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换电重卡行业研究报告风起云涌,换电重卡开

发布时间:2024/6/1 12:54:04   
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(报告出品方/作者:民生证券,邓永康,李孝鹏,赵丹,席子屹)

1、电动化加速渗透,换电重卡驶入快车道

1.1、市场端销量强势崛起,打造高景气赛道

1.1.1、双碳政策持续推动,重卡电动化大势所趋

双碳政策持续推动下,商用车新能源化成为行业发展的长期主旋律。在乘用车市场新能源汽车渗透率的逐步提高下,商用车的电动化进程也在逐步推进。商用车主要服务于公路客运和道路货运等场景,主要分为货车和客车,货车中包括重卡、中卡、轻卡和微卡,重卡细分领域又包含牵引车、自卸车、环卫车等,主要用于基础设施建设、工业生产、公路货物运输、码头货物运输。

中国是全球最大的商用车市场,新能源商用车渗透率逐年攀升。年中国商用车销量达万辆,全球市场份额达21.05%。过去两年受疫情因素、“国六”排放法规实施、前期环保和超载治理政策下的需求透支,以及油价处于高位等因素的影响,商用车整体需求放缓,中国总商用车销量有所下降。年中国商用车总销量万辆,同比下降31.2%,但是新能源商用车逆势增长,销量达33.8万辆,同比增长71%,渗透率达10%,年为渗透率从1到10突破的关键之年。

分车型来看,年货车销量.3万辆,同比下降32.6%,占中国商用车总销量比重87.7%,客车销量40.8万辆,同比下降19.2%,占比12.4%。不同种类货车中,年重卡总销量67.2万辆,占比23.2%,中卡销量60.3万辆,占比20.8%,轻卡销量.8万辆,占比55.9%。重卡分为传统重卡和新能源重卡,由于重卡和微型货车、乘用车用途不同,新能源重卡对续航及牵引力有更高的要求。目前新能源重卡主要分为三类:1)纯电动。纯电动重卡受续航的影响,主要运用于短距离运输,比如港口物流、矿山运输、建渣清运等,大多为换电模式方便快捷;2)混动。混动细分为插电混动和增程电驱,混动重卡续航长,主要用于长途运输;3)燃料电池。目前主要是氢,后续可能会有氨和甲醇作为主要原材料的燃料电池。

新能源重卡助推实现双碳目标。相比于乘用车和轻型商用车,重卡以柴油为主要燃料,且具有高油耗特征,而柴油在不同能源类型中碳排放因子最高,各类重卡需要承受较大负载任务,进行百公里以上的中长距离运输。保有量仅占全国汽车3%的重卡,其二氧化碳排放量约占整体汽车的47%。与传统重卡相比,纯电动和氢燃料电池的新能源重卡可实现零排放,目前新能源重卡TCO略高于传统重卡,BCG预计23年两者持平。减少碳排放,实现双碳目标,重卡的新能源化推广有着重要意义。新能源重卡分类型来看,与混动技术相比,纯电动和氢燃料重卡能够实现零排放,是全球汽车行业内公认的低碳发展和零排放转型的首选方案。在乘用车领域核心三电系统技术发展已经较为成熟,在商用车领域大力推广纯电动车型,具备充足的技术优势和市场认可度,重卡电动化转型已经是大势所趋。

1.1.2、新能源重卡销量逆势增长,22年12月销量翻两倍

新能源重卡销量逆势增长,渗透率达3.7%,22年12月销量翻两倍。年重卡总销量67.2万辆,同比下降51.8%,但是新能源重卡销量逆势增长,销量达2.51万辆,同比增长%,渗透率约3.7%,年12月销量快速增长至辆,月度同比翻2倍。新能源重卡中纯电动占比90%,电动重卡需求增速大。按技术路线分类看,年电动重卡是主流,销量达到2.27万辆,同比增加%,占新能源重卡总销量约90%;燃料电池重卡销量辆,同比增加%,占比9.8%;混动重卡销量28辆,占比甚少。

1.2、换电与充电模式互相补充,助推实现重卡电动化

充换电互补可满足不同使用场景需求。新能源重卡多样的使用场景带来了差异化的补能需求,充电和换电相互补充,并行发展,形成多元化的补能体系为不同使用场景提供最佳补能体验已成为发展共识。换电模式的发展助推了重卡市场的电动化。1)换电模式快速补能,与解决电动重卡续航焦虑需求相匹配。换电相较于充电,换电时间仅需分钟级,而充电时间需要小时级,在封闭的场景下,换电可以解决里程焦虑,在港口、钢厂、电厂、矿山及公铁联运等特殊应用场景中,换电重卡很受青睐。2)换电重卡通过“车电分离”的方式,有效降低客户的购置成本。采用车电分离模式能够大幅减少购置成本,对于用户,仅需要购买车身,通过电池租赁和换电服务使用重卡,在成本方面有较大优势;对于车企,电池可以从“电池银行”租赁,为传统车企减轻了负担。

