中信证券:被低估的换电站VIP专享VIP免费

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被低估的换电站
电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8
中信证券研究部
核心观点
纪敏
制造产业联席首
分析师
S1010520030002
当下新能源汽车领域超冲站的钳制显而易见,电网负荷及电池的物理特性导致
实现 10 分钟充满电较难实现,并且基于小区电网容量判断其负荷仅支持 30%
车位安装充电桩,自充桩的严重不足将会导致新能源车使用便捷度急剧下降,
进而使其经济性难以抵消使用上的负担,阻碍电车渗透率进一步提升。我们认
为充换电一体站具备高效服务能力,可以利用本身换电机构内的动力电池作为
储能减少对电网压力,在与配储超冲站相当的成本下可以实现后者两倍的服务
效率。并且在未来新能源车达到一定渗透率后,充换电站一体站或可成为补能
解决方案的最佳选择之一
当下对于换电站的认知偏少,换电模式的潜力并未被市场充分认知。场当
对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担、用电侧省时间、营端成本对比,除此
之外我们认为换电站还具备一些使用端的优势是被低估的,主要集中于:1)单
位占地面积下换电站服务能力更强,这对于城市或地皮价格较贵的地区尤为重
要;2)车电分离下降低用户购置成本(可电池租用,购置税减免);3电池
灵活升级,大小容量电池随时切换,避免电池重度投资;4提升电池利用效率,
优化退役电池统一管理;5)换电站使用费并不比超冲站高,统一管理及无人化
趋势使得换电站经济性更佳,相较充电站更易实现盈利;6)当新能源车保有量
达到现有小区充电桩无法负荷的时候,换电站就是必然路径。
历史上新能源汽车换电商业模式屡屡受挫。过去资本和产业对换电站存在一
质疑,且过往不乏失败案例(The Better Place,主要是换电站存在诸多制约
发展的因素。主要问题集中于1)动力电池规格、材料、技术标准化程度低,
不利于换电体系流转;2)主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转
3)换电方式存在差异;4)换电站建设及运营成本高昂。
当下换电站制约因素正逐步减弱。首先是车企和电池供应商正在主导标准
化进程,以降低生产成本,将有效推动换电实施可行性。其次我们看到新能源
汽车格局也在逐步集中,CR3 的厂商占市场份额的 47.1%CR10 厂商占市场
份额的 69.4%;车企内部实现标准化相对而言较为容易,以比亚迪为例,其内
部也在推进动力电池标准化,将刀片电池尺寸标准锁定在 960*13.5(14)
*90(102)mm,将材料统一为磷酸铁锂,统一化的电池也更加适用于换电。同时
换电站本身也在逐步发展,以蔚来三代换电站为例,其可以兼容更多车型及尺寸,
无人化运营也可以大幅降低单站成本
补能将面临瓶颈,进而制约新能车发展,换电站或许是解决方案之一。在日常
使用端,即使是有车位,新能源车主也时常遇到充电桩安装难的问题。这一问题
归根结底来自于小区配电容量是有上限的,通常合理的车位:桩比为 31,也
就是说仅有约 30%的小区停车位能有配电容量去装配充电桩。当新能源车整体
保有量超过 30%(月销量渗透率已37.3%23 8日常补能问题将
会面临极大的压力,新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电,这将对未
来电车的使用体验提出极大挑战进而可能影响新能源车保有量提升,而换电站
或将是这一问题的终极解决方案
再探未来行业补能发展,充换电一体站或为更优解决方案。电桩电网负荷
题已经被市场所熟知由于大部分充电站仅可以申请到 630kva 的变电站,所以
行业内所推崇的解决方案是超冲站配储方案,但是这一方案面临成本高,无盈利
甚至亏损的问题搭载 500-1000kw 储能系统需要额外数百万元投资成本。
换电站所配套的动力电池本身就是储能,所以我们看到现在越来越多的换电站
往充换电一体站的方向发展,以蔚来三代站为例,其一座站搭配 4-20 根超冲桩
评级
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实现电容量的分时利用。这种模式可以共用逆变器与储能设施大大缩减整体建
设成本。以 630kva 为例,理论每小时服务能力为 630 度电,每小时可服务 8
辆车(每辆车 80 度电)而搭配四根充电桩的充换电一体站可服16 部车(换
电站 12 台,充电 4台),整体效率是同等级超冲站的 2以上。
风险因素:政策推动低于预期;充换电利用率低于预期;新能源渗透率不及预期;
电池标准化程度低于预期;行业降本低于预期。
投资策略。新能源汽车产销量快速增长,根据乘联会数据,截至今年八月份销售
量渗透率已达 37%将催生充换电行业加速发展。我们认为换电模式具备更加
高效、对电网、土地更友好等优势,且车企端有利于降低整车售价,提升销量,
未来渗透潜力较大。但同时换电站也面临标准化程度较低、体系较为封闭、投资
成本较高等问题。综合考虑,预计未来 5 年国内新能源汽车补能市场仍将维
充电为主、换电为辅的格局。但在资本、主机厂、政策车桩比不匹配等的推动
下,换电模式在部分高端乘用车和运营类车辆的应用推广将明显加速。重点推荐
受益于行业销量快速提升的换电设备提供商,建议关注瀚川智能、博众精工、
东威达、法兰泰克、科大智能等
重点公司盈利预测及投资评级
简称
代码
收盘价
EPS
PE
评级
22
23E
24E
25E
22
23E
24E
25E
瀚川智能
688022.SH
28.07
0.42
1.21
1.70
2.21
67
23
17
13
买入
博众精工
688097.SH
25.89
0.74
1.02
1.40
1.83
35
25
18
14
买入
资料来源:Wind,中信证券研究部预测 注:股价为 2023 929 日收盘价
pOyQrRmRtOtQyRpRqOrPqQ6MdN9PpNmMpNmPjMmNoOeRoPmM6MqQqPwMqMvNwMoPtP
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目录
投资聚焦 ........................................................................................................................... 6
投资亮点............................................................................................................................ 6
投资逻辑............................................................................................................................ 7
什么是换电站 .................................................................................................................... 8
换电模式优势显著,未来发展初具蓝 ............................................................................ 8
换电与充电并非对立面,并不存在互斥关系 ................................................................... 10
相较换电站,充电站服务效率较低,车桩比严重不足 ..................................................... 11
充电理论峰值输出功率难以维持 ..................................................................................... 12
电网负荷难以满足充电桩建设需求: .............................................................................. 14
为何我们认为换电站被低估了 ......................................................................................... 16
换电方式所带来的益处远被低估 ..................................................................................... 16
换电站单位占地面积下服务能力更强 .............................................................................. 17
车电分离下降低车辆购置及使用成本 .............................................................................. 18
换电模式下电池灵活升级,真正解决补能焦虑 ............................................................. 20
车电分离优化电池利用效率,利好电池回收和梯次利用 ................................................. 20
从需求端来看:乘用车、商用车换电渗透率逻辑各异 .................................................... 25
当下换电站制约因素正逐步改善 ..................................................................................... 32
历史上新能源换电商业模式屡屡受挫 .............................................................................. 32
如今新能源土壤已备,但资本和产业对换电站仍存质疑,主要是换电站存在诸多制约发
因素 ................................................................................................................................. 33
同时我们也看到各种制约因素正逐步减弱 ....................................................................... 36
换电站成本正在下降 ....................................................................................................... 38
换电产业链概述............................................................................................................... 39
风险因素 ......................................................................................................................... 42
插图目录
121Q4-23Q2 车桩比变化图 .................................................................................... 11
2:小区内充电桩电气接线图 ...................................................................................... 12
3:极氪超充桩宣传 ................................................................................................. 15
4:充换一体站与超充站对比 ...................................................................................... 16
5:换电站换电模式示意图 .......................................................................................... 17
6:蔚来车电分离购置方案价格表 ............................................................................... 18
7:蔚来灵活升级价格表 ............................................................................................. 19
8:特斯拉 CTC 底盘设计只能拆开底盘更换电芯从而导致碰撞维修成本极高 ........... 21
92022 年我国充电基础设施保有量(万台) ........................................................... 22
102022 年我国充电基础设施增量结构 .................................................................... 22
112019-2023 年全国最高用电负荷(亿 KW ........................................................ 23
被低估的换电站电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8中信证券研究部核心观点纪敏当下新能源汽车领域超冲站的钳制显而易见,电网负荷及电池的物理特性导致制造产业联席首席实现10分钟充满电较难实现,并且基于小区电网容量判断其负荷仅支持30%车位安装充电桩,自充桩的严重不足将会导致新能源车使用便捷度急剧下降,分析师进而使其经济性难以抵消使用上的负担,阻碍电车渗透率进一步提升。我们认S1010520030002为充换电一体站具备高效服务能力,可以利用本身换电机构内的动力电池作为储能减少对电网压力,在与配储超冲站相当的成本下可以实现后者两倍的服务电器智造行业效率。并且在未来新能源车达到一定渗透率后,充换电站一体站或可成为补能解决方案的最佳选择之一。评级强于大市(维持)▍当下对于换电站的认知偏少,换电模式的潜力并未被市场充分认知。市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担、用电侧省时间、运营端成本对比,除此之外我们认为换电站还具备一些使用端的优势是被低估的,主要集中于:1)单位占地面积下换电站服务能力更强,这对于城市或地皮价格较贵的地区尤为重要;2)车电分离下降低用户购置成本(可电池租用,购置税减免);3)电池灵活升级,大小容量电池随时切换,避免电池重度投资;4)提升电池利用效率,优化退役电池统一管理;5)换电站使用费并不比超冲站高,统一管理及无人化趋势使得换电站经济性更佳,相较充电站更易实现盈利;6)当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候,换电站就是必然路径。▍历史上新能源汽车换电商业模式屡屡受挫。过去资本和产业对换电站存在一定质疑,且过往不乏失败案例(TheBetterPlace),主要是换电站存在诸多制约发展的因素。主要问题集中于:1)动力电池规格、材料、技术标准化程度低,不利于换电体系流转;2)主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转;3)换电方式存在差异;4)换电站建设及运营成本高昂。▍当下换电站制约因素正逐步减弱。首先是车企和电池供应商正在主导电池标准化进程,以降低生产成本,这将有效推动换电实施可行性。其次我们看到新能源汽车格局也在逐步集中,CR3的厂商占市场份额的47.1%,CR10厂商占市场份额的69.4%;车企内部实现标准化相对而言较为容易,以比亚迪为例,其内部也在推进动力电池标准化,将刀片电池尺寸标准锁定在96013.5(14)90(102)mm,将材料统一为磷酸铁锂,统一化的电池也更加适用于换电。