动力电池（以下简称电池）作为新能源汽车的核心部件，对于新能源汽车的发展起着至关重要的作用。现在围绕电池的材料、制造、组装、应用、回收利用等领域，已形成一些相互关联的生态链条，产业生态化发展越来越受到业界的重视。但是电池生态中的一些关键环节尚未打通，企业间分工也不明确。当前突出问题是业界对于电池生态的认知还不清晰，企业对于如何选择和布局电池相关业务仍感模糊。例如，有的企业做得太少，只做了其中一或两个环节，而且没有与其他部分打通，感觉投入不少资源却徒劳无益。而有的企业想多做一些，但是电池生态链条很长，不知应该从何下手。
基于此，盖斯特研究团队对汽车电池生态进行了系统梳理，深入剖析电池生态的概念、要素及业务模块，全面解析电池生态的全链条，着重为相关企业布局电池相关领域提供具体的发展方向和策略建议。
一、电池生态的概念和要素
汽车电池生态是指围绕汽车应用场景，由矿产资源、电池材料、单体制造、电池整车集成、能源交互、回收利用等多方面的参与者各司其职，相互依赖、相互制约，各自独立又共同构成的立体系统。
盖斯特研究团队绘制出电池全生命周期的生态全景图（详见图1）。该图展示了原材料供应商、电池材料供应商、电池企业、整车企业、补能服务商、梯次利用企业、拆解回收企业以及设备供应商等不同参与主体之间的关联关系，以及贯穿于这些主体的实体流通要素和非实体流通要素（数据、资金等）之间的交互关系及方向。可以看到，这些生态要素之间通过复杂的业务关系，构成了一系列子生态在内的完整的动力电池生态。
下面我们从生态要素、要素/主体间的关系、生态结构、生态价值等关键维度，对电池生态进行总体解析：
参与者或称为主体，是生态要素的拥有者，包括矿产资源企业、各级材料供应商、电池企业、整车企业、充换电基础设施运营商、回收利用企业、设备企业、电力/能源企业、金融机构、车主等；
流通要素包括电池材料、新电池、退役电池等实体流通要素，也包括电池设计/状态的数据流、能量流、资金等非实体的流通要素。
生态环境包括电池从生产制造、应用、梯次利用到拆解回收的整个环境，其中重点环境是资源环境、政策法规和多元应用市场。
2.要素/主体间的关系：各主体之间保持独立性，有着各自的专业分工，同时主体之间相互依赖、相互制约。例如，回收利用与电池整车设计、可再生能源与车网互动、电池降本与电池银行等相互关联。
3.电池生态结构：属于在资源、成本、碳排放等驱动下的制造及材料循环体系，同时也是使用阶段“电动出行-基础设施-能源存储-可再生能源”间构成的立体交织的网状关系。
4.电池生态价值：即电池全生命周期价值挖掘、突破资源和碳排放限制的长期可持续价值，以及生态个体和整体价值的最大化。
总体上看，当前电池生态发展前景明确，并呈现产业电池数据打通趋势，目前电池头部企业已基本形成。但是，电池生态中要素多，又隶属于不同的主体，关系复杂交织，而每一要素都可能对最终电池的成本、安全性、碳排放、能量密度、效率等评价指标产生影响。可以说，电池产业面临的挑战体现在不同的链条及其成熟度上，任何环节做不好或没有打通，都会影响最终的结果。因此必须明确电池产业链条的发展趋势，全盘考虑不同要素相关主体及链条间的关联性，从系统角度推进电池产业和相关企业发展，只有这样才能真正发挥生态的价值。
盖斯特认为，对于电池相关企业来说，参与电池产业生态布局不是一道选答题，而是必答题。虽然单一企业不可能拥有全部生态，但是企业必须去主导或积极参与电池生态建设，从而在电池生态里找到一席之地。只有构建好生态，才能够真正解决成本、效率、低碳等行业问题。对于电池各链条中的主导企业而言，应该发挥引领作用，推进平台建设，与相关企业共同努力打通各个业务模块。
二、电池生态全链条拆解及详细解析
通过对电池产业的业务模块进行梳理，盖斯特将电池产业生态拆解为五大业务链条，或者称之为五个子生态：一是电池制造链，即从矿产资源到电池材料、再到单体制造；二是电池整车协作链，即从单体到模组/PACK(电池包)，再到整车；三是电池绿色循环链，即电池从汽车退役后，通过梯次利用或拆解回收，最后材料返回到电池制造中，形成电池的绿色循环；四是充电链：由整车与充电桩/站、电网、可再生能源等交互构成；五是换电链：由整车、换电站以及电网等交互构成，其中金融在换电链中尤为重要。
