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(chē)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(chē)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(lèi)乘用車(chē)和商用重卡車(chē)上都具有優(yōu)勢(shì)。公用營(yíng)運(yùn)車(chē)輛和商用車(chē)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(chē)牌，通過(guò)后用戶將汽車(chē)駛?cè)霌Q電站進(jìn)行換電，換電完成后進(jìn)行車(chē)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(chē)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(chē)，有效解決了新能源汽車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)補(bǔ)能。假設(shè)一座充電站有630kVA的電網(wǎng)負(fù)荷，一輛車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)電分離下降低車(chē)輛購(gòu)置及使用成本
換電模式下所衍生的“車(chē)電分離”可顯著降低購(gòu)車(chē)門(mén)檻。在換電模式加持下，新能源車(chē)購(gòu)置可提供“車(chē)電分離”模式，即為用戶提供“買(mǎi)車(chē)不買(mǎi)電池”的購(gòu)車(chē)服務(wù)，以蔚來(lái)車(chē)電分離的BASS方案為例，單獨(dú)出售不包含電池的車(chē)輛（比原車(chē)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(lèi)方案在低價(jià)車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)第一日就付出較大成本買(mǎi)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(qián)、跑最遠(yuǎn)的路”就是換電模式為汽車(chē)的賦能讓電池回歸能源屬性。
換電模式下車(chē)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(mǎi)新能源車(chē)的因素之一，而換電模式下可以始終保持車(chē)輛沿用最新電池技術(shù)。以蔚來(lái)推出的首款車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)車(chē)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(chē)?yán)^續(xù)免征車(chē)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(chē)減半征收車(chē)輛購(gòu)置稅，單車(chē)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(chē)電分離”購(gòu)置方案的新能源車(chē)電池價(jià)格不計(jì)入計(jì)稅基價(jià)，換電車(chē)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(chē)價(jià)為35.8萬(wàn)，如明年購(gòu)買(mǎi)相較非換電車(chē)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(chē)“里程焦慮”的本質(zhì)是“補(bǔ)能焦慮”。如今新能源車(chē)?yán)m(xù)航里程普遍在500KM以上甚至超過(guò)部分燃油車(chē)，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(chē)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(chē)“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(chē)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(lèi)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(chē)，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(chē)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(chē)用戶購(gòu)買(mǎi)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(chē)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(chē)最為核心部件也是影響消費(fèi)者購(gòu)車(chē)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(chē)發(fā)展的主要障礙之一。
CTB、CTC電池車(chē)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(chē)型逐步采用CTB、CTC等電池方案，通過(guò)將車(chē)身、電池、底盤(pán)融為一體的方案提升電池包能量密度和車(chē)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(chē)內(nèi)垂直空間的擠壓，缺點(diǎn)是車(chē)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(pán)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(chē)身架構(gòu)方案更優(yōu)。新能車(chē)自燃多來(lái)自于電氣線路短路和電池包受損，車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)用戶充電行為白皮書(shū)》，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?chē)位數(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(chē)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(chē)位：樁比為3：1，也就是說(shuō)僅有約30%的小區(qū)停車(chē)位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車(chē)整體保有量超過(guò)30%后（月銷(xiāo)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(chē)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(chē)使用體驗(yàn)提出極大挑戰(zhàn)，進(jìn)而可能影響新能源車(chē)保有量提升。充電車(chē)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(chē)，因此我們對(duì)乘用車(chē)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(chē)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(lèi)成本二者大抵相同。多家智能汽車(chē)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(chē)主將車(chē)輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后，車(chē)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(chē)、商用車(chē)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(chē)輛可分為乘用車(chē)、商用車(chē)兩種。乘用車(chē)多用以方便出行，主要用于載運(yùn)乘客、隨身行李等；商用車(chē)指為商業(yè)活動(dòng)設(shè)計(jì)的車(chē)輛，主要用于大規(guī)模運(yùn)載人員、貨物及牽引掛車(chē)。目前來(lái)看，私家車(chē)、出租車(chē)、公交車(chē)、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(chē)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(chē)、商用車(chē)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(chē)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(chē)載應(yīng)用場(chǎng)景，主要用于部分出租車(chē)與重卡之中。
