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宁德时代 VS 比亚迪,电池双雄的进击之路!

一、 动力电池业务的发展与格局演变

宁德时代创立于 2011 年,脱胎于 ATL 动力电池事业部。2014 年国内新能源汽车市场大幕拉开,王传福和曾毓群所掌控的 企业之间的竞争从消费锂电市场转移到动力锂电市场。双方的第二轮对垒历经技术路线、客户群体和市场环境等多个方面的变化,宁德时代成为绝对领先者,比亚迪第二,国内市场呈现双雄格局。

第一阶段(2017 年以前):技术路线之争和企业定位之争尚无定论,比亚迪小幅领先。从 2014 年到 2016 年,国内新能源 汽车销量从 7.5 万辆快速增长至 50.7 万辆,增速接近 6 倍。在乘用车市场,国内以比亚迪为代表的电池厂商采用磷酸铁锂 的技术路线,而宁德时代采用了与海外市场相同的三元路线,两种材料在国内新能源乘用车上的装机量各占一半,技术路线 之争并无定论。

在企业定位层面,比亚迪将自身定位于主机厂,专注于打造新能源汽车产品;电池采取自产自销的模式,2016 年表示不外 供电池,用于适配自家车型。2008年比亚迪推出首款新能源汽车 F3DM,2011年推出首款纯电车型 e6用于出租运营,2014 年与奔驰合作的纯电车型腾势上市销售,全部搭载磷酸铁锂电池。

而宁德时代定位于动力电池供应商并积极寻找下游客户,2012年与华晨宝马就旗下车型之诺 1E 的高压电池项目展开合作。凭借宝马的背书,宁德时代知名度大增,开始进入宇通客车、厦门金龙、普莱德等企业的供应链,市场份额迅速提升。这段 时期由于比亚迪在新能源汽车领域布局较早,旗下车型销量足以维持动力电池一定规模的装机体量,因此电池市场份额小幅 领先,而企业定位之争同样也没有定论。

第二阶段(2017—2019年上半年):政策定调技术路线之争,磷酸铁锂偃旗息鼓,宁德时代反超。2017年的补贴政策首次 将补贴额度与电池系统能量密度挂钩,更高的能量密度可以凭借更高的调整系数获取更多补贴;作为对长续航、低能耗乘用 车的引导和鼓励,此次补贴政策的修改也延续到以后每一年的补贴政策中。补贴新政推出后,在乘用车领域,能量密度天生 处于劣势的磷酸铁锂电池逐步被三元替换;在商用车领域,新能源客车销量随着 16 年补贴高峰而达到最高点,此后逐年下 降;两者叠加导致磷酸铁锂电池的装机份额逐月下滑。比亚迪及时改变策略,从 2017年开始旗下所有新能源乘用车型全部 切换为三元电池。此阶段电池技术路线之争以三元材料的胜出而暂时告一段落。(报告来源:未来智库)

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在企业定位层面,宁德时代以电池供应商的角色获得硕果,凭借在三元电池上长期积累的技术优势继续扩大与主机厂的合作, 同上汽、广汽、一汽、吉利、东风等主机厂成立合资公司深度绑定,动力电池市场份额由 30%提升至 50%左右,动力电池 出货量自 17 年开始超越比亚迪,并且之后一直保持全球第一。比亚迪于 2018 年提出电池开放外供并开启分拆计划,同年 与长安汽车成立电池合资公司,2019 年计划与丰田合作开发纯电车型和配套电池。这一阶段电池外供已经率先在商用车领 域实现,尽管乘用车领域尚无实质性装机,但凭借推出的一系列王朝车型的热销,比亚迪新能源汽车国内市占率长期保持在 20%以上,动力电池份额维持在 20%-30%,紧跟宁德时代。