盖斯特对每个业务链的关键要素、主体、上下序/接口、影响要素等进行深入研究，具体参见图2。可以看出，每一业务链具有各自的要素和主体，不同的链条之间有相应的上下序、材料、性能指标等要求。因此各业务链条的构建情况、成熟度等，将影响到电池的成本、碳排放、续航、可维修性、价值等方面的指标。以下逐一详细解析电池业务链条，同时给出相应企业的布局重点和发展策略建议。
1.电池制造链解析
电池制造链对电池的碳排放和成本的影响大，所以其建设目标就是力求低碳或者零碳制造，同时做好成本控制和资源管理，最终实现高效率生产和对市场的快速响应。其中影响电池制造链建设的关键要素是资源、能源、装备、技术、供应链的布局及管控。基于对上述关键要素未来发展情况的分析，盖斯特预测电池制造链的整体趋势分为三阶段：
1.0阶段：即当下阶段，产业发展虽然快，但是存在多重挑战。主要问题是在资源局限下的电池成本高，以及碳足迹数字化基础薄弱、标准体系缺乏导致的高碳排放值。
2.0阶段：属于改进阶段，预计到2028年，通过资源布局、签署长供协议、优化电池平台化设计、开发新材料体系及淘汰劣质产能等，将推动电池系统的成本下降。同时建立起碳足迹体系，制造链相关企业通过能源替代、技术升级以及工厂绿色运营来实现共同降碳。
3.0阶段：预计到2035年，资源的价格及供需趋于稳定，将推动电池制造成本趋于极限，其中电池回收成为降本主力；同时，在绿色能源替代、绿色工厂建设、回收材料使用叠加先进技术等多项措施推动下，电池产业最终形成低成本低碳制造链。
当前，不论是短期应对成本和碳足迹管理的挑战，还是中长期实现电池制造链目标，相关产业链企业都应联合起来，通过多方式并行的改进思路推进。即由电池厂商来主导，充分发挥其引领作用，相关供应链企业积极参与，甚至主动推动，从而达成电池制造链的降本和降碳目标。
具体来说，企业必须围绕核心因素，明确重要抓手，制定有针对性、多维度的制造链发展策略。
在低碳方面，企业降碳的核心抓手是供应链管控、可再生能源替代、工厂运营和技术开发。其中绿色设计是基础，应在产品开发阶段就引入低碳工艺和绿色设计理念，形成企业的核心技术能力；协作降碳是关键，一要与上游供应商、下游客户一起合作研究产品生命周期碳足迹和低碳技术路径，二要互相赋能建立碳排放管理能力，三要加强二级及以上供应链的管控能力，提出可执行的减碳指标。
在降本方面，企业需在资源、技术、供应链管控上下功夫，具体策略包括：一是通过投资或联合投资、签署长供协议及考虑布局电池回收，实现对资源的管控；二是持续开发新技术或技术升级，起到辅助降碳作用；三是开发新材料体系，起到补充性或非替代性作用；四是供应链垂直管控或延伸布局，提高成本竞争力；五是电池平台化开发和生产，减少产线数量，统一电池规格。
2.电池整车协同链解析
电池整车集成化已成为产业发展趋势之一，当前主要有两种方案，一种是电池安装到车，例如CTM（电芯集成模组）、CTP（电芯集成到电池包），核心是在电池包内优化和去模组，该模式一定是由电池企业主导；另一种是电池集成到车，例如CTB（电芯集成到车身）、CTC（电芯集成到底盘）等，核心是电池与整车集成、去电池包，此过程中车企责无旁贷，必须主导集成设计。具体如图3所示。
电池整车协同链的集成化趋势，要求电池企业、车企、回收企业之间做好分工。对于弱势车企来说，可由电池企业提供电池系统，甚至底盘和车身；对于中等车企来说，可与电池企业共同研发系统，所以车企必须了解电池；而对于强势车企来说，则可以自己开发并生产电池，但是不必全部包揽制造，而是在装备、工艺等方面与电池企业开展战略协作。
对于车企主导的集成设计策略，车企应与电池企业或团队共同定义和开发产品，以实现快速迭代的目的。另外，电池整车协同链还要考虑电池的后续回收，所以回收企业需要适时介入。由于电池整车安装和集成方式的不同会影响回收的效果，所以回收企业应在设计阶段加入，同时电池企业/车企也应与回收企业建立战略合作关系，既有助于实现数据打通和设计共享，回收企业拆解的材料又可以优先或优惠价格供给合作的电池企业。