同时换电站本身也在逐步发展,以蔚来三代换电站为例,其可以兼容更多车型及尺寸,无人化运营也可以大幅降低单站成本。▍补能将面临瓶颈,进而制约新能车发展,换电站或许是解决方案之一。在日常使用端,即使是有车位,新能源车主也时常遇到充电桩安装难的问题。这一问题归根结底来自于小区配电容量是有上限的,通常合理的车位:桩比为3:1,也就是说仅有约30%的小区停车位能有配电容量去装配充电桩。当新能源车整体保有量超过30%后(月销量渗透率已超37.3%,23年8月),日常补能问题将会面临极大的压力,新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电,这将对未来电车的使用体验提出极大挑战,进而可能影响新能源车保有量提升,而换电站或将是这一问题的终极解决方案。▍再探未来行业补能发展,充换电一体站或为更优解决方案。充电桩电网负荷问题已经被市场所熟知,由于大部分充电站仅可以申请到630kva的变电站,所以行业内所推崇的解决方案是超冲站配储方案,但是这一方案面临成本高,无盈利甚至亏损的问题。搭载500-1000kw的储能系统需要额外数百万元投资成本。而换电站所配套的动力电池本身就是储能,所以我们看到现在越来越多的换电站正往充换电一体站的方向发展,以蔚来三代站为例,其一座站搭配4-20根超冲桩证券研究报告请务必阅读正文之后第44页起的免责条款和声明电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8实现电容量的分时利用。这种模式可以共用逆变器与储能设施,大大缩减整体建设成本。以630kva为例,理论每小时服务能力为630度电,每小时可服务8辆车(每辆车80度电),而搭配四根充电桩的充换电一体站可服务16部车(换电站12台,充电4台),整体效率是同等级超冲站的2倍以上。▍风险因素:政策推动低于预期;充换电利用率低于预期;新能源渗透率不及预期;电池标准化程度低于预期;行业降本低于预期。▍投资策略。新能源汽车产销量快速增长,根据乘联会数据,截至今年八月份销售量渗透率已达37%,将催生充换电行业加速发展。我们认为换电模式具备更加高效、对电网、土地更友好等优势,且车企端有利于降低整车售价,提升销量,未来渗透潜力较大。但同时换电站也面临标准化程度较低、体系较为封闭、投资成本较高等问题。综合考虑,预计未来5年国内新能源汽车补能市场仍将维持充电为主、换电为辅的格局。但在资本、主机厂、政策、车桩比不匹配等的推动下,换电模式在部分高端乘用车和运营类车辆的应用推广将明显加速。重点推荐受益于行业销量快速提升的换电设备提供商,建议关注瀚川智能、博众精工、山东威达、法兰泰克、科大智能等。重点公司盈利预测及投资评级简称代码收盘价EPSPE评级2225E23E24E25E2223E24E13买入瀚川智能688022.SH28.070.421.211.702.2167231714买入博众精工688097.SH25.890.741.021.401.83352518资料来源:Wind,中信证券研究部预测注:股价为2023年9月29日收盘价请务必阅读正文之后的免责条款和声明2电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8目录投资聚焦...........................................................................................................................6投资亮点............................................................................................................................6投资逻辑............................................................................................................................7什么是换电站....................................................................................................................8换电模式优势显著,未来发展初具蓝图............................................................................8换电与充电并非对立面,并不存在互斥关系...................................................................10相较换电站,充电站服务效率较低,车桩比严重不足.....................................................11充电理论峰值输出功率难以维持.....................................................................................12电网负荷难以满足充电桩建设需求:..............................................................................14为何我们认为换电站被低估了.........................................................................................16换电方式所带来的益处远被低估.....................................................................................16换电站单位占地面积下服务能力更强..............................................................................17车电分离下降低车辆购置及使用成本..............................................................................18换电模式下电池灵活升级,真正解决“补能焦虑”.............................................................20车电分离优化电池利用效率,利好电池回收和梯次利用.................................................20从需求端来看:乘用车、商用车换电渗透率逻辑各异....................................................25当下换电站制约因素正逐步改善.....................................................................................32历史上新能源换电商业模式屡屡受挫..............................................................................32如今新能源土壤已备,但资本和产业对换电站仍存质疑,主要是换电站存在诸多制约发展因素.................................................................................................................................33同时我们也看到各种制约因素正逐步减弱.......................................................................36换电站成本正在下降.......................................................................................................38换电产业链概述...............................................................................................................39风险因素.........................................................................................................................42插图目录图1:21Q4-23Q2车桩比变化图....................................................................................11图2:小区内充电桩电气接线图......................................................................................12图3:极氪超充桩宣传图.................................................................................................15图4:充换一体站与超充站对比......................................................................................16图5:换电站换电模式示意图..........................................................................................17图6:蔚来车电分离购置方案价格表...............................................................................18图7:蔚来灵活升级价格表.............................................................................................19图8:特斯拉CTC底盘设计只能拆开底盘更换电芯从而导致碰撞维修成本极高...........21图9:2022年我国充电基础设施保有量(万台)...........................................................22图10:2022年我国充电基础设施增量结构....................................................................22图11:2019-2023年全国最高用电负荷(亿KW)........................................................23请务必阅读正文之后的免责条款和声明3pOyQrRmRtOtQyRpRqOrPqQ6MdN9PpNmMpNmPjMmNoOeRoPmM6MqQqPwMqMvNwMoPtP电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图12:新能源汽车分类..................................................................................................25图13:换电模式应用场景对比........................................................................................26图14:“车电分离”模式示意............................................................................................28图15:2022年换电重卡逐月销量(辆).......................................................................28图16:2022年工信部各批次换电重卡新车申报数量及其占比(款,%).....................28图17:基于基本电费的TCO成本敏感性分析测算(元/kWh,万元)..........................30图18:基于运行里程的TCO成本敏感性分析测算(km,万元).................................30图19:换电模式发展的历史沿革....................................................................................32图20:市场上主流动力电池...........................................................................................34图21:换电站换电示意图...............................................................................................35图22:垂直对插式、端面式...........................................................................................36图23:侧面对插式..........................................................................................................36图24:蔚来三代站电池仓位增加....................................................................................37图25:蔚来三代站高度柔性换电机构,兼容更多尺寸车型............................................37图26:2022年新能源汽车销量占比...............................................................................37图27:比亚迪新能源汽车销量及市场份额.....................................................................38图28:蔚来一代站、二代站和三代站对比.....................................................................38图29:可视化远程运维平台...........................................................................................39图30:可视化远程运维平台...........................................................................................39图31:换电行业产业链..................................................................................................39图32:2022H1主要设备生产商换电业务营业收入(万元).........................................40图33:2022年换电设备生产行业竞争情况(%).........................................................40图34:宁德时代EVOGO项目示意图............................................................................41图35:2021年中国换电运营商竞争格局(%).............................................................41图36:2021年主要企业换电站建成数量(座)............................................................41图37