換電模式優(yōu)勢顯著，未來發(fā)展初具藍(lán)圖
電動車補(bǔ)能新場景，換電站藍(lán)海待開拓。換電模式，指通過集中型充電站對大量電池 集中存儲、充電、統(tǒng)一配送，并在換電站內(nèi)對電動汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)。按照地點的不 同，可分為充換電模式與集中充電統(tǒng)一配送模式，充換電模式是當(dāng)前市場普遍采用的方式， 即由換電站同時負(fù)責(zé)電池充電和電池更換；按照換電方式的不同，可分為底盤換電、側(cè)方 換電、分箱換電等。隨著換電技術(shù)不斷成熟，底盤換電的電池性能、換電流程及換電時長 優(yōu)勢更為突出，或成為市場主流模式。
換電模式優(yōu)勢顯著，未來發(fā)展藍(lán)圖初具。1）換電對于補(bǔ)能時長的縮短作用尤為顯著， 相較充電模式最高可節(jié)約 10 小時左右；2）換電對電池?fù)p傷較小，電池壽命相對較長；3） 可通過“車電分離”模式降低用戶購車成本；4）對電網(wǎng)負(fù)荷壓力較小，且可通過 V2G 方 案形成強(qiáng)大的削峰填谷能力。V2G 利用電動汽車的電池作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖，車 輛虧電時由電網(wǎng)補(bǔ)給能量，電網(wǎng)短時缺口時由電力富余的電動汽車主動向電網(wǎng)補(bǔ)能。中國 汽車工程學(xué)會預(yù)計，2030 年中國電動汽車全年用電需求將達(dá) 7454 億千瓦時，占社會總需 求的 6-7%；充電功率 1.94 億千瓦時，占電網(wǎng)負(fù)荷的 11~12%，可形成強(qiáng)大的調(diào)峰調(diào)頻能 力。
頂層設(shè)計推動換電發(fā)展，政策補(bǔ)貼力度較強(qiáng)。1）從規(guī)劃上看，近年國家政策逐漸傾 向換電模式，自 2019 年起，國家相關(guān)機(jī)構(gòu)相繼發(fā)布多項政策鼓勵開展換電模式應(yīng)用。具 體來看，各省市十四五期間著力發(fā)展換電行業(yè)，其中江蘇、四川等省規(guī)劃建設(shè)數(shù)量領(lǐng)先， 計劃十四五期間建設(shè)換電站分別超 500 座。2）從補(bǔ)貼上看，換電站補(bǔ)貼計劃分為建設(shè)補(bǔ) 貼與運(yùn)營補(bǔ)貼兩種。從建設(shè)補(bǔ)貼來看，換電站補(bǔ)貼額度大多在 150~400 元/千瓦，其中乘 用車換電站單站補(bǔ)貼金額在 50 萬~75 萬元，中重型換電站單站補(bǔ)貼金額在 50~100 萬元。從運(yùn)營補(bǔ)貼來看，其按照實際充電量給予 0.1~0.2 元/千瓦時的補(bǔ)貼獎勵。此外，北京市補(bǔ) 貼力度領(lǐng)跑全國，在建設(shè)與運(yùn)營補(bǔ)貼之外，按年度考核結(jié)果分段給予額外補(bǔ)貼，有效激勵 換電站長期可持續(xù)經(jīng)營。
換電與充電并非對立面，并不存在互斥關(guān)系
首先明確換電與充電并不沖突，而是平行的補(bǔ)能方案。市場常會對換電產(chǎn)業(yè)抱有擔(dān)憂， 未來伴隨超高壓快充及固態(tài)電池等新技術(shù)的發(fā)展，換電站行業(yè)是否僅是當(dāng)下產(chǎn)業(yè)過渡方案？我們認(rèn)為長期來看換電將與充電并行，甚至滲透率或有可能超越充電。即便不考慮當(dāng)下極 速快充（XFC）及新型電池技術(shù)所面臨的技術(shù)難點（電網(wǎng)負(fù)荷、峰值功率難維持等），即 便實現(xiàn)了所謂的“10 分鐘滿電”，也僅達(dá)到了當(dāng)下?lián)Q電站 30-40%的補(bǔ)能速率（據(jù)飛凡汽 車和蔚來汽車公告，換電時間約 2-4 分鐘）。再疊加換電站實際建設(shè)成本低于超高壓快充站， 并且換電站可以實現(xiàn)電價套利、車電分離（有利減輕購車端成本壓力）、靈活租用、單位 占地面積下服務(wù)能力更強(qiáng)等特點，我們認(rèn)為最悲觀預(yù)期下?lián)Q電至少為與超高壓快充平行的 補(bǔ)能方案。
相較換電站，充電站服務(wù)效率較低，車樁比嚴(yán)重不足
公共充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，增速顯著落后于新能源汽車增速，車樁比仍處高位。根據(jù)公安部數(shù)據(jù)，截至 2023 年第二季度，我國新能源汽車保有量達(dá) 1620 萬輛，呈高速增 長狀態(tài)。同時，我國公共充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量達(dá)到 215 萬臺。假設(shè)所有新能源汽車都有 在公共充電樁充電的需求，平均 1 座公共充電樁就需要服務(wù) 7.54 臺新能源汽車。統(tǒng)計自 2021 年第四季度以來的車樁比可以發(fā)現(xiàn)，自 2022 年第二季度以來，車樁比持續(xù)上升，從 6.55 一路攀升到 7.54。這導(dǎo)致充電設(shè)施搶位問題愈發(fā)嚴(yán)重，尤其高峰時期與節(jié)假日。
現(xiàn)階段離工信部“2025 年實現(xiàn)車樁比 2：1，2030 年實現(xiàn)車樁比 1：1”(《關(guān)于組織 開展公告領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作的通知》)的要求仍有不小差距。根據(jù)公安 部數(shù)據(jù)，截至 2022 年年底，我國充電樁數(shù)量達(dá)到 520 萬臺（包括私人充電設(shè)施），車樁比 達(dá)到 2.52：1。充電樁數(shù)量需要達(dá)到 655 萬臺才能實現(xiàn)車樁比 2：1，達(dá)到 1310 臺才能實 現(xiàn)車樁比 1：1，對應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上分別增加 135 萬臺和 790 萬臺，仍然有非常大的差距。然而充電樁建設(shè)仍存在“規(guī)劃布局協(xié)同不足”、“盈利空間不足”、“進(jìn)小區(qū)難”等難點。