第三阶段(2019 年下半年至 2020 年上半年):补贴退坡定调企业定位之争,双方差距拉大。2019 年下半年随着补贴正式 的大幅度退坡,国内新能源汽车市场陷入负增长。比亚迪旗下新能源商用车和 e5 等运营乘用车销量下滑,同时王朝系列车 型受到竞品车型的挤压,整体销量同比负增长,国内市场份额下降到 20%以下(2020年年初有所恢复),2019年全年销量 被特斯拉超越。在终端需求萎靡的情况下,动力电池市场份额下滑至 10%左右;与此同时,宁德时代凭借国内主机厂新车 型以及合资车型大规模上市的推动,动力电池市占率推升至 50%-70%区间,进一步拉开与比亚迪的差距。补贴退坡后的表 现凸显出自产自销的局限性,企业定位之争已无悬念,比亚迪寻求从单一主机厂到供应商的转变,外供步伐加快。

第四阶段(2020年下半年至今):后补贴时代,性价比优势助力铁锂回归,双方市占率区间震荡,宁德开启全球化。补贴退 坡后磷酸铁锂低成本的优势凸显,叠加结构方面的创新和技术进步,系统能量密度也有一定程度提升,性价比优势逐渐显现, 带来铁锂在新能源车尤其是乘用车上的装机占比显著提升,目前铁锂单月装机量已超过三元。宁德时代和比亚迪相继推出 CTP 和刀片电池,前者进入特斯拉供应体系,后者将铁锂刀片电池应用于全系车型上。随着比亚迪系列车型的持续热销, 宁德时代在铁锂市场的地位受到一定冲击,21年市占率下降 11pct,比亚迪则大幅提升 15pct;而在三元市场上,宁德仍然 维持强势地位,比亚迪则大幅下降;整体来看,20 年下半年以来宁德和比亚迪电池业务国内市占率区间震荡,分别维持在 40%-60%和 10%-30%的水平,双雄格局进一步巩固。

纵观双方在电池领域的两次对垒,技术路线和企业定位(客户对标)成为左右阶段性胜利的关键因素。ATL/CATL 的技术路 线/企业定位一以贯之,在消费电池领域坚持后期成为主流的聚合物软包路线,在动力电池领域针对不同客户和场景实行三 元和铁锂并举,在企业定位上坚守第三方供应商的原则,依托国内外优质客户实现快速成长。比亚迪的动力电池经营策略经 历了一波三折的反复,技术路线经历了从铁锂——三元——铁锂回归的过程,企业定位从单纯的主机厂再到供应商的角色。下一步宁德的海外拓展和比亚迪的电池外供是双方进一步提升市占率的重要环节。(报告来源:未来智库)





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二、 动力电池对比:全面铺开与重点布局

从技术路线上看,宁德在研发支出规模和占比方面都处于行业前列,其在包括材料升级(高镍高压/钠电)和结构工艺创新 (CTP/CTC)等几乎所有领域都有较为前沿的布局;比亚迪则专注于磷酸铁锂的结构性创新,并针对纯电和插电车型开发 出不同的电池封装形式;尽管宁德在电池能量密度方面有优势,但目前量产整车续航并无明显差别。从客户结构上看,宁德 覆盖国内绝大部分主机厂,且为大多数车企的主供,同时海外客户开始放量;比亚迪以自供为主,外供有望于 22 年迎来实 质性突破。

从产能规划上看,宁德和比亚迪电池在 21 年的资本开支分别大幅增加 2 倍和 4 倍,预计双方 2025 年名义产能 分别接近 800/600GWh,位居全球前列。从成本控制上看,宁德时代产业布局全面,产业链各环节均有与第三方的股权合作, 对供应商具备较强的话语权,利润率行业领先;比亚迪主要采用自产+参股的方式,在参股企业的数量和持股比例方面与宁 德尚存在一定差距。

2.1 技术路线:宁德时代多点开花,比亚迪聚焦结构创新

宁德时代研发投入和占比均处于领先位置。在研发投入方面,宁德时代一直处于领先位置并且优势持续加大,2021 年研发 投入 77亿元,同比增长 115%。比亚迪由于营收规模的原因,研发支出低于宁德和 LG,2021年电池业务研发支出 21.8亿 元,同比增长 58%。在研发支出占比方面,近年来比亚迪和宁德互有高低,且均高于 LG,2021年比亚迪研发支出占比 5.5%, 高于 LG 新能源 2pct。


