电新行业深度报告：新能源换电研究框架-方正证券PPT格式课件下载.pptx

1、不断升级迭代，产业拐点已至，新能源汽车换电开启高速发展发展复盘：2006-2013年，行业处于萌芽阶段，海外公司如better place、tesla等公司都曾推出换电技术，我国也曾在一线城市试点换电站，发布标准箱式换电技术；2014-2019年，行业进入沉淀阶段，海外先行者better place破产，tesla因商业模式问题失败退出，国家电网城市试点失败，政策从充换电并行转向 鼓励发展充电；2020年后，产业拐点到来，重新开启高速发展，核心因素归纳为以下四点：商业模式成熟：早期尝试换电模式的企业受制于终端需求有限、产业链缺乏整合、投入产出比过大等因素未能持续，而现阶段随着车电分离模式的出现

2、，在多 个场景均形成较好应用。政策支持：从仅支持充电转向充换电并举，2020年后国家和地方均出台较多政策，鼓励在适应场景发展换电作为新能源基建补充，并不断出台标准规范行业产业资本进入：2020年后新企注册量数量级增长，主机厂投入增大，换电车型增多，换电站布局加快，换电产业链上下游进一步深入合作。技术迭代升级：此前箱式换电曾为主流，将动力电池分为6-8个模组箱分开换电，速度慢且操作难，随着三次技术迭代，形成全自动化整块电池包换电的成熟 技术方案。,核心观点,运营端用户端可行性高，千亿市场空间可期运营端：利润来自度电售价和电费之差，服务频率和单价共同决定运营端的利润水平，重卡换电较运营车盈利能力更

3、好，换电重卡在日换电频率100次，度电单价1.5元/kWh的情况下可实现年盈利约390万元，净利率32%，对应回本周期2.5年，ROI47%；运营车在日换电频率100次，度电单价1.75元/kWh的情况 下可实现年盈利约85万元，净利率超30%，对应回本周期4.4年，ROI43%；用户端：换电节省用户时间成本，可将补能时间从1.5h大幅缩短至3min，运营车可节省时间成本约80元/天or2.4万/年，重卡可节省时间成本约150元/天or4.5万/年，2C高端用户大幅提升出行效率，同时独特的体验可提升品牌商的服务质感；市场空间：预计到2025年换电乘用车销量超280万辆，换电商用车销量50万辆，

4、配套换电站需求约28000座，对应765亿市场规模，配套电池需求约55GWh，对应388亿市场规模，并对应电力收入2168亿，产业链合计规模约3321亿；换电产业链梳理动力电池：换电站配套需求量大，低成本长循环的磷酸铁锂市场更好，与主机厂合作紧密，技术、规模均占优的龙头公司具有超强优势；换电站制造：具有一定专利技术壁垒，一体化设计制造公司具有先发优势，与下游龙头电池厂、主机厂合作紧密的将主要受益；换电站运营：效率远高于充电，合理的日频率和客单价带来高额回报，未来运营的核心竞争力看管理效率和商务能力；新能源汽车：蔚来、吉利、上汽（五菱宏光也有规划）和北汽等从2021年开始加大推广力度，重卡、运营

5、车先行，其他各类车型均有跟进，统一的标准（pack结构、硬件接口、软件接口等）有望从主机厂内部车型平台向行业整体推广；换电产业拐点已至，各环节均有较大空间制造和运营商享受从1到10的行业红利，关注【山东威达】、【协鑫能科】、【瀚川智能】、【博众精工】、【科大智能】等；重卡和运营车将作为换电应用的先行者，关注【汉马科技】、【吉利汽车】、【北汽蓝谷】、【五菱汽车】、【蔚来】等；换电配套带动动力电池增量需求，关注规模化低成本电池龙头【宁德时代】，【亿纬锂能】；铁锂正极低成本长循环性能在换电领域优势明显，关注【龙蟠科技】、【富临精工】、【德方纳米】等。,风险提示国家政策实施不及预期，各地换电站政策及共