當(dāng)前充電樁的規(guī)劃建設(shè)和新能源汽車的使用存在空間上和結(jié)構(gòu)上的不匹配，一方面充電難的情況時有發(fā)生，另一方面充電樁利用率卻較低；充電樁盈利空間不足，充電樁制造商難 以開展差異化競爭，充電樁建設(shè)成本受到地段位置的制約，獲利空間有限；充電樁還存在 “進(jìn)小區(qū)難”的痛點：小區(qū)的變壓器容量有限、存在一定安全隱患、高功率充電樁加大電 網(wǎng)負(fù)荷、加劇居民區(qū)用電三相不平衡等諸多問題。以一座中等規(guī)模小區(qū)舉例，假設(shè)一座中 等規(guī)模小區(qū)的變壓器額定功率為 1250kVA，6 座支流快充 200kW 的充電樁同時充電就將 導(dǎo)致變壓器過載。考慮到居民還有日常用電的需求，小區(qū)內(nèi)能承載的充電樁數(shù)量非常有限。以上建設(shè)難點制約了充電樁的大規(guī)模擴(kuò)張，使得車樁比始終難以顯著提高。
新能源汽車單次充電時間長，用戶排隊時間久，服務(wù)效率低下。據(jù)中國電動汽車充電 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 中國電動汽車用戶充電行為白皮書》顯 示，新能源汽車用戶平均單次充電時長 49.3 分鐘，日充電 1.4 次，意味著用戶平均每天充 電 69 分鐘。這意味著大量的用戶需要等待數(shù)個小時才能用上電，服務(wù)效率低。4 月 29 日， 百度地圖發(fā)布五一假期首日服務(wù)區(qū)充電站排隊大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，雅安市雅西高速石棉服 務(wù)區(qū)（西昌方向）和臺州市臨海服務(wù)區(qū)（臺州方向）充電排隊等待時間最久，達(dá)到了 2.7 個小時。排隊時間超過兩個小時的服務(wù)區(qū)總共有六個。長時間的排隊會浪費(fèi)用戶的時間， 影響新能車滲透率的提高。
充電理論峰值輸出功率難以維持
充電樁難以維持理論輸出峰值。河南省計量科學(xué)研究院發(fā)現(xiàn)，以一臺額定功率為 60kW 的新能源汽車為例，改變交流輸入功率，隨著交流輸入功率增大，轉(zhuǎn)換能效會隨著提高， 但是都要小于理論輸出功率，達(dá)不到 100%。
輸出功率曲線不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出先緩慢上升后迅速下降的結(jié)果。以比亞迪漢 EV 為例， 懂車帝通過實際測評發(fā)現(xiàn)，新能源汽車在充電過程中的輸出功率會先緩慢上升接近 110kW；當(dāng)電量達(dá)到 50%時，輸出功率會大幅度下降至 22kW，直到電池充滿。在整個充電過程中， 峰值功率維持的時間不足充電時間的一半，導(dǎo)致新能車實際補(bǔ)能時間遠(yuǎn)超理論值。
充電樁的輸出功率達(dá)不到額定功率有以下幾個方面的原因：1. 電網(wǎng)不穩(wěn)定會造成輸出功率不穩(wěn)定。由于電網(wǎng)負(fù)載不均勻和瞬間負(fù)荷變化，充電 時可能會出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動和電壓瞬間波動的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會影響電動汽車的 充電速度，也會在一定程度上損傷電池。隨著充電站的普及，電網(wǎng)負(fù)荷承壓，電 網(wǎng)負(fù)載波動加劇。2. 電池過熱會降低輸電功率。充電樁在給新能源汽車充電的過程中會產(chǎn)生大量的熱 量，電池的散熱不好時，會提高電池的溫度。當(dāng)電池溫度超過一定閾值時，就會 降低輸電功率，并給電池帶來損害。3. 新能源汽車在充電的時候會產(chǎn)生能量損耗。充電樁在給汽車充電時會給導(dǎo)線、電 池等帶來熱損耗，這部分熱損耗會使得充電樁的實際輸出功率相較于理論值降低。4. 充電樁的老化和損壞也會使得輸出功率降低。充電樁的老化和損壞會使得無法以 正常功率為新能源汽車供電，使得輸出功率不及額定功率。
電網(wǎng)負(fù)荷難以滿足充電樁建設(shè)需求：大量充電站會對電網(wǎng)形成巨大的壓力，現(xiàn)有電網(wǎng)容量難以滿足充電樁建設(shè)需求。以上 海市為例，截至 2022 年年底，上海市新能源汽車保有量已經(jīng)達(dá)到 94.5 萬輛。假設(shè)以直流 快充 200kW 的功率規(guī)格計算，當(dāng)上海市的新能源汽車同時充電時，輸出功率可達(dá)到 18900 萬 kW。據(jù)上海電網(wǎng)預(yù)測，上海電網(wǎng)最高負(fù)荷約為 3500 萬 kW，需求與實際負(fù)荷差距為 5.9 倍。當(dāng)上海市的新能源汽車同時以最低功率規(guī)格充電時，可以達(dá)到整個上海市電網(wǎng)最高負(fù) 荷的 540%。廣西大學(xué)張晨宇利用數(shù)學(xué)模型對新能源汽車充電負(fù)荷對電網(wǎng)負(fù)荷的影響進(jìn)行了更為 精確的預(yù)測。團(tuán)隊以義烏市為研究對象，預(yù)測結(jié)果顯示，電網(wǎng)負(fù)荷受充電負(fù)荷因素的影響 非常巨大，冬季負(fù)荷受充電影響最大，其峰值普遍在夜間。夏天受天氣影響，用電負(fù)荷峰 值在午間。電網(wǎng)負(fù)荷很大程度上受新能源汽車充電影響。
現(xiàn)有電網(wǎng)負(fù)荷下，則更加難以支撐大規(guī)模超充站建設(shè)。目前極氪推出了支持 800kW 功率的超快充樁，是目前單槍峰值功率最高的充電樁。然而，一座 1250kVA 的變壓器僅 能承載 1 臺 800kW 超充樁充電，一座 2000kVA 的變壓器也只能承載 2 臺 800kW 超充樁 充電。當(dāng)大規(guī)模使用超充樁時，會使得電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。因此，超充樁通常需要配合儲能設(shè) 備使用。
