本文來自:郭麗麗的研究札記,作者:郭麗麗
核心觀點
▍雙重因素利好,換電行業有望迎來快速增長。1)新能源汽車2025年年銷量預計將達600萬輛,屆時保有量超過2770萬,“十四五”期間保有量 CAGR為37.1%,相關配套設施需求陡增。2)換電模式因其可解決電動汽車發展瓶頸被政策提及。參考充電行業受政策激勵後建設速度加快,換電增速有望進一步提升。
▍政策青睞,中上游企業紛紛佈局換電行業。1)上游電池企業將受益於電池需求激增,以寧德時代為首的眾電池廠商自2020年起佈局換電領域,與車企成立電池資產有限公司。2)換電需求增加增厚中游運營商業績,當前行業仍處於起步階段,競爭格局暫不明朗。除車企外,國家電投、中石油、中石化等行業相關央國企開始入局。
▍電池標準已經出台,行業有望向C端拓展,2025年換電站或將達到3萬座。1)商用車如重卡、礦卡更注重運營效率而非個性化定製,為電池標準統一提供了有利條件。2)《電動乘用車共享換電站建設規範》團體標準通過審查,重點推薦了四種典型換電電池包包容,為電池包尺寸統一提供了參考標準。3)“車站兼容”模式有望拓展換電C端市場。4)按各企業建設規劃進行測算,至2025年我國換電站數量有望達到3萬座;以換電車型保有量增速進行預測,樂觀情況下2025年換電站可達2.7萬座,屆時對應投資規模過千億。
▍換電車保有量增加助力運營效率提升,換電站盈利能力進一步增強。通過我們測算,營運車換電站利用率超過25%即可開始獲利,當利率用達到100%時,對應淨利潤率為20.9%,回本週期僅為1.1年;商用車換電站回本週期更短,利用率超過29%後開始盈利。
▍建議關注:
1.協鑫能科:受益於發電主業,換電站運營方面公司共有電力成本低、有效依託電廠佈局開展離網換電、儲能項目豐富三點優勢,可有效降低電力成本,增厚收益。
2.山東威達:公司於2015年收購蘇州得邁科,開始進行換電設備的研發。2017年與蔚來控股公司武漢蔚能共同成立崑山斯沃普(山東威達控股孫公司),後者為蔚來一代換電站的主要設備供應商,二代換電站的唯一供應商(截至2021年10月)。
3.瀚川智能:公司主營業務為智能裝備製造,受益於汽車電子和鋰電池設備的技術與經驗的積累,公司擁有較高技術壁壘。
▍風險提示:換電車輛普及不及預期,電池安全責任歸屬問題暫不明確,電池標準化統一進度上不清晰,假設條件、市場發展或導致測算結果偏差
正文
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,新能源汽車在國內汽車市場漸受重視,銷售量及保有量均穩步增長。“碳達峯、碳中和”口號提出後,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%,佔汽車總銷量的比重由2017年的2.7%增長至13.4%。新能源汽車保有量於2021年達到784萬,同比增長59%,佔比由17年的0.7%升至2.6%。
根據中汽協預測及《新能源汽車產業發展規劃》指引,2025年全國汽車年銷量有望達到3000 萬輛,其中新能源汽車佔比將達到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將超過2770萬輛,四年的CAGR為37.1%。屆時新能源汽車保有量佔比將由2021年的2.6%提升至2025年的 6.7%。隨着新能源汽車高速發展,相關配套設施也將迎來重大機遇。
1.2.充電樁為目前補能主題,換電迎來發展
相比於燃油汽車,補能為用户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數據,截至2021年底,我國共擁有充電站7.5萬座,環比增速總體趨於穩定,約為2%。換電站1298座,環比增速呈快速增長趨勢,10月份達到歷史高點22%。
歷經10年發展,充電樁已在全國範圍內形成一定規模。但相比充電,換電可有效解決用户里程焦慮,提升司機收益、排除電池安全隱患、降低用户初次購車成本。
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,並在電池配送站內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於一體的模式。
目前市面上乘用車主要存在模塊分箱換電、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,模塊分箱換電的代表為力帆、杭州伯坦。
底盤換電以蔚來為例,首先由換電工程師將車輛在相應位置固定,隨後換電室將車輛從底部升起,機械手臂將整車底盤的電池拉出放置在操控室後,再從操控室中將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,當車輛駛上操作枱後,底盤的電池倉下降露出電池後,由工作人員或機械臂操作專用夾放入電池傳輸系統,再將滿電電池插入電池槽中。分箱換電將電池包做成標準化、可拆卸的動力電池箱,根據車型需求在車輛底部佈置不同數量的標準箱動力電池,實現換電站設備和車型的兼容。
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。頂吊式換電採用鋼索吊裝電池包,由於鋼索具有一定柔性,可以兼容特定的停車誤差。因此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。但由於電池抓取機構為剛性,若車輛停放位置與既定位置產生偏差,容易對導向機構造成損傷,同時由於對控制精度要求高,需要配套激光雷達及視覺傳感器等設備,導致成本相比頂吊式換電也更高。