:2017~2026E中国新能源乘用车销量(万辆)及YoY........................................42表格目录表1:换电各模式对比......................................................................................................8表2:充电模式与换电模式对比........................................................................................8表3:部分省市十四五期间换电站规划及补贴计划...........................................................9表4:充电模式与换电模式对比......................................................................................10表5:2023年五一假期充电排队最久高速服务区.........................................................12表6:实际输出功率与理论输出功率对比表..................................................................13表7:常见超充桩规格....................................................................................................15表8:在不同电网负荷下两种模式补能站的补能效率(车次).......................................16表9:车电分离方案对低价车型和大容量电池车型的经济性体现更为显著.....................19表10:电池相关问题是新能车行业消费者主要投诉问题................................................20表19:典型充电站(32桩40KW、12桩7KW的交直流混用充电站)投资成本拆分...23表20:乘用车换电站投资成本拆分(车电不分离).......................................................24表11:乘用车与商用车运营对比....................................................................................26表12:近年来换电重卡政策汇总....................................................................................27表13:换电重卡与燃油重卡全生命周期成本对比分析...................................................29表14:不同类型出租车收益分析....................................................................................30请务必阅读正文之后的免责条款和声明4电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8表15:2023~2026换电站需求预测...............................................................................31表16:动力电池常用材料...............................................................................................33表17:主流动力电池厂家技术发展路线.........................................................................34表18:换电站成本..........................................................................................................36请务必阅读正文之后的免责条款和声明5电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8▍投资聚焦投资亮点当下市场对于换电站的认知偏少,换电模式的潜力并未被市场充分认知。市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧轻负担、用电侧省时间、运营端成本对比,除此之外我们认为换电站还具备一些使用端的优势是被低估的,主要集中于:1)单位占地面积下换电站服务能力更强,这对于城市或地皮价格较贵的地区尤为重要;2)车电分离下降低用户购置成本(可电池租用,购置税减免);3)电池灵活升级,大小容量电池随时切换避免电池重度投资;4)提升电池利用效率,优化退役电池统一管理;5)换电站使用费并不比超冲站高,统一管理及无人化趋势使得换电站经济性更佳,相较充电站更易实现盈利;6)当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候,换电站就是必然路径。过去资本和产业对换电站存在一定质疑,且过往不乏失败案例(TheBetterPlace),主要是换电站存在诸多制约发展因素。主要问题集中于:1)动力电池规格、材料、技术标准化程度低,不利于换电体系流转;2)主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转;3)换电方式存在差异;4)换电站建设及运营成本高昂。我们认为这些制约因素正在向好发展,首先是车企和电池供应商正在主导电池标准化进程,以降低生产成本,这将有效推动换电实施可行性。其次我们看到新能源汽车格局也在逐步集中,CR3的厂商占市场份额的47.1%,CR10厂商占市场份额的69.4%;车企内部实现标准化相对而言较为容易,以比亚迪为例,其内部也在推进动力电池标准化,将刀片电池尺寸标准锁定在96013.5(14)90(102)mm,将材料统一为磷酸铁锂,统一化的电池也更加适用于换电。同时换电站本身也在逐步发展,以蔚来三代换电站为例,其可以兼容更多车型及尺寸,无人化运营也可以大幅降低单站成本。市场及产业不乏对于换电的质疑,例如过去BetterPlace布局的换电就以失败告终,为什么现在换电就又可以了?我们认为商业理念及布局时点对于一个企业的成功与否同样至关重要。我们剖析了BetterPlace的案例,他们的初心则是在与燃油去比较经济性,当油价100美金时采用电动车换电模式,既保留了电车的高经济性又同时保留了燃油的便利性。所以TheBetterPlace的换电站规模极其庞大,占地面积约等于一座加油站,这也导致了换电站投入极高,同时他们的车型也仅仅支持换电并不支持充电。在十几年前新能源车保有量较低的情况下,如此重资产投入导致了模式失败。而如今的换电站则是分体式的,占地面积约3-4个车位,灵活易部署,同时分布于城市各个角落及交通枢纽,投资较少且用户换电更加简易。我们认为更关键的因素是TheBetterPlace时期新能源车渗透率不足1%,而我国现今的新能源车月度销量渗透率已达37.3%且屡创新高(23年8月,乘联会数据),来自于新能源车补能端的需求土壤已来。并且新能源车高渗透率也带了车桩比的不匹配,据我们测算,如今我国车桩比已经从6.55一路攀升到7.54,从而导致充电设施抢位问题愈发严重,尤其高峰时期与节假日使得新能源车长途出行变得极为困难。我们认为仅靠超级快充是无法完美解决这一问题的,主要问题集中于:1)电网负荷无法满足突发的充电需求;2)超冲桩分流严重,充电功率会被接请务必阅读正文之后的免责条款和声明6电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8入车辆增加而分流进而难以达到理论充电效能;3)汽车充电输入功率存在一定限制,产品宣传的通常为最高充电功率而这一功率通常状态下难以维持,导致即使理想环境下(电网无分流)也难以实现持续高速充电。这些问题导致在不久的将来随着新能源渗透率进一步提升的情况下,长途充电难题会进一步凸显。而在日常使用端,即使是有车位,新能源车主也时常遇到充电桩安装难的问题。这一问题归根结底是来自于小区配电容量是有上限的,通常合理的车位:桩比为3:1,也就是说仅有约30%的小区停车位能有配电容量去装配充电桩。当新能源车整体保有量超过30%后(月销量渗透率已超30%),日常补能问题将会面临极大的压力,新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电,这将对未来电车使用体验提出极大挑战,进而可能影响新能源车保有量提升。而换电是解决这一问题的终极方案。充电是把车开过去充满,而换电的逻辑是预先准备数十块电池在站内充满,当车辆需要补能时直接把空电电池替换为满电电池。这样做的好处是用户所付出的时间成本仅为换电这一步骤(3-5分钟),而不需要等待电池充满(约1小时),这也是当新能源车保有量达到一定比例后所需要经历的必然之路。刚刚仅提到了补能优势,除此之外换电所带来的灵活性是充电难以比拟的。通过换电模式用户可以选择日常小电池,长途更换大电池来减少车辆电池端投入成本;车载电池可以始终保持一个健康的水平,因为处于流通换电体系中,用户就不必为电池衰减而买单等;同时换电站中的电池在充电时可以保持稳定的功率并且处于恒温恒湿的环境下,这样更利于电池寿命。再探未来行业补能发展,充电桩电网负荷问题已经被市场所熟知。由于大部分充电站仅可以申请到630kva的变电站,所以行业内所推崇的解决方案是超冲站配储方案,但是这一方案面临成本高,无盈利甚至亏损的问题。搭载500-1000kw的储能系统需要额外数百万元投资成本。而换电站所配套的动力电池本身就是储能,所以我们看到了现在越来越多的换电站正往充换电一体站的方向发展,以蔚来三代站为例,其一座站搭配4-20根超冲桩实现电容量的分时利用。这种模式可以共用逆变器与储能设施,大大缩减整体建设成本。以630kva为例,理论每小时服务能力为630度电,每小时可服务8辆车(每辆车80度电),而搭配四根充电桩的充换电一体站可服务16部车(换电站12台,充电4台),整体效率是同等级超冲站的2倍以上。所以我们认为未来行业补能方式可能会逐步向充换电一体站发展。超冲站的钳制显而易见,电网负荷及电池的物理特性导致实现10分钟充满较难实现,并且小区电网负荷通常仅支持30%车位安装充电桩,自充桩的严重不足将会导致新能源车使用便捷度急剧下降,进而使其经济性难以抵消使用上的负担,从而阻碍渗透率进一步提升。我们认为充换电一体站具备高效服务能力,可以利用本身换电机构内的动力电池作为储能减少对电网压力,在与配储超冲站相当的成本下可以实现后者两倍的服务效率。并且在未来新能源车达到一定渗透率后,充换电站一体站似乎成为补能解决方案的最佳选择。投资逻辑新能源汽车产销量快速增长。根据乘联会数据,截至今年八月份销售量渗透率已达37%,预计将催生充换电行业加速发展。我们认为换电模式具备更加高效、对电网、土地请务必阅读正文之后的免责条款和声明7电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8更友好等优势,且对于车企端有利于降低整车售价从而提升销量,所以我们认为未来换电模式渗透潜力较大。但同时换电站也面临标准化程度较低、体系较为封闭、投资成本较高等问题。综合考虑,预计未来5年国内新能源汽车补能市场仍将维持充电为主、换电为辅的格局。但在资本、主机厂、政策、车桩比不匹配等推动下,换电模式在部分高端乘用车和运营类车辆的应用推广将望明显加速。重点推荐受益于行业销量快速提升的换电设备提供商,建议关注瀚川智能、博众精工、山东威达、法兰泰克、科大智能等。▍什么是换电站换电模式优势显著,未来发展初具蓝图电动车补能新场景,换电站蓝海待开拓。换电模式,指通过集中型充电站对大量电池集中存储、充电、统一配送,并在换电站内对电动汽车进行电池更换服务。按照地点的不同,可分为充换电模式与集中充电统一配送模式,充换电模式是当前市场普遍采用的方式,即由换电站同时负责电池充电和电池更换;按照换电方式的不同,可分为底盘换电、侧方换电、分箱换电等。随着换电技术不断成熟,底盘换电的电池性能、换电流程及换电时长优势更为突出,或成为市场主流模式。表1:换电各模式对比底盘换电分箱换电侧方换电差较好电池隐蔽性好差较好低较高电池密封性好半自动半自动不易实现不易实现换电设备成本高高较低5~10分钟5~10分钟换电自动化全自动力帆盼达浙江时空操作工艺标准化易实现插接件安全风险低换电时长(去除辅助时间)<5分钟应用厂商北汽、蔚来、特斯拉资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部换电模式优势显著,未来发展蓝图初具。1)换电对于补能时长的缩短作用尤为显著,相较充电模式最高可节约10小时左右;2)换电对电池损伤较小,电池寿命相对较长;3)可通过“车电分离”模式降低用户购车成本;4)对电网负荷压力较小,且可通过V2G方案形成强大的削峰填谷能力。V2G利用电动汽车的电池作为电网和可再生能源的缓冲,车辆亏电时由电网补给能量,电网短时缺口时由电力富余的电动汽车主动向电网补能。中国汽车工程学会预计,2030年中国电动汽车全年用电需求将达7454亿千瓦时,占社会总需求的6-7%;充电功率1.94亿千瓦时,占电网负荷的11~12%,可形成强大的调峰调频能力。表2:充电模式与换电模式对比换电模式充电模式慢充模式快充模式约1万运营端投资成本150~400万1~100万6~10小时产品对比补能时长<5分钟0.5~2小时请务必阅读正文之后的免责条款和声明8电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8补能地点公共换电站公共充电站私人住宅为主补能方式更换电池个人自主/充电站个人自主/充电站电池寿命较长显著缩短较短对电网影响影响较弱,且具有削峰填谷作用影响较大影响一般消费端销售价格蔚来:0.42元/公里北京:0.25~0.28元/公里北汽:0.34元/公里上海:<0.25元/公里消费体验①快速补充能源②灵活调节电池搭载③“车电分离”模式降低用户购①快速补充能源①对电池损伤较小车成本②对电池损伤较大②充电时间过长市场现状标准化程度暂时较低较高较高代表企业协鑫、蔚来、奥动新能源等特锐德、国家电网等特斯拉、国家电网等目前保有量≥1000座≥100万座≥7万座资料来源:中国充电联盟《我国新能源汽车产业充换电模式的比较分析》,华经产业研究院,中信证券研究部顶层设计推动换电发展,政策补贴力度较强。1)从规划上看,近年国家政策逐渐倾向换电模式,自2019年起,国家相关机构相继发布多项政策鼓励开展换电模式应用。具体来看,各省市十四五期间着力发展换电行业,其中江苏、四川等省规划建设数量领先,计划十四五期间建设换电站分别超500座。2)从补贴上看,换电站补贴计划分为建设补贴与运营补贴两种。从建设补贴来看,换电站补贴额度大多在150~400元/千瓦,其中乘用车换电站单站补贴金额在50万~75万元,中重型换电站单站补贴金额在50~100万元。从运营补贴来看,其按照实际充电量给予0.1~0.2元/千瓦时的补贴奖励。此外,北京市补贴力度领跑全国,在建设与运营补贴之外,按年度考核结果分段给予额外补贴,有效激励换电站长期可持续经营。表3:部分省市十四五期间换电站规划及补贴计划省市政府文件内容换电站规划(座)补贴计划2022年2023年建设补贴长期规划每千瓦300元进行补运营补贴云南《云南省“十四五”到2025年,建设改200贴区域协调发展规划》造充换电站500座500用电执行大工业电价(电压等级不满1千江苏《江苏省“十四五”到2025年累计建成310伏的,参照1-10千伏新能源汽车产业发换电站500座电度电价水平执行),展规划》2025年底前,免收容量电费上海《上海市交通发展十四五”将实现充电对通用型换电站,千瓦补贴上限600元;白皮书》桩、换电站、加氢站对于非通用型换电站,千瓦补贴上限建设并行发展300元日常:0.1元/千瓦时,北京《北京市加快新型到2022年建设约100年度:根据考核结果,基础设施建设行动100座换电站7KW以下补贴标准方案(2020~20220.4元/W,7KW补贴年)》标准0.5元/W。