換電站與充電站并不相斥，換電站正朝向補(bǔ)能站方式發(fā)展（換電+充電）。換電站與充電站成本大頭無一例外都是配電測設(shè)備成本（占比超 30%），這種“充換電一體站”的模 式可以在成本沒有明顯抬升的情況下在單位占地面積下提供更高的服務(wù)能力，蔚來三代換 電站可搭配 4-20 根超沖樁。以電網(wǎng)負(fù)荷為 630kva 的標(biāo)準(zhǔn)充電條件為例，假設(shè)為 10 個車 位的面積布局 8 根超沖樁與蔚來換電站+4 根超沖樁的配置相比。采用 8 根超沖樁的充電 站可以在滿容量下充滿 8 部 80 度電池的新能源車；而充換電一體站中的換電站按 5 分鐘 服務(wù)一臺車可服務(wù) 12 車次，其中 4 根超沖樁可為 4 部車補(bǔ)能，總服務(wù)車輛為 16 輛。總結(jié) 來看，充換電一體站可以在相同占比面積下達(dá)到超沖站效率的 1.6-2 倍以上的滿負(fù)荷服務(wù) 能力。
換電站本身就是儲能設(shè)備，而且充換電一體站擁有更低的成本。換電站具有儲能性質(zhì)。換電站可以配合電網(wǎng)調(diào)峰，在用電波谷的時候給電池充電，在用電波峰的時候提供換電， 可以有效調(diào)節(jié)電力平衡，降低電網(wǎng)壓力。同時，充換電一體站可以通過共用變壓器的方式 降低成本。在白天充換電需求高峰的時候，提供充電和換電服務(wù)，此時變壓器服務(wù)充電樁。當(dāng)晚上充換電需求低谷的時候，給電池充電，此時變壓器服務(wù)換電站。充換電一體站可以 很好利用充電樁和換電站的特點，最大限度利用變壓器，在不造成電網(wǎng)負(fù)荷壓力的同時實 現(xiàn)更低的成本。
為何我們認(rèn)為換電站被低估了
換電方式所帶來的益處遠(yuǎn)被低估
當(dāng)下?lián)Q電模式的潛力并未被市場充分認(rèn)知。市場當(dāng)下對換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時間、運(yùn)營端成本對比，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：1）單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強(qiáng)；2）車電分離下降低購置成本，電池升級靈活性強(qiáng)；3）換電模式下電池靈活升級，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）充電模式對電網(wǎng)要求高，換電模式對電網(wǎng)更加友好；6）當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無法負(fù)荷的時候，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)營類乘用車和商用重卡車上都具有優(yōu)勢。公用營運(yùn)車輛和商用車對營運(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。通過無人值 守、智慧充電、電池標(biāo)淮化、綠電交易、移動電源等優(yōu)化策略，重卡場景的換電站可以實 現(xiàn)挖掘運(yùn)營收益價值的最大化。相較于充電站，換電站在服務(wù)效率方面具有顯著優(yōu)勢。換電站的換電流程主要分為五 步。以蔚來第三代換電站為例，首先需要用戶通過智能導(dǎo)航尋找到換電站，到站后識別車 牌，通過后用戶將汽車駛?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)蔚來公司官方數(shù)據(jù)顯示，蔚來第三代換電站給新能源汽車換電 僅需 3 分鐘，整個流程僅需 5 分鐘。同時，第三代換電站的電池儲備數(shù)量達(dá)到了 21 塊， 可以短時間內(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、空問占用少，無需擔(dān)憂電池衰減。換電在補(bǔ)能效率上 具有顯著優(yōu)勢，目前最慢換電模式下?lián)Q電時間低于五分鐘，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，考慮排隊時間、補(bǔ)能時間，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。一座蔚來換電站占地等于四個車位。同等 面積的充電站最多可容納四臺充電樁同時給四輛汽車補(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，那么一個小時內(nèi)一座充電站最多給 630/60≈6 輛車補(bǔ)能，此 時每臺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，一個小時之內(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”可顯著降低購車門檻。在換電模式加持下，新能源 車購置可提供“車電分離”模式，即為用戶提供“買車不買電池”的購車服務(wù)，以蔚來車 電分離的 BASS 方案為例，單獨(dú)出售不包含電池的車輛（比原車價低 7-12.8 萬），動力電 池則通過租賃的方式從蔚來獲得，價格為每月 980 元（75kWh 電池）和 1680 元（100kWh 電池）。此類方案在低價車型經(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)階版售價為 22.99 萬，如若選擇租電方案新用戶購車總價僅為 14.8 萬元。
電池并非越大越好，而是要靈活，電池靈活升級有助于減少用戶一次性成本投入，最 大化電池使用效率。電池容量是用戶購車時的考慮重點，但小容積電池與大容積電池通常 價差較大，以蔚來為例，75 度電池與 100 度電池差價達(dá) 5.8 萬元。對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)性的長途旅行。如果 為了偶發(fā)性需求而選擇購置 100 度電池除了要多付 5.8 萬元外，也是對能源與資源的浪費(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服務(wù)，還是以蔚來舉例，用戶可購置小容量電池版本滿足日常通勤需 求，如果有長途出行需求可以選擇日租 50 元/天或 880 元/月方案靈活升級至 100 度甚至 150 度電池。