◾受限于目前充电桩的充电效率不足,换电模式作为补充正在加快推广。该模式下可通过车电分离有效降低电动车的初始购置成本,同时拥有媲美燃油车的补能效率,并有望帮助缓解高峰时段密集充电对电网的冲击。目前换电在运营及重卡等车型市场开始规模化应用,而以宁德时代、蔚来为代表车电分离模式也加速了在乘用车领域的应用。未来随着换电技术日趋成熟,以及行业技术标准建立,换电模式有望继续加速推广。
摘要
换电模式正在快速推广。凭借较高的补能效率、换电技术的逐渐成熟,换电模式在运营及重卡等大电量、高补能频率的车型市场已经开始规模化应用。同时,随着宁德时代和蔚来等公司推出车电分离模式,在乘用车领域的换电模式也开始快速推广。根据中汽协数据,截至2021年11月,全国新能源汽车换电站保有量为1192座,相较于年初增速超过110%。2021年底中汽协正式发布《电动乘用车共享换电站建设规范》,推动换电标准的建立,未来随着换电标准统一,换电模式作为充电模式的补充,将保持快速发展。
换电优劣势分析。换电模式拥有媲美燃油车的补能效率,目前蔚来第二代换电站换电时间仅2-3分钟,而宁德时代换电站最快可达到1分钟,已经低于燃油车加油所需的3-4分钟。同时,通过车电分离后的电池租赁可以降低车辆的初始购置成本,蔚来全车型已实现通过租用电池包(70kWh/100kWh),消费者可一次性降低的购车成本7万元/12.8万元。并且还可以帮助缓解高峰时段密集充电对电网负荷的冲击。换电模式无论在土地坪效还是电力利用率上,都有独特的优势,虽然没有降低蓄电池制造阶段的碳排放,但大幅提高了蓄电池的使用效率,助力新能源汽车更加低碳化、绿色化。此外,充换电服务有望享受碳交易红利,出售碳排放额度有望带来新的利润增长点。
国内企业开始布局换电模式。宁德时代于2022年1月推出的EVOGO整体换电方案,与蔚来的电池租用服务BaaS,都是车电分离模式。宁德的方案希望发挥其在电池领域的know-how优势,推进换电电池的标准化。而蔚来与宁德等公司合资成立蔚能电池,通过购买蔚来的电池包,并出租给购买蔚来汽车BaaS服务的消费者,可有效降低车辆的直接购置成本和折旧,同时蔚能通过数字化、全周期的监控,可以实现换电体系下电池的日常统一管理,也是蔚来用户服务的重要构成可以有效增强其客户粘性。此外,蔚能参与电池回收,并正在布局正极再生技术将有效提高电池残值率。预计2025年蔚能管理的电池资产规模可达100GWh以上。在换电设备方面,一批国内企业正在加速切入,并与包括蔚来在内的车企进行深入合作,共同提高换电设备自动化程度和通用性。目前各设备厂商正不断推出拥着有更少的换电时间、更高的日服务能力及更低的投资成本的换电站产品。
投资建议。换电模式作为充电模式的重要补充,在部分细分车型市场已经开始规模化应用,未来随着技术日趋成熟、标准建立,行业有望保持快速增长。建议关注:宁德时代、山东威达(机械)、安车检测(中小盘)、瀚川智能(机械)、协鑫能科、博众精工(机械)、展鹏科技(机械)、科大智能。
风险提示:新能源汽车销量低于预期,换电政策低于预期,换电站利用率低于预期,换电设备价格持续下降。
一、换电模式正在加快推广
1、换电模式演变,国内换电市场走向成熟
换电模式不断更迭,中国换电市场快速发展。2007年,BetterPlace成立,是世界首家换电运营公司。但由于电池技术不成熟,运营成本过高且销量过低(与雷诺的Fluence ZE车型合作)等原因,于2013年宣布破产。2013年,特斯拉提出快速换电技术,但由于政策以及无法实现商业盈利等原因,转向快充技术。
而在国内,2010年国家电网便在杭州基于高箱体标准箱技术完成500台纯电动换电型出租车试点,并在该项目中首次提出并验证了“车电分离,里程计费”的商业模式。2014年起模块分箱、底盘换电等技术的崛起初步解决了换电站运营成本和能源补充效率的问题,车辆的稳定性和安全性得到提升。根据中汽协数据,截至2021年11月,全国新能源汽车换电站保有量为1192座,相较于年初增速超过110%。其中蔚来反超北汽新能源合作方奥动新能源成为国内规模最大的换电运营商,运营量达701座,占比达58%。