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从目前已量产装机的电池来看,宁德在能量密度方面领先,但整车续航并无优势。在三元方面,宁德时代作为最早涉足方形 811 的电池厂商,目前量产装机的 811电芯的能量密度最高能达到 260Wh/kg,系统能量密度 200Wh/kg。比亚迪量产的 622 电芯能量密度最高接近 220Wh/kg,系统能量密度 160Wh/kg左右,在方形非 811体系中属于顶尖水平;此外,福特在华首 款纯电车 Mustang Mach-E 搭载比亚迪的三元 811锂电池,侧面印证了比亚迪在高镍方面的技术储备。在铁锂方面,宁德量 产电芯最高已达到 200Wh/kg,电池系统能量密度普遍在 110-140Wh/kg,最高接近 160Wh/kg;比亚迪乘用车能量密度 140Wh/kg(刀片),22年升级为 150Wh/kg(刀片),商用车超过 150Wh/kg(非刀片)。在实际续航方面,分别搭载双方电 池的量产车型并无明显差距。

宁德时代多点布局。依托完善的创新体系和强大的研发实力,宁德时代在包括材料升级(高镍高压/钠电)和结构工艺创新 (CTP/CTC)等几乎所有领域都有较为前沿的布局,全方位、多维度是宁德时代技术布局的突出特点。

高镍高压:公司在高镍的研发和量产方面保持全球领先,811体系配合业界首创的纳米铆钉技术,兼顾高容量和高安全 性,电芯能量密度达到 330Wh/kg。高电压方面,采用单晶颗粒设计,搭配耐氧化电解液,通过不断拓宽电压上限,脱 出更多的活性锂,从而显著提升能量密度,实现最优性价比。

CTP:公司于 2019 年推出业界首创的 CTP 高效成组技术,首搭北汽 EU5,通过简化模组结构,使得电池包体积利用 率提高 20%~30%,零部件数量减少 40%,生产效率提升 50%。2021 年以来宁德时代CTP 前两代电池包相继在特斯 拉 Model 3、Model Y、小鹏 P7、蔚来 ES6、蔚来 ET7等车型规模导入。公司目前已推出了第三代 CTP 技术(麒麟电 池),搭配铁锂系统能量密度超过 160Wh/kg,三元超过 250Wh/kg,在相同条件下电量相比 4680系统可以提升 13%。

CTC:CTC技术是车身结构简化的集大成者,公司将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集 成一体,搭配高镍 811技术、掺硅补锂技术,使行驶里程突破 1000公里;并通过智能化动力域控制器优化动力分配和 降低能耗,百公里电耗降至 12 度以下。公司计划将于2025 年正式推出高度集成化的 CTC 电池技术。

钠离子电池:宁德时代从 2015年开始研发钠离子电池,2021年 7月推出第一代钠离子电池,采用普鲁士白/硬碳体系, 单体能量密度高达 160Wh/kg;常温下充电 15 分钟,电量可达 80%以上;在-20°C 低温环境中,也拥有 90%以上的 放电保持率;系统集成效率可达 80%以上,热稳定性远超国家强标的安全要求;公司表示下一代钠离子电池能量密度 研发目标是 200Wh/kg以上。

此外,公司开发了 AB 电池系统解决方案,即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比 例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过 BMS 精准算法进行不同电池体系的均衡控制。AB 电池系统解决方案既 弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能好的优势;以此系统结构创新为基础, 可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。公司已启动相应的产业化布局,计划 2023 年形成基本产业链。


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比亚迪推出刀片电池,聚焦结构创新。回归铁锂的技术路线后,针对旗下纯电和插电产品对性能的不同要求,比亚迪采用了 不同的刀片电池工艺,总体思路为采用 CTP 的成组方式,减少多余的结构件。针对纯电车型,公司最早推出能量型刀片电 池,该产品属于方形铝壳电池范畴,但在长度和厚度方面与传统的方形电池有较大差异(拉长压薄),并且创新性采用叠片 工艺,配合热刀模切、三层共挤隔膜;电芯在电池包内部设计的支撑区和支撑件的作用下紧密排布,减少横纵梁的使用甚至 完全去掉横纵梁,实现空间利用率的提升和材料成本的下降。与常规的方形铁锂相比,刀片电池具备高的体积能量密度、良 好的散热性以及较低的成本。公司预计 2025 年可实现系统能量密度大于 180Wh/kg,体积能量密度达到300Wh/L。

