未来10年新能源汽车对铜需求的影响
http://www.31cu.cn2020-09-10国际铜业协会

  新能源汽车用铜情况

  国际铜业协会统计数据显示,2019年平均每辆汽车使用铜12.6kg,相较于2016年的11kg上升了14.5%,汽车用铜使用量增加的原因主要是由于驾驶科技的不断更新,需求更多的电子元器件与线组。

        新能源汽车铜使用量在传统内燃机汽车的基础上将是全方位的增加,其电机内部需要大量使用线组,目前市面上的绝大多数厂商的新能源汽车选择使用PMSM(永磁同步电机),该类型电机每kW用铜量在0.1kg左右,而市售新能源汽车功率普遍在100kW以上,仅电机一项用铜量就超过10kg。再加上电池以及充电功能等需要大量用铜,整体用铜量将大幅增加,据IDTechEX分析师测算,混动汽车整车用铜量大约40kg,插电汽车用铜量大约60kg,纯电动汽车用铜量83kg,大型车辆例如纯电动巴士更是需要使用224-369kg铜。

  4种主流电机平均铜用量(单位:kg/kW)

  (来源:全球铜业协会,IDTechEx)

  主流品牌新能源汽车电机使用情况

  (来源:维基百科)

  铜在汽车中线组的占比超过95%,由于车内电子元器件与线组的增加,要求加工尺寸不断缩小,铜相对于铝来说延展性更好更易于小口径加工,同时新能源汽车出于续航与动力的考虑,也会更倾向于电阻更低的铜线,这些特性都使得铜在汽车生产中难以替代。

  新能源汽车市场现况

  2019年全球汽车产销分别完成9178.68万辆和9135.84万辆,下降5.2%和4.5%,新能源汽车全球销售220万辆,增长10%,销售占比仅为2.4%,国内汽车产销分别完成2572.1万辆和2576.9万辆,同比下降7.5%和8.2%,新能源汽车产销分别完成124.2万辆和120.6万辆,同比分别下降2.3%和4.0%。新能源汽车销售占比4.8%,中国是截止2019年全球最大的新能源汽车生产和销售市场。(数据来源:国际汽车组织,中国汽车工业协会)

  (数据来源:国际汽车组织)

  中国汽车工业协会近日发布了2020年1-7月新能源汽车的销售数据,7月新能源汽车产销分别完成10万辆和9.8万辆,同比分别增长15.6%和19.3%,1-7月累计,新能源汽车产销分别完成49.6万辆和48.6万辆,同比分别下降31.7%和32.8%。预计下半年销售情况好转,全年预期销量维持110万辆。今年欧洲地区的新能源汽车销量飞速增长,德国数据公司公布的数据显示1-7月份欧洲注册的新能源汽车已超过50万辆,其中纯电动汽车约为26.9万辆,插电式混合动力汽车约为23.1万辆,已经接近2019年全年销量并完成了对中国的超越,分析师Matthias Schmidt预计欧洲地区全年总销量将超过100万辆。(数据来源:中国汽车业协会,公开信息)

  中国上半年销售下滑存在受到疫情影响的部分原因,但欧洲地区同样受到疫情影响却飞速增长反应了新能源汽车市场目前另一个重要特点,不同于内燃机汽车市场已经发展成熟、完全市场化,新能源汽车市场仍处于初级发展阶段,受政策的影响十分明显。中国的补贴政策开始已久,到今年已逐渐退坡,而欧洲地区现在正是补贴进行的如火如荼的时刻,各国在今年都加大了力度,销量大幅增加完成超越也就显得并不出乎意料了。

  新能源汽车的发展前景

  从宏观政策来看全球大部分国家地区都是坚定推动新能源汽车普及的,中国从2017年就推出了“双积分”政策限制排放,今年还将于9月推出新规降低新能源汽车准入门槛,加大新能源汽车推广力度。欧洲地区今年更是立法推出了全球最严格的二氧化碳排放法规:到2021年降低至95g/km(约4.1 L汽油/100km),2020年95%的新车需满足95 g/km(1年缓冲期);2025年比2021年减少15 %(即降至80.75 g/km),2030年开始,欧盟境内新型汽车平均CO2排放量比2021年减少37.5%(即降至59.375 g/km),最终目标是在2050年实现零排放。

  新能源汽车发展到现在的时间还并不长,此前生产成本与同级别的内燃机汽车比较还是更高,消费者购买意愿不强,主要靠补贴政策刺激消费,但未来几年内全球车企为了满足排放法规的要求,势必加大新能源汽车的研发力度,各大车企发布的电动化目标当中都表示在2025年会将产品组合中新能源汽车的占比提高到至少25%以上。