换电与充电各占一半,换电重卡占比有提升趋势。年,纯电动重卡中换电补能销量占比为52%,充电补能销量占比为48%。与乘用车以充电为主换电为辅的模式形成对比,重卡逐渐以换电为主,这是由于电动重卡在运营中要背负沉重的电池组,本身电池带电量更大充电补能时间更长,而换电模式补能速度快,符合重卡要求短高快的运输场景。

2、政策+成本双轮驱动,重卡换电迎行业拐点

2.1、驱动力一:政策加码,重卡掀起换电潮

国家政策驱动是换电重卡获得快速发展的第一要素。年10月,为了推动换电重卡快速发展,工信部启动新能源汽车换电模式应用试点工作,明确将四川宜宾、河北唐山、内蒙古包头纳入为重卡特色类试点城市。年1月30日,八部门联合发布《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》,试点期为-年,重点推动公共区域车辆全面电动化,有利于特定场景的车辆电动化转型。截止到年,全国已有20多个省市都已经参与推广换电重卡,经过各地近2年的运营,已经积累了换电重卡运营的实战经验,这将有利于各地进一步加大推广换电重卡的信心。

地方加大对新能源重卡和换电站补贴政策支持力度。除了国家层面的新能源汽车购置补贴和购置税减免政策外,年四川、广西、内蒙、重庆等地均有发布与换电重卡或重卡换电站补贴相关的额外政策,如四川直接对换电重卡给予额外每度电元的购置补贴,重庆、山东、内蒙古、北京、上海等地对投入运营的换电站给予一次性建设补助,广东、广西则落实前期已建成换电站的补贴支持。换电技术的统一标准或将在年出台。面对用户的需求,地方正在加速重卡换电标准的制定,年江苏省加速重卡换电标准的统一步伐,包头市出台了地方电动重卡换电标准,由中国汽车工业协会组织、一汽解放汽车有限公司承办的《电动中重型卡车共享换电站建设及换电车辆技术规范》系列团体标准审定会通过了多项重卡换电团体标准。

2.2、驱动力二:成本经济性显著,高性价比加速市场发展

2.2.1、消费者角度看经济性

对比燃油重卡,我们分析换电重卡租赁电池和购买电池两种模式下的经济性。首先,从消费者端看经济性,我们分别假设三种情境:1)中性情境下假设柴油价格降低至7.5元/L,电力单价0.6元/KWh,比较燃油重卡、租赁电池与购买电池换电重卡三种类型的5年生命周期总成本。通过测算得出换电重卡比燃油重卡更具有经济性,租赁电池和购买电池两种模式下生命周期总成本降本幅度达18%和25%。2)悲观情境下假设柴油价格降低至5.5元/L,换电重卡仍有经济性,购买电池模式下生命周期总成本降本幅度达6%。3)乐观情境下假设电价降低至0.35元/KWh,租赁电池和购买电池模式下生命周期总成本降本幅度达29%和37%。

行驶里程越高,换电重卡经济性越明显。中性情境下其他要素不变,我们对影响全生命周期总成本降本幅度的单日运行里程数和全年运行天数分别进行调整进行敏感性分析。我们假设换电重卡单日运行里程数从-公里不等,而与此同时全年运行天数从天到天不等,从而计算得出对应于传统燃油重卡的降本幅度数值。中性情境依据敏感性分析数据假设全年满负荷运行天,单日运行里程数达Km,租赁电池和购买电池模式下生命周期总成本降本幅度达28%和32%。

2.2.2、运营商角度看经济性

换电站运营商盈利水平一定程度上影响整个产业链发展步伐和利润空间。我们分别在车电分离及不分离两种模式下探讨运营商的成本经济性,以车电分离举例:成本端:运营商成本主要来自于1)固定资产类投资,包括换电站投资+电池采购成本;2)向电网公司支付的购电费用。我们以协鑫能科单个重卡换电站举例,营业成本合计万元。

具体拆分如下:1)固定资产投资合计万元。其中换电站投资万元,占比18.2%,车载电池及备用电池投资合计万元,占比71.7%。若按照残值率10%,折旧年限5年计算,对应年折旧费用大约为.5万元。2)购电费用合计万元。假设换电重卡单日运行里程Km(KWh带电量可支撑Km续航里程),单车单日需要更换2块电池,对应电量需求量约KWh。假设单个重卡换电站日服务能力40辆,单车全年运行天,则年耗电量合计万度,对应购电成本万元。3)人工及场地租赁费用相对占比较低,合计占比大约10%。

收入端:运营商的收入来源主要是收取电费和服务费,营业收入合计万元。1)换电收入合计万元。其中度电收入具体可拆分为电费0.6元/KWh,服务费0.4元/KWh。2)电池租金万元。我们假设单车电池租金元/月,40辆车一年租金合计万元。经测算,车电分离模式下运营商净利率可达10.95%,较不分离模式高出5.7pcts,两种模式都具备明显经济性,若进一步考虑低电价地区运营商还可以赚取电价差,收益预计更为可观,从而有力支撑产业链发展提速。