6、享换电站建设规范正在推进，需关注具体政策落实情况；新能源汽车发展增速不及预期，对换电车型销量造成冲击，延缓换电站建设项目落实进度；产业链空间等测算偏差风险，本文测算所用假设和模型存在部分与事实不一致风险。,商业模式,2B,2C,资本投入,To C,To C,To B,To C,To B,两轮车换电柜,共享充电宝,新能源汽车换电站,共享充电宝,合作商户,个人,入场费 佣金,机位渠道,需求场景,流量收入,租金,租借,两轮车换电柜,互联网平台,骑手,自建,租金,提升 效率,租借,高频用电,劳务关系,新能车换电站,品牌商,个人,租金,车型 标准,合作 共建,租借,提供服务,租借电池,租金,新能车换电站

7、,出行平台,车型 标准,合作 共建,租借,高频用电,劳务关系,专职/兼职司机,资本投入,2B,2C,资本投入,To C,To C,To B,To C,To B,两轮车换电柜,共享充电宝,新能源汽车换电站,共享充电宝个人支出100元/充电宝,建设费用1,000元/机柜,建设费用10万元/换电柜,换电柜,个人支出1,000元/电池,换电站个人支出10万元/电池,建设费用350万元/换电站,换电站,建设费用10万元/充电桩,充电桩,补能时间长,补能费用低,目录,一、换电模式：解决新能源车核心痛点行业介绍：换电是新型补能方式，有效缓解新能车里程焦虑 核心要素：商业模式、政策利好、资本涌入、技术成熟规模

8、测算：乘用车、商用车换电产业链市场空间达千亿二、运营能力：对使用频率和价格敏感三、经济性分析：便利性与使用成本的取舍 四、发展复盘：市场特征与行业格局介绍五、行业展望：主机厂是换电系统核心六、相关标的：产业链上下游主要公司,资料来源：Wind，研究所,1.1 新能源汽车渗透率不断提升,能源,续航,补能,补贴,税收,噪音,智能化,资料来源：研究所整理,新能源汽车渗透率持续提高是未来发展的必然趋势。新能车通过电力驱动，能源清洁，无噪声污染，智能化程度高，在国家补贴政策大力 支持下，新能源汽车行业快速发展，新能车续航能力逐渐增强，补能价格及时间成本逐渐降低。,图表1：燃油车与新能车对比,图表2：新能

9、车保有量及渗透率,动力,0.00%2020,0.20%,0.40%,0.60%,0.80%,1.00%,1.20%,1.40%,0,100,200,300,400,500,600,20142015,2016,2017,2018,2019,新能源汽车保有量（万辆）,新能源汽车渗透率（%）,资料来源：研究所整理,1.1 补能方式：新能源汽车核心痛点,配套设施在新基建的推动下不断完善，但充电模式依然存在痛点，如车桩比较低，快充使电池使用寿命短，更换电池费用高等问题影响了 个人车主对新能车的选购意愿。,公共停车场,临时停车位,住宅,公司停车场,高速公路,充电站,辅助,主体,智能充电服务平台,劣势,补充

10、,车桩比,充电时间,技术,其他,优势,政策,产业链,运营模式,竞争格局,86420,车桩比低,新基建的提出使充电桩稳定增长,产业融合度高资源向运营商 集中,车企自建桩与合 作建桩并存车企布局充电服 务打造生态链闭环,充电站占地面积大充电车位被占用,慢充7-10hrs快充0.5-2hrs车桩比,快充对电池 损耗大,20152016201720182019资料来源：中国知网，研究所,头部运营商优势 明显,图表4：新能车充电优缺点,图表3：新能车充电应用场景,1.1 新型补能：换电模式更好地满足较多场景,换电模式更为高效，换电模式是通过机械方式，快速将新能源汽车的动力电池更换以实现补能的方式，过程不