总之，电池整车协同链建设不能只关注单一环节的效益，必须考虑电池全生命周期的整体价值最大化，这就需要相关方积极参与，共同建立生态伙伴关系。
3.绿色循环链解析
绿色循环是解决资源问题、成本问题、碳排放问题以及价值挖掘的关键，因此电池绿色循环链不可或缺。盖斯特团队在此方面的研究结论如下：
在成本方面，拆解回收材料在电池材料中的占比达到40%，那么电池成本可达0.4元/Wh的水平，而当回收材料占比90%~95%时，电池成本可降至0.2元/Wh；在碳排放方面，电池回收利用可使其碳排放下降50%，若再结合绿电等清洁化电力，可实现动力电池关键材料生产过程的零排放。
当前构建电池绿色循环链存在诸多挑战：一是车企、电池企业及回收企业之间的协同不足；二是电池状态数据、设计信息没有实现共享；三是电池回收体系混乱。
盖斯特认为，未来理想的电池回收链条一定是电池企业、车企以及回收利用企业协同设计，同时通过数据共享平台，实现电池状态、碳足迹的跟踪记录。具体如图4所示。构建绿色循环链必须通过建立战略合作伙伴关系，才能打通全链条的设计和数据壁垒，才能确保电池梯次利用及拆解回收更加有效、更加高效。需要注意的是，发展电池绿色循环链在做好数据打通、技术工艺提升的同时，也要解决好回收渠道的问题。
对于企业来说，布局绿色循环链需要围绕设计数据共享、电池标准化、平台化来解决当前的痛点。具体发展策略建议如下：
第一，回收企业参与电池开发，获取电池状态数据。回收企业参与电池设计，在获取设计相关数据的同时，还要监测和获取电池真实的状态数据，并建立数据库，便于后续梯次利用。但是，由于电池设计数据涉及到企业的Know-how(技术诀窍)，电池企业、车企主动与其他企业分享的意愿较低，且电池整车集成与电池易拆解回收之间存在一定的矛盾，使企业间协调难度增加。所以回收企业更应该去积极地推动，同时也需明确可操作的数据共享及利益分配方案，尽量实现共赢。
第二，减少电池型号。回收企业应与车企、电池企业共同推动电池标准化、平台化，减少电池的型号，这样可以进一步降低设备和工艺等资金投入，并提升电池的拆解便利性。
第三，升级回收技术。当前进入“白名单”的回收企业积极性不高的原因在于高额处理成本和低价收购难的问题，今后可通过技术进步来减少流程、设备和人力，同时协同回收磷酸铁锂和三元材料，并增加回收材料种类（如铁、铝、铜等），以提高回收效率。
4.电池充电链解析
电池充电链的核心作用不仅仅是补能，还与消费体验直接相关，长远价值更在于V2G（电动车与电网互动）。影响充电链的关键要素包括数据运营平台和充电桩布局。盖斯特预测电池充电链的发展分为三个阶段：
1.0阶段：即目前阶段，虽然经过了多年发展，现在充电基础设施的总量依然不足，且分布不均，不能充分满足消费者的补能需求；尚未建立车辆与电网互动机制，处于无序充电（V0G）状态。可以说，整体状态仅限于满足车用的阶段，充电链价值远未得到发挥。
2.0阶段：预计到2028年，充电基础设施规模进一步扩大，覆盖范围更广；形成充电网和微电网，以有序充电（V1G）为主；双向桩规模化应用，V2G形成一定规模。
3.0阶段：预计到2035年，将基于基础设施形成深度与车辆、可再生能源、电网连接的工业互联网。此阶段将形成充分布局、结构合理的补能体系，充电以慢充为主、快充为重要补充；V2G车网互动全面覆盖，可在满足用户体验的前提下实现可再生能源与电动车之间的交互。
盖斯特认为，电池充电链建设的短期目标是做好用户体验，即通过充电资源组合、数据共享、标准统一等多措并举，解决车辆充电体验问题；长期目标必须考虑车辆储能价值，尤其应该做好V2G的布局与建设。我们经过测算，若中国电动汽车保有量达到1亿辆，那么这些汽车每天可存储近20个三峡发电站的发电量，未来储能和车网互动的应用价值巨大。
5.电池换电链解析