  近5年全球汽车年产量均在9000万辆左右,如果能够提高新能源汽车的市场比例,将带来百万吨级的新增铜需求。今年3月国际铜业协会协同IDTechEX发布了关于汽车行业发展的预测,新能源汽车未来20年或将迎来井喷式发展。IDTechEx预计新能源汽车将在2025年从全年总产量2.8%提高到8%,在2030年达到19%之后,随着技术与市场的成熟,将得到更快的发展,直至2040年占有汽车市场的72%。

  全球汽车行业预测(单位:千辆)

  (来源:全球铜业协会,IDTechEx)      带颜色部分新能源汽车为分国家地区产量,黑色部分为全球范围内燃机汽车产量。

  国际铜业协会预计2029年新能源汽车占比将提高至19%。为满足移动汽车与固定站点电能存储,仅乘用车部分就将带来超过80万吨的新增需求,总新增需求将超过110万吨,可以预见新能源汽车市场的潜力是巨大的。

  (估算方式:国际汽车组织数据显示2019年全球生产汽车9178万辆,其中乘用车6715万辆,占比73.2%,按国际铜业协会预测,全球汽车产量持续上升直到2031年达到顶峰,2029年全球产量接近1亿辆。乘用车约为7320万辆,如果新能源汽车比例能够提高到预计的19%,总产量将达到大约1390.8万辆。2019年中国销售纯电动汽车占整个新能源汽车销售的83%,欧洲地区这一比例为65%,2029年如果这一比例为70%,加权后每辆新能源乘用车用铜76.1kg,整个乘用车系列总用铜大约105.8万吨铜,新增用铜为86.9万吨。剩余26.8%的轻型商用车辆,重型卡车,巴士如果都按乘用车辆标准计算,仍有38.7万吨铜需求,新增31.8万吨,总计需求铜144.5万吨,新增需求118.7万吨。以上估算当中所有数据使用都是相对保守的,新能源汽车主要用铜点在于电池,电线与电机,商业车辆从体型以及动力来说都大幅超过乘用车辆,尤其是重型卡车与巴士,这部分的实际用铜量是严重低估的。70%的纯电动车占比也相对较低,从目前趋势来看,纯电动车的比例正在逐渐提高,国际铜业协会预计的这一数字为85%。另外所有车型统一按照19%的新能源化比例计算,但是政策推动来说商用车辆的电动化比例应该高于乘用车辆,例如国内部分城市例如深圳已经实现公交车全电动化,而且在限制排放的政策影响下,欧洲地区大型车辆想要做到平均二氧化碳排放95g/公里也就是油耗4L/百公里,电动化比例肯定要远高于小型车辆。总体来说以上计算得出的数值是偏低的,国际铜业协会预测2029年新能源汽车行业整体铜需求达到了230万吨,其中占比最高的是卡车以及箱式货车,这也正反映了商业车辆的电动化比例应该高于乘用车辆。)

  2019-2029移动与固定站点电能存储年度铜需求预测

  (来源:全球铜业协会,IDTechEx)

  目前新能源汽车整体还处于发展阶段,对于整车的用铜估计只是基于现有技术的基础上进行的测算,10年是一个相对长的研发时间,后期实际情况很可能发生变化,例如对于续航的追求会导致用铜量上升,加工技术提高能打造更薄的铜箔也会减少铜的需求。另外宁德时代已经着手开发换电技术,即实现到充电站直接更换电池而不使用充电桩进行充电,如果这一模式得到普及,那么在一车一电池的基础上无疑还会增加大量备用电池,也需要大量的铜。无论技术怎么变化,但只要随着新能源汽车不断普及,替代传统内燃机汽车的比例不断提高,从目前来看铜的作用难以替代,那么铜的整体需求一定会迎来增长。

  总结

  国内全年预计销量维持在110万辆不变,预计下半年销量有所回升,上半年海外增长幅度较大,下半年预期也较高,下半年将继续带来少量的铜需求,对铜价有微弱支撑。目前全球新能源汽车年产量不过220万辆左右,铜总需求量还较少,对于市场影响不大,但新能源汽车背后是整个汽车市场,随着世界各国对于环保的要求越来越高,新能源汽车的普及已悄悄发生,如果新能源汽车制造工艺没有发生巨大改变,随着市场占有率的不断提高,将带来百万吨级的巨大需求,如果2029年时新能源汽车占汽车市场的19%,那么每年仅仅新能源汽车的铜使用量将从2019年新增2.7万吨逐渐增加到至少110万吨以上的铜需求。

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