整體雙側換電優勢為電池不佔貨箱空間,更適用於電池存儲位置有限的礦卡,並契合特定需要雙側佈置電池的車型。但由於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。
1.2.2. 平均換電時長3-5分鐘,有效緩解用户里程焦慮,提高司機收益
儘管公共充電樁大多已採用快充模式,但半小時以上的充電時間也會造成用户排隊充電現象,實際充電時長或將更久。此外,快充通常採用較大電流,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小時的充電時長更適合於私家車用户,針對營運車及商用車等用於盈利的車型劣勢較大。
營運車如出租車、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。假設出租車司機每日工作總12小時(包含補能時間),平均每小時行駛 40公里,參考北京市出租車收費標準,超出起步價後每公里收取2元,出租車電池容量為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。
商用車如服務於沿海港口、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。採用換電後可有效提升運營時間,實現連續運營。重卡電池普遍容量為282kwh,續航里程150-200公里,按單日行駛里程300-500公里計算,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. 電池受換電站運營商統一監控管理,增加安全係數
工信部在《關於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平方面具有一定優勢。
動力電池事故導致的召回數量佔比仍在提升。根據國家市場監督管理總局的召回公吿統計,2019年我國因動力電池問題召回車輛佔召回總量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佔比仍在上升。
動力電池造成的事故率未隨技術進步而降低。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致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。
換電模式下電池由運營商進行統一管理、在適合的温度下以穩定的電流統一充電,可以有效提高電池安全係數。此外,換電站擁有多種監測系統,包括視覺、煙感、温感以及BMS(電池管理系統)機制,可以對所有站內電池進行安全監測,第一時間排除有安全隱患的電池。
蔚來的BMS機制中的BRMS(實時監控系統)主要負責安全相關狀態的監控及預測。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,工程師在第一時間確認異常原因並制定改進方案。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數據進行分析。綜合考慮,相比於充電模式,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”模式可降低用户前期購車成本
換電產業下衍生出的“車電分離”模式能有效降低用户初次購車門檻。車電分離即在換電基礎上,客户購買整車後,由電池管理公司回購電池產權,客户以租賃方式獲得電池使用權,實現車電價值分離,是為客户降低初始購車成本的一種方式。
2020年6月,工信部公佈的《道路機動車輛生產企業及產品(第333批)》中第一次出現換電型車的新產品名稱,並在公吿的其他信息部分標註有“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,依託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)所屬權屬於用户,動力電池所有權轉移至電池資產公司。用户只需支付電池租賃費用,無需擔心電池折舊導致的貶值問題,“車電分離”模式逐漸成熟。
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、環衞車、專用車等)電池售價更高,採用“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,物流重卡銷量佔新能源重卡銷量的68.43%,其中換電車型佔比達到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%。隨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將會持續提高。1.3. 政策促進換電行業增速,充電經驗可供借鑑
1.3.1. 行業標準統一、補貼明確,充電行業高速發展
2012年國務院發佈《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》(以下簡稱《發展規劃》),鼓勵成立獨立運營的充換電企業,充電設施建設與新能源汽車產銷規模相適應。伴隨電動汽車增速加快,充電樁及充電站進入高速發展階段。