2、换电标准发布,换电站建设有望加速
不同换电方法对电池设计要求不同,不利于换电的普及。由于各新能源车企的发展、设计理念相差巨大,导致新能源汽车的电池成分、接口、安放位置、规格、通讯协议等无法统一。换电的两大技术路线,整包和分箱换电方式的电池包规格完全不兼容,即便是同样使用底盘换电的蔚来和北汽新能源,二者的底盘电池尺寸、电池包锁止机构完全不同,不同车企之间难以实现电池包和换电设备的通用,这给换电模式的发展增加了难度。
电池标准化是大趋势,但还有一些难点需要解决。不同车企之间的电池进行标准化设计,从而形成行业内通用的技术规范和解决方案,是提升换电模式渗透率的关键。标准化的电池箱和换电设备可以方便行业统一管理,也容易形成规模效应降低成本,提高资源使用效率。同时换电站可以保证为不同车型提供服务,打通不同车企,避免换电站资源浪费。但是目前标准化规范化还有许多难题,主要是行业不成熟,不同换电技术涉及车企的核心技术,要实现共享和统一会削弱车企的技术优势和竞争力,同时缺失国家政策引导,目前难以推进。
换电标准发布,政策重视换电建设和运营。2021年12月22日,中汽协正式发布《电动乘用车共享换电站建设规范》,标志着换电标准模板的建立。有望通过该标准,最终实现换电电池包平台和电池模块的共享。同时,中央政策也在多方面支持新能源汽车换电模式,结合地方政府以鼓励“充换电”基础设施建设形式同步发布了相关优惠补贴政策措施,对车辆换电安全性做出相应规定,推动换电模式标准化发展。
标准的有效制定为换电模式的健康持续发展提供了规范有序的依据。电动汽车换电模式的推广在一定程度上受车体设计、动力电池规格尺寸不统一、连接接口不一致等各方面因素的制约。换电模式标准的制定可有效解决此类问题,各汽车生产商、电池生产商、第三方换电运营商统一换电标准,可进一步扩大换电市场。
3、运营及重卡车型与换电模式更匹配
运营车型与换电模式更为匹配。换电站相较于充电站投资成本较大,在私人乘用车中推广仍存在电池规范不统一的问题,易造成相同区域不同车型换电站的重复建设。而公交车、物流车、出租车及网约车等营运车辆对于换电模式有着特有的优势:1、运营车辆的行驶范围较为固定,可以在固定区域换电有利于换电站的选址建设。2、运营车辆日均行驶量明显大于私人乘用车,这使得其换电频率高,仅需几分钟的换电模式能大幅提升运营效率,同时有利于提高换电站利用率。3、营运车辆均为定制车型,其车辆品牌、电池规格尺寸和接口均一致,适合统一换电。
换电重卡崭露头角,市场化推广前景广阔。目前,国内重卡保有量超过850万辆,由于其极大的燃油消耗量和碳排放量,是电动化的重点对象。2021年新能源重卡销量大幅增长,前11月销量达7442辆,其中电动重卡6840辆,同比增长超200%。主要是因为纯电动重卡技术路线较为成熟,能完全摆脱对燃油的依赖。但是其续航里程依然是其最大的短板,其单车带电量较大,即使采用双枪快充的方式也要一个小时以上,极大地影响了其运营效率。这使得换电重卡的优势明显增加,换电一般只要五分钟,大大提高了纯电重卡的运营效率。同时电动重卡较大的带电量使其动力电池价格占比达到50%。而在换电模式下,可以采用车电分离的形式购买换电重卡,可使购车成本大幅下降。而在使用成本上,换电重卡电费+电池租赁费用合计约1.2元/kwh,相同条件下,换电重卡对比燃油重卡的单车年运营成本要低10万元左右。
目前,国家对换电重卡在矿山、煤炭、港口等固定运输专线、支线以及一些封闭性场景下的推广已逐渐加速。2021年10月28日,工信部启动新能源汽车换电模式应用试点,11个城市纳入试点范围。其中,重卡特色类有3个,即宜宾、唐山、包头。同时在2021年第12批新能源汽车推荐目录中,换电重卡占比也再创新高,达到11%。