11、超过5分钟。新能车换电应用场景丰富，在私人端、运营车端、商用车端均有良好的应用，能够充分解决运营车和商用车日均行驶里程多，补能效率需求高的问题，弥补充电桩的不足。,网约车/出租 车,分时租 赁,物流车,公交车,私家车,补能效率需求,日 均 行 驶 里 程,换电需求,图表6：新能源车换电应用场景充电易满足充电难满足,资料来源：罗兰贝格，研究所,换电站,车载换电系统,快换系统 充电系统,动力电池,重卡,图表5：新能源车换电示意图,车 端,资料来源：研究所整理,1.1 新型补能：换电模式更好地满足较多场景,换电站主要由快换系统、充电系统、动力电池组成，在解决用户里程焦虑，降低车企成本，延长电池使用寿

12、命和电网削峰填谷上均有较大 优势。,云端网络 服务交互,电网,充电系统,消防,快换装置,动力电池,电动汽车,资料来源：中国电动汽车充电设施技术发展白皮书，研究所,用户层面解决里程焦虑，充电等待焦虑降低车辆购置成本提高商用车用户使用性,车企层面提升整车能效降低车辆销售成本促进电动汽车转型升级,电池层面,延长电池使用寿命强化电池使用属性提高电池全生命周期价值促进电池的标准化统一,电网层面,减少对配电网设施的改造有利于电网削峰填谷积极参与电力辅助服务市场,国家和社会层面车企对国家补贴依赖度小提高电动车节能减排,资料来源：中国电动汽车充电设施技术发展白皮书，研究所,换电优势,换电站,图表7：换电系统组

13、成,图表8：新能源车换电优势,1.1 充换电模式对比,资料来源：电车资源，新华网，研究所整理,与充电相比，换电模式依托补能时间短的绝对优势，同时电池养护更低，带给消费者更低的成本、更高的效率、更安全的使用体验。图表9：充电与换电的技术路线对比充电模式换电模式,电池养护,电池由消费者自主管理，电池寿命将短于预期,电池由专业人士控制管理，延长电池寿命30%-60%,充电速度,快充：长期快充加剧对电池的损耗,慢充：充分利用波谷充电波峰放电，降低电池损耗，并提升盈利能力,电池回收,标准不一，难以进行规模化回收,退役电池整包梯次利用技术：为储能系统的运转奠 定基础,可操作性,手动充电：即插即用,智能化，

14、全自动化：如自动泊车技术,图表10：蔚来充电站,车电分离，降低初始购车成本；补能效率高，解决充电等待焦虑；电池集中管理，减少安全问题；,蔚来充电站：每次换电都会进行三电自检，确保整车和电池始终处于最佳状态,资料来源：蔚来官网，研究所,1.1 充换电模式对比,相比充电，换电模式在相同空间下具备更高效的补能利用率，加速社会基础设施运行效率，大幅提高个人效率和社会效率。图表11：充电与换电的技术路线对比充电模式换电模式,车位占用服务车位,补能效率,15-30分钟/车次,3分钟/车次,单位效率,8-16车次/小时,20车次/小时,资料来源：研究所测算,补能效率高，提升个人效率；减少等待焦虑，增强用户体

15、验,车位利用率高，提升社会效率；扩充服务车位后平均车位利用率仍有提升空间,单站占用4车位,失败原因,图表13：特斯拉加州换电站,充换电模式对比：特斯拉曾折戟换电商业模式欠成熟，特斯拉曾折戟换电。2013年，特斯拉的快速换电技术将换电时间缩短到90秒。因换电成本过高，性价比不及充电，技 术不完善等原因，2015年，特斯拉重点转向超级充电桩技术Supercharger 3，战略性放弃换电路线。,资料来源：界面新闻，第一电动，研究所,图表12：特斯拉93秒内完成的“换电技术”一台奥迪A8油箱加满需3分钟 2 特斯拉Model S满电时间,技术,模式,过程繁琐。车主换电需要预约，且更换电 池后需返程时

