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中信證券研究部被低估的換電站電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8核心觀點當(dāng)下新能源汽車領(lǐng)域超沖站的鉗制顯而易見,電網(wǎng)負(fù)荷及電池的物理特性導(dǎo)致實現(xiàn)10分鐘充滿電較難實現(xiàn),并且基于小區(qū)電網(wǎng)容量判斷其負(fù)荷僅支持30%車位安裝充電樁,自充樁的嚴(yán)重不足將會導(dǎo)致新能源車使用便捷度急劇下降,進(jìn)而使其經(jīng)濟性難以抵消使用上的負(fù)擔(dān),阻礙電車滲透率進(jìn)一步提升。我們認(rèn)為充換電一體站具備高效服務(wù)能力,可以利用本身換電機構(gòu)內(nèi)的動力電池作為儲能減少對電網(wǎng)壓力,在與配儲超沖站相當(dāng)?shù)某杀鞠驴梢詫崿F(xiàn)后者兩倍的服務(wù)效率。并且在未來新能源車達(dá)到一定滲透率后,充換電站一體站或可成為補能解決方案的最正確選擇之一。評級強于大市(維持)丨當(dāng)下對于換電站的認(rèn)知偏少,換電模式的潛力并未被市場充分認(rèn)知。市場當(dāng)下對換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時間、運營端成本比較,除此之外我們認(rèn)為換電站還具備一些使用端的優(yōu)勢是被低估的,主要集中于:1)單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強,這對于城市或地皮價格較貴的地區(qū)尤為重要;2)車電分開下降低用戶購置成本(可電池租用,購置稅減免);3)電池靈活升級,大小容量電池隨時切換,避免電池重度投資;4)提升電池利用效率,優(yōu)化退役電池統(tǒng)一管理;5)換電站使用費并不比超沖站高,統(tǒng)一管理及無人化趨勢使得換電站經(jīng)濟性更佳,相較充電站更易實現(xiàn)盈利;6)當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無法負(fù)荷的時候,換電站就是必然路徑。歷史上新能源汽車換電商業(yè)模式屢屢受挫。過去資本和產(chǎn)業(yè)對換電站存在一定質(zhì)疑,且過往不乏失敗案例(TheBetterPlace),主要是換電站存在諸多制約發(fā)展的因素。主要問題集中于:1)動力電池規(guī)格、材料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低,不利于換電體系流轉(zhuǎn);2)主機廠間協(xié)議難以互通導(dǎo)致?lián)Q電只能品牌內(nèi)部流轉(zhuǎn);3)換電方式存在差異;4)換電站建設(shè)及運營成本昂揚。當(dāng)下?lián)Q電站制約因素正逐步減弱。首先是車企和電池供給商正在主導(dǎo)電池標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,以降低生產(chǎn)成本,這將有效推動換電實施可行性。其次我們看到新能源汽車格局也在逐步集中,CR3的廠商占市場份額的47.1%,CR10廠商占市場份額的69.4%;車企內(nèi)部實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化相對而言較為簡單,以比亞迪為例,其內(nèi)部也在推進(jìn)動力電池標(biāo)準(zhǔn)化,將刀片電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)鎖定在960*13.5(14)*90(102)mm,將材料統(tǒng)一為磷酸鐵鋰,統(tǒng)一化的電池也更加適用于換電。同時無人化運營也可以大幅降低單站成本。補能將面臨瓶頸,進(jìn)而制約新能車發(fā)展,換電站或許是解決方案之一。在日常使用端,即使是有車位,新能源車主也時常遇到充電樁安裝難的問題。這一問題歸根結(jié)底來自于小區(qū)配電容量是有上限的,尋常合理的車位:樁比為3:1,也就是說僅有約30%的小區(qū)停車位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車整體保有量超過30%后(月銷量滲透率已超37.3%,23年8月),日常補能問題將會面臨極大的壓力,新增新能源車主或需要下班后去商業(yè)充電樁充電,這將對未來電車的使用體驗提出極大挑戰(zhàn),進(jìn)而可能影響新能源車保有量提升,而換電站或?qū)⑹沁@一問題的終極解決方案。再探未來行業(yè)補能發(fā)展,充換電一體站或為更優(yōu)解決方案。充電樁電網(wǎng)負(fù)荷問題已經(jīng)被市場所熟知,由于大部分充電站僅可以申請到630kva的變電站,所以行業(yè)內(nèi)所推崇的解決方案是超沖站配儲方案甚至虧損的問題。搭載500-1000kw的儲能系統(tǒng)需要額外數(shù)百萬元投資成本。而往充換電一體站的方向發(fā)展,以蔚來三代站為例,其一座站搭配4-20根超沖樁證券研究報告實現(xiàn)電容量的分時利用。這種模式可以共用逆變器與儲能設(shè)施,大大縮減整體建設(shè)成本。以630kva為例,理論每小時服務(wù)能力為630度電,每小時可服務(wù)8輛車(每輛車80度電),而搭配四根充電樁的充換電一體站可服務(wù)16部車(換電站12臺,充電4臺),整體效率是同等級超沖站的2倍以上。風(fēng)險因素:政策推動低于預(yù)期;充換電利用率低于預(yù)期;新能源滲透率不及預(yù)期;電池標(biāo)準(zhǔn)化程度低于預(yù)期;行業(yè)降本低于預(yù)期。投資策略。新能源汽車產(chǎn)銷量快速增長,根據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù),截至今年八月份銷售量滲透率已達(dá)37%,將催生充換電行業(yè)加速發(fā)展。我們認(rèn)為換電模式具備更加高效、對電網(wǎng)、土地更友好等優(yōu)勢,且車企端有利于降低整車售價,提升銷量,未來滲透潛力較大。但同時換電站也面臨標(biāo)準(zhǔn)化程度較低、體系較為封閉、投資成本較高等問題。綜合考慮,預(yù)計未來5年國內(nèi)新能源汽車補能市場仍將維持充電為主、換電為輔的格局。但在資本、主機廠、政策、車樁比不匹配等的推動下,換電模式在部分高端乘用車和運營類車輛的應(yīng)用推廣將明顯加速。重點推薦受益于行業(yè)銷量快速提升的換電設(shè)備提供商,建議關(guān)注瀚川智能、博眾精工、山東威達(dá)、法蘭泰克、科大智能等。重點公司盈利預(yù)計及投資評級簡稱代碼收盤價評級瀚川智能688022.SH13買入博眾精工688097.SH14買入資料:Wind,中信證券研究部預(yù)計注:股價為2023年9月29日收盤價電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8投資聚焦 6投資亮點 6投資規(guī)律 7 8換電模式優(yōu)勢顯著,未來發(fā)展初具藍(lán)圖 8換電與充電并非對立面,并不存在互斥關(guān)系 相較換電站,充電站服務(wù)效率較低,車樁比嚴(yán)重不足 充電理論峰值輸出功率難以維持 電網(wǎng)負(fù)荷難以滿足充電樁建設(shè)需求: 為何我們認(rèn)為換電站被低估了 換電方式所帶來的好處遠(yuǎn)被低估 換電站單位占地面積下服務(wù)能力更強 車電分開下降低車輛購置及使用成本 換電模式下電池靈活升級,真正解決“補能焦慮〞 車電分開優(yōu)化電池利用效率,利好電池回收和梯次利用 從需求端來看:乘用車、商用車換電滲透率規(guī)律各異 當(dāng)下?lián)Q電站制約因素正逐步改善 歷史上新能源換電商業(yè)模式屢屢受挫 如今新能源土壤已備,但資本和產(chǎn)業(yè)對換電站仍存質(zhì)疑,主要是換電站存在諸多制約發(fā)展因素 同時我們也看到各種制約因素正逐步減弱 換電站成本正在下降 換電產(chǎn)業(yè)鏈概述 風(fēng)險因素 插圖目錄圖1:21Q4-23Q2車樁比變化圖 圖2:小區(qū)內(nèi)充電樁電氣接線圖 圖3:極氪超充樁宣傳圖 圖4:充換一體站與超充站比較 圖5:換電站換電模式示意圖 圖6:蔚來車電分開購置方案價格表 圖7:蔚來靈活升級價格表 圖8:特斯拉CTC底盤設(shè)計只能拆開底盤更換電芯從而導(dǎo)致碰撞維修成本極高 圖9:2022年我國充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量(萬臺) 圖10:2022年我國充電基礎(chǔ)設(shè)施增量結(jié)構(gòu) 圖11:2019-2023年全國最高用電負(fù)荷(億KW) 電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8圖12:新能源汽車分類 圖13:換電模式應(yīng)用場景比較 圖14:“車電分開〞模式示意 圖15:2022年換電重卡逐月銷量(輛) 圖16:2022年工信部各批次換電重卡新車申報數(shù)量及其占比(款,%) 圖17:基于基本電費的TCO成本敏感性分析測算(元/kWh,萬元) 圖18:基于運行里程的TCO成本敏感性分析測算(km,萬元) 圖19:換電模式發(fā)展的歷史沿革 圖20:市場上主滾動力電池 圖21:換電站換電示意圖 圖22:垂直對插式、端面式 圖23:側(cè)面對插式 圖24:蔚來三代站電池倉位增加 圖25:蔚來三代站高度柔性換電機構(gòu),兼容更多尺寸車型 