簡而言之，“日長小電池、長途出行大電池，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 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)而升級續(xù)航至 450km。預(yù)計今年底蔚來還會推出 150kWh 電池包，屆時即使 2017 年上市的初代 ES8 也可以實現(xiàn)續(xù)航里程超 800KM。這也是換電模式下汽車可升級的體現(xiàn)之一，由此換電模式可 以徹底打消消費(fèi)者對于新能車電池技術(shù)快速迭代所擔(dān)心的購置需求后置的問題。新能源購置稅減免新政下，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置稅減免政策的 公告》。總結(jié)來看，2024-2025 年新購新能源汽車?yán)^續(xù)免征車輛購置稅額不超 3 萬元（開 票價 33.9 萬以內(nèi)免征購置稅）；2026-2027 年新購新能源汽車減半征收車輛購置稅，單車 減稅額不超過 1.5 萬元（開票價 16.95 萬以內(nèi)免稅）。其中，采用“車電分離”購置方案的 新能源車電池價格不計入計稅基價，換電車輛稅收經(jīng)濟(jì)性凸顯。以指導(dǎo)價為 48.6 萬的蔚來 100 度電 ET7 為例，采用電池租賃后車價為 35.8 萬，如明年購買相較非換電車型可減免 1.3 萬元購置稅。
換電模式下電池靈活升級，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自：1）充電樁的不確定性：油車 占位、壞樁概率、補(bǔ)能時間等；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。燃油車沒有里程焦慮的根源在于加油站 的補(bǔ)能時間與成功補(bǔ)能具備較高的確定性。換電站與加油站類似補(bǔ)能時間具備高確定性、 不存在占位問題。一旦換電站大面積鋪開，則補(bǔ)能便利性接近燃油車，并且不會對電網(wǎng)產(chǎn) 生巨大負(fù)荷。從運(yùn)營成本上來說換電站甚至更優(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
電池問題始終是影響新能車用戶購買決策的關(guān)鍵因素。根據(jù)中國消費(fèi)者協(xié)會公布的 《2021 年全國消協(xié)組織受理投訴情況分析》，新能車消費(fèi)者主要投訴問題前三分別為：1. 安全問題如行駛中斷電、自燃、自動駕駛失靈等；2. 電池質(zhì)量問題；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 電池包對車內(nèi)垂直空間的擠壓，缺點是車身與電池組一體化在碰撞或電池包受損或更換維 修時較為復(fù)雜，只能拆開底盤更換電芯，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電池包 高頻維護(hù)保養(yǎng)；而對于換電模式來說，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)能完成充電過程和供 電狀況的實時監(jiān)視；換電的每一次補(bǔ)能都是對電池的一次檢測保養(yǎng)，除了電池包外殼受損 的問題，電池包內(nèi)部電芯狀況也可以實時監(jiān)測預(yù)防電芯潛在風(fēng)險。
充電模式對電網(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)帶來了更大的壓力，進(jìn)而引發(fā)了一系列電網(wǎng)問題，影響了 800V 超充的大規(guī)模落地：1）國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院研究顯示，電動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間、大幅度用電會導(dǎo)致其資源峰谷時的閑置成本增大、設(shè)備使用率降 低；2）充電樁充電的瞬時功率較大，會引起電壓偏移，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)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟及能鏈智電聯(lián)合發(fā) 布的《2022 年中國電動汽車用戶充電行為白皮書》，截至 2022 年底，我國約 66%的充電樁是私人充電樁，75%的充電樁增量來自私人充電樁，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。
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，無法在不影響居民正常生活的同時提供足量的充電車位。這一問題歸根結(jié)底是來自于小區(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 30%后（月銷量滲透率已超 30%），日常補(bǔ)能問題將會面臨很大的壓力，新增新能源車主 或需要下班后去商業(yè)充電樁充電，這將對未來電車使用體驗提出極大挑戰(zhàn)，進(jìn)而可能影響 新能源車保有量提升。充電車位不足問題根源來自小區(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。充電樁對電網(wǎng)形成的 高壓力很大程度來自于使用者的無序充電，而換電模式充電時間可控、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（如夜晚）對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。根據(jù)蔚來汽 車公告，截至 2022 年 8 月，蔚來在全國的 1067 座換電站中已有 575 座換電站參與錯峰 充電，比例接近六成，谷時用電比例由 12%提升至 20%，30 天內(nèi)轉(zhuǎn)移高峰期用電量達(dá) 410 萬度，將無序充電變?yōu)橛行蚩煽爻潆?，避開居民用電高峰期，極大緩解了電網(wǎng)的壓力。據(jù) 蔚來公告，目前蔚來換電站已經(jīng)開始參與浙江電網(wǎng)調(diào)峰，成為國內(nèi)首家接入到國家電網(wǎng)調(diào) 節(jié)虛擬電廠的車企。近年全國多地用電負(fù)荷激增，根據(jù)國家電力調(diào)度控制中心統(tǒng)計，2022 年全國電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷已達(dá) 12.9 億 KW，同比+6.3%，中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)測 2023 年全國最大電力負(fù)荷可能超過 13.7 億 KW，在未來用電高峰期負(fù)荷越來越大的趨勢 下，換電站作為虛擬電廠協(xié)助調(diào)峰調(diào)頻的價值將愈發(fā)凸顯。
