換電方式所帶來(lái)的益處遠(yuǎn)被低估
當(dāng)下?lián)Q電模式的潛力并未被市場(chǎng)充分認(rèn)知。市場(chǎng)當(dāng)下對(duì)換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時(shí)間、運(yùn)營(yíng)端成本對(duì)比，除此之外我們還希望花一些篇幅剖析換電站被低估的方面，我們總結(jié)了以下八點(diǎn)：
1）單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強(qiáng)；2）車電分離下降低購(gòu)置成本，電池升級(jí)靈活性強(qiáng)；3）換電模式下電池靈活升級(jí)，真正解決“補(bǔ)能焦慮”；4）提升電池利用效率，優(yōu)化退役電池統(tǒng)一管理；5）充電模式對(duì)電網(wǎng)要求高，換電模式對(duì)電網(wǎng)更加友好；6）當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無(wú)法負(fù)荷的時(shí)候，換電站就是必然路徑，7）換電單站投資成本較高，但運(yùn)維降本空間較大。
換電站單位占地面積下服務(wù)能力更強(qiáng)
換電在運(yùn)營(yíng)類乘用車和商用重卡車上都具有優(yōu)勢(shì)。公用營(yíng)運(yùn)車輛和商用車對(duì)營(yíng)運(yùn)成本敏感，而且具有高頻、快速的補(bǔ)電需求，因此換電模式比充電模式更加適用。通過(guò)無(wú)人值守、智慧充電、電池標(biāo)淮化、綠電交易、移動(dòng)電源等優(yōu)化策略，重卡場(chǎng)景的換電站可以實(shí)現(xiàn)挖掘運(yùn)營(yíng)收益價(jià)值的最大化。相較于充電站，換電站在服務(wù)效率方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
換電站的換電流程主要分為五步。以蔚來(lái)第三代換電站為例，首先需要用戶通過(guò)智能導(dǎo)航尋找到換電站，到站后識(shí)別車牌，通過(guò)后用戶將汽車駛?cè)霌Q電站進(jìn)行換電，換電完成后進(jìn)行車輛自檢，自檢完畢之后即可駛出換電站結(jié)算訂單。據(jù)蔚來(lái)公司官方數(shù)據(jù)顯示，蔚來(lái)第三代換電站給新能源汽車換電僅需3分鐘，整個(gè)流程僅需5分鐘。同時(shí)，第三代換電站的電池儲(chǔ)備數(shù)量達(dá)到了21塊，可以短時(shí)間內(nèi)服務(wù)多輛新能源汽車，有效解決了新能源汽車充電慢、充電難的問(wèn)題，大幅度提升了服務(wù)效率。
換電站補(bǔ)能效率高，電池?fù)p耗小、空問(wèn)占用少，無(wú)需擔(dān)憂電池衰減。換電在補(bǔ)能效率上具有顯著優(yōu)勢(shì)，目前最慢換電模式下?lián)Q電時(shí)間低于五分鐘，快于所有慢充、快充（以特斯拉Model3為例，在440V下需要36分鐘充滿電池）。換電電池更換后將集中收集，在恒溫恒濕條件下小功率慢充，有助于延緩電池壽命衰減，延長(zhǎng)使用壽命。不占用充電車位的特性也極大提升了換電模式的補(bǔ)能效率，考慮排隊(duì)時(shí)間、補(bǔ)能時(shí)間，換電模式的便利性可與傳統(tǒng)車加油站等量齊觀。且電池始終處于流通狀態(tài)，用戶無(wú)需承擔(dān)電池?fù)p耗。
相同占地面積下?lián)Q電站具有更高的補(bǔ)能效率。一座蔚來(lái)?yè)Q電站占地等于四個(gè)車位。同等面積的充電站最多可容納四臺(tái)充電樁同時(shí)給四輛汽車補(bǔ)能。假設(shè)一座充電站有630kVA的電網(wǎng)負(fù)荷，一輛車補(bǔ)能60度電，那么一個(gè)小時(shí)內(nèi)一座充電站最多給630/60≈6輛車補(bǔ)能，此時(shí)每臺(tái)充電樁的功率大約是158kW。而一座換電站由于電池事先充滿了電，每五分鐘就可以完成一次換電，一個(gè)小時(shí)之內(nèi)就能夠給12輛車補(bǔ)能。在相同的占比面積下，換電站的補(bǔ)能效率是充電站的兩倍。
車電分離下降低車輛購(gòu)置及使用成本
換電模式下所衍生的“車電分離”可顯著降低購(gòu)車門檻。在換電模式加持下，新能源車購(gòu)置可提供“車電分離”模式，即為用戶提供“買車不買電池”的購(gòu)車服務(wù)，以蔚來(lái)車電分離的BASS方案為例，單獨(dú)出售不包含電池的車輛（比原車價(jià)低7-12.8萬(wàn)），動(dòng)力電池則通過(guò)租賃的方式從蔚來(lái)獲得，價(jià)格為每月980元（75kWh電池）和1680元（100kWh電池）。此類方案在低價(jià)車型經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)尤為明顯，以飛凡F7為例，配備77kWh電池的進(jìn)階版售價(jià)為22.99萬(wàn)，如若選擇租電方案新用戶購(gòu)車總價(jià)僅為14.8萬(wàn)元。
電池并非越大越好，而是要靈活，電池靈活升級(jí)有助于減少用戶一次性成本投入，最大化電池使用效率。電池容量是用戶購(gòu)車時(shí)的考慮重點(diǎn)，但小容積電池與大容積電池通常價(jià)差較大，以蔚來(lái)為例，75度電池與100度電池差價(jià)達(dá)5.8萬(wàn)元。對(duì)于部分城市通勤為主的用戶而言，75度電池即可滿足絕大多數(shù)日常需求，但難以滿足偶發(fā)性的長(zhǎng)途旅行。如果為了偶發(fā)性需求而選擇購(gòu)置100度電池除了要多付5.8萬(wàn)元外，也是對(duì)能源與資源的浪費(fèi)，“是否要為了以后的一次西藏之行而在用車第一日就付出較大成本買大容量電池？”換電模式可提供靈活升級(jí)服務(wù)，還是以蔚來(lái)舉例，用戶可購(gòu)置小容量電池版本滿足日常通勤需求，如果有長(zhǎng)途出行需求可以選擇日租50元/天或880元/月方案靈活升級(jí)至100度甚至150度電池。簡(jiǎn)而言之，“日長(zhǎng)小電池、長(zhǎng)途出行大電池，花最少的錢、跑最遠(yuǎn)的路”就是換電模式為汽車的賦能讓電池回歸能源屬性。
換電模式下車輛始終可以更新最新電池技術(shù)。電池技術(shù)的快速迭代也是制約消費(fèi)者購(gòu)買新能源車的因素之一，而換電模式下可以始終保持車輛沿用最新電池技術(shù)。以蔚來(lái)推出的首款車型es8為例，最初搭載70kWh電池版本續(xù)航為415KM，而后蔚來(lái)推出新一代75kWh三元磷酸鋰電池，老版本用戶可以直接在換電站換取新版本電池進(jìn)而升級(jí)續(xù)航至450km。預(yù)計(jì)今年底蔚來(lái)還會(huì)推出150kWh電池包，屆時(shí)即使2017年上市的初代ES8也可以實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程超800KM。這也是換電模式下汽車可升級(jí)的體現(xiàn)之一，由此換電模式可以徹底打消消費(fèi)者對(duì)于新能車電池技術(shù)快速迭代所擔(dān)心的購(gòu)置需求后置的問(wèn)題。
新能源購(gòu)置稅減免新政下，換電車型稅收優(yōu)惠政策更優(yōu)。2023年6月19日財(cái)政部、稅務(wù)總局及工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于延續(xù)和優(yōu)化新能源汽車車輛購(gòu)置稅減免政策的公告》?？偨Y(jié)來(lái)看，2024-2025年新購(gòu)新能源汽車?yán)^續(xù)免征車輛購(gòu)置稅額不超3萬(wàn)元（開(kāi)票價(jià)33.9萬(wàn)以內(nèi)免征購(gòu)置稅）；2026-2027年新購(gòu)新能源汽車減半征收車輛購(gòu)置稅，單車減稅額不超過(guò)1.5萬(wàn)元（開(kāi)票價(jià)16.95萬(wàn)以內(nèi)免稅）。其中，采用“車電分離”購(gòu)置方案的新能源車電池價(jià)格不計(jì)入計(jì)稅基價(jià)，換電車輛稅收經(jīng)濟(jì)性凸顯。以指導(dǎo)價(jià)為48.6萬(wàn)的蔚來(lái)100度電ET7為例，采用電池租賃后車價(jià)為35.8萬(wàn)，如明年購(gòu)買相較非換電車型可減免1.3萬(wàn)元購(gòu)置稅。
換電模式下電池靈活升級(jí)，真正解決“補(bǔ)能焦慮”
電車“里程焦慮”的本質(zhì)是“補(bǔ)能焦慮”。如今新能源車?yán)m(xù)航里程普遍在500KM以上甚至超過(guò)部分燃油車，但續(xù)航焦慮確始終存在。我們認(rèn)為“續(xù)航焦慮”的本質(zhì)為對(duì)補(bǔ)能的不確定性而產(chǎn)生的焦慮。我們認(rèn)為這種不確定性主要來(lái)自：
1）充電樁的不確定性：油車占位、壞樁概率、補(bǔ)能時(shí)間等；2）補(bǔ)能便利度的不確定性：能否找到充電樁、充電速度。總結(jié)來(lái)看電車“補(bǔ)能焦慮”的本質(zhì)是充電設(shè)施易用性和密度及補(bǔ)能速度存在不確定性。換電站或許是“補(bǔ)能焦慮”的終極解決方案。燃油車沒(méi)有里程焦慮的根源在于加油站的補(bǔ)能時(shí)間與成功補(bǔ)能具備較高的確定性。換電站與加油站類似補(bǔ)能時(shí)間具備高確定性、不存在占位問(wèn)題。一旦換電站大面積鋪開(kāi)，則補(bǔ)能便利性接近燃油車，并且不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大負(fù)荷。從運(yùn)營(yíng)成本上來(lái)說(shuō)換電站甚至更優(yōu)，燃油作為一種“中心化”資源油料需要油罐運(yùn)輸，這就導(dǎo)致了巨大的能源浪費(fèi)；而電力作為一種“去中心化”資源既保留了加油站的便利性及補(bǔ)能速度，又具備充電樁一樣的去中心化能源，我們認(rèn)為換電站或許是補(bǔ)能的終極解決方案。
車電分離優(yōu)化電池利用效率，利好電池回收和梯次利用
電池問(wèn)題始終是影響新能車用戶購(gòu)買決策的關(guān)鍵因素。根據(jù)中國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)公布的《2021年全國(guó)消協(xié)組織受理投訴情況分析》，新能車消費(fèi)者主要投訴問(wèn)題前三分別為：1.安全問(wèn)題如行駛中斷電、自燃、自動(dòng)駕駛失靈等；2.電池質(zhì)量問(wèn)題；3.續(xù)航里程縮水。電池作為新能源汽車最為核心部件也是影響消費(fèi)者購(gòu)車的關(guān)鍵因素，大多數(shù)起火自燃等事件與電池健康狀態(tài)及電芯老化不無(wú)關(guān)系，也是阻礙新能源車發(fā)展的主要障礙之一。
CTB、CTC電池車身架構(gòu)技術(shù)提供高性能，但維護(hù)及易修復(fù)性較低。在電池技術(shù)發(fā)展的當(dāng)下愈多車型逐步采用CTB、CTC等電池方案，通過(guò)將車身、電池、底盤融為一體的方案提升電池包能量密度和車身輕量化水平，這種方案可以減少電池包厚度，從而減輕電池包對(duì)車內(nèi)垂直空間的擠壓，缺點(diǎn)是車身與電池組一體化在碰撞或電池包受損或更換維修時(shí)較為復(fù)雜，只能拆開(kāi)底盤更換電芯，從而推高碰撞維修成本。
換電模式的電池包安全性、維護(hù)及可維修性相較CTB、CTC等車身架構(gòu)方案更優(yōu)。新能車自燃多來(lái)自于電氣線路短路和電池包受損，車身一體化電池方案較難做到對(duì)電池包高頻維護(hù)保養(yǎng)；而對(duì)于換電模式來(lái)說(shuō)，每一次換電都是電池包的自檢，有效消除電芯安全隱患。以蔚來(lái)的充換電站充電系統(tǒng)為例，其充電設(shè)備和供電設(shè)備已經(jīng)能完成充電過(guò)程和供電狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)視；換電的每一次補(bǔ)能都是對(duì)電池的一次檢測(cè)保養(yǎng)，除了電池包外殼受損的問(wèn)題，電池包內(nèi)部電芯狀況也可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防電芯潛在風(fēng)險(xiǎn)。
充電模式對(duì)電網(wǎng)要求高，換電更加電網(wǎng)友好
充電樁增壓配電網(wǎng)絡(luò)，超充大規(guī)模落地存在瓶頸。充電樁的功率提升和大規(guī)模應(yīng)用給配電網(wǎng)帶來(lái)了更大的壓力，進(jìn)而引發(fā)了一系列電網(wǎng)問(wèn)題，影響了800V超充的大規(guī)模落地：
1）國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院研究顯示，電動(dòng)車充電高峰與居民日常用電高峰重合度高達(dá)85%，充電樁的功率提升和數(shù)量擴(kuò)張會(huì)進(jìn)一步加劇電網(wǎng)在用電高峰的壓力，電網(wǎng)付出額外成本以滿足用電高峰的短時(shí)間、大幅度用電會(huì)導(dǎo)致其資源峰谷時(shí)的閑置成本增大、設(shè)備使用率降低；
2）充電樁充電的瞬時(shí)功率較大，會(huì)引起電壓偏移，影響電能質(zhì)量，若嚴(yán)重到電壓越限甚至?xí)l(fā)配電安全事故。800V超充造成的電壓偏移相比于普通充電樁更加嚴(yán)重，可能危害配電網(wǎng)的安全運(yùn)行；
3）據(jù)中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟及能鏈智電聯(lián)合發(fā)布的《2022年中國(guó)電動(dòng)汽車用戶充電行為白皮書》，截至2022年底，我國(guó)約66%的充電樁是私人充電樁，75%的充電樁增量來(lái)自私人充電樁，導(dǎo)致了充電樁分布不均勻，加大了電網(wǎng)管理調(diào)控的難度。
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小區(qū)電力總?cè)萘坑邢?，充電車位?shù)量上限難以突破。目前諸多小區(qū)由于先前并未進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃，電力總體容量不足，無(wú)法在不影響居民正常生活的同時(shí)提供足量的充電車位。這一問(wèn)題歸根結(jié)底是來(lái)自于小區(qū)配電容量是有上限的，通常合理的車位：樁比為3：1，也就是說(shuō)僅有約30%的小區(qū)停車位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車整體保有量超過(guò)30%后（月銷量滲透率已超30%），日常補(bǔ)能問(wèn)題將會(huì)面臨很大的壓力，新增新能源車主或需要下班后去商業(yè)充電樁充電，這將對(duì)未來(lái)電車使用體驗(yàn)提出極大挑戰(zhàn)，進(jìn)而可能影響新能源車保有量提升。充電車位不足問(wèn)題根源來(lái)自小區(qū)本身，進(jìn)行改造成本大、困難重重，極大制約了充電樁的終端大規(guī)模落地應(yīng)用。