16、再换回原电池，或由特斯拉 邮寄（收费），若想保留新电池要补差价,用价昂贵。特斯拉的换电服务定价60-80美金，而使用特斯拉的超级充电器，20分钟可充电50%，且车主无需付费,异形电池无法跨车系车型共享过程繁琐换电站兼容性低运营效率低难以整合车企资源形成通用标准,资料来源：中国知网，研究所,图表14：特斯拉换电失败原因,1.1 充换电模式对比：To C 的高端市场有较好前景,换电乘用车定位于高端市场，提升用户体验，如蔚来推出“车电分离”模式，用户无需担忧电池的老化衰减，专供换电站补能快捷。换电模式，用户也有较好的经济性，以蔚来ES6为例，售价超过35万，换电车型虽然有一定的服务费，但由于电池不归

17、用户所有，考虑折旧后用户使用换电车型的费用并不会比燃油或者充电款高。第一章，我们将对换电模式产业链各环节空间进行计算；第二章，我们将对换电运营端的盈利能力进行测算；第三章，我们将对用户 的经济性进行分析。,图表15：蔚来提升用户体验感的四大维度,用户体验感,终身免费换电首任车主每月可换电次数 多至6次,维持续航能力根据蔚来汽车动力电池保 养要求和用户允许的最大 时限尽可能补充最大电量,独享站点蔚来品牌专供,换电速度快专为蔚来用户打造极致加 电体验，满电出发仅需要 3分钟,图表16：考虑折旧后的用户年费用比较,0,5,10,15,20,25,3,4,累计（万元）,5车龄（年）,换电款整车购买 充

18、电款（同价位）,换电款BAAS燃油款（同价位）,12资料来源：研究所测算,资料来源：公司官网，研究所整理,1.1 换电模式发展历程,2007年 Better Place“开创 先河”，首次提出换电概念；,2017年 北汽新能源开启“擎天柱计划”第一阶段，预计到2022年建造3000座分布式储换电站,2013年由于成本高&销量低，Better Place宣布破产,2015年 特斯拉战略性 的放弃换电路线和模式,2019年 国家政策支持换电 技术，将换电站纳入新基建,2020年 蔚来正式发布 电池租用服务BaaS模式,2019年 北汽新能源首批 交付换电出租车,纯电动出租 车推广进入快速发展期。,

19、2020年国内新注册“新能 源换电”企业数达20091家,萌芽阶段：2006-2013年,高速发展：2020年至今,沉淀阶段：2014-2019年,图表17：换电模式发展历程2010年 国家电网发展2013年 特斯拉推出90s换电技术 了标准箱换电的技术,资料来源：研究所整理,时间段2020年至今,发展特点,国网牵头，以示范基地为主发 展换电模式,充电模式成为发展主流，换电模式发展缓慢,支持政策出台，市场再次 关注“换电模式”,产业特征,换电模式发展历程政策层面开始转向，充换电并行发展。,图表18：各时期的政策变化萌芽阶段：2006-2013年沉淀阶段：2014-2019年高速发展：,萌芽阶段

20、,高速发展,换电为主，充电为辅,充电为主，换电为辅,充换电并,高效率提高消费者对新能车的接受度，特别是在“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应 用工程”阶段，行业内更关注补电效率，在乘用车和公交车等领域尝试推广换电模式，形 成了一套完整的换电技术体系由于换电投入成本太高、换电车辆少、兼容车型少等缺点，加上标准不完善、企业积极性 低等因素，市场转向并大力发展充电模式,沉淀阶段,补贴政策退坡，市场亟需降低整车成本、减轻消费者的购买压力，换电模式所支持的裸车 售卖、电池租赁等商业模式重新成为热点,资料来源：新机遇下我国新能源汽车换电模式发展前景分析，研究所,原 材 料/采 购 商,运营商,用户,商用车