圖26:2022年新能源汽車銷量占比 圖27:比亞迪新能源汽車銷量及市場份額 圖28:蔚來一代站、二代站和三代站比較 圖29:可視化遠(yuǎn)程運維平臺 39圖30:可視化遠(yuǎn)程運維平臺 圖31:換電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈 圖32:2022H1主要設(shè)備生產(chǎn)商換電業(yè)務(wù)營業(yè)收入(萬元) 圖33:2022年換電設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)競爭狀況(%) 圖34:寧德時代EVOGO項目示意圖 41圖35:2021年中國換電運營商競爭格局(%) 圖36:2021年主要企業(yè)換電站建成數(shù)量(座) 圖37:2017~2026E中國新能源乘用車銷量(萬輛)及YoY 表格目錄 8表2:充電模式與換電模式比較 8表3:部分省市十四五期間換電站規(guī)劃及補貼計劃 9表4:充電模式與換電模式比較 表5:2023年五一假期充電排隊最久高速服務(wù)區(qū) 表6:實際輸出功率與理論輸出功率比較表 表7:常見超充樁規(guī)格 表8:在不同電網(wǎng)負(fù)荷下兩種模式補能站的補能效率(車次) 表9:車電分開方案對低價車型和大容量電池車型的經(jīng)濟性表達(dá)更為顯著 表10:電池相關(guān)問題是新能車行業(yè)消費者主要投訴問題 表19:典型充電站(32樁40KW、12樁7KW的交直流混用充電站)投資成本拆分…23表20:乘用車換電站投資成本拆分(車電不分開) 表11:乘用車與商用車運營比較 表12:近年來換電重卡政策匯總 27表13:換電重卡與燃油重卡全生命周期成本比較分析 表14:不同類型出租車收益分析 電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8表15:2023~2026換電站需求預(yù)計 表16:動力電池常用材料 表17:主滾動力電池廠家技術(shù)發(fā)展路線 當(dāng)下市場對于換電站的認(rèn)知偏少,換電模式的潛力并未被市場充分認(rèn)知。市場當(dāng)下對換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時間、運營端成本比較,除此之外我們認(rèn)為換電站還具備一些使用端的優(yōu)勢是被低估的,主要集中于:1)單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強,這對于城市或地皮價格較貴的地區(qū)尤為重要;2)車電分開下降低用戶購置成本(可電池租用,購置稅減免);3)電池靈活升級,大小容量電池隨時切換避免電池重度投資;4)提升電池利用效率,優(yōu)化退役電池統(tǒng)一管理;5)換電站使用費并不比超沖站高,統(tǒng)一管理及無人化趨勢使得換電站經(jīng)濟性更佳,相較充電站更易實現(xiàn)盈利;6)當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無法負(fù)荷的時候,換電站就是必然路徑。過去資本和產(chǎn)業(yè)對換電站存在一定質(zhì)疑,且過往不乏失敗案例(TheBetterPlace),主要是換電站存在諸多制約發(fā)展因素。主要問題集中于:1)動力電池規(guī)格、材料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低,不利于換電體系流轉(zhuǎn);2)主機廠間協(xié)議難以互通導(dǎo)致?lián)Q電只能品牌內(nèi)部流轉(zhuǎn);3)換電方式存在差異;4)換電站建設(shè)及運營成本昂揚。我們認(rèn)為這些制約因素正在向好發(fā)展,首先是車企和電池供給商正在主導(dǎo)電池標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,以降低生產(chǎn)成本,這將有效推動換電實施可行性。其次我們看到新能源汽車格局也在逐步集中,CR3的廠商占市場份額的47.1%,CR10廠商占市場份額的69.4%;車企內(nèi)部實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化相對而言較為簡單,以比亞迪為例,其內(nèi)部也在推進(jìn)動力電池標(biāo)準(zhǔn)化,將刀片電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)鎖定在960*13.5(14)*90(102)mm,將材料統(tǒng)一為磷酸鐵鋰,統(tǒng)一化的電池也更加適用于換電。同時換電站本身也在逐步發(fā)展,以蔚來三代換電站為例,其可以兼容更多車型及尺寸,無人化運營也可以大幅降低單站成本。市場及產(chǎn)業(yè)不乏對于換電的質(zhì)疑,例如過去BetterPlace布局的換電就以失敗告終,為什么現(xiàn)在換電就又可以了?我們認(rèn)為商業(yè)理念及布局時點對于一個企業(yè)的成功與否同樣至關(guān)重要。我們剖析了BetterPlace的案例,他們的初心則是在與燃油去比較經(jīng)濟性,當(dāng)油價100美金時采用電動車換電模式,既保存了電車的高經(jīng)濟性又同時保存了燃油的便利性。所以TheBetterPlace的換電站規(guī)模極其巨大,占地面積約等于一座加油站,這也導(dǎo)致了換電站投入極高,同時他們的車型也僅僅支持換電并不支持充電。在十幾年前新能源車保有量較低的狀況下,如此重資產(chǎn)投入導(dǎo)致了模式失敗。而如今的換電站則是分體式的,占地面積約3-4個車位,靈活易部署,同時分布于城市各個角落及交通樞紐,投資較少且用戶換電更加簡易。我們認(rèn)為更關(guān)鍵的因素是TheBetterPlace時期新能源車滲透率不足1%,而我國現(xiàn)今的新能源車月度銷量滲透率已達(dá)37.3%且屢創(chuàng)新高(23年8月,乘聯(lián)會數(shù)據(jù)),來自于新能源車補能端的需求土壤已來。并且新能源車高滲透率也帶了車樁比的不匹配,據(jù)我們測算,如今我國車樁比已經(jīng)從6.55一路攀升到7.54,從而導(dǎo)致充電設(shè)施搶位問題愈發(fā)嚴(yán)重,特別高峰時期與節(jié)假日使得新能源車長途出行變得極為困難。我們認(rèn)為僅靠超級快充是無法完美解決這一問題的,主要問題集中于:1)電網(wǎng)負(fù)荷無法滿足突發(fā)的充電需求;2)超沖樁分流嚴(yán)重,充電功率會被接入車輛增加而分流進(jìn)而難以達(dá)到理論充電效能;3)汽車充電輸入功率存在一定限制,產(chǎn)品宣傳的尋常為最高充電功率而這一功率尋常狀態(tài)下難以維持,導(dǎo)致即使理想環(huán)境下(電網(wǎng)無分流)也難以實現(xiàn)持續(xù)高速充電。這些問題導(dǎo)致在不久的將來隨著新能源滲透率進(jìn)一步提升的狀況下,長途充電難題會進(jìn)一步凸顯。而在日常使用端,即使是有車位,新能源車主也時常遇到充電樁安裝難的問題。這一問題歸根結(jié)底是來自于小區(qū)配電容量是有上限的,尋常合理的車位:樁比為3:1,也就是說僅有約30%的小區(qū)停車位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車整體保有量超過30%后(月銷量滲透率已超30%),日常補能問題將會面臨極大的壓力,新增新能源車主或需要下班后去商業(yè)充電樁充電,這將對未來電車使用體驗提出極大挑戰(zhàn),進(jìn)而可能影響新能源車保有量提升。而換電是解決這一問題的終極方案。充電是把車開過去充滿,而換電的規(guī)律是預(yù)先準(zhǔn)備數(shù)十塊電池在站內(nèi)充滿,當(dāng)車輛需要補能時直接把空電電池替換為滿電電池。這樣做的好處是用戶所付出的時間成本僅為換電這一步驟(3-5分鐘),而不需要等待電池充滿(約1小時),這也是當(dāng)新能源車保有量達(dá)到一定比例后所需要經(jīng)歷的必然之路。剛剛僅提到了補能優(yōu)勢,除此之外換電所帶來的靈活性是充電難以比較的。通過換電模式用戶可以選擇日常小電池,長途更換大電池來減少車輛電池端投入成本;車載電池可以始終保持一個健康的水平,由于處于流通換電體系中,用戶就不必為電池衰減而買單等;同時換電站中的電池在充電時可以保持穩(wěn)定的功率并且處于恒溫恒濕的環(huán)境下,這樣更利于電池壽命。再探未來行業(yè)補能發(fā)展,充電樁電網(wǎng)負(fù)荷問題已經(jīng)被市場所熟知。由于大部分充電站僅可以申請到630kva的變電站,所以行業(yè)內(nèi)所推崇的解決方案是超沖站配儲方案,但是這一方案面臨成本高,無盈利甚至虧損的問題。搭載500-1000kw的儲能系統(tǒng)需要額外數(shù)百萬元投資成本。而換電站所配套的動力電池本身就是儲能,所以我們看到了現(xiàn)在越來越多的換電站正往充換電一體站的方向發(fā)展,以蔚來三代站為例,其一座站搭配4-20根超沖樁實現(xiàn)電容量的分時利用。這種模式可以共用逆變器與儲能設(shè)施,大大縮減整體建設(shè)成本。以630kva為例,理論每小時服務(wù)能力為630度電,每小時可服務(wù)8輛車(每輛車80度電),而搭配四根充電樁的充換電一體站可服務(wù)16部車(換電站12臺,充電4臺),整體效率是同等級超沖站的2倍以上。所以我們認(rèn)為未來行業(yè)補能方式可能會逐步向充換電一體站發(fā)展。