请务必阅读正文之后的免责条款和声明9电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8成都《成都市新能源汽到2024年,全市累500交流150元/千瓦;直按充电量分段给予车换电模式应用试计推广新能源换电流400元/千瓦,单站0.1元/千瓦时、0.15点实施方案(征求意汽车3万辆以上,不超过500万元元/千瓦时及0.2元/见稿)》建设换电站500座千瓦时补贴以上重庆《重庆市新能源汽到2023年,计划在200对出租换电站,给予车换电模式应用试全市建成换电站400元/千瓦的建设补点工作方案》200座以上贴,单站补贴不超过50万元;对中重型卡车换电站,给予400元/千瓦的建设补贴,单站补贴不超过80万元武汉《武汉市新能源汽2022年底,累计建50100换电站设备实际投资额15%车换电模式应用试成换电站50座;点实施方案(20222023年底,累计建—2023年)》成换电站100座广州《广州市智能与新到2025年换电站达400按照2000元/千瓦的能源汽车创新发展到400个“十四五”规划》标准补贴,单站平均每工位补贴上限小时数为3000小时安徽《安徽省“十四五”到2025年,建成换180公共充换电设施依实际充电量给予0.6元汽车产业高质量发电站180座/千瓦时的奖励展规划》河南《关于进一步加快到2025年,建成集新能源汽车产业发中式充(换)电站展的指导意见》5000座以上山东《关于推动城乡建到2025年建成充设绿色发施的通知》展若干措换电站8000座资料来源:各省、市人民政府官网,成都市经济和信息化局、重庆市经济和信息化委员会官网,广州市、安徽省发改委官网,中信证券研究部换电与充电并非对立面,并不存在互斥关系首先明确换电与充电并不冲突,而是平行的补能方案。市场常会对换电产业抱有担忧,未来伴随超高压快充及固态电池等新技术的发展,换电站行业是否仅是当下产业过渡方案?我们认为长期来看换电将与充电并行,甚至渗透率或有可能超越充电。即便不考虑当下极速快充(XFC)及新型电池技术所面临的技术难点(电网负荷、峰值功率难维持等),即便实现了所谓的“10分钟满电”,也仅达到了当下换电站30-40%的补能速率(据飞凡汽车和蔚来汽车公告,换电时间约2-4分钟)。再叠加换电站实际建设成本低于超高压快充站,并且换电站可以实现电价套利、车电分离(有利减轻购车端成本压力)、灵活租用、单位占地面积下服务能力更强等特点,我们认为最悲观预期下换电至少为与超高压快充平行的补能方案。表4:充电模式与换电模式对比换电模式充电模式慢充模式快充模式约1万运营端投资成本150~400万1~100万6~10小时产品对比补能时长<5分钟0.5~2小时私人住宅为主补能地点公共换电站公共充电站个人自主/充电站补能方式更换电池个人自主/充电站请务必阅读正文之后的免责条款和声明10电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8电池寿命较长显著缩短较短对电网影响影响较弱,且具有削峰填谷作用影响较大影响一般消费端销售价格蔚来:0.32元/公里北京:0.25~0.28元/公里北汽:0.34元/公里上海:<0.25元/公里消费体验①快速补充能源②灵活调节电池搭载③“车电分离”模式降低用户购①快速补充能源①对电池损伤较小车成本②对电池损伤较大②充电时间过长市场现状标准化程度暂时较低较高较高代表企业协鑫、蔚来、奥动新能源等特锐德、国家电网等特斯拉、国家电网等目前保有量≥1000座≥100万座≥7万座资料来源:中国充电联盟《我国新能源汽车产业充换电模式的比较分析》,华经产业研究院,中信证券研究部但当下充电站仍面临一些问题亟待解决。相较换电站,充电站服务效率较低,车桩比严重不足公共充电站基础设施建设不足,增速显著落后于新能源汽车增速,车桩比仍处高位。根据公安部数据,截至2023年第二季度,我国新能源汽车保有量达1620万辆,呈高速增长状态。同时,我国公共充电基础设施累计数量达到215万台。假设所有新能源汽车都有在公共充电桩充电的需求,平均1座公共充电桩就需要服务7.54台新能源汽车。统计自2021年第四季度以来的车桩比可以发现,自2022年第二季度以来,车桩比持续上升,从6.55一路攀升到7.54。这导致充电设施抢位问题愈发严重,尤其高峰时期与节假日。图1:21Q4-23Q2车桩比变化图资料来源:Choice金融终端、中信证券研究部现阶段离工信部“2025年实现车桩比2:1,2030年实现车桩比1:1”(《关于组织开展公告领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》)的要求仍有不小差距。根据公安部数据,截至2022年年底,我国充电桩数量达到520万台(包括私人充电设施),车桩比达到2.52:1。充电桩数量需要达到655万台才能实现车桩比2:1,达到1310台才能实现车桩比1:1,对应在现有基础上分别增加135万台和790万台,仍然有非常大的差距。然而充电桩建设仍存在“规划布局协同不足”、“盈利空间不足”、“进小区难”等难点。当前充电桩的规划建设和新能源汽车的使用存在空间上和结构上的不匹配,一方面充电难请务必阅读正文之后的免责条款和声明11电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8的情况时有发生,另一方面充电桩利用率却较低;充电桩盈利空间不足,充电桩制造商难以开展差异化竞争,充电桩建设成本受到地段位置的制约,获利空间有限;充电桩还存在“进小区难”的痛点:小区的变压器容量有限、存在一定安全隐患、高功率充电桩加大电网负荷、加剧居民区用电三相不平衡等诸多问题。以一座中等规模小区举例,假设一座中等规模小区的变压器额定功率为1250kVA,6座支流快充200kW的充电桩同时充电就将导致变压器过载。考虑到居民还有日常用电的需求,小区内能承载的充电桩数量非常有限。以上建设难点制约了充电桩的大规模扩张,使得车桩比始终难以显著提高。图2:小区内充电桩电气接线图资料来源:《基于储能的电动汽车充电站协调控制策略研究及系统设计》(吴铭)、中信证券研究部新能源汽车单次充电时间长,用户排队时间久,服务效率低下。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟及能链智电联合发布的《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》显示,新能源汽车用户平均单次充电时长49.3分钟,日充电1.4次,意味着用户平均每天充电69分钟。这意味着大量的用户需要等待数个小时才能用上电,服务效率低。4月29日,百度地图发布五一假期首日服务区充电站排队大数据。数据显示,雅安市雅西高速石棉服务区(西昌方向)和台州市临海服务区(台州方向)充电排队等待时间最久,达到了2.7个小时。排队时间超过两个小时的服务区总共有六个。长时间的排队会浪费用户的时间,影响新能车渗透率的提高。表5:2023年五一假期充电排队最久高速服务区排名服务区充电时间(小时)2.71雅安市雅西高速石棉服务区(西昌方向)2.72.52台州市临海服务区(台州方向)2.42.13临汾市京昆高速霍州服务区(北京方向)2.01.94淮安市京沪高速六洞服务区(北京方向)1.81.55保定市京港澳高速望都服务区(港澳方向)1.56瞻洲市洋浦服务区(东区)7临沂市长深高速公路林沐服务区(深圳方向)8韶关市乐广高速樟市停车区(北行)9盐城市沈海高速滨海服务区(沈阳方向)10惠州市广河高速服务区(河源方向)资料来源:百度地图、中信证券研究部充电理论峰值输出功率难以维持请务必阅读正文之后的免责条款和声明12电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8充电桩难以维持理论输出峰值。河南省计量科学研究院发现,以一台额定功率为60kW的新能源汽车为例,改变交流输入功率,随着交流输入功率增大,转换能效会随着提高,但是都要小于理论输出功率,达不到100%。表6:实际输出功率与理论输出功率对比表输出电压(V)输出电流(A)理论输出功率(kW)交流输入功率(kW)直流输出功率(kW)转换能效(%)58.1494.95750806061.2344.8692.7129.8490.04750604548.3914.6784.077.3181.49750403033.1421.6788.30750201517.45750107.58.97550402224.57资料来源:《直流充电桩充电能效的测量不确定度的评定》(高翔)、中信证券研究部输出功率曲线不稳定,呈现出先缓慢上升后迅速下降的结果。以比亚迪汉EV为例,懂车帝通过实际测评发现,新能源汽车在充电过程中的输出功率会先缓慢上升接近110kW;当电量达到50%时,输出功率会大幅度下降至22kW,直到电池充满。在整个充电过程中,峰值功率维持的时间不足充电时间的一半,导致新能车实际补能时间远超理论值。图6:比亚迪汉EV充电功率曲线图资料来源:懂车帝微信公众号、中信证券研究部充电桩的输出功率达不到额定功率有以下几个方面的原因:1.电网不稳定会造成输出功率不稳定。由于电网负载不均匀和瞬间负荷变化,充电时可能会出现电网电压波动和电压瞬间波动的现象,这种现象会影响电动汽车的充电速度,也会在一定程度上损伤电池。随着充电站的普及,电网负荷承压,电网负载波动加剧。2.电池过热会降低输电功率。充电桩在给新能源汽车充电的过程中会产生大量的热量,电池的散热不好时,会提高电池的温度。当电池温度超过一定阈值时,就会降低输电功率,并给电池带来损害。3.新能源汽车在充电的时候会产生能量损耗。充电桩在给汽车充电时会给导线、电池等带来热损耗,这部分热损耗会使得充电桩的实际输出功率相较于理论值降低。请务必阅读正文之后的免责条款和声明13电器智造行业新能源换电专题|2023.10.84.充电桩的老化和损坏也会使得输出功率降低。充电桩的老化和损坏会使得无法以正常功率为新能源汽车供电,使得输出功率不及额定功率。图7:理论峰值输出功率难以维持示意图充电电网不稳定电池过热理论峰值输出功率难能量损耗以维持充电桩老化损坏资料来源:中信证券研究部绘制电网负荷难以满足充电桩建设需求:大量充电站会对电网形成巨大的压力,现有电网容量难以满足充电桩建设需求。以上海市为例,截至2022年年底,上海市新能源汽车保有量已经达到94.5万辆。假设以直流快充200kW的功率规格计算,当上海市的新能源汽车同时充电时,输出功率可达到18900万kW。据上海电网预测,上海电网最高负荷约为3500万kW,需求与实际负荷差距为5.9倍。当上海市的新能源汽车同时以最低功率规格充电时,可以达到整个上海市电网最高负荷的540%。广西大学张晨宇利用数学模型对新能源汽车充电负荷对电网负荷的影响进行了更为精确的预测。团队以义乌市为研究对象,预测结果显示,电网负荷受充电负荷因素的影响非常巨大,冬季负荷受充电影响最大,其峰值普遍在夜间。夏天受天气影响,用电负荷峰值在午间。电网负荷很大程度上受新能源汽车充电影响。请务必阅读正文之后的免责条款和声明14图4:义乌市冬季典型日充电设施接入电网负荷电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图5:义乌市夏季典型日充电设施接入电网负荷资料来源:《含风光互补发电系统的汽车充电桩布局规划研究》(张晨资料来源:《含风光互补发电系统的汽车充电桩布局规划研究》(张晨宇)、中信证券研究部宇)、中信证券研究部现有电网负荷下,则更加难以支撑大规模超充站建设。目前极氪推出了支持800kW功率的超快充桩,是目前单枪峰值功率最高的充电桩。然而,一座1250kVA的变压器仅能承载1台800kW超充桩充电,一座2000kVA的变压器也只能承载2台800kW超充桩充电。当大规模使用超充桩时,会使得电网系统崩溃。因此,超充桩通常需要配合储能设备使用。表7:常见超充桩规格最高功率最大输出电流800kW800A超充桩500kW660A极氪V3超充桩480kW670A蔚来超快充桩350kW500A小鹏S4超快充桩250kW631A保时捷800V超充桩特斯拉V3快充桩资料来源:各公司官网,中信证券研究部图3:极氪超充桩宣传图资料来源:极氪官网、中信证券研究部换电站与充电站并不相斥,换电站正朝向补能站方式发展(换电+充电)。换电站与充请务必阅读正文之后的免责条款和声明15电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8电站成本大头无一例外都是配电测设备成本(占比超30%),这种“充换电一体站”的模式可以在成本没有明显抬升的情况下在单位占地面积下提供更高的服务能力,蔚来三代换电站可搭配4-20根超冲桩。以电网负荷为630kva的标准充电条件为例,假设为10个车位的面积布局8根超冲桩与蔚来换电站+4根超冲桩的配置相比。采用8根超冲桩的充电站可以在满容量下充满8部80度电池的新能源车;而充换电一体站中的换电站按5分钟服务一台车可服务12车次,其中4根超冲桩可为4部车补能,总服务车辆为16辆。总结来看,充换电一体站可以在相同占比面积下达到超冲站效率的1.6-2倍以上的满负荷服务能力。表8:在不同电网负荷下两种模式补能站的补能效率(车次)电网负荷超充站服务车辆充换电一体站服务车辆充换电一体站服务效率2630kVA8161.751250kVA16281.482000kVA2537资料来源:中信证券研究部测算图4:充换一体站与超充站对比资料来源:蔚来官网、中信证券研究部换电站本身就是储能设备,而且充换电一体站拥有更低的成本。换电站具有储能性质。换电站可以配合电网调峰,在用电波谷的时候给电池充电,在用电波峰的时候提供换电,可以有效调节电力平衡,降低电网压力。同时,充换电一体站可以通过共用变压器的方式降低成本。在白天充换电需求高峰的时候,提供充电和换电服务,此时变压器服务充电桩。当晚上充换电需求低谷的时候,给电池充电,此时变压器服务换电站。充换电一体站可以很好利用充电桩和换电站的特点,最大限度利用变压器,在不造成电网负荷压力的同时实现更低的成本。▍为何我们认为换电站被低估了换电方式所带来的益处远被低估当下换电模式的潜力并未被市场充分认知。市场当下对换电站的分析多聚焦于电网侧请务必阅读正文之后的免责条款和声明16电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8轻负担、用电侧省时间、运营端成本对比,除此之外我们还希望花一些篇幅剖析换电站被低估的方面,我们总结了以下八点:1)单位占地面积下换电站服务能力更强;2)车电分离下降低购置成本,电池升级灵活性强;3)换电模式下电池灵活升级,真正解决“补能焦虑”;4)提升电池利用效率,优化退役电池统一管理;5)充电模式对电网要求高,换电模式对电网更加友好;6)当新能源车保有量达到现有小区充电桩无法负荷的时候,换电站就是必然路径,7)换电单站投资成本较高,但运维降本空间较大。换电站单位占地面积下服务能力更强换电在运营类乘用车和商用重卡车上都具有优势。公用营运车辆和商用车对营运成本敏感,而且具有高频、快速的补电需求,因此换电模式比充电模式更加适用。通过无人值守、智慧充电、电池标淮化、绿电交易、移动电源等优化策略,重卡场景的换电站可以实现挖掘运营收益价值的最大化。相较于充电站,换电站在服务效率方面具有显著优势。换电站的换电流程主要分为五步。以蔚来第三代换电站为例,首先需要用户通过智能导航寻找到换电站,到站后识别车牌,通过后用户将汽车驶入换电站进行换电,换电完成后进行车辆自检,自检完毕之后即可驶出换电站结算订单。据蔚来公司官方数据显示,蔚来第三代换电站给新能源汽车换电仅需3分钟,整个流程仅需5分钟。同时,第三代换电站的电池储备数量达到了21块,可以短时间内服务多辆新能源汽车,有效解决了新能源汽车充电慢、充电难的问题,大幅度提升了服务效率。图5:换电站换电模式示意图请务必阅读正文之后的免责条款和声明17电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8资料来源:中信证券研究部绘制换电站补能效率高,电池损耗小、空问占用少,无需担忧电池衰减。换电在补能效率上具有显著优势,目前最慢换电模式下换电时间低于五分钟,快于所有慢充、快充(以特斯拉Model3为例,在440V下需要36分钟充满电池)。换电电池更换后将集中收集,在恒温恒湿条件下小功率慢充,有助于延缓电池寿命衰减,延长使用寿命。不占用充电车位的特性也极大提升了换电模式的补能效率,考虑排队时间、补能时间,换电模式的便利性可与传统车加油站等量齐观。且电池始终处于流通状态,用户无需承担电池损耗。相同占地面积下换电站具有更高的补能效率。一座蔚来换电站占地等于四个车位。同等面积的充电站最多可容纳四台充电桩同时给四辆汽车补能。假设一座充电站有630kVA的电网负荷,一辆车补能60度电,那么一个小时内一座充电站最多给630/60≈6辆车补能,此时每台充电桩的功率大约是158kW。而一座换电站由于电池事先充满了电,每五分钟就可以完成一次换电,一个小时之内就能够给12辆车补能。在相同的占比面积下,换电站的补能效率是充电站的两倍。车电分离下降低车辆购置及使用成本换电模式下所衍生的“车电分离”可显著降低购车门槛。在换电模式加持下,新能源车购置可提供“车电分离”模式,即为用户提供“买车不买电池”的购车服务,以蔚来车电分离的BASS方案为例,单独出售不包含电池的车辆(比原车价低7-12.8万),动力电池则通过租赁的方式从蔚来获得,价格为每月980元(75kWh电池)和1680元(100kWh电池)。此类方案在低价车型经济性体现尤为明显,以飞凡F7为例,配备77kWh电池的进阶版售价为22.99万,如若选择租电方案新用户购车总价仅为14.8万元。