二、换电模式有望与充电模式并驾齐驱
1、新能源车补能需求大幅增长
我国新能源车销量、保有量持续高增长。2021年,新能源汽车行业终端需求持续超预期,新能源车销量超过350万辆,同比增长超过150%,新能源车保有量也接近800万辆。未来新能源车还会保持较高增长速度。预计2025年我国新能源车销量将达到1300万辆,渗透率约40%,复合增速在50%以上。
新能源车保有量增加,用电需求大幅提升。根据公安部数据统计,目前我国汽车保有量突破3亿辆,其中新能源车接近800万辆,占比达到2.6%。新增的电动车会带来大量的充用电需求,按平均每车每天行驶50公里,能耗水平15kWh/100kM计算,平均每天需要消耗电力约0.6亿kWh,对电网带来一定压力。同时根据中国充电联盟数据显示,近两年我国主要省市充电桩用电量确实在快速增加。
2、换电模式有望与充电模式并驾齐驱
传统充电模式存在劣势,充电时间长仍为核心痛点。相较于传统燃油车至多5分钟的加油时间,电动车相对漫长的充电时间对用户体验造成极大的影响,引发了“里程焦虑”。随着电动车普及,目前国内充电网络已出现颓势。“充电1小时,排队4小时”的新闻屡见不鲜。根据电车资源的一项调查报告,59%的用户认为公共充电桩布局不合理,52.8%的用户经常遇到充电桩停车位被燃油车占据的情况,58.3%的用户认为充电站的负荷能力不够。传统充电模式目前只有直流快充能做到半小时完成充电,但是快充桩的数量比较少,而有70%的用户希望能在半小时内完成充电,充电慢的问题凸显。57.14%的用户居住的小区内并没有充电桩,车主只能去公共充电站充电,这加大了充电难度。同时800V以上的超快充技术以及相应的整车平台仍需要一定时间开发、渗透。
换电模式能够较好地解决电动车发展痛点。相比于充电模式,换电模式具备诸多优势,能够解决限制电动车发展的痛点:
1)降低消费者购置、换购成本。动力电池约占整辆电动车价格的40%,换电模式下,车电分离之后,消费者可选择购买电动汽车,租赁动力电池的模式,可有效降低电动车首次购置成本。同时,电动车在电池技术快速进步的影响下,导致相关折旧偏高,而在换电的电车分离模式下有望增加二手电动汽车的残值。
2)补能时间较短,成为补能模式的另一选择。换电站的整个换电过程用时短,全自动机器人只需几分钟便可以完成整个换电操作,与传统燃油车加油时间相当,与充电模式相比,可为消费者节省大量的充电等待时间。里程焦虑主要表现为续航里程虚标、续航里程衰减以及现实续航与期望差距较大。目前车桩比约为3:1,充电桩仍然存在缺口,特别是高速公路服务区的充电桩数量较少,充电速度慢,无法满足大量新能源汽车长途行驶的需要,而换电站的快速建设可以弥补充电桩的缺口。
3)延长动力电池使用寿命。快充无可避免的会对锂电池造成一定的损耗,而消费者普遍缺乏相关知识。长期使用快充会导致电池衰减速度加快,缩短电池寿命。而换电模式下动力电池可由换电站统一管理,专业团队可对其进行有效管理,从而使得电池的损耗降到最小,极大地延长了电池使用寿命,同时提高了充电的安全性。
4)减少充电对区域电网压力,平滑电网荷载曲线。传统充电模式需要建造大量的充电站,每个电站要配备一定数量的充电桩,在充电高峰期会对电站所在区域的电网带来极大的负荷压力。假设一个充电站有20个充电桩,快充和慢充各占一半,慢充功率为7kW,快充功率为120kW,则单个充电站的满载功率为1270kW。根据国家规范,新建小区平均户用总功率在8kW,一个充电站的功率相当于新增大约160户居民家庭用电的功率。大量的充电站建设对电网的荷载能力和供电能力提出了很大的要求,特别是用电高峰时段,会加剧电网的荷载波动。换电模式不需要车主在充电桩进行充电,从根本上减少了充电桩的使用,能够减少小区、办公区停车场的电网荷载压力,一定程度上减少了当地配电站的扩容升级需求。同时换电的电池是在换电站进行集中慢充的,可以根据需求情况调整充电时间,多利用夜间波谷时段充电,避免用电高峰期谷峰用电,既降低了电价成本,也达到了削峰填谷的作用,平滑电网荷载曲线。