擁有儲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。以蔚來為例， 根據(jù)其站內(nèi)電池分配情況，其每個換電站有 600-700 度電的儲能能力，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 塊電池在閑時可隨時接受電網(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間僅增加了約 5 分鐘，幾 乎不影響用戶的正常換電服務(wù)。
換電單站投資成本較高，但運(yùn)維降本空間較大
目前充換電站主要服務(wù)乘用車，因此我們對乘用車充換電站投資成本進(jìn)行對比。同時 需注意在不同地區(qū)內(nèi)不同數(shù)據(jù)信息如購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，因而不計入下文成本分析與計算。充電站：國內(nèi)以交直流混用站為主，總投資成本 150-250 萬元。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、換電平臺等）、電池成本和建設(shè)成本。設(shè)備成本中，AGV 平臺/電池周轉(zhuǎn) 倉/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%，合計單站 投資總成本約 491 萬元。
運(yùn)營端：換電站運(yùn)營成本更具優(yōu)勢
換電站具有購電成本優(yōu)勢。據(jù)艾瑞咨詢，換電站和充電站的運(yùn)營成本主要包含購電成 本、設(shè)備維護(hù)成本、勞務(wù)成本、場地租金、其他運(yùn)營成本。購電成本方面，充電站購電電 價為電網(wǎng)實時電價，而換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要以集中充電、交流慢充的方式對更換下來的 電池進(jìn)行充能，在電度電價低谷時段集中充電使得換電站具有購電成本優(yōu)勢；勞務(wù)成本方 面，換電站仍需一定人力進(jìn)行運(yùn)營、電池更換，而充電站基本可實現(xiàn)無人運(yùn)營，換電站勞 務(wù)成本高于充電站；設(shè)備維護(hù)、場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)無人換電站布局，進(jìn)一步優(yōu)化換電運(yùn)營成本。在蔚來第 三代換電站上，通過加裝兩塊 Orin-X 芯片和兩個激光雷達(dá)，實現(xiàn)召喚換電與自動泊入的功 能。車主將車輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后，車輛便能夠自動泊入電站并進(jìn)行換電。無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。
從需求端來看：乘用車、商用車換電滲透率邏輯各異
換電模式應(yīng)用場景廣泛。根據(jù)應(yīng)用場景的不同，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)活動設(shè)計的車輛， 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)用場景，并且大多場景已開始逐步落地。未來隨著政策端支持和技 術(shù)端推動，預(yù)計換電模式將進(jìn)一步滲透進(jìn)私家車領(lǐng)域，換電應(yīng)用場景也將持續(xù)豐富。
細(xì)分來看，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)動機(jī)某段時間內(nèi) 的平均負(fù)荷與該段時間內(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、長時間的車載應(yīng)用場景，主要用于部分出租車與重卡之中。具體來看：1）對于出租車而言，長時間停車充電會導(dǎo)致?lián)p失相應(yīng)載客收入， 機(jī)會成本較高；因此，基于效率與機(jī)會成本考慮，快速補(bǔ)能的換電模式契合車輛運(yùn)營要求。2）對于重卡車輛而言，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；基于時間成本考慮，重卡適合通過換電縮短補(bǔ)能時間。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)化逐步被市場驗證。
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)用場景。相較于乘用車及 其他商用車，重卡具以下特點：1）重卡多為兩班倒、全天候運(yùn)營，對充電等待時長極為 敏感；2）重卡多為批量采購（約占 30%），有望實現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)營；3）重卡多負(fù)責(zé)重型產(chǎn) 品運(yùn)輸，而其倉儲位置一般位于遠(yuǎn)郊且起止點、運(yùn)輸路線相對固定，對換電站密度要求較 小。從換電場景來看，預(yù)計未來降本方向主要在于：1）電池可拆卸，且拆裝較為方便， 節(jié)省單位服務(wù)時間；2）車型規(guī)格統(tǒng)一，形成規(guī)?；瘍?yōu)勢以壓低單位成本；3）區(qū)位選址于 特定區(qū)域，降低租金成本。