图6:蔚来车电分离购置方案价格表资料来源:蔚来汽车官网请务必阅读正文之后的免责条款和声明18电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8表9:车电分离方案对低价车型和大容量电池车型的经济性体现更为显著车型类别价格(万元)车电分离后成本降低比例车电分离前30.7%36.0%北京EU5Plus轿车14.9910.3923.5%23.0%蔚来ET5(100度)轿车35.6022.8014.1%36.5%蔚来ET5(75度)轿车29.8022.8029.5%蔚来ES8(100度)SUV55.6042.80蔚来ES8(75度)SUV49.8042.80飞凡F7轿车22.9914.59小鹏G3SUV14.5810.28资料来源:各公司官网,中信证券研究部电池并非越大越好,而是要灵活,电池灵活升级有助于减少用户一次性成本投入,最大化电池使用效率。电池容量是用户购车时的考虑重点,但小容积电池与大容积电池通常价差较大,以蔚来为例,75度电池与100度电池差价达5.8万元。对于部分城市通勤为主的用户而言,75度电池即可满足绝大多数日常需求,但难以满足偶发性的长途旅行。如果为了偶发性需求而选择购置100度电池除了要多付5.8万元外,也是对能源与资源的浪费,“是否要为了以后的一次西藏之行而在用车第一日就付出较大成本买大容量电池?”换电模式可提供灵活升级服务,还是以蔚来举例,用户可购置小容量电池版本满足日常通勤需求,如果有长途出行需求可以选择日租50元/天或880元/月方案灵活升级至100度甚至150度电池。简而言之,“日长小电池、长途出行大电池,花最少的钱、跑最远的路”就是换电模式为汽车的赋能让电池回归能源属性。图7:蔚来灵活升级价格表资料来源:蔚来公司公告换电模式下车辆始终可以更新最新电池技术。电池技术的快速迭代也是制约消费者购买新能源车的因素之一,而换电模式下可以始终保持车辆沿用最新电池技术。以蔚来推出的首款车型es8为例,最初搭载70kWh电池版本续航为415KM,而后蔚来推出新一代75kWh三元磷酸锂电池,老版本用户可以直接在换电站换取新版本电池进而升级续航至450km。预计今年底蔚来还会推出150kWh电池包,届时即使2017年上市的初代ES8也请务必阅读正文之后的免责条款和声明19电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8可以实现续航里程超800KM。这也是换电模式下汽车可升级的体现之一,由此换电模式可以彻底打消消费者对于新能车电池技术快速迭代所担心的购置需求后置的问题。新能源购置税减免新政下,换电车型税收优惠政策更优。2023年6月19日财政部、税务总局及工业和信息化部联合发布《关于延续和优化新能源汽车车辆购置税减免政策的公告》。总结来看,2024-2025年新购新能源汽车继续免征车辆购置税额不超3万元(开票价33.9万以内免征购置税);2026-2027年新购新能源汽车减半征收车辆购置税,单车减税额不超过1.5万元(开票价16.95万以内免税)。其中,采用“车电分离”购置方案的新能源车电池价格不计入计税基价,换电车辆税收经济性凸显。以指导价为48.6万的蔚来100度电ET7为例,采用电池租赁后车价为35.8万,如明年购买相较非换电车型可减免1.3万元购置税。换电模式下电池灵活升级,真正解决“补能焦虑”电车“里程焦虑”的本质是“补能焦虑”。如今新能源车续航里程普遍在500KM以上甚至超过部分燃油车,但续航焦虑确始终存在。我们认为“续航焦虑”的本质为对补能的不确定性而产生的焦虑。我们认为这种不确定性主要来自:1)充电桩的不确定性:油车占位、坏桩概率、补能时间等;2)补能便利度的不确定性:能否找到充电桩、充电速度。总结来看电车“补能焦虑”的本质是充电设施易用性和密度及补能速度存在不确定性。换电站或许是“补能焦虑”的终极解决方案。燃油车没有里程焦虑的根源在于加油站的补能时间与成功补能具备较高的确定性。换电站与加油站类似补能时间具备高确定性、不存在占位问题。一旦换电站大面积铺开,则补能便利性接近燃油车,并且不会对电网产生巨大负荷。从运营成本上来说换电站甚至更优,燃油作为一种“中心化”资源油料需要油罐运输,这就导致了巨大的能源浪费;而电力作为一种“去中心化”资源既保留了加油站的便利性及补能速度,又具备充电桩一样的去中心化能源,我们认为换电站或许是补能的终极解决方案。车电分离优化电池利用效率,利好电池回收和梯次利用电池问题始终是影响新能车用户购买决策的关键因素。根据中国消费者协会公布的《2021年全国消协组织受理投诉情况分析》,新能车消费者主要投诉问题前三分别为:1.安全问题如行驶中断电、自燃、自动驾驶失灵等;2.电池质量问题;3.续航里程缩水。电池作为新能源汽车最为核心部件也是影响消费者购车的关键因素,大多数起火自燃等事件与电池健康状态及电芯老化不无关系,也是阻碍新能源车发展的主要障碍之一。表10:电池相关问题是新能车行业消费者主要投诉问题2021年中国新能源汽车消费者主要投诉问题1新能源汽车出现安全问题,如行驶中断电、汽车自燃、自动驾驶系统失灵等。2电池质量问题突出,比如充电故障等。3续航里程缩水,特别是冬季低温下续航折损快。4不兑现承诺,比如宣传使用高性能芯片,实际情况却非如此。5价格变动惹争议,消费者刚签完合同还未提车,所购买车型就降价,或者推出同价但性能配置更高的产品,导致消费者不满6对已售车型,随息修改网上宣传资料和说明。7配套的售后服务体系、维修网点、维修技工等不能满足高速增长的新能源汽车需要,影响了消费者的使用体验和售后满意度8汽车数据的存储、提供等同题引发广泛关注。随着新能源汽车逐渐智能化,相关数据由厂家垄断、拒绝提供,发生争议资料来源:中国消费者协会,中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明20电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8CTB、CTC电池车身架构技术提供高性能,但维护及易修复性较低。在电池技术发展的当下愈多车型逐步采用CTB、CTC等电池方案,通过将车身、电池、底盘融为一体的方案提升电池包能量密度和车身轻量化水平,这种方案可以减少电池包厚度,从而减轻电池包对车内垂直空间的挤压,缺点是车身与电池组一体化在碰撞或电池包受损或更换维修时较为复杂,只能拆开底盘更换电芯,从而推高碰撞维修成本。图8:特斯拉CTC底盘设计只能拆开底盘更换电芯从而导致碰撞维修成本极高资料来源:懂车帝微信公众号,中信证券研究部换电模式的电池包安全性、维护及可维修性相较CTB、CTC等车身架构方案更优。新能车自燃多来自于电气线路短路和电池包受损,车身一体化电池方案较难做到对电池包高频维护保养;而对于换电模式来说,每一次换电都是电池包的自检,有效消除电芯安全隐患。以蔚来的充换电站充电系统为例,其充电设备和供电设备已经能完成充电过程和供电状况的实时监视;换电的每一次补能都是对电池的一次检测保养,除了电池包外壳受损的问题,电池包内部电芯状况也可以实时监测预防电芯潜在风险。充电模式对电网要求高,换电更加电网友好充电桩增压配电网络,超充大规模落地存在瓶颈。充电桩的功率提升和大规模应用给配电网带来了更大的压力,进而引发了一系列电网问题,影响了800V超充的大规模落地:1)国网经济技术研究院研究显示,电动车充电高峰与居民日常用电高峰重合度高达85%,充电桩的功率提升和数量扩张会进一步加剧电网在用电高峰的压力,电网付出额外成本以满足用电高峰的短时间、大幅度用电会导致其资源峰谷时的闲置成本增大、设备使用率降低;2)充电桩充电的瞬时功率较大,会引起电压偏移,影响电能质量,若严重到电压越限甚至会引发配电安全事故。800V超充造成的电压偏移相比于普通充电桩更加严重,可能危害配电网的安全运行;3)据中国电动汽车充电基础设施促进联盟及能链智电联合发布的《2022年中国电动汽车用户充电行为白皮书》,截至2022年底,我国约66%的充电请务必阅读正文之后的免责条款和声明21电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8桩是私人充电桩,75%的充电桩增量来自私人充电桩,导致了充电桩分布不均匀,加大了电网管理调控的难度。图9:2022年我国充电基础设施保有量(万台)图10:2022年我国充电基础设施增量结构私人充图电桩表标题公共充电桩100%私人充电桩公共充电桩90%80%39.353.179.8114.7179.770%47.7341.260%2018202225%50%40%70.387.414775%30%20%10%0%201920202021资料来源:《2022年中国电动汽车用户充电行为白皮书》(中国电动资料来源:《2022年中国电动汽车用户充电行为白皮书》(中国电动汽车充电基础设施促进联盟、能链智电),中信证券研究部汽车充电基础设施促进联盟、能链智电),中信证券研究部小区电力总容量有限,充电车位数量上限难以突破。目前诸多小区由于先前并未进行相关规划,电力总体容量不足,无法在不影响居民正常生活的同时提供足量的充电车位。这一问题归根结底是来自于小区配电容量是有上限的,通常合理的车位:桩比为3:1,也就是说仅有约30%的小区停车位能有配电容量去装配充电桩。当新能源车整体保有量超过30%后(月销量渗透率已超30%),日常补能问题将会面临很大的压力,新增新能源车主或需要下班后去商业充电桩充电,这将对未来电车使用体验提出极大挑战,进而可能影响新能源车保有量提升。充电车位不足问题根源来自小区本身,进行改造成本大、困难重重,极大制约了充电桩的终端大规模落地应用。换电模式充换电时间可控,可减轻电网负荷并协助其调峰调频。充电桩对电网形成的高压力很大程度来自于使用者的无序充电,而换电模式充电时间可控、用电负荷均衡。换电站可以响应电网调度,在用电负荷较小时(如夜晚)对电池集中充电并在用电高峰期直接向居民提供充满电的电池,不仅减轻了电网压力,还可以协助其削峰填谷。根据蔚来汽车公告,截至2022年8月,蔚来在全国的1067座换电站中已有575座换电站参与错峰充电,比例接近六成,谷时用电比例由12%提升至20%,30天内转移高峰期用电量达410万度,将无序充电变为有序可控充电,避开居民用电高峰期,极大缓解了电网的压力。据蔚来公告,目前蔚来换电站已经开始参与浙江电网调峰,成为国内首家接入到国家电网调节虚拟电厂的车企。近年全国多地用电负荷激增,根据国家电力调度控制中心统计,2022年全国电网统调最高用电负荷已达12.9亿KW,同比+6.3%,中国电力企业联合会预测2023年全国最大电力负荷可能超过13.7亿KW,在未来用电高峰期负荷越来越大的趋势下,换电站作为虚拟电厂协助调峰调频的价值将愈发凸显。请务必阅读正文之后的免责条款和声明22电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图11:2019-2023年全国最高用电负荷(亿KW)16全国最高用电负荷(亿KW)12.913.71411.91210.81086420202120222023E2020资料来源:国家发改委,北极星火力发电网,国家电力调度控制中心,中国电力企业联合会,中信证券研究部拥有储能功能的换电站可以协助调频,为电力系统安全运行护航。换电站可以在电网频率出现偏差时接入电网调度中心参与电网调频,确保电力系统安全运行。以蔚来为例,根据其站内电池分配情况,其每个换电站有600-700度电的储能能力,站标约13块电池。其中2-3块用于用户更换所备电池,其余10-11块电池在闲时可随时接受电网指令向电网放电5-10分钟用于协助电网调配。2022年蔚来在合肥的15座换电站曾帮助电力调度控制中心在1分钟内降低负荷1.4兆瓦,而自身每块电池的充电时间仅增加了约5分钟,几乎不影响用户的正常换电服务。换电单站投资成本较高,但运维降本空间较大目前充换电站主要服务乘用车,因此我们对乘用车充换电站投资成本进行对比。同时需注意在不同地区内不同数据信息如购电成本等存在一定的微小差异,相应比例为取平均值后等进行处理过的数据;此外由于各地充电单桩/换电单站一次性补贴不等,多居于200-300元/KW间,因而不计入下文成本分析与计算。充电站:国内以交直流混用站为主,总投资成本150-250万元。据艾瑞咨询,充电站投资成本主要由设备成本(充电机、电量计费系统、其他设备)、建设成本(建筑建造、配电变电设施建造、消防设施建造)构成。充电机由一定数量和比例搭配的快充桩和慢充桩组成,其中硬件设备/制造/人工成本分别占设备购置成本93%/4%/3%;建设成本占总投资成本比重约25%。单站总投资成本约150-250万元,正相关于充电机配比数量。表11:典型充电站(32桩40KW、12桩7KW的交直流混用充电站)投资成本拆分制造成本5万元4万元设备成本人工成本充电模块成本68万元充电硬件设备成本配电侧成本56万元42万元建设成本3213000(快充桩土建成本)=416000元175万元总投资成本总投资成本=设备成本+建设成本资料来源:Choice,瀚川智能公司公告,中信证券研究部测算请务必阅读正文之后的免责条款和声明23电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8换电站:乘用车单站投资成本约491万元。换电站投资成本主要包括设备成本(换电机器人、电池仓、换电平台等)、电池成本和建设成本。设备成本中,AGV平台/电池周转仓/集成站壳体/充配系统占总投资成本比重分别约13%/11%/11%/8%;其他系统包括监视设备消防和消防设备等,占比11%;电池成本/建设成本分别占比约26%/20%,合计单站投资总成本约491万元。表12:乘用车换电站投资成本拆分(车电不分离)AGV平台成本64万元54万元电池周转仓成本54万元39万元设备成本集成站壳体成本54万元128万元充配系统成本98万元491万元其他系统成本电池成本主要系备用电池成本建设成本土建成本总投资成本总投资成本=设备成本+电池成本+建设成本资料来源:Choice,协鑫能科公司公告,中信证券研究部测算运营端:换电站运营成本更具优势换电站具有购电成本优势。据艾瑞咨询,换电站和充电站的运营成本主要包含购电成本、设备维护成本、劳务成本、场地租金、其他运营成本。购电成本方面,充电站购电电价为电网实时电价,而换电站内充电系统主要以集中充电、交流慢充的方式对更换下来的电池进行充能,在电度电价低谷时段集中充电使得换电站具有购电成本优势;劳务成本方面,换电站仍需一定人力进行运营、电池更换,而充电站基本可实现无人运营,换电站劳务成本高于充电站;设备维护、场地租金和其他类成本二者大抵相同。多家智能汽车制造商积极推进无人换电站布局,进一步优化换电运营成本。在蔚来第三代换电站上,通过加装两块Orin-X芯片和两个激光雷达,实现召唤换电与自动泊入的功能。车主将车辆停在换电站旁边的指定起始区域后,车辆便能够自动泊入电站并进行换电。无人换电站不仅人工成本大幅降低,换电效率也显著提升,从而提高换电站的可持续性和经济性。请务必阅读正文之后的免责条款和声明24电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8表4:典型充电站(15根40KW快充桩)4年运营成本测算(万元)表5:换电站4年运营成本测算(包含车电分离/车电不分离,万元)假设:假设:40KW单桩(MWh)350400450500日换电量(MWh)14.416.418.520.5年运营天数365365365365年运营天数365365365365年充电量(MWh)5250600067507500年换电量(MWh)5250600067507500平均电度电价(元/kWh)0.50.50.50.5低谷时电度电价(元/kWh)0.350.350.350.35每年购电成本(万元)263300338375每年购电成本(万元)184210236263每年设备维护成本5555每年设备维护成本5555日程运营工作人员数量0000日程运营工作人员数量10101010工人平均工资----工人平均工资7777每年劳务费用0000每年劳务费用70707070每年运营成本268305343380每年运营成本259285311338设备购置折旧(万元/年)20202020设备购置折旧(万元/年)20202020电池折旧(万元/年)----电池折旧(万元/年)20.420.420.420.4资料来源:Choice,中信证券研究部测算资料来源:Choice,中信证券研究部测算▍从需求端来看:乘用车、商用车换电渗透率逻辑各异换电模式应用场景广泛。根据应用场景的不同,车辆可分为乘用车、商用车两种。乘用车多用以方便出行,主要用于载运乘客、随身行李等;商用车指为商业活动设计的车辆,主要用于大规模运载人员、货物及牵引挂车。目前来看,私家车、出租车、公交车、短途重卡均可作为换电的应用场景,并且大多场景已开始逐步落地。未来随着政策端支持和技术端推动,预计换电模式将进一步渗透进私家车领域,换电应用场景也将持续丰富。图12:新能源汽车分类资料来源:中国汽车技术研究中心,中信证券研究部细分来看,换电在乘用车、商用车上应用逻辑各异。负荷率通常指发动机某段时间内的平均负荷与该段时间内的最高负荷的百分比,负荷率越高,车辆在同等条件下的运行里程越高。因此,高负荷率更适用于远距离、长时间的车载应用场景,主要用于部分出租车请务必阅读正文之后的免责条款和声明25电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8与重卡之中。