超沖站的鉗制顯而易見,電網(wǎng)負(fù)荷及電池的物理特性導(dǎo)致實現(xiàn)10分鐘充滿較難實現(xiàn),并且小區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷通常僅支持30%車位安裝充電樁,自充樁的嚴(yán)重不足將會導(dǎo)致新能源車使用便捷度急劇下降,進(jìn)而使其經(jīng)濟性難以抵消使用上的負(fù)擔(dān),從而阻礙滲透率進(jìn)一步提升。我們認(rèn)為充換電一體站具備高效服務(wù)能力,可以利用本身換電機構(gòu)內(nèi)的動力電池作為儲能減少對電網(wǎng)壓力,在與配儲超沖站相當(dāng)?shù)某杀鞠驴梢詫崿F(xiàn)后者兩倍的服務(wù)效率。并且在未來新能源車達(dá)到一定滲透率后,充換電站一體站似乎成為補能解決方案的最正確選擇。新能源汽車產(chǎn)銷量快速增長。根據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù),截至今年八月份銷售量滲透率已達(dá)37%,預(yù)計將催生充換電行業(yè)加速發(fā)展。我們認(rèn)為換電模式具備更加高效、對電網(wǎng)、土地更友好等優(yōu)勢,且對于車企端有利于降低整車售價從而提升銷量,所以我們認(rèn)為未來換電模式滲透潛力較大。但同時換電站也面臨標(biāo)準(zhǔn)化程度較低、體系較為封閉、投資成本較高等問題。綜合考慮,預(yù)計未來5年國內(nèi)新能源汽車補能市場仍將維持充電為主、換電為輔的格局。但在資本、主機廠、政策、車樁比不匹配等推動下,換電模式在部分高端乘用車和運營類車輛的應(yīng)用推廣將望明顯加速。重點推薦受益于行業(yè)銷量快速提升的換電設(shè)備提供商,建議關(guān)注瀚川智能、博眾精工、山東威達(dá)、法蘭泰克、科大智能等。換電模式優(yōu)勢顯著,未來發(fā)展初具藍(lán)圖電動車補能新場景,換電站藍(lán)海待開拓。換電模式,指通過集中型充電站對大量電池集中存儲、充電、統(tǒng)一配送,并在換電站內(nèi)對電動汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)。依照地點的不同,可分為充換電模式與集中充電統(tǒng)一配送模式,充換電模式是當(dāng)前市場普遍采用的方式,即由換電站同時負(fù)責(zé)電池充電和電池更換;依照換電方式的不同,可分為底盤換電、側(cè)方換電、分箱換電等。隨著換電技術(shù)不斷成熟,底盤換電的電池性能、換電流程及換電時長優(yōu)勢更為突出,或成為市場主流模式。表1:換電各模式比較底盤換電分箱換電側(cè)方換電電池隱蔽性好差較好電池密封性好差較好換電設(shè)備成本高低較高換電自動化全自動半自動半自動操作工藝標(biāo)準(zhǔn)化易實現(xiàn)不易實現(xiàn)不易實現(xiàn)插接件安全風(fēng)險低高較低換電時長(去除輔助時間)<5分鐘5~10分鐘5~10分鐘應(yīng)用廠商北汽、蔚來、特斯拉力帆盼達(dá)浙江時空換電模式優(yōu)勢顯著,未來發(fā)展藍(lán)圖初具。1)換電對于補能時長的縮短作用尤為顯著,相較充電模式最高可儉約10小時左右;2)換電對電池?fù)p傷較小,電池壽命相對較長;3)可通過“車電分開〞模式降低用戶購車成本;4)對電網(wǎng)負(fù)荷壓力較小,且可通過V2G方案形成強大的削峰填谷能力。V2G利用電動汽車的電池作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖,車輛虧電時由電網(wǎng)補給能量,電網(wǎng)短時缺口時由電力富裕的電動汽車主動向電網(wǎng)補能。中國汽車工程學(xué)會預(yù)計,2030年中國電動汽車全年用電需求將達(dá)7454億千瓦時,占社會總需求的6-7%;充電功率1.94億千瓦時,占電網(wǎng)負(fù)荷的11~12%,可形成強大的調(diào)峰調(diào)頻能力。表2:充電模式與換電模式比較運營端投資成本150~400萬1~100萬約補能時長<5分鐘0.5~2小時6~10小時補能地點公共換電站公共充電站私人住宅為主補能方式更換電池個人自主/充電站個人自主/充電站電池壽命較長顯著縮短較短對電網(wǎng)影響影響較弱,且具有削峰填谷作用影響較大影響一般消費端銷售價格蔚來:0.42元/公里北汽:0.34元/公里北京:0.25~0.28元/公里上海:<0.25元/公里消費體驗①快速補充能源②靈活調(diào)理電池搭載③“車電分開〞模式降低用戶購車成本①快速補充能源②對電池?fù)p傷較大①對電池?fù)p傷較?、诔潆姇r間過長市場現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)化程度暫時較低較高較高 代表企業(yè)協(xié)鑫、蔚來、奧動新能源等特銳德、國家電網(wǎng)等特斯拉、國家電網(wǎng)等目前保有量≥1000座≥100萬座≥7萬座資料:中國充電聯(lián)盟《我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)充換電模式的比較分析》,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,中信證券研究部頂層設(shè)計推動換電發(fā)展,政策補貼力度較強。1)從規(guī)劃上看,近年國家政策漸漸傾向換電模式,自2019年起,國家相關(guān)機構(gòu)相繼發(fā)布多項政策勉勵開展換電模式應(yīng)用。具體來看,各省市十四五期間著力發(fā)展換電行業(yè),其中XX、四川等省規(guī)劃建設(shè)數(shù)量領(lǐng)先,計劃十四五期間建設(shè)換電站分別超500座。2)從補貼上看,換電站補貼計劃分為建設(shè)補貼與運營補貼兩種。從建設(shè)補貼來看,換電站補貼額度大多在150~400元/千瓦,其中乘用車換電站單站補貼金額在50萬~75萬元,中重型換電站單站補貼金額在50~100萬元。從運營補貼來看,其依照實際充電量給予0.1~0.2元/千瓦時的補貼獎勵。此外,北京市補貼力度領(lǐng)跑全國,在建設(shè)與運營補貼之外,按年度考核結(jié)果分段給予額外補貼,有效鼓舞換電站長期可持續(xù)經(jīng)營。內(nèi)容換電站規(guī)劃(座)補貼計劃到2025年,建設(shè)改造充換電站500座200每千瓦300元進(jìn)行補貼XX《XX省“十四五〞新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)到2025年累計建成換電站500座用電執(zhí)行大工業(yè)電價 (電壓等級不滿1千伏的,參照1-10千伏電度電價水平執(zhí)行),2025年底前,免收容量電費白皮書》十四五〞將實現(xiàn)充電樁、換電站、加氫站建設(shè)并行發(fā)展對通用型換電站,千瓦補貼上限600元;對于非通用型換電站,千瓦補貼上限300元基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動方案(2020~2022100座換電站7KW以下補貼標(biāo)準(zhǔn)0.4元W,7KW補貼標(biāo)準(zhǔn)0.5元W。電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8車換電模式應(yīng)用試點實施方案(征求意見稿)》到2024年,全市累計推廣新能源換電汽車3萬輛以上,建設(shè)換電站500座以上交流150元/千瓦;直不超過500萬元0.1元/千瓦時、0.15元/千瓦時及0.2元/千瓦時補貼《重慶市新能源汽車換電模式應(yīng)用試到2023年,計劃在全市建成換電站200座以上對出租換電站,給予400元/千瓦的建設(shè)補貼,單站補貼不超過50萬元;對中重型卡車換電站,給予400元/千瓦的建設(shè)補貼單站補貼不超過80萬元武漢《武漢市新能源汽車換電模式應(yīng)用試點實施方案(20222022年底,累計建成換電站50座;2023年底,累計建成換電站100座換電站設(shè)備實際投資廣州《廣州市智能與新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展“十四五〞規(guī)劃》到2025年換電站達(dá)到400個依照2000元/千瓦的標(biāo)準(zhǔn)補貼,單站平均每工位補貼上限小時數(shù)為3000小時安徽《安徽省“十四五〞汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)到2025年,建成換電站180座公共充換電設(shè)施依實際充電量給予0.6元/千瓦時的獎勵河南《關(guān)于進(jìn)一步加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)看法》到2025年,建成集中式充(換)電站5000座以上山東到2025年建成充展若干措換電站8000座資料:各省、市人民政府官網(wǎng),成都市經(jīng)濟和信息化局、重慶市經(jīng)濟和信息化委員會官網(wǎng),廣州市、安徽省官網(wǎng),中信證券研究部換電與充電并非對立面,并不存在互斥關(guān)系未來伴隨超高壓快充及固態(tài)電池等新技術(shù)的發(fā)展,換電站行業(yè)是否僅是當(dāng)下產(chǎn)業(yè)過渡方案?我們認(rèn)為長期來看換電將與充電并行,甚至滲透率或有可能超越充電。