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新能源汽車換電行業研究:換電模式分析

(報告出品方/作者:天風證券,郭麗麗)

1. 雙重因素利好,換電行業有望迎來快速增長

1.1. 新能源汽車“十四五”銷量陡增,相關配套設施需求提速

新能源汽車銷售量及保有量有望“十四五”期間飛速增長。2017年以來,新能源汽車在 國内汽車市場漸受重視,銷售量及保有量均穩步增長。 “碳達峰、碳中和”口号提出後, 增速進一步上升。2021年新能源汽車銷量為 352 萬輛,同比增長 157%,占汽車總銷量 的比重由 2017 年的 2.7%增長至 13.4%。新能源汽車保有量于 2021 年達到 784 萬,同 比增長 59%,占比由 17 年的 0.7%升至 2.6%。

根據中汽協預測及《新能源汽車産業發展規劃》指引,2025年全國汽車年銷量有望達到 3000 萬輛,其中新能源汽車占比将達到 20%,年銷量為 600 萬輛。根據銷量預測與當 前保有量的核算,2025年新能源汽車保有量将超過2770萬輛,四年的CAGR為37.1%。 屆時新能源汽車保有量占比将由 2021 年的 2.6%提升至 2025 年的 6.7%。随着新能源汽車高速發展,相關配套設施也将迎來重大機遇。

1.2. 充電樁為目前補能主體,換電迎來發展

相比于燃油汽車,補能為使用者購買新能源汽車的重要考量因素,分為充電與換電兩種,目 前充電為市場主流。根據中國充電聯盟統計資料,截至 2021 年底,大陸共擁有充電站 7.5 萬座,環比增速總體趨于穩定,約為 2%。換電站 1298座,環比增速呈快速增長趨勢, 10 月份達到曆史高點 22%。

曆經 10 年發展,充電樁已在全國範圍内形成一定規模。但相比充電,換電可有效解決用 戶裡程焦慮,提升司機收益、排除電池安全隐患、降低使用者初次購車成本。

新能源汽車換電行業研究:換電模式分析

1.2.1. 分箱換電、底盤換電為主流換電類型

換電模式是指通過集中型充電站對大量電池集中存儲、集中充電、統一配送,并在電池配 送站内對電動汽車進行電池更換服務或者集電池的充電、物流調配以及換電服務于一體的 模式。

目前市面上乘用車主要存在子產品分箱換電、整體式底盤換電兩種類型。底盤換電的主要代表為北汽新能源與蔚來,子產品分箱換電的代表為力帆、杭州伯坦。

底盤換電以蔚來為例,首先由換電工程師将車輛在相應位置固定,随後換電室将車輛從底 部升起,機械手臂将整車底盤的電池拉出放置在操控室後,再從操控室中将新電池插入到 汽車底部進行重新安裝。

分箱換電以伯坦科技為例,當車輛駛上操作台後,底盤的電池倉下降露出電池後,由從業人員或機械臂操作專用夾放入電池傳輸系統,再将滿電電池插入電池槽中。分箱換電将電 池包做成标準化、可拆卸的動力電池箱,根據車型需求在車輛底部布置不同數量的标準箱 動力電池,實作換電站裝置和車型的相容。

商用車如重卡、礦卡分為整體單側、整體雙側、頂吊式換電三種。頂吊式換電采用鋼索吊 裝電池包,由于鋼索具有一定柔性,可以相容特定的停車誤差。是以頂吊式換電技術簡單、 成本低、可行性較好,為最早商用化的手段。

整體單側換電智能化程度較高,對司機專業性要求低。但由于電池抓取機構為剛性,若車 輛停放位置與既定位置産生偏差,容易對導向機構造成損傷,同時由于對控制精度要求高, 需要配套雷射雷達及視覺傳感器等裝置,導緻成本相比頂吊式換電也更高。

整體雙側換電優勢為電池不占貨箱空間,更适用于電池存儲位置有限的礦卡,并契合特定 需要雙側布置電池的車型。但由于其需要同時配備兩套機器人及電池存儲充電倉,造價也 相對較高。

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1.2.2. 平均換電時長 3-5 分鐘,有效緩解使用者裡程焦慮,提高司機收益