綜上所述，商用重卡的特點與換電模式降本方向一致性較高， 未來或成換電主流應(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。從政策力度來看：2019 年起，政府出臺相關(guān)政策鼓勵新能源汽車在貨運(yùn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，陸續(xù)頒布《柴油貨車污 染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》、《重污染天氣重點行業(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%作為評優(yōu)指標(biāo)；2021 年 10 月，工信部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān) 于啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作的通知》，首次提出在宜賓、唐山、包頭三座城 市進(jìn)行換電重卡試點；在國家政策指引下，地方政府也相繼出臺支持政策，促進(jìn)換電重卡 發(fā)展。從企業(yè)表現(xiàn)來看，目前多方企業(yè)加緊布局：1）電網(wǎng)企業(yè)：國網(wǎng)下屬商用電動汽車 公司將換電重卡作為業(yè)務(wù)重點，與電力企業(yè)、礦山企業(yè)等達(dá)成合作，據(jù)商用電動總經(jīng)理海 曉濤在《2022 中國汽車供應(yīng)鏈大會》上發(fā)表的主題演講，截至 2022 年 6 月商用電動投建 運(yùn)營商用車和乘用車換電站 11 座，服務(wù)各類商用車超過 800 輛；2）電池企業(yè)：寧德時代 全資子公司時代電服于 2022 年 1 月發(fā)布換電品牌“EVOGO”；且寧德時代于 2023 年 1 月對其進(jìn)行增資，注冊資本由 2 億元增至 15 億元，增幅高達(dá) 650%；3）新能源車企：蔚 來 2021 年發(fā)布 NIO Power 計劃，計劃到 2025 年建成 9 縱 9 橫 19 大城市高速換電網(wǎng)絡(luò)。
“車電分離”模式破局成本劣勢，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)營模式：1）運(yùn)營商僅購買裸車，電動重卡所需動力電池由資產(chǎn)管理公 司向電池企業(yè)批量購買并運(yùn)營；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（動力電池、動力總成、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)我們測算， 相比于傳統(tǒng)的充電模式，換電模式在行使 105 萬公里的全生命周期下相較燃油重卡可節(jié)省 約 37 萬元的電池成本。
得益于“車電分離”模式持續(xù)推廣，換電重卡迎來高速發(fā)展。從銷售數(shù)量來看，據(jù)電 車資源統(tǒng)計，2022 年 1~12 月?lián)Q電重卡共銷售 12431 輛，同比增長 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，共銷售 3349 輛，同比 增長 353%。從換電站規(guī)模來看，據(jù)艾瑞咨詢統(tǒng)計，2021 年商用車換電站數(shù)量 658 座，同 比增長 139%；用電市場與運(yùn)營市場分別達(dá) 9.5 億、23.3 億元，同比分別增長 138%與 75%；換電重卡配套設(shè)施短板日漸補(bǔ)齊，未來有望迎來更大發(fā)展。從目前新車申報來看，根據(jù)工 信部 2023 年 1 月最新發(fā)布的第 367 批新車申報產(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 21.7%。
我們測算，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， Total Cost of Ownership）將總成本分為三部分：設(shè)備購置成本、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，疊加疫情管控放松對停工損失的減少， 我們將購置成本、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，燃油價格參考 2023 年 2 月 8 日 92#油價，取 7.8 元/升；2）總運(yùn)行里程假設(shè)為 105 萬公里（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，電池購買成本 31.02 萬元/塊；4）燃油重卡購置稅 2.60%。我們的測算結(jié)果顯示：采用電池租賃/單獨(dú)購買方式的換電重卡 TCO 成本僅為 388.24/379.90 萬元，相較于燃油重卡分別節(jié)約 5.9%與 7.9%，未來隨著成本進(jìn)一步下降 預(yù)計經(jīng)濟(jì)性將更加凸顯。
換電模式對基本電費(fèi)極為敏感，對運(yùn)行里程則表現(xiàn)穩(wěn)健。根據(jù)我們的敏感性分析測算：1）其他條件不變，當(dāng)基本電費(fèi)小于 1.55 元/kWh 時，換電重卡相較于燃油重卡擁有成本 優(yōu)勢；2）其他條件不變，當(dāng)全生命周期運(yùn)營里程在 50 萬~250 萬公里變動時，對應(yīng)年運(yùn) 營里程 10 萬~50 萬公里，換電重卡相較于燃油重卡有明顯成本優(yōu)勢。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)有望迎來復(fù)蘇，成本對運(yùn)行里程穩(wěn)健的 換電重卡表現(xiàn)優(yōu)異，未來有望迅猛發(fā)展。另一方面，碳中和背景下，預(yù)計新能源行業(yè)電價 將受益于補(bǔ)貼或行政性降價，未來電價上漲空間有限，換電重卡優(yōu)勢將長期維持。
乘用車：B 端賽道確定性較強(qiáng)，C 端未來可期