即便不考慮當(dāng)下極速快充(XFC)及新型電池技術(shù)所面臨的技術(shù)難點(電網(wǎng)負(fù)荷、峰值功率難維持等),即便實現(xiàn)了所謂的“10分鐘滿電〞,也僅達(dá)到了當(dāng)下?lián)Q電站30-40%的補能速率(據(jù)飛凡汽并且換電站可以實現(xiàn)電價套利、車電分開(有利減輕購車端成本壓力)、靈活租用、單位占地面積下服務(wù)能力更強等特點,我們認(rèn)為最悲觀預(yù)期下?lián)Q電至少為與超高壓快充平行的表4:充電模式與換電模式比較運營端投資成本150~400萬1~100萬產(chǎn)品比較補能時長<5分鐘0.5~2小時6~10小時補能地點公共換電站公共充電站私人住宅為主補能方式更換電池個人自主/充電站個人自主/充電站和聲明電池壽命較長顯著縮短較短對電網(wǎng)影響影響較弱,且具有削峰填谷作用影響較大影響一般消費端銷售價格蔚來:0.32元/公里北汽:0.34元/公里北京:0.25~0.28元/公里上海:<0.25元/公里消費體驗①快速補充能源②靈活調(diào)理電池搭載③“車電分開〞模式降低用戶購車成本①快速補充能源②對電池?fù)p傷較大①對電池?fù)p傷較?、诔潆姇r間過長市場現(xiàn)狀標(biāo)準(zhǔn)化程度代表企業(yè)暫時較低較高較高協(xié)鑫、蔚來、奧動新能源等特銳德、國家電網(wǎng)等目前保有量≥1000座≥100萬座≥7萬座資料:中國充電聯(lián)盟《我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)充換電模式的比較分析》,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,中信證券研究部但當(dāng)下充電站仍面臨一些問題亟待解決。相較換電站,充電站服務(wù)效率較低,車樁比嚴(yán)重不足公共充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足,增速顯著落后于新能源汽車增速,車樁比仍處高位。根據(jù)公安部數(shù)據(jù),截至2023年其次季度,我國新能源汽車保有量達(dá)1620萬輛,呈高速增長狀態(tài)。同時,我國公共充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量達(dá)到215萬臺。假設(shè)所有新能源汽車都有在公共充電樁充電的需求,平均1座公共充電樁就需要服務(wù)7.54臺新能源汽車。統(tǒng)計自2021年第四季度以來的車樁比可以發(fā)現(xiàn),自2022年其次季度以來,車樁比持續(xù)上升,從6.55一路攀升到7.54。這導(dǎo)致充電設(shè)施搶位問題愈發(fā)嚴(yán)重,特別高峰時期與節(jié)假日。資料:Choice金融終端、中信證券研究部現(xiàn)階段離工信部“2025年實現(xiàn)車樁比2:1,2030年實現(xiàn)車樁比1:1〞(《關(guān)于組織開展公告領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作的通知》)的要求仍有不小差距。根據(jù)公安部數(shù)據(jù),截至2022年年底,我國充電樁數(shù)量達(dá)到520萬臺(包括私人充電設(shè)施),車樁比達(dá)到2.52:1。充電樁數(shù)量需要達(dá)到655萬臺才能實現(xiàn)車樁比2:1,達(dá)到1310臺才能實現(xiàn)車樁比1:1,對應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上分別增加135萬臺和790萬臺,仍舊有十分大的差距。當(dāng)前充電樁的規(guī)劃建設(shè)和新能源汽車的使用存在空間上和結(jié)構(gòu)上的不匹配,一方面充電難的狀況時有發(fā)生,另一方面充電樁利用率卻較低;充電樁盈利空間不足,充電樁制造商難以開展差異化競爭,充電樁建設(shè)成本受到地段位置的制約,獲利空間有限;充電樁還存在 “進(jìn)小區(qū)難〞的痛點:小區(qū)的變壓器容量有限、存在一定安全隱患、高功率充電樁加大電網(wǎng)負(fù)荷、加劇居民區(qū)用電三相不平衡等諸多問題。以一座中等規(guī)模小區(qū)舉例,假設(shè)一座中等規(guī)模小區(qū)的變壓器額定功率為1250kVA,6座支流快充200kW的充電樁同時充電就將導(dǎo)致變壓器過載??紤]到居民還有日常用電的需求,小區(qū)內(nèi)能承載的充電樁數(shù)量十分有限。以上建設(shè)難點制約了充電樁的大規(guī)模擴張,使得車樁比始終難以顯著提高。資料:《基于儲能的電動汽車充電站協(xié)調(diào)控制策略研究及系統(tǒng)設(shè)計》(吳銘)、中信證券研究部新能源汽車單次充電時間長,用戶排隊時間久,服務(wù)效率低下。據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟及能鏈智電聯(lián)合發(fā)布的《2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書》顯示,新能源汽車用戶平均單次充電時長49.3分鐘,日充電1.4次,意味著用戶平均每天充電69分鐘。這意味著大量的用戶需要等待數(shù)個小時才能用上電,服務(wù)效率低。4月29日,百度地圖發(fā)布五一假期首日服務(wù)區(qū)充電站排隊大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示,雅安市雅西高速石棉服務(wù)區(qū)(西昌方向)和臺州市臨海服務(wù)區(qū)(臺州方向)充電排隊等待時間最久,達(dá)到了2.7個小時。排隊時間超過兩個小時的服務(wù)區(qū)總共有六個。長時間的排隊會浪費用戶的時間,影響新能車滲透率的提高。表5:2023年五一假期充電排隊最久高速服務(wù)區(qū)排名服務(wù)區(qū)充電時間(小時)1雅安市雅西高速石棉服務(wù)區(qū)(西昌方向)2臺州市臨海服務(wù)區(qū)(臺州方向)3臨汾市京昆高速霍州服務(wù)區(qū)(北京方向)4淮安市京滬高速六洞服務(wù)區(qū)(北京方向)5保定市京港澳高速望都服務(wù)區(qū)(港澳方向)6瞻洲市洋浦服務(wù)區(qū)(東區(qū))7臨沂市長深高速馬路林沐服務(wù)區(qū)(深圳方向)8韶關(guān)市樂廣高速樟市停車區(qū)(北行)9鹽城市沈海高速濱海服務(wù)區(qū)(沈陽方向)10惠州市廣河高速服務(wù)區(qū)(河源方向)1.5資料:百度地圖、中信證券研究部充電理論峰值輸出功率難以維持和聲明充電樁難以維持理論輸出峰值。河南省計量科學(xué)研究院發(fā)現(xiàn),以一臺額定功率為60kW的新能源汽車為例,改變交流輸入功率,隨著交流輸入功率增大,轉(zhuǎn)換能效會隨著提高,但是都要小于理論輸出功率,達(dá)不到100%。表6:實際輸出功率與理論輸出功率比較表輸出電壓(V)輸出電流(A)交流輸入功率(kW)直流輸出功率(kW)轉(zhuǎn)換能效(%)資料:《直流充電樁充電能效的測量不確定度的評定》(高翔)、中信證券研究部輸出功率曲線不穩(wěn)定,浮現(xiàn)出先緩慢上升后迅速下降的結(jié)果。以比亞迪漢EV為例,懂車帝通過實際測評發(fā)現(xiàn),新能源汽車在充電過程中的輸出功率會先緩慢上升接近110kW;當(dāng)電量達(dá)到50%時,輸出功率會大幅度下降至22kW,直到電池充滿。在整個充電過程中,峰值功率維持的時間不足充電時間的一半,導(dǎo)致新能車實際補能時間遠(yuǎn)超理論值。資料:懂車帝微信公眾號、中信證券研究部充電樁的輸出功率達(dá)不到額定功率有以下幾個方面的原因:1.電網(wǎng)不穩(wěn)定會造成輸出功率不穩(wěn)定。由于電網(wǎng)負(fù)載不均勻和瞬間負(fù)荷變化,充電時可能會出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動和電壓瞬間波動的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象會影響電動汽車的充電速度,也會在一定程度上損傷電池。隨著充電站的普及,電網(wǎng)負(fù)荷承壓,電網(wǎng)負(fù)載波動加劇。2.電池過熱會降低輸電功率。充電樁在給新能源汽車充電的過程中會產(chǎn)生大量的熱量,電池的散熱不好時,會提高電池的溫度。當(dāng)電池溫度超過一定閾值時,就會降低輸電功率,并給電池帶來損害。3.新能源汽車在充電的時候會產(chǎn)生能量損耗。充電樁在給汽車充電時會給導(dǎo)線、電池等帶來熱損耗,這部分熱損耗會使得充電樁的實際輸出功率相較于理論值降低。4.充電樁的老化和損壞也會使得輸出功率降低。充電樁的老化和損壞會使得無法以正常功率為新能源汽車供電,使得輸出功率不及額定功率。充電電網(wǎng)不穩(wěn)定充電電網(wǎng)不穩(wěn)定理論峰值輸出功率難以維持充電樁老化損壞能量損耗電池過熱資料:中信證券研究部繪制電網(wǎng)負(fù)荷難以滿足充電樁建設(shè)需求:大量充電站會對電網(wǎng)形成巨大的壓力,現(xiàn)有電網(wǎng)容量難以滿足充電樁建設(shè)需求。以上海市為例,截至2022年年底,上海市新能源汽車保有量已經(jīng)達(dá)到94.5萬輛。假設(shè)以直流快充200kW的功率規(guī)格計算,當(dāng)上海市的新能源汽車同時充電時,輸出功率可達(dá)到18900萬kW。據(jù)上海電網(wǎng)預(yù)計,上海電網(wǎng)最高負(fù)荷約為3500萬kW,需求與實際負(fù)荷差距為5.9倍。當(dāng)上海市的新能源汽車同時以最低功率規(guī)格充電時,可以達(dá)到整個上海市電網(wǎng)最高負(fù)荷的540%。廣西大學(xué)張晨宇利用數(shù)學(xué)模型對新能源汽車充電負(fù)荷對電網(wǎng)負(fù)荷的影響進(jìn)行了更為確切的預(yù)計。