盡管公共充電樁大多已采用快充模式,但半小時以上的充電時間也會造成使用者排隊充電現象,實際充電時長或将更久。此外,快充通常采用較大電流,也會對電池壽命進行一定損 耗。慢充雖然降低了電池損耗,但6-8 小時的充電時長更适合于私家車使用者,針對營運車及商用車等用于盈利的車型劣勢較大。

營運車如計程車、網約車看重盈利能力,在僅考慮月收入和補能費用後,換電模式下司機 月收入有所提高。假設計程車司機每日工作總 12 小時(包含補能時間),平均每小時行駛 40 公裡,參考北京市計程車收費标準,超出起步價後每公裡收取 2 元,計程車電池容量 為 60kwh(參考北汽 EU5 車型),剩餘電量 20%時進行補能。經測算,除補能費用後, 使用快充單日收入為 843 元,使用換電單日收入可達 876 元,換電可使司機月收入增加 約 1000 元。

商用車如服務于沿海港口、大型物流園、礦區等地的重卡、礦卡耗電量高,單日補能次數 更多;同時電池容量大,充電時間較長。采用換電後可有效提升營運時間,實作連續營運。 重卡電池普遍容量為 282kwh,續航裡程 150-200 公裡,按單日行駛裡程 300-500 公 裡計算,單日需補能 2 次。快充補能時間為 1-1.5 小時/次,換電相比快充可為司機節省 出 2-3 小時的工作時長,提升了盈利能力。

1.2.3. 電池受換電站營運商統一監控管理,增加安全系數

工信部在《關于啟動新能源汽車換電模式試點工作的通知》(以下簡稱《試點工作通知》) 中提到,換電模式在提升安全水準方面具有一定優勢。

動力電池事故導緻的召回數量占比仍在提升。根據國家市場監督管理總局的召回公告統計, 2019 年大陸因動力電池問題召回車輛占召回總量 18.7%,2020 年為 31.3%,動力電池 是新能源汽車召回的主要原因且占比仍在上升。

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動力電池造成的事故率未随技術進步而降低。據《2020 年電動汽車起火事故分析》的不 完全統計,僅 2020 年被媒體報道的因動力電池故障導緻的新能源汽車安全事故超過 120 起(自燃+冒煙),事故率與 2019 年基本持平。參考電池安全技術提升以及老舊車輛退出, 事故率沒有下降側面印證了電池安全問題依然存在。

換電模式下電池由營運商進行統一管理、在适合的溫度下以穩定的電流統一充電,可以有 效提高電池安全系數。此外,換電站擁有多種監測系統,包括視覺、煙感、溫感以及 BMS (電池管理系統)機制,可以對所有站内電池進行安全監測,第一時間排除有安全隐患的 電池。

蔚來的 BMS 機制中的 BRMS(實時監控系統)主要負責安全相關狀态的監控及預測。通 過售後團隊及換電,在異常發生前即可對電池包進行處理,工程師在第一時間确認異常原 因并制定改進方案。換電作為提高電池更換頻率的方式,使蔚來有更多的電池包樣本資料 進行分析。綜合考慮,相比于充電模式,換電在增強車主安全性方面有着明顯優勢。

1.2.4. “車電分離”模式可降低使用者前期購車成本

換電産業下衍生出的“車電分離”模式能有效降低使用者初次購車門檻。車電分離即在換電 基礎上,客戶購買整車後,由電池管理公司回購電池産權,客戶以租賃方式獲得電池使用 權,實作車電價值分離,是為客戶降低初始購車成本的一種方式。

2020 年 6 月,工信部公布的《道路機動車輛生産企業及産品(第 333 批)》中第一次出現換電型車的新産品名稱,并在公告的其他資訊部分标注有“車電分離”字樣,該模式初 步進入市場。

蔚來的 BaaS(Battery as a Service)電池租用服務率先通過成立第三方租賃公司,依 托換電站建立起電池可租可換的營銷服務體系。新能源車架(不含電池)所屬權屬于使用者, 動力電池所有權轉移至電池資産公司。使用者隻需支付電池租賃費用,無需擔心電池折舊導 緻的貶值問題,“車電分離”模式逐漸成熟。

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除蔚來外,一汽、北汽、東風、吉利和小鵬汽車等諸多車企紛紛推出換電車型。根據我們 測算,乘用車“車電分離”後,初次購車成本可降低 20%-40%。