2015年國務院發佈《關於加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》,對完善充電設施標準規範做了統一要求並加大充電基礎設施建設的財政獎勵辦法,充電行業鼓勵政策落地加速。
2016年《電動車充電接口及通信協議5項國家標準》及《電動汽車充換電服務信息交換》分別對新能源汽車的充電接口及通信協議做出統一要求,實現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》在中央財政層面對充電樁建設及運營商給予財政補貼,獎補資金專門用於充電設施建設運營等相關領域。
此後各省市相繼明確了充電設施建造、運營層面以及消費者的補貼標準。北京、上海及成都在2016年起對充電設備給予一次性財政補貼(北京為不高於項目總投資的30%,上海、成都為30%),並按照直流、交流的分類設置補貼上限。“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,充電樁運營階段也獲得了相應補貼。如上海於2016年起實行公交、環衞等特定行業充換電設施按0.1元/kwh標準補貼,補貼上限為2000kwh/年。2020年上海市運營補貼方面由每年最高200元提高至800元。北京市日常獎勵標準為0.1元/千瓦時,上限1500千瓦時/年。成都於2020年起增加充電運營補貼,補貼標準為1000萬千瓦時及以內部分補貼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。
用户方面,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,新能源出租車按0.4元/kwh補貼駕駛員;合肥市對新能源乘用車個人用户給予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,《關於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》發佈,補貼側將繼續加大財政金融支持力度,對公共充電樁的建設給予財政支持,並將補貼力度與服務質量掛鈎,促進充電樁由建設期向運營期平穩過渡。
政策不斷落地,充電樁規模迅速增加。據充電聯盟的數據,截至2020年底,我國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。由於體量不斷擴大,充電樁保有量增速逐步趨於穩定,2020年的同比增速分別為56.4%和24.4%。
1.3.2. 換電政策落地,行業增速攀升在即
基於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《政府工作報吿》均提及 “增加充電樁、換電站等設施”,換電站未來將與充電樁作為配套設施共同發展。
換電安全標準統一,試點工作正式展開。2021年10月,工信部發布《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),目標為推廣換電車輛超10萬輛,新建換電站超1000座。試點城市作為換電在全國範圍推廣的第一階段,將加快換電產業形成可複製的經驗。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標準,文件中對換電汽車設計、換電接口連接、電池包功能及相關監測要求做出了明確規定,從機械強度、電氣安全以及環境適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標準支撐,引導了行業合理規範的發展。
換電站補貼標準頒佈,未來或將逐漸普及。為加快換電站建設速度,自2021年5月起重慶、海南、遼寧省大連市相繼頒佈換電站補貼標準,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。隨着換電站未來迎來快速增長,各省市或將陸續出台補貼標準。
目前換電行業仍在發展初期,參考充電樁發展歷史,隨着未來換電行業標準逐漸統一以及各省市的補貼政策逐漸完善,換電站增速也將進一步提升。
換電產業鏈可分為上游主要的換電站電池供應商及設備生產商,中游的換電站建設和運營商以及下游的新能源汽車用户、動力電池回收企業。
當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於換電站數量未超過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於2020年12月交付投運,截至2021年6月建成內部驗收換電站22座。2021年10月,協鑫能科首批換電站“協鑫電港”開始投入運營,包括商用換電站1座、乘用車換電站3座,集團表示年底將在全國投運30座以上換電站。2.1. 電池企業受益換電站電池儲備需求
對於產業鏈上游的電池供應商,由於每座換電站都會儲備相應的電池,換電站大規模營運將會導致動力電池需求激增,因此動力電池生產廠商自2020年起紛紛佈局換電行業。
以行業龍頭寧德時代為例,2020年開始佈局換電行業,屬較早涉及換電領域的動力電池企業。2020年7月,寧德時代與北汽新能源車電分離項目正式簽約,寧德時代以電池製造商的身份進軍換電運營行業。8月,寧德時代與蔚來等三家企業投資成立武漢蔚能電池資產有限公司,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,寧德時代全資子公司時代電服推出換電品牌EVOGO將在10個城市首批啟用,為第一家自建換電站的上游電池供應商。