換電模式充換電時(shí)間可控，可減輕電網(wǎng)負(fù)荷并協(xié)助其調(diào)峰調(diào)頻。充電樁對(duì)電網(wǎng)形成的高壓力很大程度來(lái)自于使用者的無(wú)序充電，而換電模式充電時(shí)間可控、用電負(fù)荷均衡。換電站可以響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度，在用電負(fù)荷較小時(shí)（如夜晚）對(duì)電池集中充電并在用電高峰期直接向居民提供充滿電的電池，不僅減輕了電網(wǎng)壓力，還可以協(xié)助其削峰填谷。
擁有儲(chǔ)能功能的換電站可以協(xié)助調(diào)頻，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行護(hù)航。換電站可以在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏差時(shí)接入電網(wǎng)調(diào)度中心參與電網(wǎng)調(diào)頻，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。以蔚來(lái)為例，根據(jù)其站內(nèi)電池分配情況，其每個(gè)換電站有600-700度電的儲(chǔ)能能力，站標(biāo)約13塊電池。其中2-3塊用于用戶更換所備電池，其余10-11塊電池在閑時(shí)可隨時(shí)接受電網(wǎng)指令向電網(wǎng)放電5-10分鐘用于協(xié)助電網(wǎng)調(diào)配。2022年蔚來(lái)在合肥的15座換電站曾幫助電力調(diào)度控制中心在1分鐘內(nèi)降低負(fù)荷1.4兆瓦，而自身每塊電池的充電時(shí)間僅增加了約5分鐘，幾乎不影響用戶的正常換電服務(wù)。
目前充換電站主要服務(wù)乘用車，因此我們對(duì)乘用車充換電站投資成本進(jìn)行對(duì)比。同時(shí)需注意在不同地區(qū)內(nèi)不同數(shù)據(jù)信息如購(gòu)電成本等存在一定的微小差異，相應(yīng)比例為取平均值后等進(jìn)行處理過(guò)的數(shù)據(jù)；此外由于各地充電單樁/換電單站一次性補(bǔ)貼不等，多居于200-300元/KW間，因而不計(jì)入下文成本分析與計(jì)算。充電站：國(guó)內(nèi)以交直流混用站為主，總投資成本150-250萬(wàn)元。據(jù)艾瑞咨詢，充電站投資成本主要由設(shè)備成本（充電機(jī)、電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、其他設(shè)備）、建設(shè)成本（建筑建造、配電變電設(shè)施建造、消防設(shè)施建造）構(gòu)成。充電機(jī)由一定數(shù)量和比例搭配的快充樁和慢充樁組成，其中硬件設(shè)備/制造/人工成本分別占設(shè)備購(gòu)置成本93%/4%/3%；建設(shè)成本占總投資成本比重約25%。單站總投資成本約150-250萬(wàn)元，正相關(guān)于充電機(jī)配比數(shù)量。
換電站：乘用車單站投資成本約491萬(wàn)元。換電站投資成本主要包括設(shè)備成本（換電機(jī)器人、電池倉(cāng)、換電平臺(tái)等）、電池成本和建設(shè)成本。設(shè)備成本中，AGV平臺(tái)/電池周轉(zhuǎn)倉(cāng)/集成站殼體/充配系統(tǒng)占總投資成本比重分別約13%/11%/11%/8%；其他系統(tǒng)包括監(jiān)視設(shè)備消防和消防設(shè)備等，占比11%；電池成本/建設(shè)成本分別占比約26%/20%，合計(jì)單站投資總成本約491萬(wàn)元。
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運(yùn)營(yíng)端：換電站運(yùn)營(yíng)成本更具優(yōu)勢(shì)
換電站具有購(gòu)電成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)艾瑞咨詢，換電站和充電站的運(yùn)營(yíng)成本主要包含購(gòu)電成本、設(shè)備維護(hù)成本、勞務(wù)成本、場(chǎng)地租金、其他運(yùn)營(yíng)成本。
購(gòu)電成本方面，充電站購(gòu)電電價(jià)為電網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)，而換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要以集中充電、交流慢充的方式對(duì)更換下來(lái)的電池進(jìn)行充能，在電度電價(jià)低谷時(shí)段集中充電使得換電站具有購(gòu)電成本優(yōu)勢(shì)；勞務(wù)成本方面，換電站仍需一定人力進(jìn)行運(yùn)營(yíng)、電池更換，而充電站基本可實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)營(yíng)，換電站勞務(wù)成本高于充電站；設(shè)備維護(hù)、場(chǎng)地租金和其他類成本二者大抵相同。多家智能汽車制造商積極推進(jìn)無(wú)人換電站布局，進(jìn)一步優(yōu)化換電運(yùn)營(yíng)成本。在蔚來(lái)第三代換電站上，通過(guò)加裝兩塊Orin-X芯片和兩個(gè)激光雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)召喚換電與自動(dòng)泊入的功能。車主將車輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后，車輛便能夠自動(dòng)泊入電站并進(jìn)行換電。無(wú)人換電站不僅人工成本大幅降低，換電效率也顯著提升，從而提高換電站的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。
從需求端來(lái)看：乘用車、商用車換電滲透率邏輯各異
換電模式應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，車輛可分為乘用車、商用車兩種。乘用車多用以方便出行，主要用于載運(yùn)乘客、隨身行李等；商用車指為商業(yè)活動(dòng)設(shè)計(jì)的車輛，主要用于大規(guī)模運(yùn)載人員、貨物及牽引掛車。目前來(lái)看，私家車、出租車、公交車、短途重卡均可作為換電的應(yīng)用場(chǎng)景，并且大多場(chǎng)景已開(kāi)始逐步落地。未來(lái)隨著政策端支持和技術(shù)端推動(dòng)，預(yù)計(jì)換電模式將進(jìn)一步滲透進(jìn)私家車領(lǐng)域，換電應(yīng)用場(chǎng)景也將持續(xù)豐富。
細(xì)分來(lái)看，換電在乘用車、商用車上應(yīng)用邏輯各異。負(fù)荷率通常指發(fā)動(dòng)機(jī)某段時(shí)間內(nèi)的平均負(fù)荷與該段時(shí)間內(nèi)的最高負(fù)荷的百分比，負(fù)荷率越高，車輛在同等條件下的運(yùn)行里程越高。因此，高負(fù)荷率更適用于遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)時(shí)間的車載應(yīng)用場(chǎng)景，主要用于部分出租車與重卡之中。
具體來(lái)看：1）對(duì)于出租車而言，長(zhǎng)時(shí)間停車充電會(huì)導(dǎo)致?lián)p失相應(yīng)載客收入，機(jī)會(huì)成本較高；因此，基于效率與機(jī)會(huì)成本考慮，快速補(bǔ)能的換電模式契合車輛運(yùn)營(yíng)要求。2）對(duì)于重卡車輛而言，目前大多數(shù)重卡均采取“1車2司機(jī)”配置晝夜行車，以滿足運(yùn)貨需求；基于時(shí)間成本考慮，重卡適合通過(guò)換電縮短補(bǔ)能時(shí)間。目前包括干線物流車、渣土車、重卡、礦坑車及部分專用車在內(nèi)的各類用車場(chǎng)景均在大力發(fā)展換電模式，相關(guān)產(chǎn)品及商業(yè)化逐步被市場(chǎng)驗(yàn)證。
商用車：重卡發(fā)展前景廣闊，或成換電模式主流方向
商用重卡與換電降本方向相得益彰，或成為換電模式主流應(yīng)用場(chǎng)景。相較于乘用車及其他商用車，重卡具以下特點(diǎn)：
1）重卡多為兩班倒、全天候運(yùn)營(yíng)，對(duì)充電等待時(shí)長(zhǎng)極為敏感；2）重卡多為批量采購(gòu)（約占30%），有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)營(yíng)；
3）重卡多負(fù)責(zé)重型產(chǎn)品運(yùn)輸，而其倉(cāng)儲(chǔ)位置一般位于遠(yuǎn)郊且起止點(diǎn)、運(yùn)輸路線相對(duì)固定，對(duì)換電站密度要求較小。
從換電場(chǎng)景來(lái)看，預(yù)計(jì)未來(lái)降本方向主要在于：1）電池可拆卸，且拆裝較為方便，節(jié)省單位服務(wù)時(shí)間；2）車型規(guī)格統(tǒng)一，形成規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)以壓低單位成本；3）區(qū)位選址于特定區(qū)域，降低租金成本。綜上所述，商用重卡的特點(diǎn)與換電模式降本方向一致性較高，未來(lái)或成換電主流應(yīng)用方向。
政策指引換電重卡發(fā)展方向，電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)已陸續(xù)布局。從政策力度來(lái)看：2019年起，政府出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)新能源汽車在貨運(yùn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，陸續(xù)頒布《柴油貨車污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》、《重污染天氣重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南》等，將清潔能源車輛占比≥80%作為評(píng)優(yōu)指標(biāo)；2021年10月，工信部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于啟動(dòng)新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，首次提出在宜賓、唐山、包頭三座城市進(jìn)行換電重卡試點(diǎn)；在國(guó)家政策指引下，地方政府也相繼出臺(tái)支持政策，促進(jìn)換電重卡發(fā)展。
“車電分離”模式破局成本劣勢(shì)，換電重卡賽道持續(xù)發(fā)展。新能源換電重卡主要采取“車電分離”的運(yùn)營(yíng)模式：
1）運(yùn)營(yíng)商僅購(gòu)買裸車，電動(dòng)重卡所需動(dòng)力電池由資產(chǎn)管理公司向電池企業(yè)批量購(gòu)買并運(yùn)營(yíng)；
2）用戶以租賃方式從電池資產(chǎn)管理公司租用電池；
3）電池管理公司融資布局形成換電全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈（動(dòng)力電池、動(dòng)力總成、換電集成、智能聯(lián)網(wǎng)），向用戶提供換電車輛、換電站、車聯(lián)網(wǎng)以及投資、融資租賃等服務(wù)。據(jù)我們測(cè)算，相比于傳統(tǒng)的充電模式，換電模式在行使105萬(wàn)公里的全生命周期下相較燃油重卡可節(jié)省約37萬(wàn)元的電池成本。
得益于“車電分離”模式持續(xù)推廣，換電重卡迎來(lái)高速發(fā)展。從銷售數(shù)量來(lái)看，據(jù)電車資源統(tǒng)計(jì)，2022年1~12月?lián)Q電重卡共銷售12431輛，同比增長(zhǎng)285%，成為新能源重卡第一補(bǔ)能車型；其中12月份換電重卡銷量更是呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，共銷售3349輛，同比增長(zhǎng)353%。從換電站規(guī)模來(lái)看，據(jù)艾瑞咨詢統(tǒng)計(jì)，2021年商用車換電站數(shù)量658座，同比增長(zhǎng)139%；用電市場(chǎng)與運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)分別達(dá)9.5億、23.3億元，同比分別增長(zhǎng)138%與75%；換電重卡配套設(shè)施短板日漸補(bǔ)齊，未來(lái)有望迎來(lái)更大發(fā)展。從目前新車申報(bào)來(lái)看，根據(jù)工信部2023年1月最新發(fā)布的第367批新車申報(bào)產(chǎn)品公示，本批上榜的298款新能源專用車中，換電重卡占據(jù)28款，環(huán)比增長(zhǎng)21.7%。
我們測(cè)算，換電重卡的TCO成本相較燃油重卡大幅減少。全生命周期成本理論（TCO，TotalCostofOwnership）將總成本分為三部分：設(shè)備購(gòu)置成本、生命周期運(yùn)行成本、停工期間損失的生產(chǎn)成本。考慮到交通運(yùn)輸行業(yè)特點(diǎn)，疊加疫情管控放松對(duì)停工損失的減少，我們將購(gòu)置成本、使用成本和維護(hù)成本納入TCO理論分析框架，并作出如下假設(shè)：1）基本電費(fèi)（含稅，含服務(wù)費(fèi)）1.40元/kwh，燃油價(jià)格參考2023年2月8日92#油價(jià)，取7.8元/升；2）總運(yùn)行里程假設(shè)為105萬(wàn)公里（5年×300日/年×700公里/日）；3）假設(shè)電池采用三塊，電池租賃成本1300元/月，電池購(gòu)買成本31.02萬(wàn)元/塊；4）燃油重卡購(gòu)置稅2.60%。我們的測(cè)算結(jié)果顯示：采用電池租賃/單獨(dú)購(gòu)買方式的換電重卡TCO成本僅為388.24/379.90萬(wàn)元，相較于燃油重卡分別節(jié)約5.9%與7.9%，未來(lái)隨著成本進(jìn)一步下降預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)性將更加凸顯。