純電動重卡(自卸車、牽引車、載貨車、環衛車、專用車等)電池售價更高,采用“車電 分離”可降低更多前期購車成本。

自 2021 年起以換電型新能源物流重卡(牽引車、自卸車、載貨車,不包含自卸式垃圾車) 為代表迅速發展。截止 2021 年 9 月,物流重卡銷量占新能源重卡銷量的 68.43%,其中 換電車型占比達到 45.13%,為新能源物流重卡中銷量最高的車型。

整體來看,截至 2021 年 5 月中旬,換電車數量為 15.59 萬輛,較 2019 年增長 30%。 随着車企推出換電車型增多,營運車、商用車對換電效率需求的提高以及“車電分離”商 業模式的完善,我們預計換電型電動汽車銷量将會持續提高。

1.3. 政策促進換電行業增速,充電經驗可供借鑒

1.3.1. 行業标準統一、補貼明确,充電行業高速發展

2012 年國務院釋出《節能與新能源汽車産業發展規劃(2012-2020 年)》(以下簡稱《發 展規劃》),鼓勵成立獨立營運的充換電企業,充電設施建設與新能源汽車産銷規模相适應。 伴随電動汽車增速加快,充電樁及充電站進入高速發展階段。

2015 年國務院釋出《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》,對完善充電設施 标準規範做了統一要求并加大充電基礎設施建設的财政獎勵辦法,充電行業鼓勵政策落地 加速。

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2016 年《電動車充電接口及通信協定 5 項國家标準》及《電動汽車充換電服務資訊交換》 分别對新能源汽車的充電接口及通信協定做出統一要求,實作了充電樁的對接與互通。 《 “十三五” 新能源汽車充電基礎設施獎勵政策及加強新能源汽車推廣應用》在中央财 政層面對充電樁建設及營運商給予财政補貼,獎補資金專門用于充電設施建設營運等相關 領域。

此後各省市相繼明确了充電設施建造、營運層面以及消費者的補貼标準。北京、上海及成 都在 2016 年起對充電裝置給予一次性财政補貼(北京為不高于項目總投資的 30%,上海、 成都為 30%),并按照直流、交流的分類設定補貼上限。“十三五”期間,除成都 2020 年的建設補貼相較 2019 年下降 100-200 元/kw 外,其餘三座城市建造補貼大體不變。

此外,充電樁營運階段也獲得了相應補貼。如上海于 2016 年起實行公交、環衛等特定行 業充換電設施按 0.1 元/kwh 标準補貼,補貼上限為 2000kwh/年。2020 年上海市營運補 貼方面由每年最高 200元提高至800元。北京市日常獎勵标準為0.1元/千瓦時,上限1500 千瓦時/年。成都于 2020 年起增加充電營運補貼,補貼标準為 1000 萬千瓦時及以内部分 補貼 0.1 元/kwh,1000 萬千瓦時至 2000 萬千瓦時部分補貼 0.15 元/千瓦時,2000 萬 千瓦時以上部分補貼 0.2 元/千瓦時。

使用者方面,上海市對消費者使用新能源汽車過程中的充電費用給予 5000 元補助,新能源 計程車按 0.4 元/kwh 補貼駕駛員;合肥市對新能源乘用車個人使用者給予 2000 元的電費獎 勵等。值得注意的是,以上補貼均實施至“十三五”階段結束。

2022 年 1 月,《關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》釋出, 補貼側将繼續加大财政金融支援力度,對公共充電樁的建設給予财政支援,并将補貼力度 與服務品質挂鈎,促進充電樁由建設期向營運期平穩過渡。

政策不斷落地,充電樁規模迅速增加。據充電聯盟的資料,截至 2020 年底,大陸公共類 充電樁總數已超過 80 萬台,私人類充電樁達到 87 萬台。由于體量不斷擴大,充電樁保有 量增速逐漸趨于穩定,2020 年的同比增速分别為 56.4%和 24.4%。

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1.3.2. 換電政策落地,行業增速攀升在即

基于換電模式可有效解決營運車、商用車等細分賽道對補能效率的需求,2020 年及 2021 年兩年《政府工作報告》均提及 “增加充電樁、換電站等設施”,換電站未來将與充電樁 作為配套設施共同發展。