團隊以義烏市為研究對象,預(yù)計結(jié)果顯示,電網(wǎng)負(fù)荷受充電負(fù)荷因素的影響十分巨大,冬季負(fù)荷受充電影響最大,其峰值普遍在夜間。夏天受天氣影響,用電負(fù)荷峰值在午間。電網(wǎng)負(fù)荷很大程度上受新能源汽車充電影響。電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8圖4:義烏市冬季典型日充電設(shè)施接入電網(wǎng)負(fù)荷圖5:義烏市夏季典型日充電設(shè)施接入電網(wǎng)負(fù)荷現(xiàn)有電網(wǎng)負(fù)荷下,則更加難以支撐大規(guī)模超充站建設(shè)。目前極氪推出了支持800kW功率的超快充樁,是目前單槍峰值功率最高的充電樁。然而,一座1250kVA的變壓器僅能承載1臺800kW超充樁充電,一座2000kVA的變壓器也只能承載2臺800kW超充樁充電。當(dāng)大規(guī)模使用超充樁時,會使得電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。因此,超充樁尋常需要協(xié)同儲能設(shè)表7:常見超充樁規(guī)格超充樁最高功率極氪V3超充樁蔚來超快充樁小鵬S4超快充樁保時捷800V超充樁特斯拉V3快充樁圖3:極氪超充樁宣傳圖圖3:極氪超充樁宣傳圖ZEEKR極充V3單槍峰值功率全球第一進(jìn)化新一免換電站與充電站并不相斥,換電站正朝向補能站方式發(fā)展(換電+充電)。換電站與充電站成本大頭無一例外都是配電測設(shè)備成本(占比超30%),這種“充換電一體站〞的模式可以在成本沒有明顯抬升的狀況下在單位占地面積下提供更高的服務(wù)能力,蔚來三代換電站可搭配4-20根超沖樁。以電網(wǎng)負(fù)荷為630kva的標(biāo)準(zhǔn)充電條件為例,假設(shè)為10個車位的面積布局8根超沖樁與蔚來換電站+4根超沖樁的配置相比。采用8根超沖樁的充電站可以在滿容量下充滿8部80度電池的新能源車;而充換電一體站中的換電站按5分鐘服務(wù)一臺車可服務(wù)12車次,其中4根超沖樁可為4部車補能,總服務(wù)車輛為16輛??偨Y(jié)來看,充換電一體站可以在一致占比面積下達(dá)到超沖站效率的1.6-2倍以上的滿負(fù)荷服務(wù)表8:在不同電網(wǎng)負(fù)荷下兩種模式補能站的補能效率(車次)電網(wǎng)負(fù)荷82資料:蔚來官網(wǎng)、中信證券研究部換電站本身就是儲能設(shè)備,而且充換電一體站擁有更低的成本。換電站具有儲能性質(zhì)。換電站可以協(xié)同電網(wǎng)調(diào)峰,在用電波谷的時候給電池充電,在用電波峰的時候提供換電,可以有效調(diào)理電力平衡,降低電網(wǎng)壓力。同時,充換電一體站可以通過共用變壓器的方式降低成本。在白天充換電需求高峰的時候,提供充電和換電服務(wù),此時變壓器服務(wù)充電樁。當(dāng)晚上充換電需求低谷的時候,給電池充電,此時變壓器服務(wù)換電站。充換電一體站可以很好利用充電樁和換電站的特點,最大限度利用變壓器,在不造成電網(wǎng)負(fù)荷壓力的同時實現(xiàn)更低的成本。為何我們認(rèn)為換電站被低估了換電方式所帶來的好處遠(yuǎn)被低估當(dāng)下?lián)Q電模式的潛力并未被市場充分認(rèn)知。市場當(dāng)下對換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時間、運營端成本比較,除此之外我們還希望花一些篇幅剖析換電站被低估的方面,我們總結(jié)了以下八點:1)單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強;2)車電分開下降低購置成本,電池升級靈活性強;3)換電模式下電池靈活升級,真正解決“補能焦慮〞;4)提升電池利用效率,優(yōu)化退役電池統(tǒng)一管理;5)充電模式對電網(wǎng)要求高,換電模式對電網(wǎng)更加友好;6)當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無法負(fù)荷的時候,換電站就是必然路徑,7)換電單站投資成本較高,但運維降本空間較大。換電站單位占地面積下服務(wù)能力更強換電在運營類乘用車和商用重卡車上都具有優(yōu)勢。公用營運車輛和商用車對營運成本敏感,而且具有高頻、快速的補電需求,因此換電模式比充電模式更加適用。通過無人值守、聰慧充電、電池標(biāo)淮化、綠電交易、移動電源等優(yōu)化策略,重卡場景的換電站可以實現(xiàn)挖掘運營收益價值的最大化。相較于充電站,換電站在服務(wù)效率方面具有顯著優(yōu)勢。換電站的換電流程主要分為五步。以蔚來第三代換電站為例,首先需要用戶通過智能導(dǎo)航尋覓到換電站,到站后識別車牌,通過后用戶將汽車駛?cè)霌Q電站進(jìn)行換電,換電完成后進(jìn)行車輛自檢,自檢完畢之后即可駛出換電站結(jié)算訂單。據(jù)蔚來公司官方數(shù)據(jù)顯示,蔚來第三代換電站給新能源汽車換電僅需3分鐘,整個流程僅需5分鐘。同時,第三代換電站的電池儲存數(shù)量達(dá)到了21塊,可以短時間內(nèi)服務(wù)多輛新能源汽車,有效解決了新能源汽車充電慢、充電難的問題,大幅圖5:換電站換電模式示意圖智能導(dǎo)航到站識別車牌駛?cè)霌Q電站進(jìn)行換電駛出換電站結(jié)算完成換電車輛自檢資料:中信證券研究部繪制換電站補能效率高,電池?fù)p耗小、空問占用少,無需擔(dān)憂電池衰減。換電在補能效率上具有顯著優(yōu)勢,目前最慢換電模式下?lián)Q電時間低于五分鐘,快于所有慢充、快充(以特斯拉Model3為例,在440V下需要36分鐘充滿電池)。換電電池更換后將集中收集,在恒溫恒濕條件下小功率慢充,有助于延緩電池壽命衰減,延長使用壽命。不占用充電車位的特性也極大提升了換電模式的補能效率,考慮排隊時間、補能時間,換電模式的便利性可與傳統(tǒng)車加油站等量齊觀。且電池始終處于流通狀態(tài),用戶無需承受電池?fù)p耗。面積的充電站最多可容納四臺充電樁同時給四輛汽車補能。假設(shè)一座充電站有630kVA的電網(wǎng)負(fù)荷,一輛車補能60度電,那么一個小時內(nèi)一座充電站最多給630/60≈6輛車補能,此時每臺充電樁的功率大約是158kW。而一座換電站由于電池事先充滿了電,每五分鐘就可以完成一次換電,一個小時之內(nèi)就能夠給12輛車補能。在一致的占比面積下,換電站的補能車電分開下降低車輛購置及使用成本換電模式下所衍生的“車電分開〞可顯著降低購車門檻。在換電模式加持下,新能源車購置可提供“車電分開〞模式,即為用戶提供“買車不買電池〞的購車服務(wù),以蔚來車電分開的BASS方案為例,單獨出售不包含電池的車輛(比原車價低7-12.8萬),動力電池則通過租賃的方式從蔚來獲得,價格為每月980元(75kWh電池)和1680元(100kWh電池)。此類方案在低價車型經(jīng)濟性表達(dá)尤為明顯,以飛凡F7為例,配備77kWh電池的進(jìn)階版售價為22.99萬,如若選擇租電方案新用戶購車總價僅為14.8萬元。車電分開選擇蔚來電池租用服務(wù)長續(xù)航電池包,車價立減128,000元。BaaS定價標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航電池包(75kWh)長續(xù)航電池包(100kWh)車價立減70,000元128,000元月租價格980元/月1,680/元/月75kW100kW75kW100kW75kW100kW資料:蔚來汽車官網(wǎng)表9:車電分開方案對低價車型和大容量電池車型的經(jīng)濟性表達(dá)更為顯著車型類別價格(萬元)車電分開前車電分開后成本降低比例北京EU5Plus轎車蔚來ET5(100度)蒔來ET5(75度)轎車轎車蔚來ES8(100度)蔚來ES8(75度)飛凡F7轎車小鵬G3電池并非越大越好,而是要靈活,電池靈活升級有助于減少用戶一次性成本投入,最大化電池使用效率。電池容量是用戶購車時的考慮重點,但小容積電池與大容積電池尋常價差較大,以蔚來為例,75度電池與100度電池差價達(dá)5.8萬元。對于部分城市通勤為主的用戶而言,75度電池即可滿足絕大多數(shù)日常需求,但難以滿足偶發(fā)性的長途旅行。假如為了偶發(fā)性需求而選擇購置100度電池除了要多付5.8萬元外,也是對能源與資源的浪費,“是否要為了以后的一次西藏之行而在用車第一日就付出較大成本買大容量電池?〞換電模式可提供靈活升級服務(wù),還是以蔚來舉例,用戶可購置小容量電池版本滿足日常通勤需求,假如有長途出行需求可以選擇日租50元/天或880元/月方案靈活升級至100度甚至150度電池。簡而言之,“日長小電池、長途出行大電池,花最少的錢、跑最遠(yuǎn)的路〞就是換電模式為汽車的賦能讓電池回歸能源屬性。升級價格標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航電池包(70/75kWh)→長續(xù)航電池包(100kWh)服務(wù)按年升級按月升級按日升級周期(天)366311費用(元)9,80088050**日租基準(zhǔn)價50元/天,31天封頂880元*按日升級費用不包含取電、還電所產(chǎn)生的換電費用資料:蔚來公司公告換電模式下車輛始終可以更新最新電池技術(shù)。電池技術(shù)的快速迭代也是制約消費者購買新能源車的因素之一,而換電模式下可以始終保持車輛沿用最新電池技術(shù)。以蔚來推出的首款車型es8為例,最初搭載70kWh電池版本續(xù)航為415KM,而后蔚來推出新一代75kWh三元磷酸鋰電池,老版本用戶可以直接在換電站換取新版本電池進(jìn)而升級續(xù)航至450km。