換電模式對(duì)基本電費(fèi)極為敏感，對(duì)運(yùn)行里程則表現(xiàn)穩(wěn)健。根據(jù)我們的敏感性分析測(cè)算：1）其他條件不變，當(dāng)基本電費(fèi)小于1.55元/kWh時(shí)，換電重卡相較于燃油重卡擁有成本優(yōu)勢(shì)；2）其他條件不變，當(dāng)全生命周期運(yùn)營(yíng)里程在50萬(wàn)~250萬(wàn)公里變動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)年運(yùn)營(yíng)里程10萬(wàn)~50萬(wàn)公里，換電重卡相較于燃油重卡有明顯成本優(yōu)勢(shì)。目前，一方面，隨著疫情管控的放松和經(jīng)濟(jì)逐漸回暖，交通運(yùn)輸行業(yè)有望迎來(lái)復(fù)蘇，成本對(duì)運(yùn)行里程穩(wěn)健的換電重卡表現(xiàn)優(yōu)異，未來(lái)有望迅猛發(fā)展。另一方面，碳中和背景下，預(yù)計(jì)新能源行業(yè)電價(jià)將受益于補(bǔ)貼或行政性降價(jià)，未來(lái)電價(jià)上漲空間有限，換電重卡優(yōu)勢(shì)將長(zhǎng)期維持。
乘用車：B端賽道確定性較強(qiáng)，C端未來(lái)可期
出租車市場(chǎng)未來(lái)可期。出租車換電模式未來(lái)可期，主要體現(xiàn)在：
1）出租車每日行駛里程在300~400公里，且對(duì)充電時(shí)長(zhǎng)較為敏感，適合于快速的換電模式；
2）出租車質(zhì)保需要里程在40萬(wàn)~50萬(wàn)公里以內(nèi)，采取快充易損傷電池，在里程超出后將導(dǎo)致電池使用壽命下降，因而換電模式更為有利；
3）出租車多為集中采購(gòu)，可采用統(tǒng)一車型，與換電合力規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。雙班制出租車場(chǎng)景更適合換電車型，司機(jī)收入優(yōu)于充電模式4.61%。對(duì)高頻使用的運(yùn)營(yíng)車來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車的補(bǔ)能效率極大影響了運(yùn)營(yíng)車輛的收入水平。根據(jù)《純電動(dòng)出租車換電運(yùn)營(yíng)模式收益分析》（劉青，2022）中的測(cè)算，在理想情況下，采用換電模式的出租車司機(jī)可實(shí)現(xiàn)月盈利7834元，分別高于天然氣型、充電型3.12%、4.61%。
換電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一助力打開(kāi)乘用車C端市場(chǎng)，有望增加行業(yè)規(guī)模。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)僅蔚來(lái)等小部分車企推出的電池租用服務(wù)涉及私人換電領(lǐng)域。但隨著換電進(jìn)一步普及和換電站的兼容程度增強(qiáng)，運(yùn)營(yíng)商將會(huì)進(jìn)入私人消費(fèi)市場(chǎng)。目前，行業(yè)內(nèi)存在兩種發(fā)展方向：
1）實(shí)行“車站兼容”方案，即一個(gè)換電站能給多個(gè)車型換電，促進(jìn)換電運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步走進(jìn)私人換電市場(chǎng)。目前，奧動(dòng)新能源的“紅色奧動(dòng)戰(zhàn)略計(jì)劃”將通過(guò)共享?yè)Q電實(shí)現(xiàn)“車站兼容”；協(xié)鑫能科的乘用車換電站也可兼容兩款以上的換電車型；此外，吉利、蔚來(lái)、上汽等車企紛紛推出適配自家多種車型的標(biāo)準(zhǔn)電池包。換電站運(yùn)營(yíng)商通過(guò)“車站兼容”可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一品牌的多種車型進(jìn)行換電，并向C端市場(chǎng)進(jìn)行延伸。
2）實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。寧德時(shí)代的“巧克力換電塊”電池是其中的典型代表，據(jù)EVOGO官網(wǎng)，其采用最新CTP技術(shù)，可提供200公里的續(xù)航；分箱換電模式下，車主可在換電時(shí)任意選取一到多塊電池以適配不同里程需求；該換電站將適配全球80%已經(jīng)上市及未來(lái)3年將要上市的純電平臺(tái)開(kāi)發(fā)車型。
行業(yè)空間測(cè)算：成長(zhǎng)空間廣闊，2022~2026年CAGR有望達(dá)93%
基于新能源車保有量，我們對(duì)換電站保有量進(jìn)行測(cè)算。通過(guò)前文論述，我們對(duì)換電行業(yè)未來(lái)發(fā)展做出如下關(guān)鍵假設(shè)：
1）得益于產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)的積極推進(jìn)與換電出租車、換電重卡的未來(lái)前景，我們認(rèn)為2023-2026年換電車滲透率逐年提升，其中乘用車2023/24/25/26年滲透率分別為4%/6%/8%/10%，商用車滲透率分別為15%/22%/29%/35%；
2）參考過(guò)往三年平均水平，假設(shè)2023-2026年新能源乘用車/商用車占新能源車銷量比重保持不變，分別為95%/5%；
3）年度內(nèi)的汽車保有量損耗（報(bào)廢車輛）可忽略不計(jì)，因而，當(dāng)年度保有量=上年度保有量+當(dāng)年度新增量；
4）考慮規(guī)模效應(yīng)的存在，假設(shè)單站價(jià)值量以每年2%的速度下行?；谏鲜鰷y(cè)算，我們認(rèn)為，換電行業(yè)將在未來(lái)迎來(lái)井噴式發(fā)展，預(yù)計(jì)2026年換電站保有量將達(dá)到27489座，對(duì)應(yīng)2022~2026年CAGR達(dá)93%；2026年換電設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)305億元。
當(dāng)下?lián)Q電站制約因素正逐步改善
歷史上新能源換電商業(yè)模式屢屢受挫
如今新能源土壤已備，但資本和產(chǎn)業(yè)對(duì)換電站仍存質(zhì)疑，主要是換電站存在諸多制約發(fā)展因素。
主要問(wèn)題集中于：1）動(dòng)力電池規(guī)格、材料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不利于換電體系流轉(zhuǎn)；2）主機(jī)廠間協(xié)議難以互通導(dǎo)致?lián)Q電只能品牌內(nèi)部流轉(zhuǎn)；3）換電方式存在差異；4）換電站建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本高昂。動(dòng)力電池材料種類豐富。
動(dòng)力電池主要以鋰電池為主，市場(chǎng)上根據(jù)鋰電池的正極材料，可以將鋰電池分為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰以及三元材料。磷酸鐵鋰穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全性較高，但是低溫適應(yīng)性差，能量密度低。錳酸鋰資源豐富，但是穩(wěn)定性和循環(huán)性能欠佳。鈷酸鋰有較高的能量密度和低溫適應(yīng)性，但是穩(wěn)定性差，安全性較低。三元材料有較高的能量密度和較好的低溫適應(yīng)性，但是循環(huán)壽命不長(zhǎng)。綜合材料的性質(zhì)，目前市場(chǎng)上主流的動(dòng)力電池以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主。
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主流動(dòng)力電池廠家技術(shù)發(fā)展路線迥異。動(dòng)力電池行業(yè)龍頭寧德時(shí)代已經(jīng)推出第三代CTP技術(shù)，可應(yīng)用于其旗下的磷酸鐵鋰電池和三元電池，被稱為“麒麟電池”。比亞迪則專注于發(fā)展磷酸鐵鋰電池，其發(fā)布的“刀片電池”電芯扁平窄小，可以通過(guò)陣列的方式排布。蜂巢能源布局“短刀電池”，涉及無(wú)鈷、三元材料到磷酸鐵鋰多種電池材料。億緯鋰能則致力于發(fā)展大圓柱電池，在2022年中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上，億緯鋰能董事長(zhǎng)表示，大圓柱的疊片方案的磷酸鐵鋰電池將是行業(yè)主要的發(fā)展方向。衛(wèi)藍(lán)新能源在2022年中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上表示，公司推出混合固液電解質(zhì)電池，可單次充電續(xù)航1000km。
電池規(guī)格多樣化，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。2017年《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》（GB/T34013-2017）推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，把動(dòng)力電池分為145種規(guī)格，包括圓形電池6種，方型電池125種，軟包14種。然而，由于各企業(yè)的技術(shù)路線存在差異，在電芯層面上的規(guī)格差異更加突出。據(jù)我們對(duì)各電池商推出型號(hào)的不完全統(tǒng)計(jì)，2020年1到9月實(shí)現(xiàn)裝機(jī)的電芯單體型號(hào)有近280個(gè)，其對(duì)應(yīng)的電芯單體尺寸有300多種。電池尺寸規(guī)模上的差異會(huì)直接影響電池生產(chǎn)制造、整車配套和電池回收多個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于換電站而言，電池尺寸規(guī)模的差異還會(huì)造成在不同車型之間的切換困難。
換電電池包通信協(xié)議、電連接器技術(shù)不統(tǒng)一。CAN協(xié)議主要用于汽車中各種不同元件之間的通信，以替代昂貴的配電線束。傳統(tǒng)車輛通常采用SAE-J1939的形式制定CAN總線協(xié)議。然而新能源汽車加入了電池系統(tǒng)和新的電機(jī)系統(tǒng)，面臨重新設(shè)定PNG碼等問(wèn)題。因此，各車企之間形成了不同的CAN通訊協(xié)議。電池供應(yīng)商需要根據(jù)主機(jī)廠的定義，修改電池包的CAN協(xié)議。不同車企之間的電連接器技術(shù)也在多元發(fā)展。因此，通信協(xié)議和電連接器技術(shù)的差異會(huì)導(dǎo)致?lián)Q電難以在不同品牌、不同車型之間進(jìn)行，通常只能在車企內(nèi)部進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q電受眾規(guī)模小，難以盈利。
各品牌間利益牽扯較深，新能源車企間較難統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。新能源汽車行業(yè)發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)出一大批新能源車企，每個(gè)新能源車企都擁有自己的核心技術(shù)和平臺(tái)。核心技術(shù)與平臺(tái)的多樣性意味著換電標(biāo)準(zhǔn)也難以統(tǒng)一。要統(tǒng)一換電標(biāo)準(zhǔn)，新能源車企需要進(jìn)行多方面的調(diào)整，包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)、平臺(tái)管理、生產(chǎn)線等一系列問(wèn)題亟待解決。除此之外，車企和電池供應(yīng)商之間還需要共享相關(guān)數(shù)據(jù)。由于不同車企的行業(yè)地位、技術(shù)發(fā)展水平不一致，強(qiáng)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)觸動(dòng)多方利益。因此，新能源車企或?yàn)榱司S護(hù)自身利益不愿意統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
不同車企的換電方式之間存在差異。目前換電模式主要分為垂直對(duì)插式換電、側(cè)面對(duì)插式換電和端面換電三種方式。垂直對(duì)插式換電即車身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向互相垂直，代表車企有蔚來(lái)和特斯拉。側(cè)面對(duì)插式換電即車身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向平行，代表車企有眾泰和力帆等。端面換電和對(duì)插式換電基本類似，電池安裝在底盤，但是換電過(guò)程中由插件接觸面定位，而非通過(guò)導(dǎo)向的軸孔，代表車企有北向新能源。除上述三種換電方式外，還有少部分車企采用手動(dòng)換電模式，例如康迪電動(dòng)汽車在電池安裝好后手動(dòng)連接電池和車輛的插件。統(tǒng)一換電模式需要對(duì)不同的車身以及底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一改造，車企的設(shè)計(jì)和改造成本高，配合度較低。