換電安全标準統一,試點工作正式展開。2021 年 10 月,工信部釋出《試點工作通知》, 根據政策力度及換電經驗等因素選取 11 個試點城市,包括綜合應用類城市 8 個(北京、 南京、武漢、三亞、重慶、長春、合肥、濟南)、重卡特色類城市 3 個(宜賓、唐山、包 頭),目标為推廣換電車輛超 10 萬輛,建立換電站超 1000 座。試點城市作為換電在全國 範圍推廣的第一階段,将加快換電産業形成可複制的經驗。11 月實行的《電動汽車換電 安全要求》為換電模式的首個基礎通用類國家标準,檔案中對換電汽車設計、換電接口連 接、電池包功能及相關監測要求做出了明确規定,從機械強度、電氣安全以及環境适應性 三個角度保障了換電汽車的使用安全,為換電模式的發展提供了标準支撐,引導了行業合 理規範的發展。

換電站補貼标準頒布,未來或将逐漸普及。為加快換電站建設速度,自 2021 年 5 月起重 慶、海南、遼甯省大連市相繼頒布換電站補貼标準,參考乘用車換電站單站投入 500 萬元,最高可獲得 150 萬元的一次性建設補貼。随着換電站未來迎來快速增長,各省市或将陸 續出台補貼标準。

目前換電行業仍在發展初期,參考充電樁發展曆史,随着未來換電行業标準逐漸統一以及 各省市的補貼政策逐漸完善,換電站增速也将進一步提升。(報告來源:未來智庫)

2. 政策青睐,上中遊紛紛企業布局換電營運領域

換電産業鍊可分為上遊主要的換電站電池供應商及裝置生産商,中遊的換電站建設和營運 商以及下遊的新能源汽車使用者、動力電池回收企業。

目前換電站主要由蔚來、奧動新能源以及杭州伯坦三家參與建設。其他新進入的換電站運 營商由于換電站數量未超過 100 座而未進入充電聯盟統計。截至 2021 年 12 月,中國石化 已建成換電站 65 座。國家電投首個充換電站于 2020 年 12 月傳遞投運,截至 2021 年 6 月建成内部驗收換電站 22 座。2021 年 10 月,協鑫能科首批換電站 “協鑫電港”開始投 入營運,包括商用換電站 1 座、乘用車換電站 3 座,集團表示年底将在全國投運 30 座以 上換電站。

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2.1. 電池企業受益換電站電池儲備需求

對于産業鍊上遊的電池供應商,由于每座換電站都會儲備相應的電池,換電站大規模營運 将會導緻動力電池需求激增,是以動力電池生産廠商自 2020 年起紛紛布局換電行業。

以行業龍頭甯德時代為例,2020 年開始布局換電行業,屬較早涉及換電領域的動力電池 企業。2020 年 7 月,甯德時代與北汽新能源車電分離項目正式簽約,甯德時代以電池制 造商的身份進軍換電營運行業。8 月,甯德時代與蔚來等三家企業投資成立武漢蔚能電池 資産有限公司,以推動“車電分離”新商業模式的發展。2021 年公司投資北汽集團旗下 換電及動力電池梯次利用業務公司藍谷智慧,對換電市場參與度進一步提升。

2022 年 1 月,甯德時代全資子公司時代電服推出換電品牌 EVOGO 将在 10 個城市首批 啟用,為第一家自建換電站的上遊電池供應商。

全新設計的“巧克力換電塊”電池采用公司最新 CTP 技術,可提供 200 公裡的續航。分 箱換電模式下車主可在換電時任意選取一到多塊電池以适配不同裡程需求。此外, 該電 池可适用于 A00 級到 B 級、C 級的乘用車、物流車,首款合作車型為一汽奔騰 NAT 組合 換電版,同時年内将至少有兩款産品釋出。目前市面上的純電車型隻要能在車輛電池安裝 空間基礎上加裝轉換支架,也可做到電池通用化。該換電站将适配全球 80%已經上市及未 來 3 年将要上市的純電平台開發車型。