功率型刀片电池采用小软包+方形外壳二次封装。比亚迪在 DMi车型上使用功率型刀片电池,在这里实质上是一种采用二次 密封技术,极芯采用软包铝塑膜封装,多个极芯经过串并联形成极芯组,之后采用硬铝外壳进行二次封装;硬铝外壳的作用 类似于结构件,用于固定内部的软包极芯,与常规的大软包电池包相比,结构件和连接件数量有显著降低。与能量刀片不同, 功率刀片极芯内部采用卷绕方式,电池包冷却方式采用冷媒直冷;由于内部有多个极芯串联,单个刀片的电压大于 20V。通 过控制串联极芯组的个数,可实现 8-45kWh 的电池带电量,纯电续航里程覆盖 50-250km。

2.2 客户结构:宁德客户多元化,比亚迪开启外供

宁德客户多元化,集中度有所提升。在国内市场,宁德覆盖绝大部分主机厂。2020 年前十大客户装机占比近半,新势力和 特斯拉供货靠前;20 年 10月正式向特斯拉供货后,后者装机占比大幅提升,21 年成为宁德第一大客户,占比接近 20%。21 年宁德客户集中度有所提升,前十大客户装机占比 65%,同比增加 14pct。从车企角度来看,大多数主机厂将宁德作为主供,21 年宁德占特斯拉装机比例约 70%;新势力方面,蔚来、理想目前仍由宁德独供,小鹏(81%)、合众(50%)、零 跑(49%)、威马(41%)主供;传统自主品牌方面,上汽、吉利、北汽供货占比超 80%,长城、一汽、长安超 40%;合资 方面,大众系、宝马系独供,上汽通用、北京奔驰、东风本田主供。整体而言,宁德在国内客户方面有显著优势。


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海外客户不断开拓,欧洲市场贡献增量。宁德时代 2012 年进入宝马供应体系,2018 年之后陆续获得现代起亚、戴姆勒、 捷豹路虎、大众、雷诺日产、丰田、本田、沃尔沃、Stellantis、特斯拉、福特等海外主流车企定点,2020 年欧洲市场开始 放量,stellantis、大众、宝马等车企贡献主要增量;2022 年末柏林工厂有望投产,将进一步支撑公司的海外供应体系,海 外客户出货量有望加速增长。

比亚迪开启外供,整体规模较小。比亚迪动力电池的外供步伐从商用车开始,然后逐步扩散到乘用车客户。2018 年公司仅 有泰开汽车和徐工机械两家实现装机的专用车外部客户(不考虑合资企业),并且规模较小;2019年新增长安汽车、中联重 科和中天高科三家客户,在乘用车领域实现外供零突破;2020年之后新增金康汽车、龙马环卫、北京天路通、北汽、一汽、 东风、长安福特等客户。2021年比亚迪电池装机中 90%以上用于自供,外供规模较小;从车企角度看,一汽成为首家采用 刀片电池的第三方乘用车企业,比亚迪占其装机比例达到 25%;东风、长安、北汽等皆在 10%以下,并采用传统三元电池。随着优质电池资源的争夺日趋激烈以及磷酸铁锂路线被国内外主机厂广泛接受,比亚迪电池的外供有望于 2022年迎来实质 性突破,潜在新增客户包括丰田、戴姆勒、部分造车新势力以及北美客户等,将支撑公司电池业务高速增长。