預(yù)計今年底蔚來還會推出150kWh電池包,屆時即使2017年上市的初代ES8也電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8可以實現(xiàn)續(xù)航里程超800KM。這也是換電模式下汽車可升級的表達(dá)之一,由此換電模式可以完全消去消費者對于新能車電池技術(shù)快速迭代所擔(dān)憂的購置需求后置的問題。新能源購置稅減免新政下,換電車型稅收優(yōu)惠政策更優(yōu)。2023年6月19稅務(wù)總局及工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于延續(xù)和優(yōu)化新能源汽車車輛購置稅減免政策的公告》。總結(jié)來看,2024-2025年新購新能源汽車?yán)^續(xù)免征車輛購置稅額不超3萬元(開票價33.9萬以內(nèi)免征購置稅);2026-2027年新購新能源汽車減半征收車輛購置稅,單車減稅額不超過1.5萬元(開票價16.95萬以內(nèi)免稅)。其中,采用“車電分開〞購置方案的新能源車電池價格不計入計稅基價,換電車輛稅收經(jīng)濟性凸顯。以指導(dǎo)價為48.6萬的蔚來100度電ET7為例,采用電池租賃后車價為35.8萬,如明年購買相較非換電車型可減免1.3萬元購置稅。換電模式下電池靈活升級,真正解決“補能焦慮〞電車“里程焦慮〞的本質(zhì)是“補能焦慮〞。如今新能源車?yán)m(xù)航里程普遍在500KM以上甚至超過部分燃油車,但續(xù)航焦慮確始終存在。我們認(rèn)為“續(xù)航焦慮〞的本質(zhì)為對補能的不確定性而產(chǎn)生的焦慮。我們認(rèn)為這種不確定性主要來自;1)充電樁的不確定性;油車占位、壞樁概率、補能時間等;2)補能便利度的不確定性:能否找到充電樁、充電速度??偨Y(jié)來看電車“補能焦慮〞的本質(zhì)是充電設(shè)施易用性和密度及補能速度存在不確定性。換電站或許是“補能焦慮〞的終極解決方案。燃油車沒有里程焦慮的根源在于加油站的補能時間與成功補能具備較高的確定性。換電站與加油站類似補能時間具備高確定性、不存在占位問題。一旦換電站大面積鋪開,則補能便利性接近燃油車,并且不會對電網(wǎng)產(chǎn)生巨大負(fù)荷。從運營成本上來說換電站甚至更優(yōu),燃油作為一種“中心化〞資源油料需要油罐運輸,這就導(dǎo)致了巨大的能源浪費;而電力作為一種“去中心化〞資源既保存了加油站的便利性及補能速度,又具備充電樁一樣的去中心化能源,我們認(rèn)為換電站或許是補能的終極解決方案。車電分開優(yōu)化電池利用效率,利好電池回收和梯次利用電池問題始終是影響新能車用戶購買決策的關(guān)鍵因素。根據(jù)中國消費者協(xié)會公布的《2021年全國消協(xié)組織受理投訴狀況分析》,新能車消費者主要投訴問題前三分別為:1.安全問題如行駛中斷電、自燃、自動駕駛失靈等;2.電池質(zhì)量問題;3.續(xù)航里程縮水。電池作為新能源汽車最為核心部件也是影響消費者購車的關(guān)鍵因素,大多數(shù)起火自燃等事件與電池健康狀態(tài)及電芯老化不無關(guān)系,也是阻礙新能源車發(fā)展的主要障礙之一。表10:電池相關(guān)問題是新能車行業(yè)消費者主要投訴問題2345價格變動惹爭議,消費者剛簽完合同還未提車,所購買車型就降價,或者推出同價但性能配置更高的產(chǎn)品,導(dǎo)致消費者不滿7配套的售后服務(wù)體系、維修網(wǎng)點、維修技工等不能滿足高速增長的新能源汽車需要,影響了消費者的使用體驗和售后滿意度 8汽車數(shù)據(jù)的存儲、提供等同題引發(fā)廣泛關(guān)注。隨著新能源汽車漸漸智能化,相關(guān)數(shù)據(jù)由廠家壟斷、拒絕提供,發(fā)生爭議 資料:中國消費者協(xié)會,中信證券研究部CTB、CTC電池車身架構(gòu)技術(shù)提供高性能,但維護及易修復(fù)性較低。在電池技術(shù)發(fā)展的當(dāng)下愈多車型逐步采用CTB、CTC等電池方案,通過將車身、電池、底盤融為一體的方案提升電池包能量密度和車身輕量化水平,這種方案可以減少電池包厚度,從而減輕電池包對車內(nèi)垂直空間的擠壓,缺點是車身與電池組一體化在碰撞或電池包受損或更換維修時較為繁雜,只能拆開底盤更換電芯,從而推高碰撞維修成本。資料:懂車帝微信公眾號,中信證券研究部換電模式的電池包安全性、維護及可維修性相較CTB、CTC等車身架構(gòu)方案更優(yōu)。新能車自燃多來自于電氣線路短路和電池包受損,車身一體化電池方案較難做到對電池包高頻維護保養(yǎng);而對于換電模式來說,每一次換電都是電池包的自檢,有效消除電芯安全隱患。以蔚來的充換電站充電系統(tǒng)為例,其充電設(shè)備和供電設(shè)備已經(jīng)能完成充電過程和供電狀況的實時監(jiān)視;換電的每一次補能都是對電池的一次檢測保養(yǎng),除了電池包外殼受損的問題,電池包內(nèi)部電芯狀況也可以實時監(jiān)測預(yù)防電芯潛在風(fēng)險。充電模式對電網(wǎng)要求高,換電更加電網(wǎng)友好充電樁增壓配電網(wǎng)絡(luò),超充大規(guī)模落地存在瓶頸。充電樁的功率提升和大規(guī)模應(yīng)用給配電網(wǎng)帶來了更大的壓力,進(jìn)而引發(fā)了一系列電網(wǎng)問題,影響了800V超充的大規(guī)模落地:1)國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院研究顯示,電動車充電高峰與居民日常用電高峰重合度高達(dá)85%,充電樁的功率提升和數(shù)量擴張會進(jìn)一步加劇電網(wǎng)在用電高峰的壓力,電網(wǎng)付出額外成本以滿足用電高峰的短時間、大幅度用電會導(dǎo)致其資源峰谷時的閑置成本增大、設(shè)備使用率降低;2)充電樁充電的瞬時功率較大,會引起電壓偏移,影響電能質(zhì)量,若嚴(yán)重到電壓越限甚至?xí)l(fā)配電安全事故。800V超充造成的電壓偏移相比于普通充電樁更加嚴(yán)重,可能危害配電網(wǎng)的安全運行;3)據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟及能鏈智電聯(lián)合發(fā)布的《2022年中國電動汽車用戶充電行為白皮書》,截至2022年底,我國約66%的充電樁是私人充電樁,75%的充電樁增量來自私人充電樁,導(dǎo)致了充電樁分布不均勻,加大了電網(wǎng)管理調(diào)控的難度。圖9:2022年我國充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量(萬臺)圖10:2022年我國充電基礎(chǔ)設(shè)施增量結(jié)構(gòu)■私人充電樁■公共充電樁資料:《2022年中國電動汽車用戶充電行為白皮書》(中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟、能鏈智電),中信證券研究部■私人充電樁■公共充電樁資料:《2022年中國電動汽車用戶充電行為白皮書》(中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟、能鏈智電),中信證券研究部小區(qū)電力總?cè)萘坑邢蓿潆娷囄粩?shù)量上限難以突破。目前諸多小區(qū)由于從前并未進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃,電力總體容量不足,無法在不影響居民正常生活的同時提供足量的充電車位。這一問題歸根結(jié)底是來自于小區(qū)配電容量是有上限的,尋常合理的車位:樁比為3:1,也就是說僅有約30%的小區(qū)停車位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車整體保有量超過30%后(月銷量滲透率已超30%),日常補能問題將會面臨很大的壓力,新增新能源車主或需要下班后去商業(yè)充電樁充電,這將對未來電車使用體驗提出極大挑戰(zhàn),進(jìn)而可能影響新能源車保有量提升。充電車位不足問題根源來自小區(qū)本身,進(jìn)行改造成本大、困難重重,極大制約了充電樁的終端大規(guī)模落地應(yīng)用。換電模式充換電時間可控,可減輕電網(wǎng)負(fù)荷并協(xié)助其調(diào)峰調(diào)頻。充電樁對電網(wǎng)形成的高壓力很大程度來自于使用者的無序充電,而換電模式充電時間可控、用電負(fù)荷均衡。換電站可以響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度,在用電負(fù)荷較小時(如夜晚)對電池集中充電并在用電高峰期直接向居民提供充滿電的電池,不僅減輕了電網(wǎng)壓力,還可以協(xié)助其削峰填谷。根據(jù)蔚來汽車公告,截至2022年8月,蔚來在全國的1067座換電站中已有575座換電站參與錯峰充電,比例接近六成,谷時用電比例由12%提升至20%,30天內(nèi)轉(zhuǎn)移高峰期用電量達(dá)410萬度,將無序充電變?yōu)橛行蚩煽爻潆姡荛_居民用電高峰期,極大緩解了電網(wǎng)的壓力。據(jù)蔚來公告,目前蔚來換電站已經(jīng)開始參與浙江電網(wǎng)調(diào)峰,成為國內(nèi)首家接入到國家電網(wǎng)調(diào)節(jié)虛擬電廠的車企。