其他企業如國軒高科于 2020 年 8 月表示公司在重卡電動化及換電方面均有布局;欣旺達 于 2020 年 9 月入選東風柳州汽車有限公司供應商,為其換電項目供應動力電池總成品; 瑞普能源于 2020 年 10 月與東風乘用車、秦歐動力、博衆精工一同簽署“換電聯盟”合作 協定;2020 年 12 月比亞迪與弗迪電池有限公司攜手滴滴出行、南方電網電動汽車服務有 限公司共同啟動“全球首批車電價值分離智慧能源營運”等,均側面印證了電池廠商對換 電行業未來發展的認可。

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2.2. 換電站營運商空間廣闊,車企、央國企紛紛入局

中遊的換電站營運商,由于目前換電站保有量較低,前期布局換電站營運的前三家企業換 電站數量也均未超過 800 座,未來行業格局暫不明朗。

受政策引導,自 2020 年起央國企進軍換電行業。國家電網、南方電網等電網企業開始也 分别與整車廠、電池商尋求合作共建換電站,中石化作為能源企業也與蔚來及奧動新能源 簽訂合約,在中石化的網點布局換電站。随着更多企業的先後加入,換電行業未來的競争 格局也會愈發激烈,但随着行業外企業的資本流入及企業間的合作,換電行業未來大機率 會更快發展。(報告來源:未來智庫)

3. 目前車企處于核心地位,标準統一後将拓展 C 端市場,行業 規模有望增加

目前中國換電業務營運商主要分為三類:以奧動新能源、伯坦科技、協鑫能科為代表的第 三方換電營運商;以蔚來、北汽新能源、吉利等為代表的整車廠;以及國家電投、中石化 一類的央國企。

3.1. 車企在換電行業處于核心地位

整車廠往往以閉環形式營運,所建設的換電站僅為自己體系内的車型提供換電服務,不同 車企由于車型、底盤結構及電池模組不相容而很難共用同一換電站。第三方營運商則可以 為市場上多種品牌車型進行服務,相容性更好,但由于需要與多家車企、電池廠商進行合 作,達成共識的時間較長。

随着政策推廣,國家電投、中石油、中石化等國有企業也開始布局換電站建設。國有企業 往往擁有更多的資源優勢。截止至 2020 年底,國家電投新能源裝機規模世界第一,作為 發電商在換電站的電力成本中有着得天獨厚的優勢。中石油、中石化也可憑借完善的加油 站網絡,通過在加油站中建設換電站的方式,占據地理位置優勢,并且可以減輕相應的租 金成本。

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目前來看,在換電電池标準暫未統一的前提下,由于各車企采用的電池類型不同,整車廠在目前的換電營運商中扮演着核心角色。第三方營運商需要與車企合作才可獲得更大的市 場空間。

3.2. 換電标準有望統一,選址、價格、服務或将成為決定因素

在商用車重卡、礦卡領域,電池包标準統一相對容易。目前市面重卡中,電池容量多集中 在 282kwh 及 350kwh。2021 年 6 月舉辦的“智慧出行大會”中,展出的 13 款換電重 卡中有 11 款搭配 282kwh 的甯德時代磷酸鐵锂電池,電池容量、電池生産企業、電池類 型均一緻預示着重卡領域電池包統一的可能性。此外,不同于乘用車,商用車更注重實際 營運效率而非外觀、駕駛體驗,對電池的個性化定制需求不高,為換電标準統一提供了有 利條件。

乘用車方面,中國汽車工業協會 2021 年 10 月釋出消息,《電動乘用車共享換電站建設規 範》(下稱《建設規範》)團體标準已認證審查,于同年 12 月 22 日正式釋出。該标準由電 池供應商甯德時代、欣旺達,整車廠廣汽集團、蔚來、北汽新能源,第三方營運商伯坦科 技、協鑫能科、奧動新能源等各方企業共同參與制定,分别在電池包、換電機構、換電站 布局規劃等12個方面對換電站的标準進行規定,各方均期待換電行業電池标準化的推進。

《建設規範》第 5 部分專門對電池包技術進行要求,規定了底盤式換電乘用車的電池包的 尺寸、電量以及電壓等因素。出于不同換電站的相容性要求考慮,電池包包容尺寸被限制 在長度不大于 2100 毫米、寬度不高于 1540 毫米、高度不超過 280 厘米的範圍内,并且 根據兩種形狀了四種典型換電電池包包容,為将來電池包尺寸的統一提出了參考 标準。