21、,出租车、网约车,蔚来：C端私家车,图表19：换电产业链示意图整车制造,1.1 换电产业链,资料来源：研究所整理,换电站快动换力系电统池,充电系统,动力电池,多种因素催化换电行业高速发 展,1.2 商业模式逐渐成熟。早期尝试换电模式的企业受制于终端需求有限、产业链缺乏 整合、投入产出比过大等因素；现阶段通过车 电分离模式在运营车、商用车、高端私家车等 场景形成较好应用。,政策支持,1.3 现阶段国家政策支持换电，对电池标准、换电安全要求做出规定，推动换电走向标准 化；推动换电基础设施建设与换电商业模式 的发展；并保持对换电汽车的补贴力度。,技术迭代,资本涌入,商业模式,1.4 资本大量涌入换电

22、赛道，进一步刺激行业 发展。新企注册量数量级增张，主机厂投入增 大，换电车型增多，换电站布局加快，换电产 业链上下游进一步深入合作。,换电生态圈形成,开启高速发展期,1.5 换电技术不断迭代。换电时间最快已 缩 短至90秒；换电站自动化程度提高，已 实 现无人值守；换电过程未来趋于标准化，实现换电站对多种车型进行换电。,1.2 商业模式逐渐成熟,商业模式逐渐成熟。早期商业模式下，新能源汽车普及度低，换电产业链协同能力差、各方均无法受益；现阶段商业模式迈入成熟期，资 本注入促进产业链整合，包括运营车、商用车以及私家车在内的应用场景趋于多样化。,商用车,出租车、网约车,产业合作 资金注入,换电车辆

23、生产,电池供应商,产业资本,主机供应商,资料来源：研究所整理,换电总成设计,蔚来：C端私家车,电池供应、管理,换电运营商,图表20：换电商业模式,电池资产公司,贷（动力电池）,还款,换电服务,服务费,换电服务,换电服务,To B:城市运营已有落地，场景好运营车辆换电车型增量可期。全国出租车存量约为140万台，截止2021年4月交通运输部共发放网约车车辆运输证约128万本；运营车辆 对补能时间和补能成本敏感，换电可大幅提高车辆运营效率，换电模式渗透空间大，未来增量可期。换电模式多方受益。换电站提供换电服务并收取服务费，用户可按行驶里程或电池带电量购买换电服务套餐，费用最低可达到每度电1.6 元或

24、每公里0.3元；换电时间最快已缩短至90秒；“电池租赁”模式可降低约1/3购车成本；换电站具有储能功能，同时可有效延长电池寿 命、实现电池梯次利用。,换电站,提高运营效率,推广,退役电池整包梯次利用技术,巡 游 出 租 车,网 约 车,换电服务,服务费,支付端,电池回收,出租车公司,免押金服务,购车,降低购车成本,网约车运营平台：研究所测算,目前进展北汽“擎天柱”计划进入第三阶段,盈利模式电池租金服务费,预计规模预计2025年500亿元,图表21：运营车换电概况,图表22：运营车换电运营模式,潜在用户,资料来源：研究所整理,车 辆 端,EU300快换出租车,EV物流车,EU5快换出租运营车,私

25、家车,私家车,1.2 To B:城市运营已有落地，场景好,2017年北汽新能源推出“擎天柱计划”，旨在将新能源汽车、动力电池、换电站、光伏发电进行深度融合。目前，北汽已实现换电车型生 产、换电站建设、光伏换电融合，动力电池梯次利用等，实现新能源汽车生命周期全程参与。,图表23：北汽新能源擎天柱计划,资料来源：公司官网，研究所,资料来源：北汽新能源官网，研究所,换 电 站,模块化换电站建设,动 力 电 池,标准化储能、梯次利用,电池包标准化,光 伏 发 电,光储换电站投放,第一阶段（2016-2017）,城市级：北汽、奥动、出租车三方联合共建换电站100座，运营车辆超4000台，实现梯 次储能电

26、池利用100Mwh,第二阶段（2018-2022）,全国范围：建成光储换 电站3000座，运营车 辆50万台，梯次储能电 池利用5GWh,图表24：北汽新能源擎天柱计划两阶段,图表25：换电模式实践,图表26：分布式光储能换电站,资料来源：北汽新能源官网，研究所,1.2 To B:城市运营已有落地，场景好,运营车辆电气化趋势明确，To B 换电空间可期。我国巡游出租车保有量较为稳定，预计未来将维持在140万辆左右，出租车电气化替代 加快，部分城市已经实现了出租车全面电动化，预计2025年运营车电气化渗透率将达40%，其中换电车型销量将达132万辆，配套换电 站建设规模将达264亿元；假设度电售