近年全國多地用電負(fù)荷激增,根據(jù)國家電力調(diào)度控制中心統(tǒng)計,2022年全國電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷已達(dá)12.9億KW,同比+6.3%,中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)計2023年全國最大電力負(fù)荷可能超過13.7億KW,在未來用電高峰期負(fù)荷越來越大的趨勢下,換電站作為虛擬電廠協(xié)助調(diào)峰調(diào)頻的價值將愈發(fā)凸顯。電器智造行業(yè)新能源換電專題|2023.10.8資料:國家,北極星火力發(fā)電網(wǎng),國家電力調(diào)度控制中心,中國電力企業(yè)聯(lián)合會,中信證券研究部擁有儲能功能的換電站可以協(xié)助調(diào)頻,為電力系統(tǒng)安全運行護航。換電站可以在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏差時接入電網(wǎng)調(diào)度中心參與電網(wǎng)調(diào)頻,確保電力系統(tǒng)安全運行。以蔚來為例,根據(jù)其站內(nèi)電池分派狀況,其每個換電站有600-700度電的儲能能力,站標(biāo)約13塊電池。其中2-3塊用于用戶更換所備電池,其余10-11塊電池在閑時可隨時接受電網(wǎng)指令向電網(wǎng)放電5-10分鐘用于協(xié)助電網(wǎng)調(diào)配。2022年蔚來在合肥的15座換電站曾幫助電力調(diào)度控制中心在1分鐘內(nèi)降低負(fù)荷1.4兆瓦,而自身每塊電池的充電時間僅增加了約5分鐘,幾乎不影響用戶的正常換電服務(wù)。換電單站投資成本較高,但運維降本空間較大目前充換電站主要服務(wù)乘用車,因此我們對乘用車充換電站投資成本進(jìn)行比較。同時需注意在不同地區(qū)內(nèi)不同數(shù)據(jù)信息如購電成本等存在一定的微小差異,相應(yīng)比例為取平均值后等進(jìn)行處理過的數(shù)據(jù);此外由于各地充電單樁/換電單站一次性補貼不等,多居于200-300元/KW間,因而不計入下文成本分析與計算。充電站:國內(nèi)以交直流混用站為主,總投資成本150-250萬元。據(jù)艾瑞咨詢,充電站投資成本主要由設(shè)備成本(充電機、電量計費系統(tǒng)、其他設(shè)備)、建設(shè)成本(建筑建造、配電變電設(shè)施建造、消防設(shè)施建造)構(gòu)成。充電機由一定數(shù)量和比例搭配的快充樁和慢充樁組成,其中硬件設(shè)備/制造/人工成本分別占設(shè)備購置成本93%/4%/3%;建設(shè)成本占總投資成本比重約25%。單站總投資成本約150-250萬元,正相關(guān)于充電機配比數(shù)量。表11:典型充電站(32樁40KW、12樁7KW的交直流混用充電站)投資成本拆分設(shè)備成本制造成本5萬元人工成本4萬元充電硬件設(shè)備成本充電模塊成本配電側(cè)成本68萬元56萬元建設(shè)成本32*13000(快充樁土建成本)=416000元42萬元總投資成本總投資成本=設(shè)備成本+建設(shè)成本175萬元資料:Choice,瀚川智能公司公告,中信證券研究部測算換電站:乘用車單站投資成本約491萬元。換電站投資成本主要包括設(shè)備成本(換電機器人、電池倉、換電平臺等)、電池成本和建設(shè)成本。設(shè)備成本中,AGV平臺/電池周轉(zhuǎn)倉/集成站殼體/充配系統(tǒng)占總投資成本比重分別約13%/11%/11%/8%;其他系統(tǒng)包括監(jiān)視設(shè)備消防和消防設(shè)備等,占比11%;電池成本/建設(shè)成本分別占比約26%/20%,合計單站投資總成本約491萬元。表12:乘用車換電站投資成本拆分(車電不分開)設(shè)備成本AGV平臺成本64萬元電池周轉(zhuǎn)倉成本54萬元集成站殼體成本54萬元充配系統(tǒng)成本39萬元其他系統(tǒng)成本54萬元電池成本主要系備用電池成本128萬元建設(shè)成本土建成本98萬元資料總投資成本總投資成本=設(shè)備成本+電池成本+建設(shè)成本:Choice,協(xié)鑫能科公司公告,中信證券研究部測算491萬元運營端:換電站運營成本更具優(yōu)勢換電站具有購電成本優(yōu)勢。據(jù)艾瑞咨詢,換電站和充電站的運營成本主要包含購電成本、設(shè)備維護成本、勞務(wù)成本、場地租金、其他運營成本。購電成本方面,充電站購電電價為電網(wǎng)實時電價,而換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要以集中充電、交流慢充的方式對更換下來的電池進(jìn)行充能,在電度電價低谷時段集中充電使得換電站具有購電成本優(yōu)勢;勞務(wù)成本方面,換電站仍需一定人力進(jìn)行運營、電池更換,而充電站基本可實現(xiàn)無人運營,換電站勞務(wù)成本高于充電站;設(shè)備維護、場地租金和其他類成本二者大抵一致。多家智能汽車制造商積極推進(jìn)無人換電站布局,進(jìn)一步優(yōu)化換電運營成本。在蔚來第三代換電站上,通過加裝兩塊Orin-X芯片和兩個激光,實現(xiàn)召喚換電與自動泊入的功能。車主將車輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后,車輛便能夠自動泊入電站并進(jìn)行換電。無人換電站不僅人工成本大幅降低,換電效率也顯著提升,從而提高換電站的可持續(xù)性和假設(shè):日換電量(MWh假設(shè):日換電量(MWh)年運營天數(shù)年換電量(MWh)60006750低谷時電度電價(元/kWh)0.350.350.350.35每年購電成本(萬元)每年設(shè)備維護成本5555日程運營工作人員數(shù)量工人平均工資7777每年勞務(wù)費用每年運營成本設(shè)備購置折舊(萬元/年)電池折舊(萬元/年)表4:典型充電站(15根40KW快充樁)4年運營成本測算(萬元)假設(shè):40KW單樁(MWh)年運營天數(shù)年充電量(MWh)40060004506750平均電度電價(元/kWh)每年購電成本(萬元)每年設(shè)備維護成本5555日程運營工作人員數(shù)量0000工人平均工資一一一一每年勞務(wù)費用0000每年運營成本設(shè)備購置折舊(萬元/年)電池折舊(萬元/年)----表5:換電站4年運營成本測算(包含車電分開/車電不分開,萬元)換電模式應(yīng)用場景廣泛。根據(jù)應(yīng)用場景的不同,車輛可分為乘用車、商用車兩種。乘用車多用以便利出行,主要用于載運乘客、隨身行李等;商用車指為商業(yè)活動設(shè)計的車輛,主要用于大規(guī)模運載人員、貨物及牽引掛車。目前來看,私家車、出租車、公交車、短途重卡均可作為換電的應(yīng)用場景,并且大多場景已開始逐步落地。未來隨著政策端支持和技術(shù)端推動,預(yù)計換電模式將進(jìn)一步滲透進(jìn)私家車領(lǐng)域,換電應(yīng)用場景也將持續(xù)豐富。圖12:新能源汽車分類圖12:新能源汽車分類牽引率重卡細(xì)分來看,換電在乘用車、商用車上應(yīng)用規(guī)律各異。負(fù)荷率尋常指發(fā)動機某段時間內(nèi)的平均負(fù)荷與該段時間內(nèi)的最高負(fù)荷的百分比,負(fù)荷率越高,車輛在同等條件下的運行里程越高。因此,高負(fù)荷率更適用于遠(yuǎn)距離、長時間的車載應(yīng)用場景,主要用于部分出租車與重卡之中。具體來看:1)對于出租車而言,長時間停車充電會導(dǎo)致?lián)p失相應(yīng)載客收入,2)對于重卡車輛而言,目前大多數(shù)重卡均采取“1車2司機〞配置晝夜行車,以滿足運貨需求;基于時間成本考慮,重卡適合通過換電縮短補能時間。目前包括干線物流車、渣土車、重卡、礦坑車及部分專用車在內(nèi)的各類用車場景均在大力發(fā)展換電模式,相關(guān)產(chǎn)品及商業(yè)化逐步被市場驗證。資料:《車電分開模式產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建研究》(中國電動汽車百人會),中信證券研究部商用車:重卡發(fā)展前景廣闊,或成換電模式主流方向商用重卡與換電降本方向相得益彰,或成為換電模式主流應(yīng)用場景。相較于乘用車及其他商用車,重卡具以下特點:1)重卡多為兩班倒、全天候運營,對充電等待時長極為敏感;2)重卡多為批量購買(約占30%),有望實現(xiàn)規(guī)?;\營;3)重卡多負(fù)責(zé)重型產(chǎn)品運輸,而其倉儲位置一般位于遠(yuǎn)郊且起止點、運輸路線相對固定,對換電站密度要求較小。從換電場景來看,預(yù)計未來降本方向主要在于:1)電池可拆卸,且拆裝較為便利,節(jié)省單位服務(wù)時間;2)車型規(guī)格統(tǒng)一,形成規(guī)?;瘍?yōu)勢以壓低單位成本;3)區(qū)位選址于特定區(qū)域,降低租金成本。綜上所述,商用重卡的特點與換電模式降本方向一致性較高,未來或成換電主流應(yīng)用方向。表13:乘用車與商用車運營比較乘用車商用車 貨車客車重卡輕卡用戶需求更重視體驗,且需求較為多元以盈利為導(dǎo)向,為成本敏感、時間敏感型人群;規(guī)范化運營運營時間較短,且集中于日間較長,多數(shù)全天候運行(兩班倒)較長,集中于日間運營過程不固定多為生產(chǎn)資料運輸,多為消費品類運輸;多為點對點運輸物品較重存在相當(dāng)程度的多點多為點對點運輸,起運輸狀況資料:知乎賬號-MarS的萬事屋,中信證券研究部政策指引換電重卡發(fā)展方向,電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)已不斷布局。