2.3 产能规划:资本开支大幅增长,扩产节奏加快

宁德和比亚迪 2021年资本开支均出现大幅增长。资本开支作为产能的先行指标,一定程度上可反应行业景气度以及电池企 业未来的产能规划。比亚迪 21 年电池业务资本开支达到 239 亿元,同比增长 405%;宁德时代 21 年资本开支 438 亿元, 同比增长 229%。横向对比来看,国内两大电池厂在 21 年的资本开支均有明显增加,并且双双超越海外龙头 LG 新能源;纵向来看,电池业务在比亚迪集团内部的资本开支占比近年来呈现出上升趋势,反映出集团内部在电池产能的扩张方面有较 大的投入。(报告来源:未来智库)


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宁德时代:2025 年名义产能预计超 800GWh。宁德时代的生产基地以宁德为中心,逐步向江苏溧阳、青海、四川、广东、 宜春、厦门、贵州等全国其他地方扩散,同时在德国图林根规划了第一个海外生产基地,预计 22 年年末投产,在印尼依托 原材料规划了第二个海外基地。除此之外,公司还与上汽、广汽、吉利、东风、一汽等主机厂建立 100GWh左右合资产能。预计到 2025 年,宁德时代电池名义产能超过 800GWh,规模列全球第一。

比亚迪:2025年名义产能预计近 600GWh。2015 年以前,比亚迪在广东惠州和深圳共有 10GWh 的磷酸铁锂产能;16 年 补贴政策出台后,三元产能开始放量,2020年达到 30GWh,分布在深圳、西安、青海等地;20年推出刀片电池,21年下 半年到 22 年上半年开始,随着自身汽车销量的快速增长和外部客户的积极拓展,公司密切与各地政府展开项目签约,新产 能陆续落地全国近 20 个城市。公司采用快速拿地建厂、收购其他企业既有厂房、自身旧产线改造(三元改刀片、客车线改 电池线)等多种方式加快产能的建设速度,22年电池将进入密集投产期;预计到 2025年,比亚迪动力和储能电池的名义总 产能近 600GWh,紧追宁德步伐。

宁德比亚迪产能规划居全球前列。从各家产能规划来看,宁德时代和比亚迪目前规划居全球前列,超过 LG新能源的 520GWh、 SKI 的 220GWh。三星 SDI、松下等产能信息较少,预计扩产计划较为保守。

2.4 成本控制:产业链纵深布局,折摊费用下降显著

原材料方面,均加强对上游资源和电池材料的布局。宁德时代产业布局全面,从最上游的锂镍钴磷,到中游的四大材料、重 要辅材以及生产设备均有与第三方的股权合作,侧重于掌握核心技术而非涉足生产,依托自身对电池材料的深刻理解,通过 参股、合资、技术合作以及签订长协等方式培养自己的供应链体系、锁定原材料,对供应商具备较强的话语权。比亚迪主要 采用自产+参股的方式,在磷酸铁锂、电解液、锂电设备等环节自供比例较高,同时参股锂、磷、铁锂、添加剂、导电剂等 环节企业,在参股企业的数量和持股比例方面与宁德尚存在一定差距。

制造费用方面,单位折摊费用表现各异。宁德时代由于产能利用率始终处于较高的水平,因此单位折摊费用较低,2016 年 之后处于逐年下降的态势,21 年折摊费用约为 0.05 元/Wh。比亚迪单位折摊费用波动较大,主要由于公司近年来不断扩充 电池产能,但旗下新能源汽车销量表现并不稳定;21 年随着新能源汽车销量以及储能市场的高速增长,电池装机量大增带 来单位折摊费用快速下降至 0.1 元/Wh


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电池价格长期处于下降趋势,宁德毛利率显著高于同行。从营收角度来看,宁德和比亚迪规模差距变大,21 年宁德动力电 池营收 915亿元,同比增长 132%;比亚迪动力电池内部销售额 229亿元,同比增长 120%。宁德时代 2021年动力电池单 价 0.78元/Wh,较 15年下降 66%;单位成本 0.61元/Wh,较 15年下降 54%;毛利率 22%,较 15年减少 19pct。得益于 产业链的充分布局、强大的议价能力和良好的成本控制能力,宁德毛利率显著高于同行,龙头地位稳固。