3、换电重卡星辰大海,产业链多环节增量市场

3.1、需求增速明显,未来5年CAGR超65%

3.1.1、换电与重卡天然契合应用场景多元化

换电模式可以有效解决封闭场景下的续航里程问题,在商用车领域逐步推广成熟,在港口、矿山、钢厂、城市渣土等短途运输的目标市场推广潜力巨大。1)封闭场景封闭场景主要包括港口、钢厂、煤矿等,具有作业区域不固定但路线固定特点,定点、高频、运输效率要求高,日均运距为80公里,24小时连续作业。对比燃油重卡,车辆常处于怠速或低速状态,发动机热效率低、燃油经济性差、污染水平高,换电重卡一方面能够有效降低运输成本,另一方面能够实现能源的快速补给,符合短高快的封闭应用场景。

2)短倒运输场景短倒运输场景主要包括城市渣土运输、公铁接驳运输、煤矿到电厂短途运输等,具有路线固定、单程距离短的特征。该场景下,根据运输距离不同,重卡每天能够往返运输4-6次,单程里程-公里左右,使用换电重卡可每单程或往返更换1块电池,保障运输效率,可实现对燃油重卡的替代。3)干线中长途运输场景重卡是高速公路运输的主力,因此高速公路等干线中长途运输是换电重卡的主要应用场景之一。该场景下,重卡单程运距为公里左右,日均行驶里程可达公里以上,对运输效率要求较高,使用换电重卡能够满足对运输效率的要求,且换电站可以与加油站同样布局于高速公路服务区内,几乎无需新增土地规划,容易实现推广应用。

3.1.2、换电重卡市场空间测算,未来5年CAGR超65%

年换电重卡市场空间合计超亿元,未来5年CAGR超65%。以年重卡销量为基础,计算换电重卡、重卡换电设备和上游电池的市场规模。假设如下:假设-年重卡销量的同比增速为19%、15%和10%;新能源重卡渗透率为5%、9%和13%;电动重卡渗透率为94%、93%和92%,渗透率浮动幅度不大;换电重卡渗透率逐年攀升,分别为60%、68%和75%。基于以上假设依据计算,分别对应-年换电重卡市场空间为亿、亿、亿元,充换电市场空间合计为亿、亿、亿元。

3.2、换电重卡产业链梳理

换电重卡整个产业链上游主要为三电系统、换电设备供应商和电力供应商,三电系统分别提供重卡的电池、电机、电控,电池主要包括宁德时代、亿纬锂能;重卡电机配套供应商主要包括绿控传动、特百佳动力等;电机控制器供应商主要为蓝海华腾、汇川技术、英威腾等。换电模式催生换电设备需求增大,换电设备供应商主要代表为山东威达、科大智能、瀚川智能、博众精工等,历经数次技术迭代各厂商均可提供成整套换电站设备中游为各类型换电运营商,主要分为电池厂类运营商,如特斯拉、宁德和国轩高科;主机厂类运营商,如蔚来、吉利、北汽等;第三方运营商,如协鑫能科、科大智能、玖行能源、奥动新能源等。下游为各种整车厂,重卡车企包括汉马科技、徐工重卡、东风、上汽红岩等。

3.2.1、换电设备成长趋势确定,运营商加速布局

年重卡换电设备市场空间合计超94亿元。我们假设年带电池的充电重卡售价为80万元,-年逐年递减至79/78/76万元,电池单车价值量约30万元,换电重卡售价分别为49/48/46万元。以协鑫能科举例,每个换电站能服务40辆车,根据换电重卡销量,相除得到新增重卡换电站数量。重卡换电站设备投资大概在万元,随着各方面成本降低呈现逐年下降趋势,假设-年设备投资分别为//万元,得出重卡换电设备市场空间为24/60/94亿元。

换电运营商联合换电设备供应商共同研发换电站和换电车型打通产业链并为下游客户提供换电服务。目前我国换电站运营主要是三家企业,奥动新能源、蔚来、杭州伯坦科技,蔚来市场占比56.1%,奥动新能源28.6%,杭州伯坦科技7.6%,多聚焦于乘用车,逐渐开拓商用车换电。

3.2.2、下游整车厂百花齐放,加速换电重卡布局

年,换电重卡下游整车厂中汉马科技市场份额最大,占比20%,其次是徐工重卡、上汽红岩和东风汽车,分别占比18%、13%和11%。年1月份,换电重卡当月销量为辆,其中,徐工重卡换电重卡销量辆,占比33.29%;上汽红岩销量辆,占比15.35%;三一汽车销量92辆,占比11.96%。

3.3、三电系统带来增量市场,

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