換電站投資成本重，運(yùn)維成本高。根據(jù)協(xié)鑫能科2022年5月發(fā)布的《新能源換電站建設(shè)項(xiàng)目可行性分析報(bào)告（修訂稿）》顯示，單個(gè)乘用車換電站投資概算為490.72萬(wàn)元，其中換電站投資260.72萬(wàn)元，線路及其他投資100萬(wàn)元，備用電池投資130萬(wàn)元；單個(gè)重型卡車換電站的投資概算為914.14萬(wàn)元，其中換電站投資420.14萬(wàn)元，線路及其他投資235萬(wàn)元，備用電池投資259萬(wàn)元。據(jù)北汽新能源公告，一個(gè)重卡換電站的建設(shè)成本近1000萬(wàn)元，每個(gè)站按標(biāo)準(zhǔn)需要儲(chǔ)備28塊替換電池，每塊電池成本標(biāo)價(jià)11.5萬(wàn)元，備用電池投資就高達(dá)322萬(wàn)元。除了高昂的投資成本之外，換電站還需要支付不菲的運(yùn)維成本，包括土地租賃費(fèi)用、人工費(fèi)用和電力費(fèi)用。一座占兩個(gè)車位的蔚來(lái)?yè)Q電站就需要兩位值守人員，多座換電站之間還需要共享基建維護(hù)和安全維護(hù)人員。
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同時(shí)我們也看到各種制約因素正逐步減弱。電池逐步標(biāo)準(zhǔn)化：車企和電池供應(yīng)商正在主導(dǎo)電池標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以降低生產(chǎn)成本同時(shí)將有效推動(dòng)換電實(shí)施可行性。電池標(biāo)準(zhǔn)化的重要前提之一是電芯的設(shè)計(jì)限定閾值。在此基礎(chǔ)上，車企和電池供應(yīng)商分別主導(dǎo)著不同思路的標(biāo)準(zhǔn)化。比亞迪將刀片電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)鎖定在960*13.5(14)*90(102)mm，通過(guò)增減串聯(lián)的方式改變電池容量，同時(shí)將電池材料統(tǒng)一為磷酸鐵鋰，實(shí)現(xiàn)材料的標(biāo)準(zhǔn)化。上汽“魔方”電池將長(zhǎng)度和寬度固定在1690mm和1300mm，通過(guò)改變高度和串聯(lián)設(shè)計(jì)改變電池容量，并運(yùn)用不同的材料體系實(shí)現(xiàn)容量分級(jí)。除了車企外，寧德時(shí)代主要推出148mm的電芯，打造多種容量規(guī)格的電池，并運(yùn)用在蔚來(lái)、小鵬等車企上。無(wú)論是車企還是電池供應(yīng)商主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化，目的都是最大程度上降低成本。在未來(lái)，動(dòng)力電池將有望實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一。
換電站正在向兼容多種電池和車型發(fā)展。以蔚來(lái)為例，2023年3月，蔚來(lái)三代站首發(fā)亮相海南?？凇Ｐ乱淮奈祦?lái)?yè)Q電站對(duì)高柔性換電機(jī)構(gòu)進(jìn)行了升級(jí)，軸距兼容范圍為2800-3300mm，從3100mm增加到3300mm，輪外側(cè)距兼容范圍為1900-2800mm，從2500mm增加到2800mm,可兼容更多尺寸的車型，特別是可向下兼容阿爾卑斯品牌車型。蔚來(lái)三代站還將電池倉(cāng)位數(shù)量從13個(gè)增加到21個(gè)，可以兼容不同尺寸的電池包，特別是可以兼容阿爾卑斯車型上的電池。在未來(lái)，換電站還可以發(fā)展出多通道換電站，以適應(yīng)不同換電方式的車型。換電站通過(guò)增強(qiáng)自身的兼容性，可以逐步減輕標(biāo)準(zhǔn)化程度低的問(wèn)題。
新能源汽車龍頭效應(yīng)愈發(fā)明顯
新能源汽車龍頭效應(yīng)明顯，集中度進(jìn)一步提升。2022年新能源汽車實(shí)現(xiàn)銷量524.9萬(wàn)臺(tái)，其中銷量前三的廠商分別為比亞迪、上汽通用五菱和特斯拉（中國(guó)），分別銷售158.3萬(wàn)、44.7萬(wàn)和44.2萬(wàn)輛，分別占比30.2%、8.5%和8.4%。CR3的廠商占市場(chǎng)份額的47.1%，CR10廠商占市場(chǎng)份額的69.4%。新能源汽車龍頭效應(yīng)明顯，市場(chǎng)集中度高，少數(shù)幾家車企占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)份額的半壁江山。
高市場(chǎng)集中度有助于促進(jìn)電池標(biāo)準(zhǔn)化。車企內(nèi)部實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化相對(duì)而言較為容易。當(dāng)市場(chǎng)集中度較高時(shí)，車企內(nèi)部實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)化整合，會(huì)促使動(dòng)力電池的集中度也相應(yīng)提高。以比亞迪為例，2019年至2022年，比亞迪的市場(chǎng)份額經(jīng)過(guò)2020年短暫環(huán)比下降后，迅速擠占市場(chǎng)，2022年市場(chǎng)份額提高至30.16%，上升趨勢(shì)明顯。同時(shí)，比亞迪內(nèi)部也在推進(jìn)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化，將刀片電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)鎖定在960*13.5(14)*90(102)mm，將材料統(tǒng)一為磷酸鐵鋰。兩種趨勢(shì)的協(xié)同促進(jìn)下，市場(chǎng)上的動(dòng)力電池有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
?換電站成本正在下降
蔚來(lái)?yè)Q電站建設(shè)成本在下降，服務(wù)效率在提升。從2018年第一座蔚來(lái)?yè)Q電站的落地，到2023年蔚來(lái)三代站的亮相，5年時(shí)間里蔚來(lái)迭代了三代換電站。根據(jù)搜狐財(cái)經(jīng)張瑩表示，蔚來(lái)一代站的建設(shè)成本大約為250-300萬(wàn)元，而二代站的建設(shè)成本則約為150-200萬(wàn)元。三代站在二代站的基礎(chǔ)上，每一塊電池的成本降低了30%，線束也減少了30%-40%，銅的使用量在下降，成本進(jìn)一步降低。同時(shí)，蔚來(lái)?yè)Q電站的服務(wù)效率在提升。蔚來(lái)一代站擁有5塊電池，日服務(wù)次數(shù)可達(dá)120次；二代站擁有13塊電池，日服務(wù)次數(shù)可達(dá)312次；三代站擁有21塊電池，日服務(wù)次數(shù)可達(dá)408次。
蔚來(lái)?yè)Q電站推動(dòng)無(wú)人換電站，助力運(yùn)維成本下降。2022年NIOPowerDay線上發(fā)布會(huì)，蔚來(lái)借助自研的高性能加電網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)系統(tǒng)，向大眾展示了可實(shí)時(shí)讀取自建加電設(shè)施運(yùn)營(yíng)狀況的可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)。在構(gòu)建的無(wú)人值守?fù)Q電場(chǎng)景中，運(yùn)維人員可以通過(guò)平臺(tái)上的基礎(chǔ)信息、實(shí)時(shí)動(dòng)畫、視頻監(jiān)控、故障告警、運(yùn)維百科、遠(yuǎn)程控制等功能，對(duì)換電實(shí)施管理和監(jiān)控。相較于每個(gè)換電站需要2名運(yùn)維人員，可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)可以僅需要1名運(yùn)維實(shí)現(xiàn)對(duì)多座換電站的監(jiān)督管理，大大降低了換電站的運(yùn)維成本。
換電產(chǎn)業(yè)鏈概述
換電全產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，吸引各方企業(yè)持續(xù)加碼。換電產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游的換電站電池供應(yīng)商及設(shè)備生產(chǎn)商，中游的換電站建設(shè)運(yùn)營(yíng)商與電網(wǎng)企業(yè)，以及下游的新能源汽車用戶和動(dòng)力電池回收企業(yè)。2022年，多家電池供應(yīng)商、新能源車企發(fā)布相關(guān)公告，進(jìn)軍換電設(shè)備行業(yè)，包括協(xié)鑫能科、吉利在內(nèi)的多家企業(yè)共融資超60億元，寧德時(shí)代、蔚來(lái)等發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。其中，寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代電服于2022年1月發(fā)布換電品牌“EVOGO”；且于2023年1月進(jìn)行增資，注冊(cè)資本由2億元增至15億元。
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產(chǎn)業(yè)鏈上游：龍頭布局換電業(yè)務(wù)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇。目前，換電設(shè)備運(yùn)營(yíng)商主要由兩部分公司組成：
1）電池供應(yīng)商，主要包括寧德時(shí)代、欣旺達(dá)等；主要提供適用于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化換電的汽車電池。
2）獨(dú)立的設(shè)備生產(chǎn)商，按照換電站在使用流程中的順序可分為快換系統(tǒng)與充能系統(tǒng)；充能系統(tǒng)的主要玩家包括泰坦動(dòng)力、通和科技等，主要提供換電站對(duì)于所換下電池的充電服務(wù)；快換系統(tǒng)的主要玩家包括瀚川智能、博眾精工、山東威達(dá)、科大智能等，主要提供包括換電站、核心零部件在內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)品。對(duì)快換系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商而言：目前，國(guó)內(nèi)換電設(shè)備供應(yīng)商主要包括山東威達(dá)、博眾精工、瀚川智能、科大智能等。其中，山東威達(dá)與蔚來(lái)深度綁定，二者合資建立子公司昆山斯沃普，為蔚來(lái)二代換電站獨(dú)家供應(yīng)換電設(shè)備，業(yè)務(wù)規(guī)模處行業(yè)前列；博眾精工、科大智能產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)多代更迭，為東風(fēng)、北汽、吉利等傳統(tǒng)車企提供換電設(shè)備；瀚川智能入局較晚，目前營(yíng)收規(guī)模相對(duì)較小，但后發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯。
具體來(lái)看，瀚川智能于2020年開(kāi)始布局換電賽道，憑借在汽車智能制造等業(yè)務(wù)的技術(shù)積淀，擁有較為豐富的換電設(shè)備技術(shù)儲(chǔ)備；目前，瀚川智能已建立完整的換電設(shè)備生產(chǎn)線，形成批量化生產(chǎn)換電設(shè)備的產(chǎn)能；已拓展包括寧德時(shí)代、協(xié)鑫能科、特來(lái)電領(lǐng)充等在內(nèi)的多家龍頭客戶；根據(jù)瀚川智能規(guī)劃，到2025年將形成4000-5000臺(tái)/套的年產(chǎn)能，業(yè)務(wù)規(guī)模與市占率有望雙升。
對(duì)電池供應(yīng)商而言：由于每座換電站都會(huì)儲(chǔ)備相應(yīng)的電池，換電站大規(guī)模營(yíng)運(yùn)料將導(dǎo)致動(dòng)力電池需求激增，因此動(dòng)力電池生產(chǎn)廠商自2020年起紛紛布局換電行業(yè)。以寧德時(shí)代為例，2022年1月，寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代電服在線上舉行發(fā)布會(huì)，推出換電品牌EVOGO，并計(jì)劃將在10個(gè)城市首批啟用，為第一家自建換電站的上游電池供應(yīng)商。
產(chǎn)業(yè)鏈中游：車企處于核心地位，其他企業(yè)陸續(xù)布局。目前中國(guó)換電業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商主要分為三類：
1）以蔚來(lái)、北汽新能源、吉利等為代表的整車廠；
2）以?shī)W動(dòng)新能源、伯坦科技、協(xié)鑫能科為代表的第三方換電運(yùn)營(yíng)商；
3）以國(guó)家電投、中石化為代表的央企國(guó)企。目前來(lái)看，一方面，蔚來(lái)、伯坦、奧動(dòng)形成三分天下的市場(chǎng)格局，行業(yè)集中度較高；且以蔚來(lái)為代表的整車廠占據(jù)了換電運(yùn)營(yíng)商的大部分市場(chǎng)份額，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，其2021年換電站保有量789座，市占率達(dá)56.16%。另一方面，各方企業(yè)陸續(xù)布局，國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化等央企國(guó)企也開(kāi)始與整車廠、電池商等尋求合作共建換電站；截至2021年12月，中國(guó)石化已建成換電站65座，國(guó)家電投建成內(nèi)部驗(yàn)收換電站22座；預(yù)計(jì)未來(lái)隨著各方企業(yè)持續(xù)發(fā)力，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)程度將有所上升。
產(chǎn)業(yè)鏈下游：新能源汽車市場(chǎng)廣闊，推高換電需求。政策端，工信部組織新一輪新能源汽車下鄉(xiāng)，多地出臺(tái)政策促進(jìn)新能源汽車消費(fèi)；供給端，各車企電動(dòng)化、智能化快速推進(jìn)，新能源汽車行業(yè)長(zhǎng)期景氣向好。中信證券研究部新能源車組預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)新能源乘用車車銷量將達(dá)1262萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)2022-2025年CAGR達(dá)22.47%，有望帶動(dòng)換電行業(yè)提速發(fā)展。