全新設計的“巧克力換電塊”電池採用公司最新CTP技術,可提供200公里的續航。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適配不同里程需求。此外, 該電池可適用於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,同時年內將至少有兩款產品發佈。當前市面上的純電車型只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。該換電站將適配全球80%已經上市及未來3年將要上市的純電平台開發車型。
其他企業如國軒高科於2020年8月表示公司在重卡電動化及換電方面均有佈局;欣旺達於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;瑞普能源於2020年10月與東風乘用車、秦歐動力、博眾精工一同簽署“換電聯盟”合作協議;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運營”等,均側面印證了電池廠商對換電行業未來發展的認可。
2.2. 換電站運營商空間廣闊,車企、央國企紛紛入局
中游的換電站運營商,由於當前換電站保有量較低,前期佈局換電站運營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別與整車廠、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,在中石化的網點佈局換電站。隨着更多企業的先後加入,換電行業未來的競爭格局也會愈發激烈,但隨着行業外企業的資本流入及企業間的合作,換電行業未來大概率會更快發展。
目前中國換電業務運營商主要分為三類:以奧動新能源、伯坦科技、協鑫能科為代表的第三方換電運營商;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. 車企在換電行業處於核心地位
整車廠往往以閉環形式運營,所建設的換電站僅為自己體系內的車型提供換電服務,不同車企由於車型、底盤結構及電池模組不兼容而很難共用同一換電站。第三方運營商則可以為市場上多種品牌車型進行服務,兼容性更好,但由於需要與多家車企、電池廠商進行合作,達成共識的時間較長。
隨着政策推廣,國家電投、中石油、中石化等國有企業也開始佈局換電站建設。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、中石化也可憑藉完善的加油站網絡,通過在加油站中建設換電站的方式,佔據地理位置優勢,並且可以減輕相應的租金成本。
目前來看,在換電電池標準暫未統一的前提下,由於各車企採用的電池類型不同,整車廠在當前的換電運營商中扮演着核心角色。第三方運營商需要與車企合作才可獲得更大的市場空間。
3.2. 換電標準有望統一,選址、價格、服務或將成為決定因素
在商用車重卡、礦卡領域,電池包標準統一相對容易。當前市面重卡中,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的寧德時代磷酸鐵鋰電池,電池容量、電池生產企業、電池類型均一致預示着重卡領域電池包統一的可能性。此外,不同於乘用車,商用車更注重實際運營效率而非外觀、駕駛體驗,對電池的個性化定製需求不高,為換電標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月發佈消息,《電動乘用車共享換電站建設規範》(下稱《建設規範》)團體標準已通過審查,於同年12月22日正式發佈。該標準由電池供應商寧德時代、欣旺達,整車廠廣汽集團、蔚來、北汽新能源,第三方運營商伯坦科技、協鑫能科、奧動新能源等各方企業共同參與制定,分別在電池包、換電機構、換電站佈局規劃等12個方面對換電站的標準進行規定,各方均期待換電行業電池標準化的推進。
《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。出於不同換電站的兼容性要求考慮,電池包包容尺寸被限制在長度不大於2100毫米、寬度不高於1540毫米、高度不超過280釐米的範圍內,並且根據兩種形狀重點推薦了四種典型換電電池包包容,為將來電池包尺寸的統一提出了參考標準。
未來隨着電池標準化的推進,換電站或可兼容更多車型,以車企為核心的情形或將不在。奧動新能源已經開始建設共享換電站,運營商不規定電芯品牌及規格,只需規定電池包尺寸與物理接口,即可實現為多品牌、多車型共享換電。隨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將成為決定各企業市場份額的核心因素。
3.3. 換電標準統一助力打開 C端市場,“車站兼容”有望增加行業規模
當前換電行業下游的用户主要為營運車以及商務車,只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。但隨着換電進一步普及和換電站的兼容程度增強,運營商將會進入私人消費市場。