3、“双碳”下换电模式迎来发展机遇
换电模式助力碳减排,“双碳”战略下将迎来发展机遇。在“双碳”目标稳步推进的背景下,汽车产业加速向绿色化、低碳化发展,新能源汽车产业驶入高速发展快车道,随之而来的是能源补给网络的建立对土地和电力带来更大的挑战。换电模式无论在土地坪效还是电力利用率上,都有独特的优势,在同样的服务能力下,换电模式下的土地利用率是快充的10-15倍,电力的有效利用率高达85%,是充电模式的6-8倍。此外,根据《中国汽车低碳行动计划研究报告(2020)》的研究成果,换电模式虽然无法降低动力蓄电池制造阶段的碳排放,但大幅提高了动力蓄电池的使用效率,从而使得新能源汽车更加低碳化、绿色化。换电模式作为一种高效的补能方式也开始受到政府的高度关注,近年来国家部委多次发文利好换电模式的发展, 2021年10月24日国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(以下简称《意见》),更是明确提出了“加快构建便利高效、适度超前的充换电网络体系”,为换电模式在“双碳”背景下的应用实践指明了方向。
碳交易市场启动,充换电服务有望享受碳交易红利,出售碳排放额度有望为相关企业带来新的利润增长点。2021年7月16日全国碳排放权交易开市,电力行业成为首个纳入全国碳市场的行业,市场启动初期,只在发电行业重点排放单位之间开展配额现货交易,交易量处于较低状态。我国目前虽然没有将交运行业纳入到碳交易市场,但汽车业的减排力度一直在不断加强,汽车碳排放标准也更加严格,随着市场制度逐步完善,交易趋于活跃,预计未来会有更多的高碳排放行业纳入到碳交易市场中,充换电服务也有望跻身碳交易第二梯队。此外,全国碳交易市场的启动也意味着健全以CCER为基础的碳排放权抵消机制势在必行,出售碳排放额度将有望成为相关企业的新的利润增长点。
4、换电模式介绍
换电模式介绍。换电模式是指当电动汽车电量不足时,可通过换电站快速将其动力电池从整车上拆卸下来并安装新的动力电池的模式,实现了车电分离。拆卸下来的电池则由换电站统一进行充电、存储和调配。换电站主要包含五个模块:定位系统、换电系统、运维系统、安全系统和物流系统。其中,换电系统是换电站的核心,由换电平台、码垛机、升降机构、锁止机构、连接器等组成。快换锁止机构是连接动力电池箱和车身的关键零部件,也是电池箱实现换电服务的关键,其不仅实现电动汽车电池箱与车身的可靠连接,也能满足快速更换电池组的需求。
换电模式主流技术路线。目前市面上主要有底盘换电、分箱换电、侧方换电三种模式,其中底盘换电是主流的技术路线。底盘换电模式是指将电池安装在汽车底盘位置,换电作业时汽车需准确停在指定范围,由换电平台的举升机将底盘上的电池拆卸和安装。底盘换电安全系数较高,对标准化程度要求也较高,代表车企有北汽新能源和蔚来。北汽新能源主要应用在出租车上、蔚来汽车主要面向私人乘用车;浙江时空采用的是侧方换电,主要运用在网约车、出租车、物流车上;重庆力帆采用的是分箱换电形式,主要用在分时租赁车上。
三、国内各企业开始布局换电运营模式
1、宁德时代EVOGO乐行换电方案发布
宁德时代下全资子公司时代电服于2022年1月18日线上发布了换电服务品牌EVOGO及组合换电整体解决方案。针对续航里程、补电便捷性和购置使用成本三大消费者痛点,为市场提供了全新思路。组合换电整体解决方案由“换电块、快换站、APP”三大产品共同组成,可以通过车电分离,将电池作为共享资产独立出来。