具體來(lái)看：1）對(duì)于出租車(chē)而言，長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)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(chē)輛運(yùn)營(yíng)要求。2）對(duì)于重卡車(chē)輛而言，目前大多數(shù)重卡均采取“1車(chē)2司機(jī)”配置晝夜行車(chē)，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(chē)、渣土車(chē)、重卡、礦坑車(chē)及部分專用車(chē)在內(nèi)的各類(lèi)用車(chē)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(chē)：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(chē)及其他商用車(chē)，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)模化運(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(chē)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(chē)在貨運(yùn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，陸續(xù)頒布《柴油貨車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)電分離”的運(yùn)營(yíng)模式：
1）運(yùn)營(yíng)商僅購(gòu)買(mǎi)裸車(chē)，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(mǎi)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(chē)輛、換電站、車(chē)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(chē)電分離”模式持續(xù)推廣，換電重卡迎來(lái)高速發(fā)展。從銷(xiāo)售數(shù)量來(lái)看，據(jù)電車(chē)資源統(tǒng)計(jì)，2022年1~12月?lián)Q電重卡共銷(xiāo)售12431輛，同比增長(zhǎng)285%，成為新能源重卡第一補(bǔ)能車(chē)型；其中12月份換電重卡銷(xiāo)量更是呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，共銷(xiāo)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(chē)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(chē)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(chē)申報(bào)產(chǎn)品公示，本批上榜的298款新能源專用車(chē)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?？紤]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(mǎi)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(mǎi)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(chē)：B端賽道確定性較強(qiáng)，C端未來(lái)可期
出租車(chē)市場(chǎng)未來(lái)可期。出租車(chē)換電模式未來(lái)可期，主要體現(xiàn)在：
1）出租車(chē)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(chē)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(chē)多為集中采購(gòu)，可采用統(tǒng)一車(chē)型，與換電合力規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。雙班制出租車(chē)場(chǎng)景更適合換電車(chē)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(chē)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的補(bǔ)能效率極大影響了運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的收入水平。根據(jù)《純電動(dòng)出租車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)站兼容”方案，即一個(gè)換電站能給多個(gè)車(chē)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(chē)站兼容”；協(xié)鑫能科的乘用車(chē)換電站也可兼容兩款以上的換電車(chē)型；此外，吉利、蔚來(lái)、上汽等車(chē)企紛紛推出適配自家多種車(chē)型的標(biāo)準(zhǔn)電池包。換電站運(yùn)營(yíng)商通過(guò)“車(chē)站兼容”可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一品牌的多種車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)、換電重卡的未來(lái)前景，我們認(rèn)為2023-2026年換電車(chē)滲透率逐年提升，其中乘用車(chē)2023/24/25/26年滲透率分別為4%/6%/8%/10%，商用車(chē)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(chē)/商用車(chē)占新能源車(chē)銷(xiāo)量比重保持不變，分別為95%/5%；
3）年度內(nèi)的汽車(chē)保有量損耗（報(bào)廢車(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)型之間進(jìn)行，通常只能在車(chē)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(chē)企間較難統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)出一大批新能源車(chē)企，每個(gè)新能源車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向互相垂直，代表車(chē)企有蔚來(lái)和特斯拉。側(cè)面對(duì)插式換電即車(chē)身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向平行，代表車(chē)企有眾泰和力帆等。端面換電和對(duì)插式換電基本類(lèi)似，電池安裝在底盤(pán)，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(chē)企有北向新能源。除上述三種換電方式外，還有少部分車(chē)企采用手動(dòng)換電模式，例如康迪電動(dòng)汽車(chē)在電池安裝好后手動(dòng)連接電池和車(chē)輛的插件。統(tǒng)一換電模式需要對(duì)不同的車(chē)身以及底盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一改造，車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)企上。無(wú)論是車(chē)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(chē)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(chē)型，特別是可向下兼容阿爾卑斯品牌車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)龍頭效應(yīng)愈發(fā)明顯
新能源汽車(chē)龍頭效應(yīng)明顯，集中度進(jìn)一步提升。2022年新能源汽車(chē)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)量524.9萬(wàn)臺(tái)，其中銷(xiāo)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(xiāo)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(chē)龍頭效應(yīng)明顯，市場(chǎng)集中度高，少數(shù)幾家車(chē)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(chē)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(chē)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(huà)、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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(lèi)：