當(dāng)下?lián)Q電模式的潛力并未被市場(chǎng)充分認(rèn)知。市場(chǎng)當(dāng)下對(duì)換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時(shí)間、運(yùn)營(yíng)端成本對(duì)比，除此之外我們還希望花一些篇幅剖析換電站被低估的方面，我們總結(jié)了以下八點(diǎn)：
1）單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強(qiáng)；2）車電分離下降低購(gòu)置成本，電池升級(jí)靈活性強(qiáng)；3）換電模式下電池靈活升級(jí)，真正解決“補(bǔ)能焦慮”；4）提升電池利用效率，優(yōu)化退役電池統(tǒng)一管理；5）充電模式對(duì)電網(wǎng)要求高，換電模式對(duì)電網(wǎng)更加友好；6）當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無(wú)法負(fù)荷的時(shí)候，換電站就是必然路徑，7）換電單站投資成本較高，但運(yùn)維降本空間較大。
換電站單位占地面積下服務(wù)能力更強(qiáng)
換電在運(yùn)營(yíng)類乘用車和商用重卡車上都具有優(yōu)勢(shì)。公用營(yíng)運(yùn)車輛和商用車對(duì)營(yíng)運(yùn)成本敏感，而且具有高頻、快速的補(bǔ)電需求，因此換電模式比充電模式更加適用。通過(guò)無(wú)人值守、智慧充電、電池標(biāo)淮化、綠電交易、移動(dòng)電源等優(yōu)化策略，重卡場(chǎng)景的換電站可以實(shí)現(xiàn)挖掘運(yùn)營(yíng)收益價(jià)值的最大化。相較于充電站，換電站在服務(wù)效率方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
換電站的換電流程主要分為五步。以蔚來(lái)第三代換電站為例，首先需要用戶通過(guò)智能導(dǎo)航尋找到換電站，到站后識(shí)別車牌，通過(guò)后用戶將汽車駛?cè)霌Q電站進(jìn)行換電，換電完成后進(jìn)行車輛自檢，自檢完畢之后即可駛出換電站結(jié)算訂單。據(jù)蔚來(lái)公司官方數(shù)據(jù)顯示，蔚來(lái)第三代換電站給新能源汽車換電僅需3分鐘，整個(gè)流程僅需5分鐘。同時(shí)，第三代換電站的電池儲(chǔ)備數(shù)量達(dá)到了21塊，可以短時(shí)間內(nèi)服務(wù)多輛新能源汽車，有效解決了新能源汽車充電慢、充電難的問(wèn)題，大幅度提升了服務(wù)效率。
換電站補(bǔ)能效率高，電池?fù)p耗小、空問(wèn)占用少，無(wú)需擔(dān)憂電池衰減。換電在補(bǔ)能效率上具有顯著優(yōu)勢(shì)，目前最慢換電模式下?lián)Q電時(shí)間低于五分鐘，快于所有慢充、快充（以特斯拉Model3為例，在440V下需要36分鐘充滿電池）。換電電池更換后將集中收集，在恒溫恒濕條件下小功率慢充，有助于延緩電池壽命衰減，延長(zhǎng)使用壽命。不占用充電車位的特性也極大提升了換電模式的補(bǔ)能效率，考慮排隊(duì)時(shí)間、補(bǔ)能時(shí)間，換電模式的便利性可與傳統(tǒng)車加油站等量齊觀。且電池始終處于流通狀態(tài)，用戶無(wú)需承擔(dān)電池?fù)p耗。
相同占地面積下?lián)Q電站具有更高的補(bǔ)能效率。一座蔚來(lái)?yè)Q電站占地等于四個(gè)車位。同等面積的充電站最多可容納四臺(tái)充電樁同時(shí)給四輛汽車補(bǔ)能。假設(shè)一座充電站有630kVA的電網(wǎng)負(fù)荷，一輛車補(bǔ)能60度電，那么一個(gè)小時(shí)內(nèi)一座充電站最多給630/60≈6輛車補(bǔ)能，此時(shí)每臺(tái)充電樁的功率大約是158kW。而一座換電站由于電池事先充滿了電，每五分鐘就可以完成一次換電，一個(gè)小時(shí)之內(nèi)就能夠給12輛車補(bǔ)能。在相同的占比面積下，換電站的補(bǔ)能效率是充電站的兩倍。
車電分離下降低車輛購(gòu)置及使用成本
換電模式下所衍生的“車電分離”可顯著降低購(gòu)車門檻。在換電模式加持下，新能源車購(gòu)置可提供“車電分離”模式，即為用戶提供“買車不買電池”的購(gòu)車服務(wù)，以蔚來(lái)車電分離的BASS方案為例，單獨(dú)出售不包含電池的車輛（比原車價(jià)低7-12.8萬(wàn)），動(dòng)力電池則通過(guò)租賃的方式從蔚來(lái)獲得，價(jià)格為每月980元（75kWh電池）和1680元（100kWh電池）。此類方案在低價(jià)車型經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)尤為明顯，以飛凡F7為例，配備77kWh電池的進(jìn)階版售價(jià)為22.99萬(wàn)，如若選擇租電方案新用戶購(gòu)車總價(jià)僅為14.8萬(wàn)元。
電池并非越大越好，而是要靈活，電池靈活升級(jí)有助于減少用戶一次性成本投入，最大化電池使用效率。電池容量是用戶購(gòu)車時(shí)的考慮重點(diǎn)，但小容積電池與大容積電池通常價(jià)差較大，以蔚來(lái)為例，75度電池與100度電池差價(jià)達(dá)5.8萬(wàn)元。對(duì)于部分城市通勤為主的用戶而言，75度電池即可滿足絕大多數(shù)日常需求，但難以滿足偶發(fā)性的長(zhǎng)途旅行。如果為了偶發(fā)性需求而選擇購(gòu)置100度電池除了要多付5.8萬(wàn)元外，也是對(duì)能源與資源的浪費(fèi)，“是否要為了以后的一次西藏之行而在用車第一日就付出較大成本買大容量電池？”換電模式可提供靈活升級(jí)服務(wù)，還是以蔚來(lái)舉例，用戶可購(gòu)置小容量電池版本滿足日常通勤需求，如果有長(zhǎng)途出行需求可以選擇日租50元/天或880元/月方案靈活升級(jí)至100度甚至150度電池。簡(jiǎn)而言之，“日長(zhǎng)小電池、長(zhǎng)途出行大電池，花最少的錢、跑最遠(yuǎn)的路”就是換電模式為汽車的賦能讓電池回歸能源屬性。
換電模式下車輛始終可以更新最新電池技術(shù)。電池技術(shù)的快速迭代也是制約消費(fèi)者購(gòu)買新能源車的因素之一，而換電模式下可以始終保持車輛沿用最新電池技術(shù)。以蔚來(lái)推出的首款車型es8為例，最初搭載70kWh電池版本續(xù)航為415KM，而后蔚來(lái)推出新一代75kWh三元磷酸鋰電池，老版本用戶可以直接在換電站換取新版本電池進(jìn)而升級(jí)續(xù)航至450km。預(yù)計(jì)今年底蔚來(lái)還會(huì)推出150kWh電池包，屆時(shí)即使2017年上市的初代ES8也可以實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程超800KM。這也是換電模式下汽車可升級(jí)的體現(xiàn)之一，由此換電模式可以徹底打消消費(fèi)者對(duì)于新能車電池技術(shù)快速迭代所擔(dān)心的購(gòu)置需求后置的問(wèn)題。
新能源購(gòu)置稅減免新政下，換電車型稅收優(yōu)惠政策更優(yōu)。2023年6月19日財(cái)政部、稅務(wù)總局及工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于延續(xù)和優(yōu)化新能源汽車車輛購(gòu)置稅減免政策的公告》?？偨Y(jié)來(lái)看，2024-2025年新購(gòu)新能源汽車?yán)^續(xù)免征車輛購(gòu)置稅額不超3萬(wàn)元（開(kāi)票價(jià)33.9萬(wàn)以內(nèi)免征購(gòu)置稅）；2026-2027年新購(gòu)新能源汽車減半征收車輛購(gòu)置稅，單車減稅額不超過(guò)1.5萬(wàn)元（開(kāi)票價(jià)16.95萬(wàn)以內(nèi)免稅）。其中，采用“車電分離”購(gòu)置方案的新能源車電池價(jià)格不計(jì)入計(jì)稅基價(jià)，換電車輛稅收經(jīng)濟(jì)性凸顯。以指導(dǎo)價(jià)為48.6萬(wàn)的蔚來(lái)100度電ET7為例，采用電池租賃后車價(jià)為35.8萬(wàn)，如明年購(gòu)買相較非換電車型可減免1.3萬(wàn)元購(gòu)置稅。
換電模式下電池靈活升級(jí)，真正解決“補(bǔ)能焦慮”
電車“里程焦慮”的本質(zhì)是“補(bǔ)能焦慮”。如今新能源車?yán)m(xù)航里程普遍在500KM以上甚至超過(guò)部分燃油車，但續(xù)航焦慮確始終存在。我們認(rèn)為“續(xù)航焦慮”的本質(zhì)為對(duì)補(bǔ)能的不確定性而產(chǎn)生的焦慮。我們認(rèn)為這種不確定性主要來(lái)自：
1）充電樁的不確定性：油車占位、壞樁概率、補(bǔ)能時(shí)間等；2）補(bǔ)能便利度的不確定性：能否找到充電樁、充電速度。總結(jié)來(lái)看電車“補(bǔ)能焦慮”的本質(zhì)是充電設(shè)施易用性和密度及補(bǔ)能速度存在不確定性。換電站或許是“補(bǔ)能焦慮”的終極解決方案。燃油車沒(méi)有里程焦慮的根源在于加油站的補(bǔ)能時(shí)間與成功補(bǔ)能具備較高的確定性。換電站與加油站類似補(bǔ)能時(shí)間具備高確定性、不存在占位問(wèn)題。一旦換電站大面積鋪開(kāi)，則補(bǔ)能便利性接近燃油車，并且不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大負(fù)荷。從運(yùn)營(yíng)成本上來(lái)說(shuō)換電站甚至更優(yōu)，燃油作為一種“中心化”資源油料需要油罐運(yùn)輸，這就導(dǎo)致了巨大的能源浪費(fèi)；而電力作為一種“去中心化”資源既保留了加油站的便利性及補(bǔ)能速度，又具備充電樁一樣的去中心化能源，我們認(rèn)為換電站或許是補(bǔ)能的終極解決方案。
車電分離優(yōu)化電池利用效率，利好電池回收和梯次利用
電池問(wèn)題始終是影響新能車用戶購(gòu)買決策的關(guān)鍵因素。根據(jù)中國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)公布的《2021年全國(guó)消協(xié)組織受理投訴情況分析》，新能車消費(fèi)者主要投訴問(wèn)題前三分別為：1.安全問(wèn)題如行駛中斷電、自燃、自動(dòng)駕駛失靈等；2.電池質(zhì)量問(wèn)題；3.續(xù)航里程縮水。電池作為新能源汽車最為核心部件也是影響消費(fèi)者購(gòu)車的關(guān)鍵因素，大多數(shù)起火自燃等事件與電池健康狀態(tài)及電芯老化不無(wú)關(guān)系，也是阻礙新能源車發(fā)展的主要障礙之一。
CTB、CTC電池車身架構(gòu)技術(shù)提供高性能，但維護(hù)及易修復(fù)性較低。在電池技術(shù)發(fā)展的當(dāng)下愈多車型逐步采用CTB、CTC等電池方案，通過(guò)將車身、電池、底盤融為一體的方案提升電池包能量密度和車身輕量化水平，這種方案可以減少電池包厚度，從而減輕電池包對(duì)車內(nèi)垂直空間的擠壓，缺點(diǎn)是車身與電池組一體化在碰撞或電池包受損或更換維修時(shí)較為復(fù)雜，只能拆開(kāi)底盤更換電芯，從而推高碰撞維修成本。
換電模式的電池包安全性、維護(hù)及可維修性相較CTB、CTC等車身架構(gòu)方案更優(yōu)。新能車自燃多來(lái)自于電氣線路短路和電池包受損，車身一體化電池方案較難做到對(duì)電池包高頻維護(hù)保養(yǎng)；而對(duì)于換電模式來(lái)說(shuō)，每一次換電都是電池包的自檢，有效消除電芯安全隱患。以蔚來(lái)的充換電站充電系統(tǒng)為例，其充電設(shè)備和供電設(shè)備已經(jīng)能完成充電過(guò)程和供電狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)視；換電的每一次補(bǔ)能都是對(duì)電池的一次檢測(cè)保養(yǎng)，除了電池包外殼受損的問(wèn)題，電池包內(nèi)部電芯狀況也可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)防電芯潛在風(fēng)險(xiǎn)。
充電模式對(duì)電網(wǎng)要求高，換電更加電網(wǎng)友好
充電樁增壓配電網(wǎng)絡(luò)，超充大規(guī)模落地存在瓶頸。充電樁的功率提升和大規(guī)模應(yīng)用給配電網(wǎng)帶來(lái)了更大的壓力，進(jìn)而引發(fā)了一系列電網(wǎng)問(wèn)題，影響了800V超充的大規(guī)模落地：
1）國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院研究顯示，電動(dòng)車充電高峰與居民日常用電高峰重合度高達(dá)85%，充電樁的功率提升和數(shù)量擴(kuò)張會(huì)進(jìn)一步加劇電網(wǎng)在用電高峰的壓力，電網(wǎng)付出額外成本以滿足用電高峰的短時(shí)間、大幅度用電會(huì)導(dǎo)致其資源峰谷時(shí)的閑置成本增大、設(shè)備使用率降低；
2）充電樁充電的瞬時(shí)功率較大，會(huì)引起電壓偏移，影響電能質(zhì)量，若嚴(yán)重到電壓越限甚至?xí)l(fā)配電安全事故。800V超充造成的電壓偏移相比于普通充電樁更加嚴(yán)重，可能危害配電網(wǎng)的安全運(yùn)行；
3）據(jù)中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟及能鏈智電聯(lián)合發(fā)布的《2022年中國(guó)電動(dòng)汽車用戶充電行為白皮書》，截至2022年底，我國(guó)約66%的充電樁是私人充電樁，75%的充電樁增量來(lái)自私人充電樁，導(dǎo)致了充電樁分布不均勻，加大了電網(wǎng)管理調(diào)控的難度。