“巧克力换电块”由宁德时代采用最新CTP技术开发打造,具有小而高能,自由组合,极简设计三大特点。其能量密度超过160Wh/kg,单块电池可以提供200公里左右的续航,消费者可以根据自身需求自由选择电池块的数量(例如市内通勤可以选择1到2块巧克力电池块,省际通行时换成3块巧克力电池块)。此外,“巧克力换电块”还采用了无线BMS技术,外部只有高压正负接口,大幅提高了插拔部件的可靠性。
换电站则具有占地小、流通快、容量大、全气候四大特点:每一个标准站仅需三个停车位,单个电块换电约1分钟,站内可存储48个换电块,确保用户随时都有满电的电块可以更换,无需长时间等待。同时,换电站还可提供适配不同地区气候环境条件的版本。
APP则承担了不同模块与消费者之间的纽带作用,提供了人、车、站、电块的相互连接和服务。
宁德时代作为专业电池生产商推行换电方案可能更具优势。对消费者而言,EVOGO乐行换电站更多考虑到了日常使用和多场景使用需求,消费者可以根据自身续航需求搭配电池的块数,最长续航可以达到约600KM。同时,相较于车企,宁德在电池know-how方面更具优势,有利于在未来持续推进换电电池的标准化,能够降低安全风险,并且可以预期的是,随着首批EVOGO换电站在10个城市建立起来,品牌效应立起来后,更多车企会加入合作队伍。更多车企的支持也将有助于宁德时代换电标准化的建立。
2、蔚来BaaS实现车电分离,蔚能模式为核心
BaaS实现车电分离。蔚来在2020年8月推出了电池租用服务BaaS(BatteryasaService)),并与宁德时代、湖北省科投、国泰君安国际合资成立电池资产管理公司蔚能电池。蔚能成为连接整个行业(车企、电池厂、消费者)的桥梁。蔚能购买蔚来的电池包,拥有电池的完整所有权,并将其出租给购买蔚来汽车BaaS服务的消费者,同时负责日常的电池管理等业务。根据公开披露的资料显示,截止2021年7月,蔚来换电渗透率达60%,由于之前换电站的数量尚少导致部分车主无法使用换电服务,预计今年渗透率将进一步提升。截止2021年6月,蔚来已累计完成换电接近300万次,累计1.3亿度电。同时蔚来交付量也正在屡创新高,2021年实现交付9.1万辆,同比增长109%。
蔚能模式可能成为换电体系中的核心。通过BaaS模式,蔚来全系车型实现车电分离。对于BaaS的消费者而言,租用标准续航电池包(70kWh电池)的消费者一次性的购车成本降低7万元,电池租赁价格是980元/月;租用长续航电池包(100kWh电池)的消费者一次性的购车成本可降低12.8万元,电池租赁价格是1480元/月。另外选择BaaS模式的用户还可享受每月六次的免费换电服务,超过六次则按照非首任车主及运营车辆的换电模式收费,换电费用为换电度数*(电费+服务费)。相较于直接购买整车+电池的模式,BaaS可能更适合仍处于初级阶段的电动车行业。当前动力电池技术仍处于快速发展期,消费者可能担忧2-3年后电池技术进步后导致其电动车折旧较高。而在BaaS模式下,消费者则无需考虑由于电池技术进步所带来的置换成本,这使得在该阶段BaaS模式对电动车销售存在促进作用。
蔚能实现换电体系下电池的流通,促进电池损耗“大均衡”。公司可通过数据化管理实现电池从设计到车上监控到回收的全周期管理。相较于普通消费者,蔚能通过算法和运营配合达到电池的良好管理。根据用户充电习惯、耗电水平匹配合适的电池,并通过统一管理提高电池的安全性能、使用寿命。同时良好的数字化管理也使得公司的电池租赁合同历史逾期率极低。根据蔚能与客户的租赁合同,在面对客户不履约的情况下,公司能够获取基于动力电池的相关信息,且公司有权将动力电池的所有权和使用权投入蔚来换电体系内进行流转,使得电池几乎不存在闲置的情况,实现电池损耗、流通的“大均衡”。