未來随着電池标準化的推進,換電站或可相容更多車型,以車企為核心的情形或将不在。 奧動新能源已經開始建設共享換電站,營運商不規定電芯品牌及規格,隻需規定電池包尺 寸與實體接口,即可實作為多品牌、多車型共享換電。随着共享換電站的進一步普及,換 電站的選址優劣、收取費用的高低以及服務的好壞或将成為決定各企業市場佔有率的核心因 素。

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3.3. 換電标準統一助力打開 C 端市場,“車站相容”有望增加行業規模

目前換電行業下遊的使用者主要為營運車以及商務車,隻有蔚來等小部分車企推出的電池租 用服務涉及私人換電領域。但随着換電進一步普及和換電站的相容程度增強,營運商将會 進入私人消費市場。

作為第三方營運商,提高換電站的相容性是增大使用者群體的主要途徑。奧動新能源的“紅 色奧動戰略計劃”将通過共享換電實作“車站相容”,即一個換電站能給多個車型換電, 促進換電營運商進一步走進私人換電市場;協鑫能科的乘用車換電站也可相容兩款以上的換電車型;甯德時代的“EVOGO”換電站也可通過換電塊的标準化相容多種将要上市的 車型。

目前車企層面實作電池統一較為困難,但吉利、蔚來、上汽等車企均推出了适配自家多種 車型的标準電池包。換電站營運商通過“車站相容”可實作對同一品牌的多種車型進行換 電,并向 C 端市場進行延伸。

3.4. 按企業規劃測算,2025 年換電站有望達到 3 萬座

各換電站營運企業紛紛公布未來五年的換電站建設計劃,奧動新能源、長安新能源表示至 2025 年将分别投建換電站超 10000 座,中石化、吉利及協鑫能科也有 5000 座的目标規 劃,蔚來、國家電投的計劃各自新增換電站 4000 座。僅通過公布計劃數量的企業進行大 緻測算,并且排除雙方合作建站(如中石化、國家電投等将與蔚來、奧動新能源合作建設) 導緻的計數重疊,換電站數量在 2025 年将至少達到 2 萬座以上。考慮到暫未公布具體規 劃的營運商,如杭州伯坦等,我們預計到 2025 年換電站保有量将達到 3 萬座。

3.5. 悲觀、中性、樂觀情況下換電站保有量分别為 10197、18354、26511 座

還可根據換電車型保有量進行測算。截至 2021 年 10 月底,全國新能源汽車保有量為 678 萬輛,其中換電車型保有量約為 15 萬輛,占比為 2.1%,假設 11、12 月換電車型與新能 源汽車保有量月增速相同,2021 年底換電車型保有量約為 16.5 萬輛。通過悲觀、中性以 及樂觀三種情況對所需換電站總量進行敏感性分析,悲觀、中性、樂觀情況下換電車保有 量占比增速分别為 2%、4%與 6%。

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截止 2021 年 6 月,北京市累計推廣換電車輛 2.3 萬輛,其中出租 車 1.2 萬輛,占比 52%,以北京作為參考,假設截止 2021 年底全國換電營運車占換電車 保有量比重為 50%,由于營運車對換電需求更高,未來占比将持續提升,預計每年增長 5%。換電商用車目前占比約為 10%,由于其對換電需求較強,未來占比也将有所提升,假設每年增長 1%。

以營運車每日行駛 400 公裡計算,每次滿電電池可支援裡程為 150-200 公裡,單日換電 次數為 1-1.6 次,取均值 1.3 次進行計算。商用重卡滿電電池可支援 165 公裡的裡程(電 池電量 282kwh,百公裡耗電約 170 度),按單日 400 公裡進行測算,每日需換電 1.5 次。 私家車方面,由于目前換電需求不高,快充、慢充結合的方式即可滿足日常市區行駛,僅 在長途行駛情況下會産生換電需求,假設平均每周換電 1 次。

換電站方面,私家車及營運車以蔚來最新二代換電站為例,每日可最大滿足換電需求 312 次。重卡換電站單日最大換電數量為 300 次,按上述數值計算即可得到所需換電站的最小 值,即保守數值。按照相應假設進行測算,可得到至 2025 年,三種情況下分别需要換電 站保有量最少為 10197、18354、26511 座。以截止 2021 年底換電站數量為 1298 座 計算,未來 4 年 CAGR 分别為 67%、94%及 113%。