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小區(qū)電力總?cè)萘坑邢?，充電車位?shù)量上限難以突破。目前諸多小區(qū)由于先前并未進(jìn)行相關(guān)規(guī)劃，電力總體容量不足，無(wú)法在不影響居民正常生活的同時(shí)提供足量的充電車位。這一問(wèn)題歸根結(jié)底是來(lái)自于小區(qū)配電容量是有上限的，通常合理的車位：樁比為3：1，也就是說(shuō)僅有約30%的小區(qū)停車位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車整體保有量超過(guò)30%后（月銷量滲透率已超30%），日常補(bǔ)能問(wèn)題將會(huì)面臨很大的壓力，新增新能源車主或需要下班后去商業(yè)充電樁充電，這將對(duì)未來(lái)電車使用體驗(yàn)提出極大挑戰(zhàn)，進(jìn)而可能影響新能源車保有量提升。充電車位不足問(wèn)題根源來(lái)自小區(qū)本身，進(jìn)行改造成本大、困難重重，極大制約了充電樁的終端大規(guī)模落地應(yīng)用。
換電模式充換電時(shí)間可控，可減輕電網(wǎng)負(fù)荷并協(xié)助其調(diào)峰調(diào)頻。充電樁對(duì)電網(wǎng)形成的高壓力很大程度來(lái)自于使用者的無(wú)序充電，而換電模式充電時(shí)間可控、用電負(fù)荷均衡。換電站可以響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度，在用電負(fù)荷較小時(shí)（如夜晚）對(duì)電池集中充電并在用電高峰期直接向居民提供充滿電的電池，不僅減輕了電網(wǎng)壓力，還可以協(xié)助其削峰填谷。
擁有儲(chǔ)能功能的換電站可以協(xié)助調(diào)頻，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行護(hù)航。換電站可以在電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏差時(shí)接入電網(wǎng)調(diào)度中心參與電網(wǎng)調(diào)頻，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。以蔚來(lái)為例，根據(jù)其站內(nèi)電池分配情況，其每個(gè)換電站有600-700度電的儲(chǔ)能能力，站標(biāo)約13塊電池。其中2-3塊用于用戶更換所備電池，其余10-11塊電池在閑時(shí)可隨時(shí)接受電網(wǎng)指令向電網(wǎng)放電5-10分鐘用于協(xié)助電網(wǎng)調(diào)配。2022年蔚來(lái)在合肥的15座換電站曾幫助電力調(diào)度控制中心在1分鐘內(nèi)降低負(fù)荷1.4兆瓦，而自身每塊電池的充電時(shí)間僅增加了約5分鐘，幾乎不影響用戶的正常換電服務(wù)。
目前充換電站主要服務(wù)乘用車，因此我們對(duì)乘用車充換電站投資成本進(jìn)行對(duì)比。同時(shí)需注意在不同地區(qū)內(nèi)不同數(shù)據(jù)信息如購(gòu)電成本等存在一定的微小差異，相應(yīng)比例為取平均值后等進(jìn)行處理過(guò)的數(shù)據(jù)；此外由于各地充電單樁/換電單站一次性補(bǔ)貼不等，多居于200-300元/KW間，因而不計(jì)入下文成本分析與計(jì)算。充電站：國(guó)內(nèi)以交直流混用站為主，總投資成本150-250萬(wàn)元。據(jù)艾瑞咨詢，充電站投資成本主要由設(shè)備成本（充電機(jī)、電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、其他設(shè)備）、建設(shè)成本（建筑建造、配電變電設(shè)施建造、消防設(shè)施建造）構(gòu)成。充電機(jī)由一定數(shù)量和比例搭配的快充樁和慢充樁組成，其中硬件設(shè)備/制造/人工成本分別占設(shè)備購(gòu)置成本93%/4%/3%；建設(shè)成本占總投資成本比重約25%。單站總投資成本約150-250萬(wàn)元，正相關(guān)于充電機(jī)配比數(shù)量。
換電站：乘用車單站投資成本約491萬(wàn)元。換電站投資成本主要包括設(shè)備成本（換電機(jī)器人、電池倉(cāng)、換電平臺(tái)等）、電池成本和建設(shè)成本。設(shè)備成本中，AGV平臺(tái)/電池周轉(zhuǎn)倉(cāng)/集成站殼體/充配系統(tǒng)占總投資成本比重分別約13%/11%/11%/8%；其他系統(tǒng)包括監(jiān)視設(shè)備消防和消防設(shè)備等，占比11%；電池成本/建設(shè)成本分別占比約26%/20%，合計(jì)單站投資總成本約491萬(wàn)元。
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運(yùn)營(yíng)端：換電站運(yùn)營(yíng)成本更具優(yōu)勢(shì)
換電站具有購(gòu)電成本優(yōu)勢(shì)。據(jù)艾瑞咨詢，換電站和充電站的運(yùn)營(yíng)成本主要包含購(gòu)電成本、設(shè)備維護(hù)成本、勞務(wù)成本、場(chǎng)地租金、其他運(yùn)營(yíng)成本。
購(gòu)電成本方面，充電站購(gòu)電電價(jià)為電網(wǎng)實(shí)時(shí)電價(jià)，而換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要以集中充電、交流慢充的方式對(duì)更換下來(lái)的電池進(jìn)行充能，在電度電價(jià)低谷時(shí)段集中充電使得換電站具有購(gòu)電成本優(yōu)勢(shì)；勞務(wù)成本方面，換電站仍需一定人力進(jìn)行運(yùn)營(yíng)、電池更換，而充電站基本可實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)營(yíng)，換電站勞務(wù)成本高于充電站；設(shè)備維護(hù)、場(chǎng)地租金和其他類成本二者大抵相同。多家智能汽車制造商積極推進(jìn)無(wú)人換電站布局，進(jìn)一步優(yōu)化換電運(yùn)營(yíng)成本。在蔚來(lái)第三代換電站上，通過(guò)加裝兩塊Orin-X芯片和兩個(gè)激光雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)召喚換電與自動(dòng)泊入的功能。車主將車輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后，車輛便能夠自動(dòng)泊入電站并進(jìn)行換電。無(wú)人換電站不僅人工成本大幅降低，換電效率也顯著提升，從而提高換電站的可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。
從需求端來(lái)看：乘用車、商用車換電滲透率邏輯各異
換電模式應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，車輛可分為乘用車、商用車兩種。乘用車多用以方便出行，主要用于載運(yùn)乘客、隨身行李等；商用車指為商業(yè)活動(dòng)設(shè)計(jì)的車輛，主要用于大規(guī)模運(yùn)載人員、貨物及牽引掛車。目前來(lái)看，私家車、出租車、公交車、短途重卡均可作為換電的應(yīng)用場(chǎng)景，并且大多場(chǎng)景已開(kāi)始逐步落地。未來(lái)隨著政策端支持和技術(shù)端推動(dòng)，預(yù)計(jì)換電模式將進(jìn)一步滲透進(jìn)私家車領(lǐng)域，換電應(yīng)用場(chǎng)景也將持續(xù)豐富。
細(xì)分來(lái)看，換電在乘用車、商用車上應(yīng)用邏輯各異。負(fù)荷率通常指發(fā)動(dòng)機(jī)某段時(shí)間內(nèi)的平均負(fù)荷與該段時(shí)間內(nèi)的最高負(fù)荷的百分比，負(fù)荷率越高，車輛在同等條件下的運(yùn)行里程越高。因此，高負(fù)荷率更適用于遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)時(shí)間的車載應(yīng)用場(chǎng)景，主要用于部分出租車與重卡之中。
具體來(lái)看：1）對(duì)于出租車而言，長(zhǎng)時(shí)間停車充電會(huì)導(dǎo)致?lián)p失相應(yīng)載客收入，機(jī)會(huì)成本較高；因此，基于效率與機(jī)會(huì)成本考慮，快速補(bǔ)能的換電模式契合車輛運(yùn)營(yíng)要求。2）對(duì)于重卡車輛而言，目前大多數(shù)重卡均采取“1車2司機(jī)”配置晝夜行車，以滿足運(yùn)貨需求；基于時(shí)間成本考慮，重卡適合通過(guò)換電縮短補(bǔ)能時(shí)間。目前包括干線物流車、渣土車、重卡、礦坑車及部分專用車在內(nèi)的各類用車場(chǎng)景均在大力發(fā)展換電模式，相關(guān)產(chǎn)品及商業(yè)化逐步被市場(chǎng)驗(yàn)證。
商用車：重卡發(fā)展前景廣闊，或成換電模式主流方向
商用重卡與換電降本方向相得益彰，或成為換電模式主流應(yīng)用場(chǎng)景。相較于乘用車及其他商用車，重卡具以下特點(diǎn)：
1）重卡多為兩班倒、全天候運(yùn)營(yíng)，對(duì)充電等待時(shí)長(zhǎng)極為敏感；2）重卡多為批量采購(gòu)（約占30%），有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)營(yíng)；
3）重卡多負(fù)責(zé)重型產(chǎn)品運(yùn)輸，而其倉(cāng)儲(chǔ)位置一般位于遠(yuǎn)郊且起止點(diǎn)、運(yùn)輸路線相對(duì)固定，對(duì)換電站密度要求較小。
從換電場(chǎng)景來(lái)看，預(yù)計(jì)未來(lái)降本方向主要在于：1）電池可拆卸，且拆裝較為方便，節(jié)省單位服務(wù)時(shí)間；2）車型規(guī)格統(tǒng)一，形成規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)以壓低單位成本；3）區(qū)位選址于特定區(qū)域，降低租金成本。綜上所述，商用重卡的特點(diǎn)與換電模式降本方向一致性較高，未來(lái)或成換電主流應(yīng)用方向。
政策指引換電重卡發(fā)展方向，電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)已陸續(xù)布局。從政策力度來(lái)看：2019年起，政府出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)新能源汽車在貨運(yùn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，陸續(xù)頒布《柴油貨車污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》、《重污染天氣重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南》等，將清潔能源車輛占比≥80%作為評(píng)優(yōu)指標(biāo)；2021年10月，工信部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于啟動(dòng)新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，首次提出在宜賓、唐山、包頭三座城市進(jìn)行換電重卡試點(diǎn)；在國(guó)家政策指引下，地方政府也相繼出臺(tái)支持政策，促進(jìn)換電重卡發(fā)展。
“車電分離”模式破局成本劣勢(shì)，換電重卡賽道持續(xù)發(fā)展。新能源換電重卡主要采取“車電分離”的運(yùn)營(yíng)模式：
1）運(yùn)營(yíng)商僅購(gòu)買裸車，電動(dòng)重卡所需動(dòng)力電池由資產(chǎn)管理公司向電池企業(yè)批量購(gòu)買并運(yùn)營(yíng)；
2）用戶以租賃方式從電池資產(chǎn)管理公司租用電池；
3）電池管理公司融資布局形成換電全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈（動(dòng)力電池、動(dòng)力總成、換電集成、智能聯(lián)網(wǎng)），向用戶提供換電車輛、換電站、車聯(lián)網(wǎng)以及投資、融資租賃等服務(wù)。據(jù)我們測(cè)算，相比于傳統(tǒng)的充電模式，換電模式在行使105萬(wàn)公里的全生命周期下相較燃油重卡可節(jié)省約37萬(wàn)元的電池成本。
得益于“車電分離”模式持續(xù)推廣，換電重卡迎來(lái)高速發(fā)展。從銷售數(shù)量來(lái)看，據(jù)電車資源統(tǒng)計(jì)，2022年1~12月?lián)Q電重卡共銷售12431輛，同比增長(zhǎng)285%，成為新能源重卡第一補(bǔ)能車型；其中12月份換電重卡銷量更是呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，共銷售3349輛，同比增長(zhǎng)353%。從換電站規(guī)模來(lái)看，據(jù)艾瑞咨詢統(tǒng)計(jì)，2021年商用車換電站數(shù)量658座，同比增長(zhǎng)139%；用電市場(chǎng)與運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)分別達(dá)9.5億、23.3億元，同比分別增長(zhǎng)138%與75%；換電重卡配套設(shè)施短板日漸補(bǔ)齊，未來(lái)有望迎來(lái)更大發(fā)展。從目前新車申報(bào)來(lái)看，根據(jù)工信部2023年1月最新發(fā)布的第367批新車申報(bào)產(chǎn)品公示，本批上榜的298款新能源專用車中，換電重卡占據(jù)28款，環(huán)比增長(zhǎng)21.7%。
我們測(cè)算，換電重卡的TCO成本相較燃油重卡大幅減少。全生命周期成本理論（TCO，TotalCostofOwnership）將總成本分為三部分：設(shè)備購(gòu)置成本、生命周期運(yùn)行成本、停工期間損失的生產(chǎn)成本。考慮到交通運(yùn)輸行業(yè)特點(diǎn)，疊加疫情管控放松對(duì)停工損失的減少，我們將購(gòu)置成本、使用成本和維護(hù)成本納入TCO理論分析框架，并作出如下假設(shè)：1）基本電費(fèi)（含稅，含服務(wù)費(fèi)）1.40元/kwh，燃油價(jià)格參考2023年2月8日92#油價(jià)，取7.8元/升；2）總運(yùn)行里程假設(shè)為105萬(wàn)公里（5年×300日/年×700公里/日）；3）假設(shè)電池采用三塊，電池租賃成本1300元/月，電池購(gòu)買成本31.02萬(wàn)元/塊；4）燃油重卡購(gòu)置稅2.60%。我們的測(cè)算結(jié)果顯示：采用電池租賃/單獨(dú)購(gòu)買方式的換電重卡TCO成本僅為388.24/379.90萬(wàn)元，相較于燃油重卡分別節(jié)約5.9%與7.9%，未來(lái)隨著成本進(jìn)一步下降預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)性將更加凸顯。