蔚能代替车企成为电池回收的责任主体,且会专注于标准化电池的回收及正极再生技术。蔚能是电池资产的持有方,拥有大量的标准化电池,通过与下游电池回收公司合作代工的方式进行电池材料的回收再利用。而在目前电池回收市场中由于整体行业标准尚未完全规范,导致大量退役电池流入非正规的回收渠道中。蔚能可通过算法和运营配合从而实现对电池的有效管理,对即将退役的电池,可成批量的进行回收,该模式可有效解决当前电池回收行业中回收渠道不健全的问题,并通过回收贵金属,有效提高电池残值率。同时公司并不满足于单纯的金属回收,目前也正在研发正极材料再生技术,跳过金属回收,直接做到电池正极材料的再利用,从而达到更低回收的成本。
蔚能为电池资产管理运营模式的先行者。蔚能是行业内第一个电池资产管理公司。目前蔚能电池资产规模突破4Gwh,市占率接近80%。公司的电池租赁业务核心竞争力在于其对电池、电动车本身的理解以及相关行业资源的把控,对外推动与其他车企的合作,公司背靠蔚来、宁德,随着换电市场的高速发展,预计2025年蔚能管理的电池资产规模可达到100GWh以上。
3、各换电运营商多样化发展
奥动新能源:旗下全资子公司的上海电巴新能源科技有限公司于2000年,提出E-Station能源站的概念,于2005年,电巴新能源在兰州建成全球首个充换电站试验站。
目前,奥动新能源是国内规模第二大的换电运营平台,截止2021年11月,公司已覆盖全国25座城市,投运384座换电站。同时,已与北汽、长安、一汽等14个主流主机厂建立合作关系,建设新能源汽车换电补能的多车型共享换电平台。公司于2020年推出4.0版换电站,实现无人值守,智能化全方位监控,保证了电池生命周期安全,实现20秒极速换电。基于零部件国产化的替代,规模化生产,使得成本下降,预计2025年,原规划建设5000座换电站的成本,可实现建成10000座以上的20秒极速换电站。
北汽新能源推出底盘换电出租车,实现公共出行领域的换电突破。2015年北汽推出了首款换电出租车EU260车型,2017年推出了更加成熟的EU300车型,并实现规模化推广。EU300换电过程仅需87秒,续航里程300km。此外,北汽新能源在北京投放了换电出租车8256辆,在五环内及重点地区建成122座充换电站,覆盖北京五环区域、大型居民区、机场周边等区域,形成了城区平均服务半径2.78公里、24小时不间断运营的有力保障。目前北汽已在全国19个城市建成换电站213座,在建50余座,运营换电车辆1.8万余台,数量全球领先。
北汽新能源成立“擎天柱计划”,成立蓝谷智慧新能源,布局换电产品研发和换电运营。公司计划在2022年实现四大目标:投入100亿元、在1000个城市运营换电站、全国建成3000座光储换电站,并投放50万辆换电车辆。公司未来将加大与换电运营商、电池企业、换电装备企业的合作,以分布式光储换电站作为重要载体,构建换电产业联盟。
力帆发力分箱换电模式,积极推进分时租赁用车领域的分箱换电。力帆是分箱换电领域的先行者,其通用性强,分箱电池包的标准化程度高,适合运营领域的新能源车辆使用。目前公司分箱换电主要与公司旗下的盼达用车合作,推进分时租赁汽车领域的分箱换电,到2017年3月,盼达用车累计投入运营车辆超过7000台,建成分时租赁站点600多个,累积用户数超过60万,单车单日运营时长为8-10个小时,单车单日车均3.7个订单,单车单日最高循环次数高达17次,单车单日最高行驶583公里。
中国一汽分两阶段实现车电分离,目前已进入换电车型的推广期。一汽第一阶段从2019年开始换电试验并进行量产车型的开发,示范运行验证技术,逐步探索商业模式。第二阶段是优化FME平台,进行换电与充电模块化开发,兼顾To M和To C用户需求,开展商业运营。2021年下半年,NAT和E111车型开始量产运营。换电车辆目前主要是面向出租车辆,公司正在探讨如何推向私人用户,满足私人用户个性化的需求。而在在商业运营模式和运营数据管理方面,集团层面正在统筹策划。
4、换电站运营利用率为核心要素