出租車市場未來可期。出租車換電模式未來可期，主要體現(xiàn)在：1）出租車每日行駛 里程在 300~400 公里，且對充電時長較為敏感，適合于快速的換電模式；2）出租車質(zhì)保 需要里程在 40 萬~50 萬公里以內(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，可采用統(tǒng)一車型，與換電 合力規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。雙班制出租車場景更適合換電車型，司機(jī)收入優(yōu)于充電模式 4.61%。對高頻使用的運(yùn) 營車來說，電動汽車的補(bǔ)能效率極大影響了運(yùn)營車輛的收入水平。根據(jù)《純電動出租車換 電運(yùn)營模式收益分析》（劉青，2022）中的測算，在理想情況下，采用換電模式的出租車 司機(jī)可實現(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)一助力打開乘用車 C 端市場，有望增加行業(yè)規(guī)模。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)僅蔚來等小 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)營商將會進(jìn)入私人消費(fèi)市場。目前，行業(yè)內(nèi)存在兩種發(fā)展方向：1）實行“車 站兼容”方案，即一個換電站能給多個車型換電，促進(jìn)換電運(yùn)營商進(jìn)一步走進(jìn)私人換電市 場。目前，奧動新能源的“紅色奧動戰(zhàn)略計劃”將通過共享換電實現(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、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)營商通過“車站兼容”可實現(xiàn)對同一品牌 的多種車型進(jìn)行換電，并向 C 端市場進(jìn)行延伸。2）實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。寧德時代的“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 3 年將要上市的純電平臺開發(fā)車型。
行業(yè)空間測算：成長空間廣闊，2022~2026 年 CAGR 有望達(dá) 93%
基于新能源車保有量，我們對換電站保有量進(jìn)行測算。通過前文論述，我們對換電行 業(yè)未來發(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（報廢車輛）可忽略不 計，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) 單站價值量以每年 2%的速度下行。基于上述測算，我們認(rèn)為，換電行業(yè)將在未來迎來井 噴式發(fā)展，預(yù)計 2026 年換電站保有量將達(dá)到 27489 座，對應(yīng) 2022~2026 年 CAGR 達(dá) 93%；2026 年換電設(shè)備市場規(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
2007 年 1 月，以色列出于國家安全考慮，計劃大力發(fā)展電動汽車項目。同年 10 月， Better Place 成立，是世界上第一家從事新能源汽車換電運(yùn)營的公司。2008 年，Better Place 公司與雷諾日產(chǎn)汽車公司簽訂合作協(xié)議，提出“換電站+電池租賃+平價國民車”的商業(yè)模 式，Better Place 首先向汽車公司購買雷諾 Fluence ZE，再結(jié)合車電分離的銷售模式，通 過電池運(yùn)營服務(wù)獲取利潤。2008-2013 年期間，Better Place 在全球布局換電網(wǎng)絡(luò)，分別 在以色列、丹麥累計開設(shè)了 39、17 個換電站，并在日本、澳大利亞、加拿大等國家布局。其中 2011 年 4 月，Better Place 與中國南方電網(wǎng)就換電模式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同在廣 州建立供應(yīng)鏈中心和電動汽車網(wǎng)絡(luò)，并曾計劃同年在廣州設(shè)立換電站及體驗中心。
但是 Better Place 最終于 2013 年 5 月 Better Place 申請破產(chǎn)。我們認(rèn)為其破產(chǎn)的原 因主要有三點。1）用戶習(xí)慣尚未形成，新能源汽車市場滲透率低。2）換電站建設(shè)成本和 運(yùn)營成本過高。3）車企配合度低，電池尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化。以中國市場為例，主要獲利方 為國家電網(wǎng)和 Better Place，大部分車企對于統(tǒng)一電池標(biāo)準(zhǔn)積極性低。
2013 年布倫特原油價格高達(dá) 119.17 美元/桶，新能源汽車再次受到市場青睞，特斯拉 為了進(jìn)一步提高新能源汽車的市場占有率，解決用戶充電難的問題，同時推出了充電、換 電兩種模式。充電模式方面，2012 年 9 月首次部署超級充電樁。換電模式方面，2013 年 6 月，特斯拉首次公開 93 秒的換電技術(shù)，并于 2014 年在美國加州哈里斯農(nóng)場建立第一個 新能源汽車換電站。然而，2015 年開始特斯拉停止換電業(yè)務(wù)運(yùn)營。我們認(rèn)為換電模式最終不敵充電模式 的原因有三點。1）換電模式價格貴、手續(xù)繁瑣不受用戶青睞。車主換電需要額外支付 60-80 美分的換電服務(wù)費(fèi)用，并且更新后的賬單需要自費(fèi)郵寄給特斯拉換電站；2）換電站成本 高利潤低。換電站所提供的電池兼容性低，異形電池?zé)o法跨車型共享，低利用率無法攤銷 換電站的高昂建設(shè)及運(yùn)營成本；3）缺乏政府支持。換電站的選址難度大，特斯拉多為私 有車型，車主軌跡多樣，為了盡可能服務(wù)更多的客戶，換電站的地皮批準(zhǔn)往往需要政府提 供支持。同時，政府還應(yīng)為換電站建設(shè)提供財政補(bǔ)貼。
如今新能源土壤已備，但資本和產(chǎn)業(yè)對換電站仍存質(zhì)疑，主要是換電站存 在諸多制約發(fā)展因素