1）以蔚來(lái)、北汽新能源、吉利等為代表的整車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)下鄉(xiāng)，多地出臺(tái)政策促進(jìn)新能源汽車(chē)消費(fèi)；供給端，各車(chē)企電動(dòng)化、智能化快速推進(jìn)，新能源汽車(chē)行業(yè)長(zhǎng)期景氣向好。中信證券研究部新能源車(chē)組預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)新能源乘用車(chē)車(chē)銷(xiāo)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(chē)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(chē)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(lèi)乘用車(chē)和商用重卡車(chē)上都具有優(yōu)勢(shì)。公用營(yíng)運(yùn)車(chē)輛和商用車(chē)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(chē)牌，通過(guò)后用戶將汽車(chē)駛?cè)霌Q電站進(jìn)行換電，換電完成后進(jìn)行車(chē)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(chē)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(chē)，有效解決了新能源汽車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)補(bǔ)能。假設(shè)一座充電站有630kVA的電網(wǎng)負(fù)荷，一輛車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)電分離下降低車(chē)輛購(gòu)置及使用成本
換電模式下所衍生的“車(chē)電分離”可顯著降低購(gòu)車(chē)門(mén)檻。在換電模式加持下，新能源車(chē)購(gòu)置可提供“車(chē)電分離”模式，即為用戶提供“買(mǎi)車(chē)不買(mǎi)電池”的購(gòu)車(chē)服務(wù)，以蔚來(lái)車(chē)電分離的BASS方案為例，單獨(dú)出售不包含電池的車(chē)輛（比原車(chē)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(lèi)方案在低價(jià)車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)第一日就付出較大成本買(mǎi)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(qián)、跑最遠(yuǎn)的路”就是換電模式為汽車(chē)的賦能讓電池回歸能源屬性。
換電模式下車(chē)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(mǎi)新能源車(chē)的因素之一，而換電模式下可以始終保持車(chē)輛沿用最新電池技術(shù)。以蔚來(lái)推出的首款車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)車(chē)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(chē)?yán)^續(xù)免征車(chē)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(chē)減半征收車(chē)輛購(gòu)置稅，單車(chē)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(chē)電分離”購(gòu)置方案的新能源車(chē)電池價(jià)格不計(jì)入計(jì)稅基價(jià)，換電車(chē)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(chē)價(jià)為35.8萬(wàn)，如明年購(gòu)買(mǎi)相較非換電車(chē)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(chē)“里程焦慮”的本質(zhì)是“補(bǔ)能焦慮”。如今新能源車(chē)?yán)m(xù)航里程普遍在500KM以上甚至超過(guò)部分燃油車(chē)，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(chē)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(chē)“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(chē)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(lèi)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(chē)，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(chē)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(chē)用戶購(gòu)買(mǎi)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(chē)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(chē)最為核心部件也是影響消費(fèi)者購(gòu)車(chē)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(chē)發(fā)展的主要障礙之一。
CTB、CTC電池車(chē)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(chē)型逐步采用CTB、CTC等電池方案，通過(guò)將車(chē)身、電池、底盤(pán)融為一體的方案提升電池包能量密度和車(chē)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(chē)內(nèi)垂直空間的擠壓，缺點(diǎn)是車(chē)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(pán)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(chē)身架構(gòu)方案更優(yōu)。新能車(chē)自燃多來(lái)自于電氣線路短路和電池包受損，車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)用戶充電行為白皮書(shū)》，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?chē)位數(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(chē)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(chē)位：樁比為3：1，也就是說(shuō)僅有約30%的小區(qū)停車(chē)位能有配電容量去裝配充電樁。當(dāng)新能源車(chē)整體保有量超過(guò)30%后（月銷(xiāo)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(chē)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(chē)使用體驗(yàn)提出極大挑戰(zhàn)，進(jìn)而可能影響新能源車(chē)保有量提升。充電車(chē)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(chē)，因此我們對(duì)乘用車(chē)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(chē)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(lèi)成本二者大抵相同。多家智能汽車(chē)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(chē)主將車(chē)輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后，車(chē)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(chē)、商用車(chē)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(chē)輛可分為乘用車(chē)、商用車(chē)兩種。乘用車(chē)多用以方便出行，主要用于載運(yùn)乘客、隨身行李等；商用車(chē)指為商業(yè)活動(dòng)設(shè)計(jì)的車(chē)輛，主要用于大規(guī)模運(yùn)載人員、貨物及牽引掛車(chē)。目前來(lái)看，私家車(chē)、出租車(chē)、公交車(chē)、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(chē)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(chē)、商用車(chē)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(chē)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(chē)載應(yīng)用場(chǎng)景，主要用于部分出租車(chē)與重卡之中。
