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新能源汽车换电站产业研究:换电站运营,下一个千亿蓝海

作者:优德88手机中文版新闻中心 来源:东方证券 发布时间:2021-09-04 浏览:
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1. 车电分离:是不是未来趋势?

1.1 解决电动车核心痛点,助力电动车加速渗透

痛点 1:电车保有量超过 650 万辆,快充带来电网扩容难题

我国新能源汽车推广卓有成效,截至 2021 年 6 月底,我国新能源汽车保有量超过 650 万辆,占国内 汽车保有总量的 2%。2021 年,我国新能源汽车销量再度恢复高速增长,预计全年销量预期 250 万辆,保有量快速增长给电网带来压力,电动车充电便利性也有可能成为后续高增长的绊脚石。

痛点 2:续航焦虑,充电时长,充电不便

电动车的接受度在持续提升,但不考虑电动车的原因也一直很明确,根据第三方机构对消费者的调 查,消费者不购买电动车主要出于以下 5 种原因:性价比,续航低,充电设施不完善,充电时间过 长,对电动车缺乏了解。在补能环节,39%的消费者抱怨充电太慢,电动车的实际补能体验远低于 燃油车。因此补能速度,便利性和购置成本成为制约电动车普及的重要因素。

车电分离:具备降成本和高效补能两大优势

换电模式主要指通过集中型充电站对大量电池进行集中存储,集中充电,统一配送,再于电池配送 站内对电动车提供电池更换服务。按换电方式主要分为底盘换电,侧方换电和分箱换电三种,以底 盘换电为主流。底盘换电代表车企为北汽新能源和蔚来,不改变车体前后轴的重量,有利于保障汽 车的安全和运行特性,换电全自动,换电时长短,但由于需要改变底盘结构,封装工艺复杂。

车电分离模式下,最高购置价可下降一半,电动车购置实现平价。在换电模式下,车与电是完全独 立的两个部分。电动车初始购车成本中,动力电池占比 40%左右,“车电一体”的充电模式使整车 成本被大幅抬高,而换电模式下的车电分离有助于降低消费者初始购置成本,同时顺势解决动力电 池折旧和车身折旧差异较大的错配问题。随着国家大力推进充换电网络建设,鼓励开展换电模式应 用,执行车电分离模式,最高购置价可下降一半,电动车购置实现平价。

换电模式最短仅需 3-5 分钟,便捷性匹配传统加油站,且有助延缓电池衰减,减少电网负荷。充电 时长过长,充电设施不完善目前仍是电动车普及过程中的重要难题。即使在公共充电站的快充模式 下,也需要 30-60 分钟完成充电过程。且与慢充模式相比,快充模式工作电压大于电池电压,电子 流速加快,电池升温过快,给电池带来一定的负担。而在私人住宅的慢充模式下,下班后集中充电 可能会对居民变压器造成很大压力,增加电网负荷。与此相比,换电模式在便利性,可靠性方面优 势凸显,换电池最短仅需 3 分钟,便利性可与传统车加油相媲美。且换电电池被集中收集,在恒温 恒湿条件下小功率慢充,有助于延缓电池寿命衰减。

1.2 换电推行难点逐步突破,搭建换电良性生态

突破 1:行业格局逐步明朗,电池标准化符合各方共同利益

时过境迁,电池包统一标准符合多方共同利益。2011 年国家电网曾组织换电标准的设立,由于当 时动力电池技术不够完善,电池成本较高,财政补贴力度较大,巨大的利益分配主导权变更导致各 方未能达成共识,换电模式再度进入摸索期。目前动力电池行业以 CATL 为绝对龙头的格局基本确 立,动力电池利润压缩,车辆补贴即将退出,换电模式的利润纠纷不再,动力电池包标准化符合整 车厂,电池厂,消费者甚至政策层面多方利益,目前需解决车企互用难题。

突破 2:车企破冰,换电车型逐渐增多

换电标准尚未统一,当前车企各自为营,开展初步布局。目前各车企积极响应政策导向,推出换电 版车型,其中蔚来和北汽新能源领先全市场,已经积累了丰厚的经验。上汽,吉利,广汽等国内主 流车企也加入换电阵营。当前政策尚未明确,车企之间电池无法互通,车企换电生态建设思路以自 有车型中保有量较大的车型为主,势必会造成换电站运营效率低,进而造成资源的浪费。随着政策 进一步细化,车型增多,基于单一车企甚至单一车型的换电模式难以持续,换电商业模式有待突破。