換電模式對(duì)基本電費(fèi)極為敏感，對(duì)運(yùn)行里程則表現(xiàn)穩(wěn)健。根據(jù)我們的敏感性分析測(cè)算：1）其他條件不變，當(dāng)基本電費(fèi)小于1.55元/kWh時(shí)，換電重卡相較于燃油重卡擁有成本優(yōu)勢(shì)；2）其他條件不變，當(dāng)全生命周期運(yùn)營(yíng)里程在50萬(wàn)~250萬(wàn)公里變動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)年運(yùn)營(yíng)里程10萬(wàn)~50萬(wàn)公里，換電重卡相較于燃油重卡有明顯成本優(yōu)勢(shì)。目前，一方面，隨著疫情管控的放松和經(jīng)濟(jì)逐漸回暖，交通運(yùn)輸行業(yè)有望迎來(lái)復(fù)蘇，成本對(duì)運(yùn)行里程穩(wěn)健的換電重卡表現(xiàn)優(yōu)異，未來(lái)有望迅猛發(fā)展。另一方面，碳中和背景下，預(yù)計(jì)新能源行業(yè)電價(jià)將受益于補(bǔ)貼或行政性降價(jià)，未來(lái)電價(jià)上漲空間有限，換電重卡優(yōu)勢(shì)將長(zhǎng)期維持。
乘用車：B端賽道確定性較強(qiáng)，C端未來(lái)可期
出租車市場(chǎng)未來(lái)可期。出租車換電模式未來(lái)可期，主要體現(xiàn)在：
1）出租車每日行駛里程在300~400公里，且對(duì)充電時(shí)長(zhǎng)較為敏感，適合于快速的換電模式；
2）出租車質(zhì)保需要里程在40萬(wàn)~50萬(wàn)公里以內(nèi)，采取快充易損傷電池，在里程超出后將導(dǎo)致電池使用壽命下降，因而換電模式更為有利；
3）出租車多為集中采購(gòu)，可采用統(tǒng)一車型，與換電合力規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。雙班制出租車場(chǎng)景更適合換電車型，司機(jī)收入優(yōu)于充電模式4.61%。對(duì)高頻使用的運(yùn)營(yíng)車來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車的補(bǔ)能效率極大影響了運(yùn)營(yíng)車輛的收入水平。根據(jù)《純電動(dòng)出租車換電運(yùn)營(yíng)模式收益分析》（劉青，2022）中的測(cè)算，在理想情況下，采用換電模式的出租車司機(jī)可實(shí)現(xiàn)月盈利7834元，分別高于天然氣型、充電型3.12%、4.61%。
換電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一助力打開(kāi)乘用車C端市場(chǎng)，有望增加行業(yè)規(guī)模。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)僅蔚來(lái)等小部分車企推出的電池租用服務(wù)涉及私人換電領(lǐng)域。但隨著換電進(jìn)一步普及和換電站的兼容程度增強(qiáng)，運(yùn)營(yíng)商將會(huì)進(jìn)入私人消費(fèi)市場(chǎng)。目前，行業(yè)內(nèi)存在兩種發(fā)展方向：
1）實(shí)行“車站兼容”方案，即一個(gè)換電站能給多個(gè)車型換電，促進(jìn)換電運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步走進(jìn)私人換電市場(chǎng)。目前，奧動(dòng)新能源的“紅色奧動(dòng)戰(zhàn)略計(jì)劃”將通過(guò)共享?yè)Q電實(shí)現(xiàn)“車站兼容”；協(xié)鑫能科的乘用車換電站也可兼容兩款以上的換電車型；此外，吉利、蔚來(lái)、上汽等車企紛紛推出適配自家多種車型的標(biāo)準(zhǔn)電池包。換電站運(yùn)營(yíng)商通過(guò)“車站兼容”可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一品牌的多種車型進(jìn)行換電，并向C端市場(chǎng)進(jìn)行延伸。
2）實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。寧德時(shí)代的“巧克力換電塊”電池是其中的典型代表，據(jù)EVOGO官網(wǎng)，其采用最新CTP技術(shù)，可提供200公里的續(xù)航；分箱換電模式下，車主可在換電時(shí)任意選取一到多塊電池以適配不同里程需求；該換電站將適配全球80%已經(jīng)上市及未來(lái)3年將要上市的純電平臺(tái)開(kāi)發(fā)車型。
行業(yè)空間測(cè)算：成長(zhǎng)空間廣闊，2022~2026年CAGR有望達(dá)93%
基于新能源車保有量，我們對(duì)換電站保有量進(jìn)行測(cè)算。通過(guò)前文論述，我們對(duì)換電行業(yè)未來(lái)發(fā)展做出如下關(guān)鍵假設(shè)：
1）得益于產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)的積極推進(jìn)與換電出租車、換電重卡的未來(lái)前景，我們認(rèn)為2023-2026年換電車滲透率逐年提升，其中乘用車2023/24/25/26年滲透率分別為4%/6%/8%/10%，商用車滲透率分別為15%/22%/29%/35%；
2）參考過(guò)往三年平均水平，假設(shè)2023-2026年新能源乘用車/商用車占新能源車銷量比重保持不變，分別為95%/5%；
3）年度內(nèi)的汽車保有量損耗（報(bào)廢車輛）可忽略不計(jì)，因而，當(dāng)年度保有量=上年度保有量+當(dāng)年度新增量；
4）考慮規(guī)模效應(yīng)的存在，假設(shè)單站價(jià)值量以每年2%的速度下行?；谏鲜鰷y(cè)算，我們認(rèn)為，換電行業(yè)將在未來(lái)迎來(lái)井噴式發(fā)展，預(yù)計(jì)2026年換電站保有量將達(dá)到27489座，對(duì)應(yīng)2022~2026年CAGR達(dá)93%；2026年換電設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)305億元。
當(dāng)下?lián)Q電站制約因素正逐步改善
歷史上新能源換電商業(yè)模式屢屢受挫
如今新能源土壤已備，但資本和產(chǎn)業(yè)對(duì)換電站仍存質(zhì)疑，主要是換電站存在諸多制約發(fā)展因素。
主要問(wèn)題集中于：1）動(dòng)力電池規(guī)格、材料、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不利于換電體系流轉(zhuǎn)；2）主機(jī)廠間協(xié)議難以互通導(dǎo)致?lián)Q電只能品牌內(nèi)部流轉(zhuǎn)；3）換電方式存在差異；4）換電站建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本高昂。動(dòng)力電池材料種類豐富。
動(dòng)力電池主要以鋰電池為主，市場(chǎng)上根據(jù)鋰電池的正極材料，可以將鋰電池分為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰以及三元材料。磷酸鐵鋰穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全性較高，但是低溫適應(yīng)性差，能量密度低。錳酸鋰資源豐富，但是穩(wěn)定性和循環(huán)性能欠佳。鈷酸鋰有較高的能量密度和低溫適應(yīng)性，但是穩(wěn)定性差，安全性較低。三元材料有較高的能量密度和較好的低溫適應(yīng)性，但是循環(huán)壽命不長(zhǎng)。綜合材料的性質(zhì)，目前市場(chǎng)上主流的動(dòng)力電池以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主。
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主流動(dòng)力電池廠家技術(shù)發(fā)展路線迥異。動(dòng)力電池行業(yè)龍頭寧德時(shí)代已經(jīng)推出第三代CTP技術(shù)，可應(yīng)用于其旗下的磷酸鐵鋰電池和三元電池，被稱為“麒麟電池”。比亞迪則專注于發(fā)展磷酸鐵鋰電池，其發(fā)布的“刀片電池”電芯扁平窄小，可以通過(guò)陣列的方式排布。蜂巢能源布局“短刀電池”，涉及無(wú)鈷、三元材料到磷酸鐵鋰多種電池材料。億緯鋰能則致力于發(fā)展大圓柱電池，在2022年中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上，億緯鋰能董事長(zhǎng)表示，大圓柱的疊片方案的磷酸鐵鋰電池將是行業(yè)主要的發(fā)展方向。衛(wèi)藍(lán)新能源在2022年中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上表示，公司推出混合固液電解質(zhì)電池，可單次充電續(xù)航1000km。
電池規(guī)格多樣化，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。2017年《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》（GB/T34013-2017）推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，把動(dòng)力電池分為145種規(guī)格，包括圓形電池6種，方型電池125種，軟包14種。然而，由于各企業(yè)的技術(shù)路線存在差異，在電芯層面上的規(guī)格差異更加突出。據(jù)我們對(duì)各電池商推出型號(hào)的不完全統(tǒng)計(jì)，2020年1到9月實(shí)現(xiàn)裝機(jī)的電芯單體型號(hào)有近280個(gè)，其對(duì)應(yīng)的電芯單體尺寸有300多種。電池尺寸規(guī)模上的差異會(huì)直接影響電池生產(chǎn)制造、整車配套和電池回收多個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)于換電站而言，電池尺寸規(guī)模的差異還會(huì)造成在不同車型之間的切換困難。
換電電池包通信協(xié)議、電連接器技術(shù)不統(tǒng)一。CAN協(xié)議主要用于汽車中各種不同元件之間的通信，以替代昂貴的配電線束。傳統(tǒng)車輛通常采用SAE-J1939的形式制定CAN總線協(xié)議。然而新能源汽車加入了電池系統(tǒng)和新的電機(jī)系統(tǒng)，面臨重新設(shè)定PNG碼等問(wèn)題。因此，各車企之間形成了不同的CAN通訊協(xié)議。電池供應(yīng)商需要根據(jù)主機(jī)廠的定義，修改電池包的CAN協(xié)議。不同車企之間的電連接器技術(shù)也在多元發(fā)展。因此，通信協(xié)議和電連接器技術(shù)的差異會(huì)導(dǎo)致?lián)Q電難以在不同品牌、不同車型之間進(jìn)行，通常只能在車企內(nèi)部進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q電受眾規(guī)模小，難以盈利。
各品牌間利益牽扯較深，新能源車企間較難統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。新能源汽車行業(yè)發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)出一大批新能源車企，每個(gè)新能源車企都擁有自己的核心技術(shù)和平臺(tái)。核心技術(shù)與平臺(tái)的多樣性意味著換電標(biāo)準(zhǔn)也難以統(tǒng)一。要統(tǒng)一換電標(biāo)準(zhǔn)，新能源車企需要進(jìn)行多方面的調(diào)整，包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)、平臺(tái)管理、生產(chǎn)線等一系列問(wèn)題亟待解決。除此之外，車企和電池供應(yīng)商之間還需要共享相關(guān)數(shù)據(jù)。由于不同車企的行業(yè)地位、技術(shù)發(fā)展水平不一致，強(qiáng)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)觸動(dòng)多方利益。因此，新能源車企或?yàn)榱司S護(hù)自身利益不愿意統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
不同車企的換電方式之間存在差異。目前換電模式主要分為垂直對(duì)插式換電、側(cè)面對(duì)插式換電和端面換電三種方式。垂直對(duì)插式換電即車身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向互相垂直，代表車企有蔚來(lái)和特斯拉。側(cè)面對(duì)插式換電即車身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向平行，代表車企有眾泰和力帆等。端面換電和對(duì)插式換電基本類似，電池安裝在底盤，但是換電過(guò)程中由插件接觸面定位，而非通過(guò)導(dǎo)向的軸孔，代表車企有北向新能源。除上述三種換電方式外，還有少部分車企采用手動(dòng)換電模式，例如康迪電動(dòng)汽車在電池安裝好后手動(dòng)連接電池和車輛的插件。統(tǒng)一換電模式需要對(duì)不同的車身以及底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一改造，車企的設(shè)計(jì)和改造成本高，配合度較低。
換電站投資成本重，運(yùn)維成本高。根據(jù)協(xié)鑫能科2022年5月發(fā)布的《新能源換電站建設(shè)項(xiàng)目可行性分析報(bào)告（修訂稿）》顯示，單個(gè)乘用車換電站投資概算為490.72萬(wàn)元，其中換電站投資260.72萬(wàn)元，線路及其他投資100萬(wàn)元，備用電池投資130萬(wàn)元；單個(gè)重型卡車換電站的投資概算為914.14萬(wàn)元，其中換電站投資420.14萬(wàn)元，線路及其他投資235萬(wàn)元，備用電池投資259萬(wàn)元。據(jù)北汽新能源公告，一個(gè)重卡換電站的建設(shè)成本近1000萬(wàn)元，每個(gè)站按標(biāo)準(zhǔn)需要儲(chǔ)備28塊替換電池，每塊電池成本標(biāo)價(jià)11.5萬(wàn)元，備用電池投資就高達(dá)322萬(wàn)元。除了高昂的投資成本之外，換電站還需要支付不菲的運(yùn)維成本，包括土地租賃費(fèi)用、人工費(fèi)用和電力費(fèi)用。一座占兩個(gè)車位的蔚來(lái)?yè)Q電站就需要兩位值守人員，多座換電站之間還需要共享基建維護(hù)和安全維護(hù)人員。