换电站利用率决定其盈利水平。经测算,单个乘用车换电站固定投资约250万元,对于单个乘用车换电站,达成盈亏平衡需要约30-40% 的利用率,对应单天需服务100-110辆电动乘用车。若考虑个别城市的换电站投资补贴10-15%,以及更长的使用年限,盈亏平衡所需的利用率不到30%。
预计2025年,全国换电站需求约2.4万座,总投资规模约480亿。截至2021年5月中旬,国家平台中接入的电池快换车辆数为15.59万辆,比2019年增长超过30%,其中私人乘用车约7.88万辆,占到总数的近一半。随着新能源汽车的快速推广,新能源汽车销量逐步增加,带动新能源汽车保有量快速提升。目前换电车型渗透率约为2%,按换电车型渗透率年增速1%、每座换电站服务100辆换电车型来计算,预计到2025年,全国换电站需求将达2.3-2.4万座。目前单座换电站建设及设备费用约250万,按照每年5%的速度递减来计算,至2025年,全国换电站总投资额约需486亿。
4、国内各企业加速切入换电站设备领域
国内各企业加速切入换电站设备领域。设备商为换电站生产所需的换电设备,提供成套的解决方案,主要包括山东威达、展鹏科技等公司。换电设备一般包括基座、顶升解锁机构、驱动平台、传动机构、电池储存架等。换电设备厂商的技术能力直接影响了换电站进行换电时的工作效率和换电模式的客户体验,需要与车企进行深入合作开发,提高换电设备自动化程度和通用性,进一步提高换电效率,降低设备投入成本,促进换电模式进一步推广应用。
山东威达:通过参股子公司昆山斯沃普为蔚来研发和测试第二代换电站,并积极推进新一代换电站的研发以及电池梯次利用、交直流充电桩的研发和生产。深度绑定蔚来,共享专利。于2021年1月,发布第二代换电站,换电时间约为2-3分钟,最大服务能力从换电120次/天提升至312次/天,储备电池数量增加至13块,标准车位增至4个,其效率、服务能力上均有提升,可实现在车内一键启动自助换电。
展鹏科技:2020 年7月收购杭州伯坦科技工程有限公司100%股权,伯坦科技主营换电站等业务,以构建 “车电分离、分箱换电”的商业生态和技术体系,通过自主研发的“标准箱动力电池”和“分箱换电方式”实现了所有电动车型换电兼容、动力电池的高度梯次利用和循环利用。除此之外,展鹏科技与伯坦科技在电机控制系统的产品研发、制造方面存在一定的互补性,展鹏科技拥有电气产品制造能力,可以承接伯坦科技的部分委外加工业务。
公司已构建国内应用体量较大的换电生态。伯坦科技已与7家主机厂合作开发10余款车型,产品涵盖乘用车、商用车。伯坦科技目前推广“分箱换电”版新能源汽车超3万辆,累计提供换电服务超887万次,累计换电行驶里程超13.4亿公里。2021年6月,换电站建设规模为107座。
科大智能:全资子公司永乾机电是国内少数能够提供换电站产品整体解决方案能力的供应商。换电站系统具备云(智能换电管理云平台)、边(边缘计算服务器)、端(换电站)的完整技术架构,拥有从换电设备、充电柜、配电、站控到云数据平台全组分的自主研发实力,能够全方位满足各类不同客户的“换电”需求。
公司已向蔚来汽车交付多套换电站项目,最新换电站系统综合解决方案将汽车换电全过程缩短至2分钟以内,站内最大可储存30块电池,并可根据电网载荷情况进行错峰充电。此外,目前与众多新能源车企如大众、吉利、小鹏等均存在业务合作。
博众精工:公司于2017年深耕换电领域,积极探索建设换电基础设施,提出3-5年后建设光储充换一体化补能示范区的构想。目前,已设计出可充换电的换电站,占用3个标准车位,换电站搭载自主研发的站控系统,无人化、智能监控、云平台及异构数据集成化智能处理算法等的使用,建设适用多品牌、车型,应用于不同场所的换电站。其中,乘用车智能充换电站系列产品单日服务能力涵盖300至600次,商用车充换电站系列涵盖重卡、矿卡等领域,单日服务能力200至300次。