突破 3:安全标准不断确立,2H21 政策试点可期

2011 年国家电网工作会议上就曾确定“换电为主,插充为辅,集中充电,统一配送” 的新能源汽 车基本运营模式,由于当时新能源汽车数量不足,换电生态尚未建立等原因被搁置,但过去几年产 业一直在进行实践和试点。2019 年 6 月,《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案 ( 2019-2020 年)》 重新提及推广新能源汽车电池租赁等车电分离消费方式,鼓励企业研制充换电结合的新能源汽车产品。2020 年 4 月,《关于调整完善新能源汽车补贴政策的通知》明确支持 “车电分离”等新型商业模式发展。2021 年 4 月,首个国家标准《电动车换电安全要求》发布, 2021 年 11 月起实施。2021 年下半年,工信部与能源局开展新能源汽车换电模式应用试点工作。

破局思路:同级别车型电池包标准统一,“1+N”试点打开推广瓶颈

同级别车型电池标准统一胜过单一车企电池统一方案。目前换电方案以某款车型(北汽 EU 系列) 或者某车企的几款车型(蔚来 ES8,ES6 和 EC6)作为统一方案,但均不适合向全市场推广。1) 单一车型换电只适用于保有量比较大的车型,所有车型推行换电势必导致换电站储备大量不同尺 寸电池包,造成巨大的电池资产浪费。2)以单一车企所有车型作为统一标准只适用于车型相近的 企业,如蔚来汽车。比亚迪纯电动车覆盖 A00 至 C 级以及轿车和 SUV,电池包容量和尺寸差异较 大,难以建立统一的标准。

同级别车型的空间差距基本在可控范围内,电池容量标准差比例基本在 20%以内。如目前在售 A 级车平均电池容量为 61 度,标准差为 8 度,偏差比例 13%;C 级车的偏差比例更是仅有 10%, 基于蔚来汽车中型 SUV ES6 和中大型 SUV ES8 通用电池包的经验,同级别车型更容易设计出尺 寸统一,容量可变的电池包来满足几乎大部分同级别车型适用。

“1+N”:1 家电池厂和 1 款动力电池包覆盖 N 家企业的 N 款同级别(尺寸相近,带电量接近, 续航接近)车型。例如由动力电池龙头 CATL 作为标准电池包供应单位,联合诸如上汽集团(ER6, Ei5),吉利集团(几何 A),广汽集团(Aion S),北汽新能源(EU5)和东风汽车(启辰 D60) 等车企,成立换电联盟,在一线城市先行推广换电模式。利用 CATL 在行业的影响力尝试将不同企 业同级别带电量相近车型电池标准统一,跑通换电模式各个环节,有助于打开换电模式推广瓶颈。

终极生态:多方参与,统一管理,渠道清晰

今年蔚来推出 BaaS 换电模式,并于 8 月 18 日成立了蔚能资产管理公司。股东方一共有 4 家,分 别为蔚来汽车,宁德时代,湖北科投以及国泰君安国际,各投资 2 亿元占比 25%,宁德时代作为 电池龙头企业参与其中补足商业模式下最后电池一环。BaaS 模式中电池资产管理公司负责日常的 电池管理,储能等等业务,车企负责换电服务与消费者对接,分工合作提高效率。

我们认为,在车电分离模式下,政府牵头成立行业统一的第三方电池资产管理公司,车企,电池厂 和金融机构同时参股绑定,并赋予电池资产管理公司更多的功能,如电池包尺寸,容量的确定,不 同车企车型电池尺寸的整合,与动力电池厂技术参数的对接等等。电池资产管理公司成为链接车企, 电池厂和消费者的桥梁,废旧电池的回收责任主体从车企转移至电池资产管理公司。

2. 换电模式:换电站有多大空间?

2.1 2025/2030 年换电车型在新能源车销量占比达 30%/60%

2025 年新能源汽车销量预计达 780 万辆,其中换电车型占比有望达 30%。当前新能源汽车保有量 已经突破 670 万辆,预计 2021 年年底达到 824 万辆,2025 年突破 3000 万辆,2030 年接近 9000 万辆。换电车型在 2021 年起持续增加,预计 2025 年销量占比 30%,2030 年占比 60%。从保有 量来看,预计 2025 年换电车型保有量达到 496 万辆,占新能源汽车保有量比例 16%;2030 年换 电车型保有量 3979 万辆,占新能源汽车保有量 45%。

2.2 2025 年换电站需求 2.2 万座,运营端市场规模 2631 亿

2025 年换电站有望达 2.2 万座,21-25 年 CAGR 达 80%。假定换电站每日运营时间 24 小时,乘 用车(含私家车,网约车),商用车(主要为重卡车)换电速度 3.5,5 分钟,每日换车上限为 411, 288 台,私家车每 7 天换一次电,网约车,重卡车以平均每 1.5,0.5 天换电一次计,2025 年换电 站需求 2.2 万座。

2025 年运营市场规模有望达 2631 亿,21-25 年 CAGR 达 107%。运营端按乘用车,商用车换电 费用 1.75 元/度,1.3 元/度,乘用车,商用车平均带电量 60,300 度,2025 年对应换电站运营市 场规模为 2638 亿。

2025 年换电站设备市场有望达 693 亿,21-25 年 CAGR 达 81%。以乘用车,重卡车换电站 261, 420 万元的设备投资规模进行测算,设备需求市场将于 2025 年达到 695 亿,市场前景可观。

3. 单站盈利:换电站盈利模式如何?