27、价为1.6元，运营车辆年行驶里程约为12万公里，预计2025年用电市场规模507亿。图表27：运营车换电规模测算,资料来源：研究所测算,换电站建设,换电站,推广,退役电池整包梯次利用技术,专 用 车,客 车,换电服务,电池租金、服务费,支付端,电池回收,商用车公司,免押金服务,购车,降低购车成本,电池供应商,To B:商用车电气化提速，换电前景广阔换电可应用于商用车高频出行场景。2020底我国电动公交车保有量约38万辆，换电可有效节约补能时间，适用于于城市客运；2020年 我国累计销售电动重卡超2000辆，换电重卡可广泛应用于矿山、港口等场景，在固定线路以及200-300公里的短途运输方面具有

28、优势。商用车换电运营模式采用“车电分离”模式，可降低购车成本约1/2，电池可租赁，电池费用根据电池带电量不同进行结算。运营商批量 购买动力电池，具有一定议价能力，统一管理电池并发挥电池储能及梯次利用等能力。,图表29：商用车换电运营模式,图表28：商用车换电场景,资料来源：研究所测算,批量采购,目前进展搭载宁德时代电池的换电重卡 已完成交付,盈利模式电池租金服务费预计规模预计2025年1600亿元,潜在用户,资料来源：研究所整理,图表30：搭载宁德时代电池的换电重卡交付公铁绿链,1.2 To B:商用车电气化提速，换电前景广阔换电重卡商业化应用场景落地，宁德时代与福田智蓝合作研发的新能源换电重

29、卡于2020年7月交付北京公铁绿链新能源股份有限公司，配 套磷酸铁锂电池；搭载宁德时代电池系统的华菱星马换电重卡于2020年8月交付上海临港，换电站配备7块电池，3-5分钟完成一次换电。,图表32：搭载宁德时代电池的换电重卡交付上海临港,图表33：搭载宁德时代电池的换电重卡优势,图表31：换电重卡应用场景,资料来源：宁德时代公众号，电车汇，研究所,1.2 To B:商用车电气化提速，换电前景广阔,商用车电气化提速，换电市场广阔。2020底我国公共汽电车保有量约70万辆，其中纯电动车约38万辆，占比53.8%。2020年我国累计销 售重卡162.3万辆，其中电动重卡不足1%，伴随国六标准实施，电

30、动重卡渗透率有望进一步提升。预计到2025年，商用车市场容量将达,到50万辆，换电站建设规模可达400亿元。研究所测算,图表34：商用车换电需求市场规模,新能源车销量（万辆）换电车型销量（万辆）换电车型渗透率（%）换电站需求量（座）电池储备（kWh/站）换电站建设规模电池市场规模,用电市场规模,To C：共享充电宝单位投资轻，发展成熟手机共享充电宝与新能源车换电的商业模式相似，区别在于换电站资产更重。手机充电经历了从慢充到快充的过程，共享充电宝在商业模 式上与新能源汽车“车电分离、电池租赁”模式上具有相似性：电池归属权都不属于终端用户，区别是换电站资产较重、叠加终端需求有,限，换电站运营效率相对较低。新思界，研究所,约11%充电宝,共享充电宝安装费用约3%,充电柜机制造,0%,50%,100%,0,1,2,3,4,2017,2018,2019,2020E,用户规模（亿人）,YOY,150%,充电宝成本结构,换电,共享充电宝,解决里 程焦虑,便捷 高效,充电速 度快,前期投 入大,市场逐 渐扩大,图表35：换电与共享充电宝相似性共享充电宝用户规模,资料来源：研究所测算,前期投 入相对 较小,建设成本：350万元换电站成本结构