作為第三方運營商,提高換電站的兼容性是增大用户羣體的主要途徑。奧動新能源的“紅色奧動戰略計劃”將通過共享換電實現“車站兼容”,即一個換電站能給多個車型換電,促進換電運營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兼容兩款以上的換電車型;寧德時代的“EVOGO”換電站也可通過換電塊的標準化兼容多種將要上市的車型。
當前車企層面實現電池統一較為困難,但吉利、蔚來、上汽等車企均推出了適配自家多種車型的標準電池包。換電站運營商通過“車站兼容”可實現對同一品牌的多種車型進行換電,並向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
各換電站運營企業紛紛公佈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年將分別投建換電站超10000座,中石化、吉利及協鑫能科也有5000座的目標規劃,蔚來、國家電投的計劃各自新增換電站4000座。僅通過公佈計劃數量的企業進行大致測算,並且排除雙方合作建站(如中石化、國家電投等將與蔚來、奧動新能源合作建設)導致的計數重疊,換電站數量在2025年將至少達到2萬座以上。考慮到暫未公佈具體規劃的運營商,如杭州伯坦等,我們預計到2025年換電站保有量將達到3萬座。
3.5. 悲觀、中性、樂觀情況下換電站保有量分別為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,佔比為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佔比增速分別為2%、4%與6%。
據新能源汽車報數據,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,佔比52%,以北京作為參考,假設截止2021年底全國換電營運車佔換電車保有量比重為50%,由於營運車對換電需求更高,未來佔比將持續提升,預計每年增長5%。換電商用車目前佔比約為10%,由於其對換電需求較強,未來佔比也將有所提升,假設每年增長1%。
以營運車每日行駛400公里計算,每次滿電電池可支持里程為150-200公里,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持165公里的里程(電池電量282kwh,百公里耗電約170度),按單日400公里進行測算,每日需換電1.5次。私家車方面,由於目前換電需求不高,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產生換電需求,假設平均每週換電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,三種情況下分別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分別為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年換電站投資總額將分別達到609億、1097億以及1585億。
4.1. 乘用車換電站利用率超過25%即可獲利
乘用車電池滿電容量為50kwh,當前換電站採用的收費標準為換電度數*(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差值,按照0.35元/公里的收費標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。
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工作人員3名,年工資10萬元/人。
折舊方面,前期固定資產(包括相關設備投入、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%後將進行梯級利用)後剩餘殘值10%進行折算。
最後按照換電站的運營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,對應的利用率為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,回本週期為1.1年。
4.2. 商用重卡換電站回本週期更短,運營效率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。前期固定資產投資655萬元,折舊年限為10年,電池採購成本為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次即可實現盈利,對應的利用率為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,回本週期為0.58年。
5.1.協鑫能科
公司主營業務為清潔能源發電、熱電聯產及綜合能源服務。2021年3月公司公吿《協鑫能科電動汽車換電業務發展規劃》,開始佈局移動能源業務,即為電動汽車提供換電服務。6月,公司募集資金33.8億元,用於未來兩年485座換電站的建設。10月,協鑫電港品牌換電站投入運營,根據公司規劃,至2025年將達到5000座。
作為獨立第三方運營商,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議,致力於打造網約車、出租車、重卡及私家車四大應用場景,重點佈局長三角、大灣區、京津冀、成渝與北方重點城市。