具体来看:1)对于出租车而言,长时间停车充电会导致损失相应载客收入,机会成本较高;因此,基于效率与机会成本考虑,快速补能的换电模式契合车辆运营要求。2)对于重卡车辆而言,目前大多数重卡均采取“1车2司机”配置昼夜行车,以满足运货需求;基于时间成本考虑,重卡适合通过换电缩短补能时间。目前包括干线物流车、渣土车、重卡、矿坑车及部分专用车在内的各类用车场景均在大力发展换电模式,相关产品及商业化逐步被市场验证。图13:换电模式应用场景对比车辆负荷率(km/日)网约车干线物流矿坑车换电渣土车传统出租车搅拌车车类及规模港口重卡单车日消耗能效直(kWh/km)充(城市配送快充私家车最后一公里+慢充)乘用车微面蓝牌轻卡重卡>50T矿卡资料来源:《车电分离模式产业生态系统构建研究》(中国电动汽车百人会),中信证券研究部商用车:重卡发展前景广阔,或成换电模式主流方向商用重卡与换电降本方向相得益彰,或成为换电模式主流应用场景。相较于乘用车及其他商用车,重卡具以下特点:1)重卡多为两班倒、全天候运营,对充电等待时长极为敏感;2)重卡多为批量采购(约占30%),有望实现规模化运营;3)重卡多负责重型产品运输,而其仓储位置一般位于远郊且起止点、运输路线相对固定,对换电站密度要求较小。从换电场景来看,预计未来降本方向主要在于:1)电池可拆卸,且拆装较为方便,节省单位服务时间;2)车型规格统一,形成规模化优势以压低单位成本;3)区位选址于特定区域,降低租金成本。综上所述,商用重卡的特点与换电模式降本方向一致性较高,未来或成换电主流应用方向。表13:乘用车与商用车运营对比商用车乘用车货车客车重卡轻卡用户需求更重视体验,且需求以盈利为导向,为成本敏感、时间敏感型人群;运营时间较为多元规范化运营运营过程较短,且集中于日间较长,多数全天候运较长较长,集中于日间不固定行(两班倒)多为生产资料运输,多为消费品类运输;多为点对点运输请务必阅读正文之后的免责条款和声明26电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8物品较重存在相当程度的多点多为点对点运输,起运输情况止点相对固定;批量购买为主购买方式零售为主批量购买为主批量购买为主资料来源:知乎账号-MarS的万事屋,中信证券研究部政策指引换电重卡发展方向,电网和发电企业已陆续布局。从政策力度来看:2019年起,政府出台相关政策鼓励新能源汽车在货运领域的推广应用,陆续颁布《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》、《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南》等,将清洁能源车辆占比≥80%作为评优指标;2021年10月,工信部、国家能源局联合印发的《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》,首次提出在宜宾、唐山、包头三座城市进行换电重卡试点;在国家政策指引下,地方政府也相继出台支持政策,促进换电重卡发展。从企业表现来看,目前多方企业加紧布局:1)电网企业:国网下属商用电动汽车公司将换电重卡作为业务重点,与电力企业、矿山企业等达成合作,据商用电动总经理海晓涛在《2022中国汽车供应链大会》上发表的主题演讲,截至2022年6月商用电动投建运营商用车和乘用车换电站11座,服务各类商用车超过800辆;2)电池企业:宁德时代全资子公司时代电服于2022年1月发布换电品牌“EVOGO”;且宁德时代于2023年1月对其进行增资,注册资本由2亿元增至15亿元,增幅高达650%;3)新能源车企:蔚来2021年发布NIOPower计划,计划到2025年建成9纵9横19大城市高速换电网络。表14:近年来换电重卡政策汇总时间文件名称颁发机构具体内容2021年《关于加快建立健全绿色低碳国务院重点强调加强新能源汽车充换电站建设2月循环发展经济的指导意见》2021年《关于进一步提升充换电基础发改委围绕港口、城市转运等短途运输、高频、重载场5月设施服务保障能力的实施意见》景,支持布局专用换电站,探索车电分离模式、促进重卡领域和港口内部集卡的电动化转型2018年《柴油货车污染治理攻坚战行生态环境推广使用新能源和清洁能源汽车,重点区域使用12月动计划》部等比例达到80%。2021年《关于启动新能源汽车换电模工业和信启动新能源汽车换电模式应用试点工作。纳入此10月式应用试点工作的通知》息化部次试点范围的城市共有11个,其中重卡特色类3个(宜宾、唐山、包头)资料来源:中国政府网,国家发改委、工业和信息化部、生态环境部等部委官网,中信证券研究部“车电分离”模式破局成本劣势,换电重卡赛道持续发展。新能源换电重卡主要采取“车电分离”的运营模式:1)运营商仅购买裸车,电动重卡所需动力电池由资产管理公司向电池企业批量购买并运营;2)用户以租赁方式从电池资产管理公司租用电池;3)电池管理公司融资布局形成换电全产业链生态圈(动力电池、动力总成、换电集成、智能联网),向用户提供换电车辆、换电站、车联网以及投资、融资租赁等服务。据我们测算,相比于传统的充电模式,换电模式在行使105万公里的全生命周期下相较燃油重卡可节省约37万元的电池成本。请务必阅读正文之后的免责条款和声明27电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图14:“车电分离”模式示意电池厂商整车厂商电池电池回收销售车身购买车身销售电池租赁电池租赁电池资产管理电池回收、换电站换电服务重卡用户公司管理、租赁服务费电池租赁、管理、回收服务费电池租赁费、服务费资料来源:艾瑞咨询,中信证券研究部得益于“车电分离”模式持续推广,换电重卡迎来高速发展。从销售数量来看,据电车资源统计,2022年1~12月换电重卡共销售12431辆,同比增长285%,成为新能源重卡第一补能车型;其中12月份换电重卡销量更是呈现井喷式增长,共销售3349辆,同比增长353%。从换电站规模来看,据艾瑞咨询统计,2021年商用车换电站数量658座,同比增长139%;用电市场与运营市场分别达9.5亿、23.3亿元,同比分别增长138%与75%;换电重卡配套设施短板日渐补齐,未来有望迎来更大发展。从目前新车申报来看,根据工信部2023年1月最新发布的第367批新车申报产品公示,本批上榜的298款新能源专用车中,换电重卡占据28款,环比增长21.7%。图15:2022年换电重卡逐月销量(辆)图16:2022年工信部各批次换电重卡新车申报数量及其占比(款,%)4000换电重卡申报数量在新能源重卡中的占比350030006045%25005040%20004035%15003030%10002025%1020%50015%0010%5%0%1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月352批353批354批355批356批357批358批359批360批361批362批363批364批365批366批资料来源:电车资源,中信证券研究部资料来源:工信部,中信证券研究部我们测算,换电重卡的TCO成本相较燃油重卡大幅减少。全生命周期成本理论(TCO,TotalCostofOwnership)将总成本分为三部分:设备购置成本、生命周期运行成本、停工期间损失的生产成本。考虑到交通运输行业特点,叠加疫情管控放松对停工损失的减少,我们将购置成本、使用成本和维护成本纳入TCO理论分析框架,并作出如下假设:1)基本电费(含税,含服务费)1.40元/kwh,燃油价格参考2023年2月8日92#油价,取7.8元/升;2)总运行里程假设为105万公里(5年×300日/年×700公里/日);3)假设电池请务必阅读正文之后的免责条款和声明28电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8采用三块,电池租赁成本1300元/月,电池购买成本31.02万元/块;4)燃油重卡购置税2.60%。我们的测算结果显示:采用电池租赁/单独购买方式的换电重卡TCO成本仅为388.24/379.90万元,相较于燃油重卡分别节约5.9%与7.9%,未来随着成本进一步下降预计经济性将更加凸显。表15:换电重卡与燃油重卡全生命周期成本对比分析换电重卡电池单独购买燃油重卡电池租赁45CO项目454541.041、购车成本(万元)450.00%400.00%36.662.60%购车成本0.0036.660购置税1/2、电池成本(万元)1//单块电池(282kwh,1300元/kwh)45267.54/电池数量267.541050000286.653、电池租赁费用(万元,7500元/月)1050000510500004、能耗成本(万元)53005运营里程(km)300700300700267.54700运营年数267.541.82286.65每年运营天数1.82//每日运营里程(km)/1.40.35能耗成本(万元)1.4//电能每公里能耗(kwh)/20.807.8燃油每公里能耗(L)20.809.9075.00基本电费(元/kwh,含税,含服务费)9.90379.909.90基本油费(元/L)388.24412.595、全生命周期维保费用(5年,万元)6、全生命周期维保险费用(5年,万元)7、全生命周期成本(万元)资料来源:专汽通,中信证券研究部测算换电模式对基本电费极为敏感,对运行里程则表现稳健。根据我们的敏感性分析测算:1)其他条件不变,当基本电费小于1.55元/kWh时,换电重卡相较于燃油重卡拥有成本优势;2)其他条件不变,当全生命周期运营里程在50万~250万公里变动时,对应年运营里程10万~50万公里,换电重卡相较于燃油重卡有明显成本优势。目前,一方面,随着疫情管控的放松和经济逐渐回暖,交通运输行业有望迎来复苏,成本对运行里程稳健的换电重卡表现优异,未来有望迅猛发展。另一方面,碳中和背景下,预计新能源行业电价将受益于补贴或行政性降价,未来电价上涨空间有限,换电重卡优势将长期维持。请务必阅读正文之后的免责条款和声明29电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图17:基于基本电费的TCO成本敏感性分析测算(元/kWh,万元)图18:基于运行里程的TCO成本敏感性分析测算(km,万元)换电重卡:电池租赁1000换电重卡:电池租赁换电重卡:电池单独购买800换电重卡:电池单独购买燃油重卡600燃油重卡40060020010000001500000200000025000000400500000200011.21.41.61.82资料来源:中信证券研究部测算注:横轴为电价(元/kWh)资料来源:中信证券研究部测算注:横轴为全生命周期运营里程(km)乘用车:B端赛道确定性较强,C端未来可期出租车市场未来可期。出租车换电模式未来可期,主要体现在:1)出租车每日行驶里程在300~400公里,且对充电时长较为敏感,适合于快速的换电模式;2)出租车质保需要里程在40万~50万公里以内,采取快充易损伤电池,在里程超出后将导致电池使用寿命下降,因而换电模式更为有利;3)出租车多为集中采购,可采用统一车型,与换电合力规范化、规模化发展。双班制出租车场景更适合换电车型,司机收入优于充电模式4.61%。对高频使用的运营车来说,电动汽车的补能效率极大影响了运营车辆的收入水平。根据《纯电动出租车换电运营模式收益分析》(刘青,2022)中的测算,在理想情况下,采用换电模式的出租车司机可实现月盈利7834元,分别高于天然气型、充电型3.12%、4.61%。表16:不同类型出租车收益分析项目关键指标换电型天然气型充电型备注(双班)(双班)车型基本参数续航里程(km)330200350目标车型按出行工况考核里程基本运营数据日平均行驶里程(km)455455242基于某市运营里程分布数据(平均值)能源添加次数(次)2.741.4平均170km换一次能源添加时间(小时)0.20.51.7加气5〜10分钟/次单班工作时长(小时)101012双班按人计,月工作日26天单班有效时长(小时)6.56.56.9单班数据源于出租车平台统计分析收入单小时产值(元/小时)707070单班数据源于出租车平台统计分析日平均收入(元)910910483单班数据源于出租车平台统计分析费用每公里能源成本(元/公里)0.280.320.19按广州0.31,北京0.35能源费用(元/日)12714646单日规费(元)180180149换电车、天然气车月规费:4700,充电车月规费:3800日支出(元)307326195司机收益单班司机日净收入(元)301292288司机月收入水平(元)7,8347,5977,489双班按人头计资料来源:《纯电动出租车换电运营模式收益分析》(刘青,2022;含测算),中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明30电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8换电标准统一助力打开乘用车C端市场,有望增加行业规模。当前行业内仅蔚来等小部分车企推出的电池租用服务涉及私人换电领域。但随着换电进一步普及和换电站的兼容程度增强,运营商将会进入私人消费市场。目前,行业内存在两种发展方向:1)实行“车站兼容”方案,即一个换电站能给多个车型换电,促进换电运营商进一步走进私人换电市场。目前,奥动新能源的“红色奥动战略计划”将通过共享换电实现“车站兼容”;协鑫能科的乘用车换电站也可兼容两款以上的换电车型;此外,吉利、蔚来、上汽等车企纷纷推出适配自家多种车型的标准电池包。换电站运营商通过“车站兼容”可实现对同一品牌的多种车型进行换电,并向C端市场进行延伸。2)实现标准化应用。宁德时代的“巧克力换电块”电池是其中的典型代表,据EVOGO官网,其采用最新CTP技术,可提供200公里的续航;分箱换电模式下,车主可在换电时任意选取一到多块电池以适配不同里程需求;该换电站将适配全球80%已经上市及未来3年将要上市的纯电平台开发车型。行业空间测算:成长空间广阔,2022~2026年CAGR有望达93%基于新能源车保有量,我们对换电站保有量进行测算。通过前文论述,我们对换电行业未来发展做出如下关键假设:1)得益于产业链各环节企业的积极推进与换电出租车、换电重卡的未来前景,我们认为2023-2026年换电车渗透率逐年提升,其中乘用车2023/24/25/26年渗透率分别为4%/6%/8%/10%,商用车渗透率分别为15%/22%/29%/35%;2)参考过往三年平均水平,假设2023-2026年新能源乘用车/商用车占新能源车销量比重保持不变,分别为95%/5%;3)年度内的汽车保有量损耗(报废车辆)可忽略不计,因而,当年度保有量=上年度保有量+当年度新增量;4)考虑规模效应的存在,假设单站价值量以每年2%的速度下行。基于上述测算,我们认为,换电行业将在未来迎来井喷式发展,预计2026年换电站保有量将达到27489座,对应2022~2026年CAGR达93%;2026年换电设备市场规模有望达305亿元。表17:2023~2026换电站需求预测单位20212022E2023E2024E2025E2026E万辆352689860104013001600我国新能源车销量1)新能源乘用车销量占比%94.71%95.09%95.00%95.00%95.00%95.00%万辆333.42654.85817.00988.001235.001520.00新能源乘用车销量167.53%96.41%24.76%20.93%25.00%23.08%YoY%3.00%1.50%4.00%6.00%10.00%换电车渗透率万辆8.00%换电车销量万辆10.009.8232.6859.2898.80152.00换电车保有量辆/日12.0021.8254.50113.78212.58364.58单站可服务车辆换电站需求量座1801801801801801802)新能源商用车销量占比%5565461816329354898444新能源商用车销量万辆5.29%4.91%5.00%5.00%5.00%5.00%YoY18.6433.8243.0052.0065.0080.00换电车渗透率%54.00%81.44%27.16%20.93%25.00%23.08%换电车销量万辆2%7%15%22%29%35%换电车保有量万辆0.302.376.4511.4418.8528.00单站可服务车辆辆/日0.302.679.1220.5639.4167.41换电站需求量1001003)当年新增换电站数量座2371001001001004)换电站保有量座306756451144188528005)当年新增设备投资额座197324614437737411244单站价值量亿元1298443488711624527489万元02012529471282204305300288277271请务必阅读正文之后的免责条款和声明31电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8单位20212022E2023E2024E2025E2026E其中:858381565554RGV加解锁平台(30%)万元908886565554141414充电柜(20%)万元605958141414电池周转仓(20%)万元605958站控系统(5%)万元151514温控&消防&监控系统(5%)万元151514资料来源:历史数据来自中汽协,新能车销量预测来自IDC,Wind,中信证券研究部预测▍当下换电站制约因素正逐步改善历史上新能源换电商业模式屡屡受挫2007年1月,以色列出于国家安全考虑,计划大力发展电动汽车项目。