具體來(lái)看：1）對(duì)于出租車(chē)而言，長(zhǎng)時(shí)間停車(chē)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(chē)輛運(yùn)營(yíng)要求。2）對(duì)于重卡車(chē)輛而言，目前大多數(shù)重卡均采取“1車(chē)2司機(jī)”配置晝夜行車(chē)，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(chē)、渣土車(chē)、重卡、礦坑車(chē)及部分專用車(chē)在內(nèi)的各類(lèi)用車(chē)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(chē)：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(chē)及其他商用車(chē)，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)模化運(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(chē)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(chē)在貨運(yùn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，陸續(xù)頒布《柴油貨車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)電分離”的運(yùn)營(yíng)模式：
1）運(yùn)營(yíng)商僅購(gòu)買(mǎi)裸車(chē)，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(mǎi)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(chē)輛、換電站、車(chē)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(chē)電分離”模式持續(xù)推廣，換電重卡迎來(lái)高速發(fā)展。從銷(xiāo)售數(shù)量來(lái)看，據(jù)電車(chē)資源統(tǒng)計(jì)，2022年1~12月?lián)Q電重卡共銷(xiāo)售12431輛，同比增長(zhǎng)285%，成為新能源重卡第一補(bǔ)能車(chē)型；其中12月份換電重卡銷(xiāo)量更是呈現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，共銷(xiāo)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(chē)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(chē)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(chē)申報(bào)產(chǎn)品公示，本批上榜的298款新能源專用車(chē)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?？紤]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(mǎi)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(mǎi)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(chē)：B端賽道確定性較強(qiáng)，C端未來(lái)可期
出租車(chē)市場(chǎng)未來(lái)可期。出租車(chē)換電模式未來(lái)可期，主要體現(xiàn)在：
1）出租車(chē)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(chē)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(chē)多為集中采購(gòu)，可采用統(tǒng)一車(chē)型，與換電合力規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。雙班制出租車(chē)場(chǎng)景更適合換電車(chē)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(chē)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的補(bǔ)能效率極大影響了運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的收入水平。根據(jù)《純電動(dòng)出租車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)站兼容”方案，即一個(gè)換電站能給多個(gè)車(chē)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(chē)站兼容”；協(xié)鑫能科的乘用車(chē)換電站也可兼容兩款以上的換電車(chē)型；此外，吉利、蔚來(lái)、上汽等車(chē)企紛紛推出適配自家多種車(chē)型的標(biāo)準(zhǔn)電池包。換電站運(yùn)營(yíng)商通過(guò)“車(chē)站兼容”可實(shí)現(xiàn)對(duì)同一品牌的多種車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)、換電重卡的未來(lái)前景，我們認(rèn)為2023-2026年換電車(chē)滲透率逐年提升，其中乘用車(chē)2023/24/25/26年滲透率分別為4%/6%/8%/10%，商用車(chē)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(chē)/商用車(chē)占新能源車(chē)銷(xiāo)量比重保持不變，分別為95%/5%；
3）年度內(nèi)的汽車(chē)保有量損耗（報(bào)廢車(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)型之間進(jìn)行，通常只能在車(chē)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(chē)企間較難統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)出一大批新能源車(chē)企，每個(gè)新能源車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向互相垂直，代表車(chē)企有蔚來(lái)和特斯拉。側(cè)面對(duì)插式換電即車(chē)身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向平行，代表車(chē)企有眾泰和力帆等。端面換電和對(duì)插式換電基本類(lèi)似，電池安裝在底盤(pán)，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(chē)企有北向新能源。除上述三種換電方式外，還有少部分車(chē)企采用手動(dòng)換電模式，例如康迪電動(dòng)汽車(chē)在電池安裝好后手動(dòng)連接電池和車(chē)輛的插件。統(tǒng)一換電模式需要對(duì)不同的車(chē)身以及底盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一改造，車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)企上。無(wú)論是車(chē)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(chē)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(chē)型，特別是可向下兼容阿爾卑斯品牌車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)龍頭效應(yīng)愈發(fā)明顯
新能源汽車(chē)龍頭效應(yīng)明顯，集中度進(jìn)一步提升。2022年新能源汽車(chē)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)量524.9萬(wàn)臺(tái)，其中銷(xiāo)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(xiāo)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(chē)龍頭效應(yīng)明顯，市場(chǎng)集中度高，少數(shù)幾家車(chē)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(chē)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(chē)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(huà)、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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(lèi)：
1）以蔚來(lái)、北汽新能源、吉利等為代表的整車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)下鄉(xiāng)，多地出臺(tái)政策促進(jìn)新能源汽車(chē)消費(fèi)；供給端，各車(chē)企電動(dòng)化、智能化快速推進(jìn)，新能源汽車(chē)行業(yè)長(zhǎng)期景氣向好。中信證券研究部新能源車(chē)組預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)新能源乘用車(chē)車(chē)銷(xiāo)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。