从固定资产投资来看,换电站投资主要集中于换电站设备,线路投资,电池投资三大方面。目前乘 用车换电站单站投资额约 500.7 万,重卡车换电站单站投资额约 1015.1 万,其中换电站设备占总 投资比率的 41-52%,其次为初期备用电池投资占比 28-35%,最后为线路及其他投资占比 20%- 23%。

从收入端看,换电站收入可拆分为单块电池收费(电池带电量*度电收入),换电次数(年均换电 数量 or 利用率)。换电站利用率的爬升可依赖两层路径:①换电车型保有量不断提升(β),即 换电模式的优势带动换电车型在整体电动车中占比提升;②先发优势,抢占有利区位(α),即同 样的基础设施投资,位置好的换电站可享有更高的利用率。

3.1 乘用车换电站:30%-40%的利用率对应单站 ROA 为 8- 16%

乘用车换电站盈亏平衡点对应 20%左右的利用率,随着利用率提升,盈利能力跃升。我们对乘用 车换电站进行建模,讨论利用率变化下单站盈利能力如何变化。根据我们测算,单个乘用车换电站 每天服务次数上限为 411 次,当利用率在 20%时,换电站达到盈亏平衡点,30%利用率对应 40 万 净利润,对应 ROA 为 8%,ROE 为 16%。当利用率上升至 40%时,换电站盈利能力有显著跃升, 净利润达 81 万,ROA 为 16%,ROE 为 32%。

3.2 重卡车换电站:40%-50%的利用率对应单站 ROA 达 10- 15%

重卡车换电站盈亏平衡点对应 23%利用率,因重卡车换电站通常为固定场景,且重卡车换电频次 高于乘用车,故而重卡车换电站盈利能力总体略好于乘用车。我们同样对重卡车换电站进行建模, 讨论利用率变化下单站盈利能力的变化。根据我们测算,单个重卡车换电站每天服务次数上限为 288 次,当利用率约到 23%时,换电站跨过盈亏平衡点。30%利用率对应 42 万净利润,对应 ROA 为 4%,ROE 为 8%。当利用率上升至 40%时,换电站盈利能力有显著跃升,净利润达 97 万,ROA 为 10%,ROE 为 20%。

4. 核心壁垒:换电站运营壁垒在何处?

4.1 区位优势:占据核心地形。

换电站运营商利用先发优势,抢占优势区位,成为后续运营的核心壁垒之一,且换电站重投资属性 使得同一区位重复投资概率大大降低。根据上文测算模型,单站的利用率是盈利的关键,而换电站 的利用率提升,一方面是整体换电车型渗透率提升,更关键的是在发达省份的关键位置布局换电站, 这也就是换电站的先发优势。根据 GGII 数据,截至 2020 年 6 月,我国换电站保有量总计 452 座。 分省市来看,排名前十的依次为北京,广东,浙江,江苏,福建,湖南,上海,四川,海南,河北, 其中北京因奥动新能源与北汽合作的出租车采用换电模式,换电站数量居全国首位。从协鑫能科公 告的换电站建设计划来看,大部分亦集中于江苏,广东,浙江等经济发达且新能源汽车销量高的省 份。抓住重点城市的重点区位进行抢先布局,或成为换电模式进一步普及,换电车型进一步拓展后, 换电站运营商的核心壁垒之一。

4.2 杠杆优势:低资金成本+合理杠杆率,助推盈利提升

换电站运营商自身使用杠杆的能力,以及资金成本,是不同运营商之间竞争的又一关键因素。换电 站前期基础设施投资成本较高,属于重投资类项目,重投资类项目运营商之间竞争的一大壁垒就是 运营商使用杠杆的能力,以及借款的资金成本,即换电站在相同利用率的情况下,资金成本越低, 杠杆率越高,ROE 越高。我们用上述乘用车换电站模型进行测算,1)在换电站 30%利用率,杠杆率50%情况下,贷款利率相差 5pct,对应 ROE 相差 4pct,2)在换电站 30%利用率,贷款利率 8%情况下,自有资金比率从 80%降到 30%,对应 ROE 提升 7pct。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

关键字:换电站

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