同年10月,BetterPlace成立,是世界上第一家从事新能源汽车换电运营的公司。2008年,BetterPlace公司与雷诺日产汽车公司签订合作协议,提出“换电站+电池租赁+平价国民车”的商业模式,BetterPlace首先向汽车公司购买雷诺FluenceZE,再结合车电分离的销售模式,通过电池运营服务获取利润。2008-2013年期间,BetterPlace在全球布局换电网络,分别在以色列、丹麦累计开设了39、17个换电站,并在日本、澳大利亚、加拿大等国家布局。其中2011年4月,BetterPlace与中国南方电网就换电模式签订战略合作协议,共同在广州建立供应链中心和电动汽车网络,并曾计划同年在广州设立换电站及体验中心。图19:换电模式发展的历史沿革资料来源:相关公司官网,WTI原油价格,中信证券研究部但是BetterPlace最终于2013年5月BetterPlace申请破产。我们认为其破产的原因主要有三点。1)用户习惯尚未形成,新能源汽车市场渗透率低。2)换电站建设成本和运营成本过高。3)车企配合度低,电池尚未完全标准化。以中国市场为例,主要获利方为国家电网和BetterPlace,大部分车企对于统一电池标准积极性低。请务必阅读正文之后的免责条款和声明32电器智造行业新能源换电专题|2023.10.82013年布伦特原油价格高达119.17美元/桶,新能源汽车再次受到市场青睐,特斯拉为了进一步提高新能源汽车的市场占有率,解决用户充电难的问题,同时推出了充电、换电两种模式。充电模式方面,2012年9月首次部署超级充电桩。换电模式方面,2013年6月,特斯拉首次公开93秒的换电技术,并于2014年在美国加州哈里斯农场建立第一个新能源汽车换电站。然而,2015年开始特斯拉停止换电业务运营。我们认为换电模式最终不敌充电模式的原因有三点。1)换电模式价格贵、手续繁琐不受用户青睐。车主换电需要额外支付60-80美分的换电服务费用,并且更新后的账单需要自费邮寄给特斯拉换电站;2)换电站成本高利润低。换电站所提供的电池兼容性低,异形电池无法跨车型共享,低利用率无法摊销换电站的高昂建设及运营成本;3)缺乏政府支持。换电站的选址难度大,特斯拉多为私有车型,车主轨迹多样,为了尽可能服务更多的客户,换电站的地皮批准往往需要政府提供支持。同时,政府还应为换电站建设提供财政补贴。如今新能源土壤已备,但资本和产业对换电站仍存质疑,主要是换电站存在诸多制约发展因素主要问题集中于:1)动力电池规格、材料、技术标准化程度低,不利于换电体系流转;2)主机厂间协议难以互通导致换电只能品牌内部流转;3)换电方式存在差异;4)换电站建设及运营成本高昂。动力电池材料种类丰富。动力电池主要以锂电池为主,市场上根据锂电池的正极材料,可以将锂电池分为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂以及三元材料。磷酸铁锂稳定性好,循环寿命长,安全性较高,但是低温适应性差,能量密度低。锰酸锂资源丰富,但是稳定性和循环性能欠佳。钴酸锂有较高的能量密度和低温适应性,但是稳定性差,安全性较低。三元材料有较高的能量密度和较好的低温适应性,但是循环寿命不长。综合材料的性质,目前市场上主流的动力电池以磷酸铁锂和三元锂电池为主。表18:动力电池常用材料材料性质磷酸铁锂锰酸锂钴酸锂三元材料180℃分解分解温度高于钴酸高温稳定性600℃仍稳定分解温度高于钴酸锂锂低温适应性正极材料活性降低温性能较好正极材料活性降低,正极材料活性降低,零下20℃的放零下20℃的放电性低,零下20℃的放能可达到25℃电池电性能可达到25℃电性能只达到25℃电池容量容量85%电池容量78%54%能量密度(Wh/kg)100100-110150-160150-200特斯拉Roadster特斯拉ModelS代表车型比亚迪E6东风启辰晨风资料来源:知乎-小七汽车冷知识,中信证券研究部主流动力电池厂家技术发展路线迥异。动力电池行业龙头宁德时代已经推出第三代CTP技术,可应用于其旗下的磷酸铁锂电池和三元电池,被称为“麒麟电池”。比亚迪则专注于发展磷酸铁锂电池,其发布的“刀片电池”电芯扁平窄小,可以通过阵列的方式排布。蜂巢能源布局“短刀电池”,涉及无钴、三元材料到磷酸铁锂多种电池材料。亿纬锂能则致力于发展大圆柱电池,在2022年中国电动汽车百人会论坛上,亿纬锂能董事长表请务必阅读正文之后的免责条款和声明33电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8示,大圆柱的叠片方案的磷酸铁锂电池将是行业主要的发展方向。卫蓝新能源在2022年中国电动汽车百人会论坛上表示,公司推出混合固液电解质电池,可单次充电续航1000km。表19:主流动力电池厂家技术发展路线企业电池发展路线优势系统重量、能量密度及体积能量密度引领行业。采用CTP3.0技术宁德时代CTP3.0“麒麟电池”的磷酸铁锂电池能量密度可达160Wh/kg,三元锂电池可达250比亚迪“刀片电池”Wh/kg,在同等条件下电量比4680电池系统高13%蜂巢能源“短刀电池”通过结构创新,实现超级强度,大幅提升安全性能,体积利用率增长50%,成本下降30%亿纬锂能大圆柱电池具有高兼容性,可以适应不同场景和平台,在良率控制和大规模工卫蓝新能源混合固液电解质电池业化量产方面优势明显具有高度标准化,结构稳定,生产效率高等优势具有更高的比能量,与液体电芯相资料来源:中信证券研究部比具有更高的安全性资料来源:华夏EV网、中信证券研究部电池规格多样化,标准化程度低。2017年《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》(GB/T34013-2017)推荐性国家标准发布,把动力电池分为145种规格,包括圆形电池6种,方型电池125种,软包14种。然而,由于各企业的技术路线存在差异,在电芯层面上的规格差异更加突出。据我们对各电池商推出型号的不完全统计,2020年1到9月实现装机的电芯单体型号有近280个,其对应的电芯单体尺寸有300多种。电池尺寸规模上的差异会直接影响电池生产制造、整车配套和电池回收多个环节。对于换电站而言,电池尺寸规模的差异还会造成在不同车型之间的切换困难。图20:市场上主流动力电池资料来源:车域无疆微信公众号,中信证券研究部换电电池包通信协议、电连接器技术不统一。CAN协议主要用于汽车中各种不同元件之间的通信,以替代昂贵的配电线束。传统车辆通常采用SAE-J1939的形式制定CAN总线协议。然而新能源汽车加入了电池系统和新的电机系统,面临重新设定PNG码等问题。因此,各车企之间形成了不同的CAN通讯协议。电池供应商需要根据主机厂的定义,修改电池包的CAN协议。不同车企之间的电连接器技术也在多元发展。因此,通信协议和电连接器技术的差异会导致换电难以在不同品牌、不同车型之间进行,通常只能在车企内部进行标准统一,进而导致换电受众规模小,难以盈利。请务必阅读正文之后的免责条款和声明34图21:换电站换电示意图电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8CAN总线站内监控单元换电电池CAN总线CAN总线充电机CAN总线外部专用设备资料来源:中国汽车工业协会、中信证券研究部各品牌间利益牵扯较深,新能源车企间较难统一标准。新能源汽车行业发展过程中涌现出一大批新能源车企,每个新能源车企都拥有自己的核心技术和平台。核心技术与平台的多样性意味着换电标准也难以统一。要统一换电标准,新能源车企需要进行多方面的调整,包括知识产权、平台管理、生产线等一系列问题亟待解决。除此之外,车企和电池供应商之间还需要共享相关数据。由于不同车企的行业地位、技术发展水平不一致,强行统一标准将会触动多方利益。因此,新能源车企或为了维护自身利益不愿意统一标准。不同车企的换电方式之间存在差异。目前换电模式主要分为垂直对插式换电、侧面对插式换电和端面换电三种方式。垂直对插式换电即车身运行方向和电池行进方向互相垂直,代表车企有蔚来和特斯拉。侧面对插式换电即车身运行方向和电池行进方向平行,代表车企有众泰和力帆等。端面换电和对插式换电基本类似,电池安装在底盘,但是换电过程中由插件接触面定位,而非通过导向的轴孔,代表车企有北向新能源。除上述三种换电方式外,还有少部分车企采用手动换电模式,例如康迪电动汽车在电池安装好后手动连接电池和车辆的插件。统一换电模式需要对不同的车身以及底盘结构进行统一改造,车企的设计和改造成本高,配合度较低。请务必阅读正文之后的免责条款和声明35图22:垂直对插式、端面式电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图23:侧面对插式资料来源:电车资源网、中信证券研究部资料来源:电车资源网、中信证券研究部换电站投资成本重,运维成本高。根据协鑫能科2022年5月发布的《新能源换电站建设项目可行性分析报告(修订稿)》显示,单个乘用车换电站投资概算为490.72万元,其中换电站投资260.72万元,线路及其他投资100万元,备用电池投资130万元;单个重型卡车换电站的投资概算为914.14万元,其中换电站投资420.14万元,线路及其他投资235万元,备用电池投资259万元。据北汽新能源公告,一个重卡换电站的建设成本近1000万元,每个站按标准需要储备28块替换电池,每块电池成本标价11.5万元,备用电池投资就高达322万元。除了高昂的投资成本之外,换电站还需要支付不菲的运维成本,包括土地租赁费用、人工费用和电力费用。一座占两个车位的蔚来换电站就需要两位值守人员,多座换电站之间还需要共享基建维护和安全维护人员。表20:换电站成本序号项目单个乘用车单个重型卡车投资金额投资金额占项目总资金(万元)占项目总资金比例914.14比例(万元)100.00%420.14100.00%53.13%235.0045.96%1建设投资490.7220.38%259.0025.71%26.49%914.1428.33%1.1换电站投资260.72100.00%100.00%1.2线路及其他投资100.001.3备用电池投资130.00建设投资总额492.72资料来源:协鑫能科公告、中信证券研究部同时我们也看到各种制约因素正逐步减弱电池逐步标准化:车企和电池供应商正在主导电池标准化进程,以降低生产成本同时将有效推动换电实施可行性。电池标准化的重要前提之一是电芯的设计限定阈值。在此基础上,车企和电池供应商分别主导着不同思路的标准化。比亚迪将刀片电池尺寸标准锁定在96013.5(14)90(102)mm,通过增减串联的方式改变电池容量,同时将电池材料统一为磷酸铁锂,实现材料的标准化。上汽“魔方”电池将长度和宽度固定在1690mm和1300mm,通过改变高度和串联设计改变电池容量,并运用不同的材料体系实现容量分级。除了车企外,宁德时代主要推出148mm的电芯,打造多种容量规格的电池,并运用在蔚来、小鹏等车企上。无论是车企还是电池供应商主导的标准化,目的都是最大程度上降低请务必阅读正文之后的免责条款和声明36电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8成本。在未来,动力电池将有望实现标准化统一。换电站正在向兼容多种电池和车型发展。以蔚来为例,2023年3月,蔚来三代站首发亮相海南海口。新一代的蔚来换电站对高柔性换电机构进行了升级,轴距兼容范围为2800-3300mm,从3100mm增加到3300mm,轮外侧距兼容范围为1900-2800mm,从2500mm增加到2800mm,可兼容更多尺寸的车型,特别是可向下兼容阿尔卑斯品牌车型。蔚来三代站还将电池仓位数量从13个增加到21个,可以兼容不同尺寸的电池包,特别是可以兼容阿尔卑斯车型上的电池。在未来,换电站还可以发展出多通道换电站,以适应不同换电方式的车型。换电站通过增强自身的兼容性,可以逐步减轻标准化程度低的问题。图24:蔚来三代站电池仓位增加图25:蔚来三代站高度柔性换电机构,兼容更多尺寸车型资料来源:蔚来官网、中信证券研究部资料来源:蔚来官网、中信证券研究部新能源汽车龙头效应愈发明显新能源汽车龙头效应明显,集中度进一步提升。2022年新能源汽车实现销量524.9万台,其中销量前三的厂商分别为比亚迪、上汽通用五菱和特斯拉(中国),分别销售158.3万、44.7万和44.2万辆,分别占比30.2%、8.5%和8.4%。CR3的厂商占市场份额的47.1%,CR10厂商占市场份额的69.4%。新能源汽车龙头效应明显,市场集中度高,少数几家车企占据整个市场份额的半壁江山。图26:2022年新能源汽车销量占比资料来源:乘用车市场信息联席会、中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明37电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8高市场集中度有助于促进电池标准化。车企内部实现标准化相对而言较为容易。当市场集中度较高时,车企内部实现动力电池的标准化整合,会促使动力电池的集中度也相应提高。以比亚迪为例,2019年至2022年,比亚迪的市场份额经过2020年短暂环比下降后,迅速挤占市场,2022年市场份额提高至30.16%,上升趋势明显。同时,比亚迪内部也在推进动力电池标准化,将刀片电池尺寸标准锁定在96013.5(14)90(102)mm,将材料统一为磷酸铁锂。两种趋势的协同促进下,市场上的动力电池有望实现进一步统一标准。图27:比亚迪新能源汽车销量及市场份额资料来源:乘用车市场信息联席会、中信证券研究部换电站成本正在下降蔚来换电站建设成本在下降,服务效率在提升。从2018年第一座蔚来换电站的落地,到2023年蔚来三代站的亮相,5年时间里蔚来迭代了三代换电站。根据搜狐财经张莹表示,蔚来一代站的建设成本大约为250-300万元,而二代站的建设成本则约为150-200万元。三代站在二代站的基础上,每一块电池的成本降低了30%,线束也减少了30%-40%,铜的使用量在下降,成本进一步降低。同时,蔚来换电站的服务效率在提升。蔚来一代站拥有5块电池,日服务次数可达120次;二代站拥有13块电池,日服务次数可达312次;三代站拥有21块电池,日服务次数可达408次。图28:蔚来一代站、二代站和三代站对比资料来源:蔚来汽车公告,中信证券研究部蔚来换电站推动无人换电站,助力运维成本下降。2022年NIOPowerDay线上发布请务必阅读正文之后的免责条款和声明38电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8会,蔚来借助自研的高性能加电网络物联系统,向大众展示了可实时读取自建加电设施运营状况的可视化远程运维平台。在构建的无人值守换电场景中,运维人员可以通过平台上的基础信息、实时动画、视频监控、故障告警、运维百科、远程控制等功能,对换电实施管理和监控。相较于每个换电站需要2名运维人员,可视化远程运维平台可以仅需要1名运维实现对多座换电站的监督管理,大大降低了换电站的运维成本。图29:可视化远程运维平台图30:可视化远程运维平台资料来源:优锘科技官网、中信证券研究部资料来源:优锘科技官网、中信证券研究部▍换电产业链概述换电全产业链快速发展,吸引各方企业持续加码。换电产业链可分为上游的换电站电池供应商及设备生产商,中游的换电站建设运营商与电网企业,以及下游的新能源汽车用户和动力电池回收企业。2022年,多家电池供应商、新能源车企发布相关公告,进军换电设备行业,包括协鑫能科、吉利在内的多家企业共融资超60亿元,宁德时代、蔚来等发布相关产品。其中,宁德时代全资子公司时代电服于2022年1月发布换电品牌“EVOGO”;且于2023年1月进行增资,注册资本由2亿元增至15亿元。图31:换电行业产业链中游:换电站建设运营下游:车辆使用方上游:换电设备电池供应商宁德时代建设运营商蔚来新能源车用户欣旺达奥动新能源国轩高科伯坦科技中航锂电............蔚来汽车吉利汽车设备生产商车企北汽蓝谷电池回收商宁德时代电网企业比亚迪快换系统充能系统比亚迪......孚能科技深圳精智泰坦动力光华科技博众精工通合科技国家电网科大智能许继电气............山东威达永贵电器瀚川智能............资料来源:各公司官网,中信证券研究部产业链上游:龙头布局换电业务,行业竞争逐渐加剧。目前,换电设备运营商主要由请务必阅读正文之后的免责条款和声明39电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8两部分公司组成:1)电池供应商,主要包括宁德时代、欣旺达等;主要提供适用于标准化、规范化换电的汽车电池。2)独立的设备生产商,按照换电站在使用流程中的顺序可分为快换系统与充能系统;充能系统的主要玩家包括泰坦动力、通和科技等,主要提供换电站对于所换下电池的充电服务;快换系统的主要玩家包括瀚川智能、博众精工、山东威达、科大智能等,主要提供包括换电站、核心零部件在内的设备产品。