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三、 开辟储能第三战场,21 年双双爆发


21年宁德比亚迪储能电池规模爆发式增长。21年宁德时代储能业务营收136亿元,同比增长601%,储能电池销量16.7GWh, 同比增长 599%,储能业务已成为继动力电池之后公司第二增长极。21 年比亚迪储能电池装机量约 10-12GWh(储能电池 装机由公司披露动储装机量扣除单月动力电池装机量,或与实际情况有出入),同比增长超过 250%,同样呈现大幅增长的 态势。从行业情况来看,根据鑫椤锂电统计,21年全球储能电池产量 87.2GWh,同比增长 149%,宁德市占率升至第一, 比亚迪排名第三,并且两者都使用磷酸铁锂电池,相比海外竞争对手采用的三元路线,安全系数更高。

宁德储能系统实现多场景全覆盖。宁德时代已成功参与从发电侧、电网侧到用户侧的多项储能项目。在发电侧,帮助发电侧 恢复电网的稳定,优化发电的出力曲线,减少弃风弃光,提供系统惯量及调频调峰等功能;在电网侧,宁德时代储能系统可 实现增容扩容、备用电源等功能,在输配电侧接纳更多的可再生能源,保障电网安全、稳定、高效、低成本运行;用电侧储 能方面,宁德时代储能产品已成功应用于大型工商业与住宅领域,并扩展至通信基站备电、UPS 备电、岛屿微网、光储充 检智能充电站等新兴应用。公司的客户和合作伙伴包括两网、五大、四小等电力集团,晶科、东方日升、阳光电源、阿特斯 等新能源企业,中国能建、永福股份等 EPC 厂商,伊顿、易事特、科士达等 UPS 生产商。另一方面,宁德与 ATL 成立两 家合资公司布局家庭储能,实现储能多场景全覆盖。

比亚迪大力拓展海外市场。比亚迪储能自 2008年诞生以来,坚持走国际化发展道路,大力拓展海外市场,在 2011年首次向 美国出口集装箱式储能,迈出国际化布局的第一步。经过数十年深耕,比亚迪储能业务全方位覆盖了小到家庭储能产品、中 到工商业储能系统和大到公用级别集装箱系统的市场需求,在发达国家和新兴市场均获得了快速的发展和市场认可。在海外 家储领域,公司已推出 MiniES 2.0,该产品采用一体化配置,将逆变器、BMS 和电池集成在一起,电池采用 75Ah 铁锂电 池,能量转换效率超过 90%。(报告来源:未来智库)


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大电芯、集成化为储能电池发展方向,双方均有布局。与动力电池发展方向类似,在储能领域,大电芯、高电压、长循环、 高能量密度、水冷液冷等新产品新技术逐步进入市场应用,储能系统向大容量方向持续演进,电站单体容量不断增加。

大电芯方面,宁德时代 280Ah大容量储能专用电芯于 2020年开始量产,循环寿命可达 8000次,一经推出便成为行业 爆款。比亚迪主推 302Ah 和 320Ah 大电芯产品。

液冷技术方面,宁德时代加快布局液冷储能技术,通过大幅减小电池温差从而提升电池系统的稳定性、效率及使用寿 命,同时提升单位空间部署密度。2021年,宁德时代户外液冷 EnerOne产品实现批量交付,公司基于长寿命电芯技术、 液冷 CTP 电箱技术,推出了户外预制舱系统 EnerC,其在安全性、占地投影能量密度、充放电效率、长期可靠性方面 优势显著,并率先在海外实现项目推广和落地。

模组集成方面,宁德时代和比亚迪皆推出 CTP 电池包,可有效提高电池能量密度,进一步提升储能电站单体容量。比 亚迪在 20 年推出的 BYD Cube T28 储能产品内部采用 CTP 设计理念,取消电池模组层级,占地仅 16.66平方米储能 容量 2.8MWh,相较于行业内 40 尺标准集装储能系统单位面积能量密度提升了超 90%;搭载刀片电池的升级版 BYD Cube,面积能量密度提升相对标准集装箱产品超过 145%, 等效 40 尺集装箱面积的电池容量可以超过 6MWh。


来源:(报告出品方/作者:平安证券,王德安,王子越,王跟海)


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