以單一乘用車換電站投入 500 萬,單一商用車換電站投入 1015 萬進行測算,在悲觀、中 性、樂觀情況下至 2025 年換電站投資總額将分别達到 609 億、1097 億以及 1585 億。

4. 受益換電車型保有量增加,換電站營運效率可超過收支平衡點

4.1. 乘用車換電站使用率超過 25%即可獲利

乘用車電池滿電容量為 50kwh,目前換電站采用的收費标準為換電度數(電費 * +服務費), 換電度數為換電時車輛所剩電量與滿電電池容量的內插補點,按照 0.35 元/公裡的收費标準折 算成度電收入約為 1.75 元/度。收入端方面,我們假設在剩餘電量為 15%時進行換電,每 座換電站單日最大換電次數為 312 次。

新能源汽車換電行業研究:換電模式分析

成本端方面,參考大工業平端用電電價,電價成本約為 0.7 元/度;換電站土地租金 20 萬 元/年,每個換電站配備相關從業人員 3 名,年工資 10 萬元/人。

折舊方面,前期固定資産(包括相關裝置投入、電網拉線成本等)360 萬元,折舊年限為 10 年;電池平均價格為 4 萬元/個,以 2450 次(滿充滿放 3500 次,70%後将進行梯級 利用)後剩餘殘值 10%進行折算。

最後按照換電站的營運效率進行敏感性分析,單個換電站需日換電次數超過 79 次即可實 現盈利,對應的使用率為 25%。當換電站達到最大使用次數時,對應的 EBIT 利潤率為 27.9%,淨利潤率為 20.9%,以初始投入 500 萬元計算,回本周期為 1.1 年。

4.2. 商用重卡換電站回本周期更短,營運效率 29%以上開始盈利

商用車盈利模式與乘用車類似,電池容量為 282kwh,剩餘電量 10%進行換電。度電收入 為 1.35 元,度電成本為 0.7 元。前期固定資産投資 655 萬元,折舊年限為 10 年,電池 采購成本為 35 萬元/塊。通過敏感性分析可得,單個換電站需日換電次數超過 87 次即可 實作盈利,對應的使用率為 29%。當換電站達到最大使用次數時,對應的 EBIT 利潤率為 7.5%,淨利潤率為 5.7%,以初始投入 1015.1 萬元計算,回本周期為 0.58 年。

5. 重點公司分析

5.1. 協鑫能科

公司主營業務為清潔能源發電、熱電聯産及綜合能源服務。2021 年 3 月公司公告《協鑫 能科電動汽車換電業務發展規劃》,開始布局移動能源業務,即為電動汽車提供換電服務。 6 月,公司募集資金 33.8 億元,用于未來兩年 485 座換電站的建設。10 月,協鑫電港品 牌換電站投入營運,根據公司規劃,至 2025 年将達到 5000 座。

作為獨立第三方營運商,公司已與一汽、吉利、三一等多家車企,滴滴、曹操專車等出行 平台簽訂合作協定,緻力于打造網約車、計程車、重卡及私家車四大應用場景,重點布局 長三角、大灣區、京津冀、成渝與北方重點城市。

新能源汽車換電行業研究:換電模式分析

公司自主研發的換電站在乘用車與商用車領域都有着較好的相容性。(1)乘用車:可相容 兩款以上換電車型;公司正在開發标準電池包和全新一代鎖止機構,未來将服務于所有采 用标準電池包的換電車型。(2)商用車:公司商用車換電站目前可相容福田、吉利、三一 等主機廠的換電車輛,适配車型為牽引車、渣土車、礦車等。