于2020年10月,和东风公司宫廷研发智能换电站,展示了行业内换电技术的最高水平,拟为东风风神E70车型换电,采用整包底盘举升式换电技术路线,由换电站及相应换电设备实现车辆粗定位和精定位,快速自动化实现动力电池与车身分离,完成动力电池在整车上的更换;采用T型旋转锁止机构和高压快换连接器等专利技术,仅需60秒可完成换电。
投资建议
受限于目前充电桩的充电效率不足,换电模式作为补充正在加快推广。该模式下可通过车电分离后的电池租赁有效降低电动车的初始购置成本,同时拥有媲美燃油车的补能效率,并有望帮助缓解高峰时段密集充电对电网的冲击。目前换电在运营及重卡等车型市场开始规模化应用,而以宁德时代、蔚来为代表车电分离模式也加速了在乘用车领域的应用。未来随着换电技术日趋成熟,以及行业技术标准建立,换电模式有望继续加速推广。
建议关注:宁德时代、山东威达(机械)、安车检测(中小盘)、瀚川智能(机械)、协鑫能科、科大智能、山东威达(机械)、博众精工(机械)、展鹏科技(机械)、安车检测(中小盘)、科大智能。
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风险提示
1)新能源汽车政策低于预期:中国政府正努力推动新能源汽车行业的发展,以实现我国汽车产业的弯道超车,国家产业政策变化将会影响动力电池市场发展,进而影响公司产品的销售及营业收入。如果相关产业政策发生重大不利变化,将会对公司的销售规模和盈利能力产生重大不利影响,因此存在一定的政策风险。
2)新能源汽车销量低于预期:近年来,国内新能源汽车市场增长较快,购买成本、充电时间、续航能力、配套充换电设施等因素仍会对新能源汽车产业的发展形成一定的制约。未来如果受到产业政策变化、配套设施建设和推广、客户认可度等因素影响,可能导致新能源汽车市场需求出现较大波动。
3)换电市场竞争加剧:近年来,随着国家对换电市场的支持,换电市场在快速发展的同时,市场竞争也日趋激烈,不断吸引新进入者通过直接投资、产业转型或收购兼并等方式参与竞争。如果未来市场需求不及预期,市场可能出现结构性、阶段性的产能过剩,将面临一定的市场竞争加剧的风险。
分析师承诺
负责本研究报告的每一位证券分析师,在此申明,本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。
◾游家训:浙江大学硕士,曾就职于国家电网公司上海市电力公司、中银国际证券,2015 年加入招商证券,现为招商证券电气设备新能源行业首席分析师。
◾刘珺涵:美国克拉克大学硕士,曾就职于台湾元大证券,2017年加入招商证券,覆盖新能源汽车中游产业。
◾刘巍:德国斯图加特大学车辆工程硕士,曾就职于保时捷汽车,沙利文咨询公司,2020年加入招商证券,覆盖新能源车产业链、工控自动化。
◾赵 旭:中国农业大学硕士,曾就职于川财证券,2019年加入招商证券,覆盖风电、光伏产业。
◾张伟鑫:天津大学电气工程硕士,曾就职于国金证券,2021 年加入招商证券,覆盖新能源发电产业。
投资评级定义
◾公司短期评级
以报告日起6个月内,公司股价相对同期市场基准(沪深300指数)的表现为标准:
强烈推荐:公司股价涨幅超基准指数20%以上
审慎推荐:公司股价涨幅超基准指数5-20%之间
中性: 公司股价变动幅度相对基准指数介于±5%之间
回避: 公司股价表现弱于基准指数5%以上
◾公司长期评级
A:公司长期竞争力高于行业平均水平
B:公司长期竞争力与行业平均水平一致
C:公司长期竞争力低于行业平均水平
◾行业投资评级
以报告日起6个月内,行业指数相对于同期市场基准(沪深300指数)的表现为标准:
推荐:行业基本面向好,行业指数将跑赢基准指数
中性:行业基本面稳定,行业指数跟随基准指数
回避:行业基本面向淡,行业指数将跑输基准指数
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