以比亞迪e6的電池為例,其正極材料磷酸鐵鋰占30%。
亞洲是鋰電池的主要生產基地,主要生產國是日本,其次是韓國,再次是中國。我國已經自主研發(fā)了鎳氫電池和鋰電池的6~100AH系列車用動力電池,比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等都致力于開發(fā)使用鋰電池的電動汽車。其中,比亞迪是國內新能源汽車的領導者,其典型的有插電式混合動力車F3DM和純電動車e6,宣稱有效地完全控制了自己的電池供應。但是,中國在鋰電池專利登記方面僅擁有1%,遠落后于日本的50%以上、美國的25%、韓國和歐洲的20%。[8]這說明,中國在鋰電池價值鏈中,并不處于微笑曲線左邊的高端位置。而且,在電解質和隔膜材料、電池系統(tǒng)集成技術都落后甚至嚴重依賴于國外,致使電力驅動系統(tǒng)效率低,電池充電時間長,使用壽命較低。[9]不過,中國在全球鋰電池價值鏈中,仍然在某些環(huán)節(jié)存在優(yōu)勢,即電池材料(如鋰、鎳)及電池關鍵材料生產。據(jù)已探明的儲量,我國鋰資源占世界的13%,居第二位。[10]電池關鍵材料生產以杉杉股份為代表的企業(yè),掌握了生產技術,從上游金屬資源到正負極材料和電解液生產實行縱向一體化,形成完整的電池材料價值鏈,且部分產品處于世界領先地位。隨著我國新能源汽車逐漸產業(yè)化,鋰電池將沿其價值鏈催生龐大的經濟效益,將為電池原材料供應商和電池制造商帶來巨大利潤。
5結論和建議
新能源汽車已經成為發(fā)達國家應對氣候挑戰(zhàn)、降低CO2排放和對石油依賴的戰(zhàn)略選擇,我國也將其列為七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一,明確了發(fā)展目標,制定了技術路線圖,正在向產業(yè)化快速邁進。其價值鏈結構非常不同于一般工業(yè)制造品,上下游都有許多自身的特點。與傳統(tǒng)汽車價值鏈相比,它也在多方面有著顯著差異,分析這種差異,有助于新能源汽車產業(yè)的參與者找到突破口和發(fā)展的重點,并制定正確的經營戰(zhàn)略。在整個價值鏈中,電池價值鏈是其最重要的部分,尤其是鋰電池。為實現(xiàn)規(guī)劃確定的2015年和2020年BEV和PHEV產銷目標,未來數(shù)年,在政府政策引導扶持下,新能源汽車產業(yè)的參與者應對價值鏈進行深入分析,找準可以建立和發(fā)揮優(yōu)勢的位置切入和發(fā)展。主要整車制造商和關鍵零部件供應商要充分利用我國在鋰資源、稀土等方面的優(yōu)勢,轉變商業(yè)模式,整合力量,加強研發(fā),突破電池、電機和電控的關鍵技術,降低技術和關鍵材料與零部件對國外的依賴,建立完整的產業(yè)價值鏈,并努力向價值鏈的高端發(fā)展。
參考文獻:
[1]MPorterCompetitive Advantage:Creating and Sustaining Superior Performance[M]New York:The Free Press,1985
[2]The China New Energy Vehicles Program:Challenges and Opportunities[R]Washington,DC:World Bank /PRTM,2011
[3]Jeremy Millard,et alStudy on Internationalisation and Fragmentation of Value Chains and Security of Supply[R]Arhus:Danish Technological Institute,2012
[4]Eric Heymann,Oliver Koppel,Thomas PulsElectromobility:Falling Costs are a Must[R]Frankfurt am Main:Deutsche Bank Research,2011
[5]Thomas PLyon,Russell ABaruffi,JrCreating a Plug-in EV Industry Cluster IN Michigan:Prospects and Policy Options[EB/OL].2011,304-347http://wwwmttlrorg/voleighteen/Lyon&Baruffi.pdf
[6]Christian-Simon ErnstDevelopment of New Supply Chain for Electric Vehicles Perspectives in NWE Regions[R]Brussels:ENEVATE,2012
[7]蓋世汽車網臺灣鼓勵電動汽車鋰電池技術發(fā)展[EB/OL](2010-01-29),http://carsouthcncom/7/2010-01/29/content_8653790htm
[8]Marcy Lowe,et alLithium-ion Batteries for Electric Vehicles:The US Value Chain[R]North Carolina:Duke University Center on Globalization,Governance and Competitiveness,2010
[9]陳柳欽我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展面臨的問題[J]汽車工業(yè)研究,2011(6):2-9
[10]國務院發(fā)展研究中心產業(yè)經濟研究院,等中國汽車產業(yè)發(fā)展報告[M]北京:社會科學文獻出版社,2012