盖斯特认为，换电链的价值拓展及模式构建，关键在于如何发挥电池的储能属性和金融属性，换电链必须与储能结合，否则价值有限。影响换电链的关键要素有数据运营平台、换电站布局、金融工具及换电标准。随着这些关键影响要素的不断完善，电池可充分发挥储能的作用，推动换电链的发展。具体来看，可分为以下三个阶段：
1.0阶段：即现有阶段，面临换电标准难以统一、换电站运营低效、资金获取困难、电池换电站推广及电池问题等一系列挑战。今后换电站推广必须实现电池全生命周期管理。
2.0阶段：属于扩展储能应用场景阶段，预计到2030年，将实现储能电池和电网电力之间的双向流动。
3.0阶段：预计到2035年，将形成车-站-网之间能源高效交互的换电链，车与换电站、换电站与电网均可实现电力双向交互。此时，理想的换电链商业模式是由电池银行收购电池，换电站为用户提供换电服务，同时通过电价峰谷套利、调峰调频等方式使电池与微电网和电网融合，最终实现经济效益。详见图5。
换电链未来发展方向，一是在某些特殊场景，如矿山等固定区域内运行的换电重卡，但是这种模式很难在大范围内广泛应用；二是，充分发挥数据运营平台的作用，提高换电站的运营效率，同时支撑电池与能源交互（B2G），打造基于稳定现金流的金融工具。可以看出，如果不能实现车-电池-电网之间的互动（V2B2G），换电模式将难以发展。另外，还需关注的是，市场对储能电池的要求是低成本而非好的性能，在这一点上，动力电池与储能电池有着本质的差别。因此，在换电链建设中也需考虑如何更好地满足市场需求。
三、企业在电池生态中的定位及布局建议
综上所述，电池生态复杂，且专业性强，所以对于此生态的各类参与主体而言，必须有清晰的定位和明确的策略。具体从生态链条角度来看：
在电池制造链中，主导方一定是电池企业，资源企业和材料企业是主要参与方。这个子生态中，企业间应做好协同，通过与上下游企业的合作进行技术开发。其中电池企业通过垂直整合来强化供应链掌控能力，材料企业或电池企业还要投资电池回收企业，或者与其合作，以获取循环材料的供给。
在电池整车协同链中，车企和电池企业必须协作开发，在集成设计中应该综合考虑产品全生命周期的各个环节，电池企业需要懂车，整车企业也需要懂电池，这样才能实现最优的设计。
在绿色循环链中，电池回收企业作为主导方，应参与电池或电池整车集成设计，实现数据打通、设计共享。电池企业和车企也要参与到电池回收和梯次利用之中，共同推动绿色循环链闭环，最终实现共赢。
在充电和换电的车网协同的业务链中，主导方应是基础设施运营商。此业务链需要基础设施运营商与车企、能源/电网企业协同建设，来提升用户体验和支撑未来V2G的发展。
因此企业若想实现清晰的定位，企业家对于电池生态化发展的认知必须到位。
首先，必须认识到电池生态的意义，生态的竞争力决定了电池生态中每个参与者的竞争力，而每个参与者的竞争力合并构成了生态体系的竞争力。只有电池生态真正落地，产品体验才能更好，车主才能受益，电池企业才能保障产品质量优化，各参与主体之间的数据协同、共同设计才能确保参与方的业务能够顺畅高效完成，同时只有通过电池回收、金融机构的介入，才能系统性地解决成本问题。
其次，应该认识到生态建设的原则。那就是参与者一定要有建设生态的理念，还要有数据交互的理念，生态建设必须做到数据打通和资源共享。而且企业必须具备建立战略合作伙伴的意识。
第一，定位明确。通过理解、分解、拆解动力电池生态，明确产业如何布局，重点任务是什么，以及如何对外合作。其中，理清分工是重中之重，否则不可能充分发挥生态的价值。
第二，协同创新。因为电池生态的每一链条都涉及技术细节，因此需要专业化分工，企业只有明晰链条中的上下序，做到你中有我、我中有你，才能实现协同创新。
第三，长线思维。企业只有做好利益分享，才能够更好地降本，以获取更大收益，因此企业间必须基于长线思维进行合作，将短期的大投入转换成长期的收益。
第四，资本介入。资本在汽车电池生态系统中起着黏结剂和催化剂的作用，所有企业的运营都离不开资金，尤其在需要大量资金的回收利用链、充电/换电链上，更需要资本的介入。否则，对于电池这种重资产、长周期的产品，企业无法解决资本投入的问题。