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兼容性。(1)乘用車:可兼容兩款以上換電車型;公司正在開發標準電池包和全新一代鎖止機構,未來將服務於所有采用標準電池包的換電車型。(2)商用車:公司商用車換電站當前可兼容福田、吉利、三一等主機廠的換電車輛,適配車型為牽引車、渣土車、礦車等。
公司作為清潔能源發電企業,換電站運營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採購電量可接入換電站,有效降低能源價格。(2)依託電廠佈局,解決電力增容困難。公司已有電廠集中分佈在長三角、珠三角的中心城市,區位與換電業務的目標市場高度重合。公司可依託電廠公共設施建設集中充電港,在城市中心佈局離網換電站,即移動式換電車,有效解決城市電力增容困難的痛點。同時換電車內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,能將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,電池生命週期相對較短,當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用户側儲能項目,並且作為全國熱點聯產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
公司屬於機械製造行業,主營業務為鑽夾頭及配件、精密鑄造製品、自動化設備等工業產品的研發、設計、生產與銷售。電動工具配件業務、高端智能裝備製造業務及新能源業務為公司三大板塊。
換電方面,公司於2015年收購蘇州德邁科,後者為智能裝備及智能製造解決方案提供商,自此山東威達開始進行換電設備研發及技術儲備。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)共同成立崑山斯沃普智能裝備有限公司。作為山東威達的控股孫公司,崑山斯沃普為國內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。
2018年5月,崑山斯沃普研發的蔚來一代換電站投入運營。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、運營效率更高。截至2021年12月10日,蔚來已在全國範圍內佈局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,將在全球範圍內建設4000座換電站,其中中國市場3000座。當前一代換電站已不再生產,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將提高山東威達的運營效率,同時帶來利潤的大幅上漲。
除了作為換電行業上游的設備供應商外,2020年12月山東威達入股武漢蔚能電池資產有限公司(以下簡稱“武漢蔚能電池公司”),持股比例8.18%,開始涉足產業下游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”模式下的電池資產管理業務,隨着“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,目標為2025年管理1000億電池資產。隨着電池資管公司的營業範圍進一步擴大,山東威達將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製造,產品主要應用於汽車電子、醫療健康、新能源和工業互聯四大產業,換電為公司新能源業務新聚焦的方向。
受益於汽車電子和新能源鋰電設備的技術積累,公司可利用已有生產線延伸至換電設備供應,在換電站設計和研發上具有一定優勢,於中國換電行業年度評選中獲得“2021年度最佳換電技術獎”。同時基於對汽車行業及新能源鋰電行業的已有認知,開展換電業務競爭優勢明顯。
公司提供換電站整體解決方案,客户羣體為所有佈局換電業務的電池廠商、換電業務運營商和整車廠。2021年起已有相關訂單落地,2022年將實現換電站的批量生產與順利交付。2022年2月,公司與協鑫能科達成五年合作協議,未來或將參與協鑫電港的相關生產工作。隨着換電行業進入快車道,公司將憑藉技術、經驗的優勢收穫更多下游客户的訂單。
6. 風險提示
換電車輛普及速度不及預期。因此導致的換電站利用率下降會影響中游運營企業的收益率。
電池安全責任歸屬問題暫不明確。當新能源汽車發生電池燃燒、爆炸事件時,車企自建換電站如蔚來可主動承擔責任,實施召回策略。但第三方運營商對責任歸屬暫未實行統一規定,具體事故原因承擔方未知,可能會影響用户對換電模式的接受程度。
電池標準化統一性進度尚不明確。儘管團體標準已經通過審議,但是否能得到車企、電池企業的有效配合暫未得到論證。
假設條件、市場發展導致測算結果偏差。本文對出租車司機充換電月收入、換電站未來規模、單一換電站盈利測算是基於一定前提假設,存在假設條件不成立、市場發展不及預期等因素導致測算結果偏差。
報吿來源:天風證券股份有限公司
報吿發布時間:2022年3月8日
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