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同時(shí)我們也看到各種制約因素正逐步減弱。電池逐步標(biāo)準(zhǔn)化：車企和電池供應(yīng)商正在主導(dǎo)電池標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以降低生產(chǎn)成本同時(shí)將有效推動(dòng)換電實(shí)施可行性。電池標(biāo)準(zhǔn)化的重要前提之一是電芯的設(shè)計(jì)限定閾值。在此基礎(chǔ)上，車企和電池供應(yīng)商分別主導(dǎo)著不同思路的標(biāo)準(zhǔn)化。比亞迪將刀片電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)鎖定在960*13.5(14)*90(102)mm，通過(guò)增減串聯(lián)的方式改變電池容量，同時(shí)將電池材料統(tǒng)一為磷酸鐵鋰，實(shí)現(xiàn)材料的標(biāo)準(zhǔn)化。上汽“魔方”電池將長(zhǎng)度和寬度固定在1690mm和1300mm，通過(guò)改變高度和串聯(lián)設(shè)計(jì)改變電池容量，并運(yùn)用不同的材料體系實(shí)現(xiàn)容量分級(jí)。除了車企外，寧德時(shí)代主要推出148mm的電芯，打造多種容量規(guī)格的電池，并運(yùn)用在蔚來(lái)、小鵬等車企上。無(wú)論是車企還是電池供應(yīng)商主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化，目的都是最大程度上降低成本。在未來(lái)，動(dòng)力電池將有望實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一。
換電站正在向兼容多種電池和車型發(fā)展。以蔚來(lái)為例，2023年3月，蔚來(lái)三代站首發(fā)亮相海南?？凇Ｐ乱淮奈祦?lái)?yè)Q電站對(duì)高柔性換電機(jī)構(gòu)進(jìn)行了升級(jí)，軸距兼容范圍為2800-3300mm，從3100mm增加到3300mm，輪外側(cè)距兼容范圍為1900-2800mm，從2500mm增加到2800mm,可兼容更多尺寸的車型，特別是可向下兼容阿爾卑斯品牌車型。蔚來(lái)三代站還將電池倉(cāng)位數(shù)量從13個(gè)增加到21個(gè)，可以兼容不同尺寸的電池包，特別是可以兼容阿爾卑斯車型上的電池。在未來(lái)，換電站還可以發(fā)展出多通道換電站，以適應(yīng)不同換電方式的車型。換電站通過(guò)增強(qiáng)自身的兼容性，可以逐步減輕標(biāo)準(zhǔn)化程度低的問(wèn)題。
新能源汽車龍頭效應(yīng)愈發(fā)明顯
新能源汽車龍頭效應(yīng)明顯，集中度進(jìn)一步提升。2022年新能源汽車實(shí)現(xiàn)銷量524.9萬(wàn)臺(tái)，其中銷量前三的廠商分別為比亞迪、上汽通用五菱和特斯拉（中國(guó)），分別銷售158.3萬(wàn)、44.7萬(wàn)和44.2萬(wàn)輛，分別占比30.2%、8.5%和8.4%。CR3的廠商占市場(chǎng)份額的47.1%，CR10廠商占市場(chǎng)份額的69.4%。新能源汽車龍頭效應(yīng)明顯，市場(chǎng)集中度高，少數(shù)幾家車企占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)份額的半壁江山。
高市場(chǎng)集中度有助于促進(jìn)電池標(biāo)準(zhǔn)化。車企內(nèi)部實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化相對(duì)而言較為容易。當(dāng)市場(chǎng)集中度較高時(shí)，車企內(nèi)部實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)化整合，會(huì)促使動(dòng)力電池的集中度也相應(yīng)提高。以比亞迪為例，2019年至2022年，比亞迪的市場(chǎng)份額經(jīng)過(guò)2020年短暫環(huán)比下降后，迅速擠占市場(chǎng)，2022年市場(chǎng)份額提高至30.16%，上升趨勢(shì)明顯。同時(shí)，比亞迪內(nèi)部也在推進(jìn)動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化，將刀片電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)鎖定在960*13.5(14)*90(102)mm，將材料統(tǒng)一為磷酸鐵鋰。兩種趨勢(shì)的協(xié)同促進(jìn)下，市場(chǎng)上的動(dòng)力電池有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
?換電站成本正在下降
蔚來(lái)?yè)Q電站建設(shè)成本在下降，服務(wù)效率在提升。從2018年第一座蔚來(lái)?yè)Q電站的落地，到2023年蔚來(lái)三代站的亮相，5年時(shí)間里蔚來(lái)迭代了三代換電站。根據(jù)搜狐財(cái)經(jīng)張瑩表示，蔚來(lái)一代站的建設(shè)成本大約為250-300萬(wàn)元，而二代站的建設(shè)成本則約為150-200萬(wàn)元。三代站在二代站的基礎(chǔ)上，每一塊電池的成本降低了30%，線束也減少了30%-40%，銅的使用量在下降，成本進(jìn)一步降低。同時(shí)，蔚來(lái)?yè)Q電站的服務(wù)效率在提升。蔚來(lái)一代站擁有5塊電池，日服務(wù)次數(shù)可達(dá)120次；二代站擁有13塊電池，日服務(wù)次數(shù)可達(dá)312次；三代站擁有21塊電池，日服務(wù)次數(shù)可達(dá)408次。
蔚來(lái)?yè)Q電站推動(dòng)無(wú)人換電站，助力運(yùn)維成本下降。2022年NIOPowerDay線上發(fā)布會(huì)，蔚來(lái)借助自研的高性能加電網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)系統(tǒng)，向大眾展示了可實(shí)時(shí)讀取自建加電設(shè)施運(yùn)營(yíng)狀況的可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)。在構(gòu)建的無(wú)人值守?fù)Q電場(chǎng)景中，運(yùn)維人員可以通過(guò)平臺(tái)上的基礎(chǔ)信息、實(shí)時(shí)動(dòng)畫、視頻監(jiān)控、故障告警、運(yùn)維百科、遠(yuǎn)程控制等功能，對(duì)換電實(shí)施管理和監(jiān)控。相較于每個(gè)換電站需要2名運(yùn)維人員，可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺(tái)可以僅需要1名運(yùn)維實(shí)現(xiàn)對(duì)多座換電站的監(jiān)督管理，大大降低了換電站的運(yùn)維成本。
換電產(chǎn)業(yè)鏈概述
換電全產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展，吸引各方企業(yè)持續(xù)加碼。換電產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游的換電站電池供應(yīng)商及設(shè)備生產(chǎn)商，中游的換電站建設(shè)運(yùn)營(yíng)商與電網(wǎng)企業(yè)，以及下游的新能源汽車用戶和動(dòng)力電池回收企業(yè)。2022年，多家電池供應(yīng)商、新能源車企發(fā)布相關(guān)公告，進(jìn)軍換電設(shè)備行業(yè)，包括協(xié)鑫能科、吉利在內(nèi)的多家企業(yè)共融資超60億元，寧德時(shí)代、蔚來(lái)等發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。其中，寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代電服于2022年1月發(fā)布換電品牌“EVOGO”；且于2023年1月進(jìn)行增資，注冊(cè)資本由2億元增至15億元。
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產(chǎn)業(yè)鏈上游：龍頭布局換電業(yè)務(wù)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇。目前，換電設(shè)備運(yùn)營(yíng)商主要由兩部分公司組成：
1）電池供應(yīng)商，主要包括寧德時(shí)代、欣旺達(dá)等；主要提供適用于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化換電的汽車電池。
2）獨(dú)立的設(shè)備生產(chǎn)商，按照換電站在使用流程中的順序可分為快換系統(tǒng)與充能系統(tǒng)；充能系統(tǒng)的主要玩家包括泰坦動(dòng)力、通和科技等，主要提供換電站對(duì)于所換下電池的充電服務(wù)；快換系統(tǒng)的主要玩家包括瀚川智能、博眾精工、山東威達(dá)、科大智能等，主要提供包括換電站、核心零部件在內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)品。對(duì)快換系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商而言：目前，國(guó)內(nèi)換電設(shè)備供應(yīng)商主要包括山東威達(dá)、博眾精工、瀚川智能、科大智能等。其中，山東威達(dá)與蔚來(lái)深度綁定，二者合資建立子公司昆山斯沃普，為蔚來(lái)二代換電站獨(dú)家供應(yīng)換電設(shè)備，業(yè)務(wù)規(guī)模處行業(yè)前列；博眾精工、科大智能產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)多代更迭，為東風(fēng)、北汽、吉利等傳統(tǒng)車企提供換電設(shè)備；瀚川智能入局較晚，目前營(yíng)收規(guī)模相對(duì)較小，但后發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯。
具體來(lái)看，瀚川智能于2020年開(kāi)始布局換電賽道，憑借在汽車智能制造等業(yè)務(wù)的技術(shù)積淀，擁有較為豐富的換電設(shè)備技術(shù)儲(chǔ)備；目前，瀚川智能已建立完整的換電設(shè)備生產(chǎn)線，形成批量化生產(chǎn)換電設(shè)備的產(chǎn)能；已拓展包括寧德時(shí)代、協(xié)鑫能科、特來(lái)電領(lǐng)充等在內(nèi)的多家龍頭客戶；根據(jù)瀚川智能規(guī)劃，到2025年將形成4000-5000臺(tái)/套的年產(chǎn)能，業(yè)務(wù)規(guī)模與市占率有望雙升。
對(duì)電池供應(yīng)商而言：由于每座換電站都會(huì)儲(chǔ)備相應(yīng)的電池，換電站大規(guī)模營(yíng)運(yùn)料將導(dǎo)致動(dòng)力電池需求激增，因此動(dòng)力電池生產(chǎn)廠商自2020年起紛紛布局換電行業(yè)。以寧德時(shí)代為例，2022年1月，寧德時(shí)代全資子公司時(shí)代電服在線上舉行發(fā)布會(huì)，推出換電品牌EVOGO，并計(jì)劃將在10個(gè)城市首批啟用，為第一家自建換電站的上游電池供應(yīng)商。
產(chǎn)業(yè)鏈中游：車企處于核心地位，其他企業(yè)陸續(xù)布局。目前中國(guó)換電業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商主要分為三類：
1）以蔚來(lái)、北汽新能源、吉利等為代表的整車廠；
2）以?shī)W動(dòng)新能源、伯坦科技、協(xié)鑫能科為代表的第三方換電運(yùn)營(yíng)商；
3）以國(guó)家電投、中石化為代表的央企國(guó)企。目前來(lái)看，一方面，蔚來(lái)、伯坦、奧動(dòng)形成三分天下的市場(chǎng)格局，行業(yè)集中度較高；且以蔚來(lái)為代表的整車廠占據(jù)了換電運(yùn)營(yíng)商的大部分市場(chǎng)份額，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，其2021年換電站保有量789座，市占率達(dá)56.16%。另一方面，各方企業(yè)陸續(xù)布局，國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化等央企國(guó)企也開(kāi)始與整車廠、電池商等尋求合作共建換電站；截至2021年12月，中國(guó)石化已建成換電站65座，國(guó)家電投建成內(nèi)部驗(yàn)收換電站22座；預(yù)計(jì)未來(lái)隨著各方企業(yè)持續(xù)發(fā)力，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)程度將有所上升。
產(chǎn)業(yè)鏈下游：新能源汽車市場(chǎng)廣闊，推高換電需求。政策端，工信部組織新一輪新能源汽車下鄉(xiāng)，多地出臺(tái)政策促進(jìn)新能源汽車消費(fèi)；供給端，各車企電動(dòng)化、智能化快速推進(jìn)，新能源汽車行業(yè)長(zhǎng)期景氣向好。中信證券研究部新能源車組預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)新能源乘用車車銷量將達(dá)1262萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)2022-2025年CAGR達(dá)22.47%，有望帶動(dòng)換電行業(yè)提速發(fā)展。