公司作為清潔能源發電企業,換電站營運側有着得天獨厚的協同優勢。(1)電力成本低, 利潤空間大。公司主業為清潔能源發電,公司及控股股東協鑫集團清潔能源總裝機規模超 過 20GW,可為換電業務提供規模化、低成本的綠電供應;同時,公司擁有 20 多張售電牌 照,自有售電公司低成本采購電量可接入換電站,有效降低能源價格。(2)依托電廠布局, 解決電力增容困難。公司已有電廠集中分布在長三角、珠三角的中心城市,區位與換電業 務的目标市場高度重合。公司可依托電廠公共設施建設集中充電港,在城市中心布局離網 換電站,即移動式換電車,有效解決城市電力增容困難的痛點。同時換電車内電池充電過 程在公司電廠進行,可享受自由電廠的低成本電價;該過程也無需支付土地及部分安裝費, 能将前期資金投入降到最低。(3)儲能場景豐富,充分挖掘電池梯次利用價值。換電模式 下電池損耗速度較快,電池生命周期相對較短,目前新能源汽車退役動力電池回收價格低 廉且性能可滿足儲能電站要求。公司目前管理 26MWh 使用者側儲能項目,并且作為全國熱 點聯産與綜合能源服務龍頭企業,具備豐富的儲能應用場景,可充分挖掘電池梯次利用的 價值。

5.2. 山東威達

公司屬于機械制造行業,主營業務為鑽夾頭及配件、精密鑄造制品、自動化裝置等工業産 品的研發、設計、生産與銷售。電動工具配件業務、高端智能裝備制造業務及新能源業務 為公司三大闆塊。

換電方面,公司于 2015 年收購蘇州德邁科,後者為智能裝備及智能制造解決方案提供商, 自此山東威達開始進行換電裝置研發及技術儲備。2017 年 8 月,蘇州德邁科與武漢蔚來 能源有限公司(蔚來控股公司)共同成立昆山斯沃普智能裝備有限公司。作為山東威達的 控股孫公司,昆山斯沃普為國内新能源汽車充換電行業的領跑者,也是蔚來換電站的主要 供應商。

新能源汽車換電行業研究:換電模式分析

2018 年 5 月,昆山斯沃普研發的蔚來一代換電站投入營運。2021 年 4 月,蔚來第一座二 代換電站“中石化朝英站”正式啟用。截至 2021 年 10 月,山東威達為蔚來二代換電站的 獨家供應商。相比一代,二代換電站單日換電次數由 120 次躍升至 312 次,儲備電池更多、 營運效率更高。截至 2021 年 12 月 10 日,蔚來已在全國範圍内布局 700 座換電站,其中 一代換電站 203 座,二代換電站 497 座。

按照蔚來 2025 年規劃,将在全球範圍内建設 4000 座換電站,其中中國市場 3000 座。當 前一代換電站已不再生産,按二代換電站 500 座測算(2025 年增長至 2800 座),平均每年新增換電站 575 座,未來 4 年複合增速高達 54%。換電站數量迅速增長将提高山東威達 的營運效率,同時帶來利潤的大幅上漲。

除了作為換電行業上遊的裝置供應商外,2020 年 12 月山東威達入股武漢蔚能電池資産有 限公司(以下簡稱“武漢蔚能電池公司”),持股比例 8.18%,開始涉足産業下遊的動力電 池租賃業務。武漢蔚能電池公司主要負責“車電分離”模式下的電池資産管理業務,随着 “車電分離”被廣泛接受,公司正嘗試與蔚來外的其他車企進行合作,目标為 2025 年管 理 1000 億電池資産。随着電池資管公司的營業範圍進一步擴大,山東威達将獲得更多非 經營淨收益。

5.3. 瀚川智能

公司主營業務為智能裝備制造,産品主要應用于汽車電子、醫療健康、新能源和工業互聯 四大産業,換電為公司新能源業務新聚焦的方向。

受益于汽車電子和新能源锂電裝置的技術積累,公司可利用已有生産線延伸至換電裝置供 應,在換電站設計和研發上具有一定優勢,于中國換電行業年度評選中獲得“2021 年度最 佳換電技術獎”。同時基于對汽車行業及新能源锂電行業的已有認知,開展換電業務競争 優勢明顯。

公司提供換電站整體解決方案,客戶群體為所有布局換電業務的電池廠商、換電業務營運 商和整車廠。2021 年起已有相關訂單落地,2022 年将實作換電站的批量生産與順利傳遞。 2022 年 2 月,公司與協鑫能科達成五年合作協定,未來或将參與協鑫電港的相關生産工作。 随着換電行業進入快車道,公司将憑借技術、經驗的優勢收獲更多下遊客戶的訂單。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。

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