对快换系统设备生产商而言:目前,国内换电设备供应商主要包括山东威达、博众精工、瀚川智能、科大智能等。其中,山东威达与蔚来深度绑定,二者合资建立子公司昆山斯沃普,为蔚来二代换电站独家供应换电设备,业务规模处行业前列;博众精工、科大智能产品已经过多代更迭,为东风、北汽、吉利等传统车企提供换电设备;瀚川智能入局较晚,目前营收规模相对较小,但后发优势明显。具体来看,瀚川智能于2020年开始布局换电赛道,凭借在汽车智能制造等业务的技术积淀,拥有较为丰富的换电设备技术储备;目前,瀚川智能已建立完整的换电设备生产线,形成批量化生产换电设备的产能;已拓展包括宁德时代、协鑫能科、特来电领充等在内的多家龙头客户;根据瀚川智能规划,到2025年将形成4000-5000台/套的年产能,业务规模与市占率有望双升。图32:2022H1主要设备生产商换电业务营业收入(万元)图33:2022年换电设备生产行业竞争情况(%)40000其他山东威达3500077.03%8.32%3000025000博众精工200006.14%1500010000科大智能5.54%50000瀚川智能2.97%山东威达博众精工科大智能瀚川智能资料来源:各公司公告,中信证券研究部资料来源:艾瑞咨询,中信证券研究部注:各企业市占率由各企业换电业务营收/市场总规模估算得出对电池供应商而言:由于每座换电站都会储备相应的电池,换电站大规模营运料将导致动力电池需求激增,因此动力电池生产厂商自2020年起纷纷布局换电行业。以宁德时代为例,2022年1月,宁德时代全资子公司时代电服在线上举行发布会,推出换电品牌EVOGO,并计划将在10个城市首批启用,为第一家自建换电站的上游电池供应商。请务必阅读正文之后的免责条款和声明40电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图34:宁德时代EVOGO项目示意图资料来源:EVOGO官网产业链中游:车企处于核心地位,其他企业陆续布局。目前中国换电业务运营商主要分为三类:1)以蔚来、北汽新能源、吉利等为代表的整车厂;2)以奥动新能源、伯坦科技、协鑫能科为代表的第三方换电运营商;3)以国家电投、中石化为代表的央企国企。目前来看,一方面,蔚来、伯坦、奥动形成三分天下的市场格局,行业集中度较高;且以蔚来为代表的整车厂占据了换电运营商的大部分市场份额,根据中商产业研究院数据,其2021年换电站保有量789座,市占率达56.16%。另一方面,各方企业陆续布局,国家电网、南方电网、中石化等央企国企也开始与整车厂、电池商等寻求合作共建换电站;截至2021年12月,中国石化已建成换电站65座,国家电投建成内部验收换电站22座;预计未来随着各方企业持续发力,行业竞争程度将有所上升。图35:2021年中国换电运营商竞争格局(%)图36:2021年主要企业换电站建成数量(座)国家电投协鑫能科9000.90%0.60%800700中国石化蔚来6002.50%56.16%500400吉利3003.60%200100伯坦科技7.61%0奥动新能源资料来源:中商产业研究院,中信证券研究部28.63%资料来源:艾瑞咨询,中信证券研究部产业链下游:新能源汽车市场广阔,推高换电需求。政策端,工信部组织新一轮新能源汽车下乡,多地出台政策促进新能源汽车消费;供给端,各车企电动化、智能化快速推进,新能源汽车行业长期景气向好。中信证券研究部新能源车组预测,2025年我国新能源乘用车车销量将达1262万辆,对应2022-2025年CAGR达22.47%,有望带动换电行业提速发展。请务必阅读正文之后的免责条款和声明41电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8图37:2017~2026E中国新能源乘用车销量(万辆)及YoY新能源车销量yoy1600200%14001200150%1000100%80060050%4002000%0-50%20222023E2024E2025E2026E20172018201920202021资料来源:中汽协,中信证券研究部预测▍风险因素政策推动低于预期:当前换电站需要报备审批规划用地,如若政策不支持则会对换电站建设产生负面影响;另一方面换电站成本相对较高当前地区均对换电站有一定额补贴,如若政策推动不及预期补贴退坡,或将进一步阻碍换电基建发展;充换电利用率低于预期:充换电设备的利用率将会大大影响其回本周期及盈利能力,如若利用率低于预期则商业化模型难以盈利;新能源渗透率不及预期:换电站设备的根基是高渗透率的新能源车,如果新能源车销售渗透率不及预期则会显著影响换电站渗透;电池标准化程度低于预期:换电站当下一个很重要的制约因素就是电池标准化程度较低,换电难以实行,如若未来标准化程度持续维持低位将会减缓换电站发展速率;行业降本低于预期:行业降本进度将显著影响换电站渗透速度,如果行业迟迟难以降本,则换电站普及速度将会减慢。请务必阅读正文之后的免责条款和声明42电器智造行业新能源换电专题|2023.10.8▍相关研究电器智造行业景气度盘点—8月经济数据之于家电:内需等待政策催化,海外可以更乐观(2023-09-20)电器智造周观点23W39—关注外需景气与地产链修复(2023-09-18)电器智造3D打印研究—苹果发布季:一张图看懂钛合金3D打印产业链(2023-09-10)电器智造行业一张图看懂家电估值W31—提前布局“业绩&估值共振”(2023-07-31)电器智造3D打印行业专题—“落霞与孤鹜齐飞”:金属与非金属3D打印(2023-07-13)一张图看懂家电估值W27—配置“空调景气”,关注“出口上行风险”(2023-07-10)电器智造专题研究—家电转型机器人梳理(2023-07-03)电器智造行业家电出口专题—欧美疑云?家电出口的上行风险分析(2023-06-28)电器智造空调行业2023年5月数据点评—高温天气或触发北方地区空调渗透率提升(2023-06-27)小家电行业2023年5月数据点评—“小熊电器的高估值”在交易怎样的“经济预期”?(2023-06-27)电器智造行业一张图看懂家电估值W25—“锚”定股息率(2023-06-20)电器智造行业黑电景气与产业趋势跟踪23W24—短期面板上涨压制需求,格局优化持续验证(2023-06-14)电器智造行业一张图看懂家电估值w24—业绩驱动,等待估值共振(2023-06-12)一张图看懂空调行业W23—景气因素持续,价值成长优势(2023-05-23)一张图看懂小家电景气W23—品类分化,抖音持续高增(2023-05-22)一张图看懂家电估值w20—关注“白电成本红利”与“黑电估值重构”(2023-05-15)一张图看懂家电估值W19—“股息率”投资寻找新“锚”(2023-05-10)电器智造智能影音与设备行业点评—黑电景气与产业趋势跟踪23W18(2023-05-05)电器智造行业点评—公募持仓环比提升,家电板块配置正当时(2023-05-04)3D打印行业深度报告—变革性生产技术,千亿级朝阳产业(PPT)(2023-04-26)电器智造一张图看懂家电估值w18—全球升温预期,关注低估值白电板块(2023-04-25)电器智造家电行业跟踪点评—大宗价格回落,家电盈利向上(2023-04-24)电器智造一张图看懂家电估值w16—“现金奶牛”价值显现(2023-04-19)电器智造智能影音与设备行业点评—关注AI赋能与产业变革趋势(2023-04-13)请务必阅读正文之后的免责条款和声明43分析师声明主要负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此声明:(i)本研究报告所表述的任何观点均精准地反映了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法;(ii)该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。一般性声明本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构(仅就本研究报告免责条款而言,不含CLSAgroupofcompanies),统称为“中信证券”。本研究报告对于收件人而言属高度机密,只有收件人才能使用。本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布该研究报告的人员。本研究报告仅为参考之用,在任何地区均不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。中信证券并不因收件人收到本报告而视其为中信证券的客户。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具,本报告的收件人须保持自身的独立判断并自行承担投资风险。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但中信证券不保证其准确性或完整性。中信证券并不对使用本报告或其所包含的内容产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任。本报告提及的任何证券或金融工具均可能含有重大的风险,可能不易变卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可跌可升。过往的业绩并不能代表未来的表现。本报告所载的资料、观点及预测均反映了中信证券在最初发布该报告日期当日分析师的判断,可以在不发出通知的情况下做出更改,亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与中信证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。中信证券并不承担提示本报告的收件人注意该等材料的责任。中信证券通过信息隔离墙控制中信证券内部一个或多个领域的信息向中信证券其他领域、单位、集团及其他附属机构的流动。负责撰写本报告的分析师的薪酬由研究部门管理层和中信证券高级管理层全权决定。分析师的薪酬不是基于中信证券投资银行收入而定,但是,分析师的薪酬可能与投行整体收入有关,其中包括投资银行、销售与交易业务。若中信证券以外的金融机构发送本报告,则由该金融机构为此发送行为承担全部责任。该机构的客户应联系该机构以交易本报告中提及的证券或要求获悉更详细信息。本报告不构成中信证券向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议,中信证券以及中信证券的各个高级职员、董事和员工亦不为(前述金融机构之客户)因使用本报告或报告载明的内容产生的直接或间接损失承担任何责任。评级说明投资建议的评级标准评级说明买入相对同期相关证券市场代表性指数涨幅20%以上报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级股票评级增持相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于5%~20%之间(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后6到12个行业评级持有相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~5%之间月内的相对市场表现,也即:以报告发布日后的6到12个卖出相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代强于大市相对同期相关证券市场代表性指数涨幅10%以上表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A股市场以沪深300中性相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~10%之间指数为基准,新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)弱于大市相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准;韩国市场以科斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。44特别声明在法律许可的情况下,中信证券可能(1)与本研究报告所提到的公司建立或保持顾问、投资银行或证券服务关系,(2)参与或投资本报告所提到的公司的金融交易,及/或持有其证券或其衍生品或进行证券或其衍生品交易,因此,投资者应考虑到中信证券可能存在与本研究报告有潜在利益冲突的风险。本研究报告涉及具体公司的披露信息,请访问https://research.citics.com/disclosure。法律主体声明本研究报告在中华人民共和国(香港、澳门、台湾除外)由中信证券股份有限公司(受中国证券监督管理委员会监管,经营证券业务许可证编号:Z20374000)分发。本研究报告由下列机构代表中信证券在相应地区分发:在中国香港由CLSALimited(于中国香港注册成立的有限公司)分发;在中国台湾由CLSecuritiesTaiwanCo.,Ltd.分发;在澳大利亚由CLSAAustraliaPtyLtd.(商业编号:53139992331/金融服务牌照编号:350159)分发;在美国由CLSA(CLSAAmericas,LLC除外)分发;在新加坡由CLSASingaporePteLtd.(公司注册编号:198703750W)分发;在欧洲经济区由CLSAEuropeBV分发;在英国由CLSA(UK)分发;在印度由CLSAIndiaPrivateLimited分发(地址:8/F,DalamalHouse,NarimanPoint,Mumbai400021;电话:+91-22-66505050;传真:+91-22-22840271;公司识别号:U67120MH1994PLC083118);在印度尼西亚由PTCLSASekuritasIndonesia分发;在日本由CLSASecuritiesJapanCo.,Ltd.分发;在韩国由CLSASecuritiesKoreaLtd.分发;在马来西亚由CLSASecuritiesMalaysiaSdnBhd分发;在菲律宾由CLSAPhilippinesInc.(菲律宾证券交易所及证券投资者保护基金会员)分发;在泰国由CLSASecurities(Thailand)Limited分发。针对不同司法管辖区的声明中国大陆:根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可,中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。中国香港:本研究报告由CLSALimited分发。本研究报告在香港仅分发给专业投资者(《证券及期货条例》(香港法例第571章)及其下颁布的任何规则界定的),不得分发给零售投资者。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜,CLSA客户应联系CLSALimited的罗鼎,电话:+85226007233。美国:本研究报告由中信证券制作。本研究报告在美国由CLSA(CLSAAmericas,LLC除外)仅向符合美国《1934年证券交易法》下15a-6规则界定且CLSAAmericas,LLC提供服务的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所述任何观点的背书。任何从中信证券与CLSA获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当联系CLSAAmericas,LLC(在美国证券交易委员会注册的经纪交易商),以及CLSA的附属公司。新加坡:本研究报告在新加坡由CLSASingaporePteLtd.,仅向(新加坡《财务顾问规例》界定的)“机构投资者、认可投资者及专业投资者”分发。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜,新加坡的报告收件人应联系CLSASingaporePteLtd,地址:80RafflesPlace,#18-01,UOBPlaza1,Singapore048624,电话:+6564167888。因您作为机构投资者、认可投资者或专业投资者的身份,就CLSASingaporePteLtd.可能向您提供的任何财务顾问服务,CLSASingaporePteLtd豁免遵守《财务顾问法》(第110章)、《财务顾问规例》以及其下的相关通知和指引(CLSA业务条款的新加坡附件中证券交易服务C部分所披露)的某些要求。MCI(P)085/11/2021。加拿大:本研究报告由中信证券制作。对身在加拿大的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本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