從政策力度來看:2019年起,政府出臺相關(guān)政策勉勵新能源汽車在貨運領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,不斷公布《柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》、《重污染天氣重點行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南》等,將清潔能源車輛占比≥80%作為評優(yōu)指標(biāo);2021年10月,工信部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作的通知》,首次提出在宜賓、唐山、包頭三座城市進(jìn)行換電重卡試點;在國家政策指引下,地方政府也相繼出臺支持政策,促進(jìn)換電重卡發(fā)展。從企業(yè)表現(xiàn)來看,目前多方企業(yè)加緊布局:1)電網(wǎng)企業(yè):國網(wǎng)下屬商用電動汽車公司將換電重卡作為業(yè)務(wù)重點,與電力企業(yè)、礦山企業(yè)等達(dá)成合作,據(jù)商用電動總經(jīng)理海曉濤在《2022中國汽車供給鏈大會》上發(fā)表的主題演講,截至2022年6月商用電動投建運營商用車和乘用車換電站11座,服務(wù)各類商用車超過800輛;2)電池企業(yè):寧德時代全資子公司時代電服于2022年1月發(fā)布換電品牌“EVOGO〞;且寧德時代于2023年1月對其進(jìn)行增資,注冊資本由2億元增至15億元,增幅高達(dá)650%;3)新能源車企:蔚來2021年發(fā)布NIOPower計劃,計劃到2025年建成9縱9橫19大城市高速換電網(wǎng)絡(luò)。表14:近年來換電重卡政策匯總時間文件名稱頒發(fā)機構(gòu)具體內(nèi)容2021年《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟的指導(dǎo)看法》國務(wù)院重點強調(diào)加強新能源汽車充換電站建設(shè)2021年《關(guān)于進(jìn)一步提升充換電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實施看法》圍繞港口、城市轉(zhuǎn)運等短途運輸、高頻、重載場景,支持布局專用換電站,摸索車電分開模式、促進(jìn)重卡領(lǐng)域和港口內(nèi)部集卡的電動化轉(zhuǎn)型2018年《柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)行生態(tài)環(huán)境推廣使用新能源和清潔能源汽車,重點區(qū)域使用12月動計劃》部等比例達(dá)到80%。啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作。納入此次試點范圍的城市共有11個,其中重卡特色類10月式應(yīng)用試點工作的通知》息化部 3個(宜賓、唐山、包頭)資料:中國政府網(wǎng),國家、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部等部委官網(wǎng),中信證券研究部“車電分開〞模式破局成本劣勢,換電重卡賽道持續(xù)發(fā)展。新能源換電重卡主要采取“車電分開〞的運營模式:1)運營商僅購買裸車,電動重卡所需動力電池由資產(chǎn)管理公司向電池企業(yè)批量購買并運營;2)用戶以租賃方式從電池資產(chǎn)管理公司租用電池;3)電池管理公司融資布局形成換電全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈(動力電池、動力總成、換電集成、智能聯(lián)網(wǎng)),向用戶提供換電車輛、換電站、車聯(lián)網(wǎng)以及投資、融資租賃等服務(wù)。據(jù)我們測算,相比于傳統(tǒng)的充電模式,換電模式在行使105萬公里的全生命周期下相較燃油重卡可節(jié)省約37萬元的電池成本。服務(wù)費銷售電池回收資料:艾瑞咨詢,中信證券研究部得益于“車電分開〞模式持續(xù)推廣,換電重卡迎來高速發(fā)展。從銷售數(shù)量來看,據(jù)電車資源統(tǒng)計,2022年1~12月?lián)Q電重卡共銷售12431輛,同比增長285%,成為新能源重卡第一補能車型;其中12月份換電重卡銷量更是浮現(xiàn)井噴式增長,共銷售3349輛,同比增長353%。從換電站規(guī)模來看,據(jù)艾瑞咨詢統(tǒng)計,2021年商用車換電站數(shù)量658座,同比增長139%;用電市場與運營市場分別達(dá)9.5億、23.3億元,同比分別增長138%與75%;換電重卡配套設(shè)施短板日漸補齊,未來有望迎來更大發(fā)展。從目前新車申報來看,根據(jù)工信部2023年1月最新發(fā)布的第367批新車申報產(chǎn)品公示,本批上榜的298款新能源專用車中,換電重卡占據(jù)28款,環(huán)比增長21.7%。圖15:2022年換電重卡逐月銷量(輛)資料:電車資源,中信證券研究部圖16:2022年工信部各批次換電重卡新車申報數(shù)量及其占比(款,%)換電重卡申報數(shù)量一●—在新能源重卡中的占比資料:工信部,中信證券研究部我們測算,換電重卡的TCO成本相較燃油重卡大幅減少。全生命周期成本理論(TCO,TotalCostofOwnership)將總成本分為三部分:設(shè)備購置成本、生命周期運行成本、停工期間損失的生產(chǎn)成本??紤]到交通運輸行業(yè)特點,疊加疫情管控放松對停工損失的減少,我們將購置成本、使用成本和維護成本納入TCO理論分析框架,并作出如下假設(shè):1)基本電費(含稅,含服務(wù)費)1.40元/kwh,燃油價格參考2023年2月8日92#油價,取7.8元/升;2)總運行里程假設(shè)為105萬公里(5年×300日/年×700公里/日);3)假設(shè)電池采用三塊,電池租賃成本1300元/月,電池購買成本31.02萬元/塊;4)燃油重卡購置稅2.60%。我們的測算結(jié)果顯示:采用電池租賃/單獨購買方式的換電重卡TCO成本僅為388.24/379.90萬元,相較于燃油重卡分別儉約5.9%與7.9%,未來隨著成本進(jìn)一步下降表15:換電重卡與燃油重卡全生命周期成本比較分析換電重卡燃油重卡電池租賃電池單獨購買1、購車成本(萬元)購車成本購置稅2、電池成本(萬元)0單塊電池(282kwh,1300元/kwh)電池數(shù)量11/3、電池租賃費用(萬元,7500元/月)//4、能耗成本(萬元)運營里程(km)運營年數(shù)555每年運營天數(shù)每日運營里程(km)能耗成本(萬元)電能每公里能耗(kwh)燃油每公里能耗(L)/基本電費(元/kwh,含稅,含服務(wù)費)/基本油費(元/L)//5、全生命周期維保費用(5年,萬元)6、全生命周期維保險費用(5年,萬元)7、全生命周期成本(萬元)1)其他條件不變,當(dāng)基本電費小于1.55元/kWh時,換電重卡相較于燃油重卡擁有成本優(yōu)勢;2)其他條件不變,當(dāng)全生命周期運營里程在50萬~250萬公里變動時,對應(yīng)年運營里程10萬~50萬公里,換電重卡相較于燃油重卡有明顯成本優(yōu)勢。目前,一方面,隨著疫情管控的放松和經(jīng)濟漸漸回暖,交通運輸行業(yè)有望迎來復(fù)蘇,成本對運行里程穩(wěn)健的換電重卡表現(xiàn)優(yōu)異,未來有望迅猛發(fā)展。另一方面,碳中和背景下,預(yù)計新能源行業(yè)電價將受益于補貼或行政性降價,未來電價上漲空間有限,換電重卡優(yōu)勢將長期維持。圖17:基于基本電費的TCO成本敏感性分析測算(元/kWh,萬元)資料:中信證券研究部測算注:橫軸為電價(元/kWh)圖18:基于運行里程的TCO成本敏感性分析測算(km,萬元)資料:中信證券研究部測算注:橫軸為全生命周期運營里程出租車市場未來可期。出租車換電模式未來可期,主要表達(dá)在:1)出租車每日行駛里程在300~400公里,且對充電時長較為敏感,適合于快速的換電模式;2)出租車質(zhì)保需要里程在40萬~50萬公里以內(nèi),采取快充易損傷電池,在里程超出后將導(dǎo)致電池使用壽命下降,因而換電模式更為有利;3)出租車多為集中購買,可采用統(tǒng)一車型,與換電合力規(guī)范化、規(guī)?;l(fā)展。雙班制出租車場景更適合換電車型,司機收入優(yōu)于充電模式4.61%。對高頻使用的運營車來說,電動汽車的補能效率極大影響了運營車輛的收入水平。根據(jù)《純電動出租車換電運營模式收益分析》(劉青,2022)中的測算,在理想狀況下,采用換電模式的出租車司機可實現(xiàn)月盈利7834元,分別高于自然氣型、充電型3.12%、4.61%。表16:不同類型出租車收益分析項目換電型(雙班)自然氣型(雙班)充電型備注車型基本參數(shù)續(xù)航里程(km)目標(biāo)車型按出行工況考核里程基本運營數(shù)據(jù)日平均行駛里程(km)基于某市運營里程分布數(shù)據(jù)(平均值)能源添加次數(shù)(次)4平均170km換一次能源添加時間(小時)加氣5~10分鐘/次單班工作時長(小時)雙班按人計,月工作日26天單班有效時長(小時)單班數(shù)據(jù)源于出租車平臺統(tǒng)計分析收入單小時產(chǎn)值(元/小時)單班數(shù)據(jù)源于出租車平臺統(tǒng)計分析日平均收入(元)單班數(shù)據(jù)源于出租車平臺統(tǒng)計分析費用每公里能源成本(元/公里)按廣州0.31,北京0.3

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