主要問題集中于：1）動力電池規(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)營成本高昂。動力電池材料種類豐富。動力電池主要以鋰電池為主，市場上根據(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，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。綜合材料的性質(zhì)，目前 市場上主流的動力電池以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主。
主流動力電池廠家技術(shù)發(fā)展路線迥異。動力電池行業(yè)龍頭寧德時代已經(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，可以通過陣列的方式排 布。蜂巢能源布局“短刀電池”，涉及無鈷、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 年中國電動汽車百人會論壇上，億緯鋰能董事長表示，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 中國電動汽車百人會論壇上表示，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《電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》 （GB/T34013-2017）推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，把動力電池分為 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)我們對各電池商推出型號的不完全統(tǒng)計，2020 年 1 到 9 月 實現(xiàn)裝機(jī)的電芯單體型號有近 280 個，其對應(yīng)的電芯單體尺寸有 300 多種。電池尺寸規(guī)模 上的差異會直接影響電池生產(chǎn)制造、整車配套和電池回收多個環(huán)節(jié)。對于換電站而言，電 池尺寸規(guī)模的差異還會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)展過程中涌 現(xiàn)出一大批新能源車企，每個新能源車企都擁有自己的核心技術(shù)和平臺。核心技術(shù)與平臺 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，包括知識產(chǎn)權(quán)、平臺管理、生產(chǎn)線等一系列問題亟待解決。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)將會觸動多方利益。因此，新能源車企或為了維護(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插式換電、側(cè)面對 插式換電和端面換電三種方式。垂直對插式換電即車身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向互相垂直， 代表車企有蔚來和特斯拉。側(cè)面對插式換電即車身運(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。端面換電和對插式換電基本類似，電池安裝在底盤，但是換電過程中 由插件接觸面定位，而非通過導(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換電模式，例如康迪電動汽車在電池安裝好后手動連接電池 和車輛的插件。統(tǒng)一換電模式需要對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 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)項目可行性分析報告（修訂稿）》顯示，單個乘用車換電站投資概算為 490.72 萬元， 其中換電站投資 260.72 萬元，線路及其他投資 100 萬元，備用電池投資 130 萬元；單個 重型卡車換電站的投資概算為 914.14 萬元，其中換電站投資 420.14 萬元，線路及其他投 資 235 萬元，備用電池投資 259 萬元。據(jù)北汽新能源公告，一個重卡換電站的建設(shè)成本近 1000 萬元，每個站按標(biāo)準(zhǔn)需要儲備 28 塊替換電池，每塊電池成本標(biāo)價 11.5 萬元，備用電 池投資就高達(dá) 322 萬元。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。一座占兩個車位的蔚來換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。
同時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 將有效推動換電實施可行性。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，通過增減串聯(lián)的方式改變電池容量，同時將電池材料統(tǒng)一 為磷酸鐵鋰，實現(xiàn)材料的標(biāo)準(zhǔn)化。上汽“魔方”電池將長度和寬度固定在 1690mm 和 1300mm，通過改變高度和串聯(lián)設(shè)計改變電池容量，并運(yùn)用不同的材料體系實現(xiàn)容量分級。除了車企外，寧德時代主要推出 148mm 的電芯，打造多種容量規(guī)格的電池，并運(yùn)用在蔚 來、小鵬等車企上。無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，動力電池將有望實現(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。以蔚來為例，2023 年 3 月，蔚來三代站首 發(fā)亮相海南?？?。新一代的蔚來換電站對高柔性換電機(jī)構(gòu)進(jìn)行了升級，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。蔚來三代站還將電池倉位數(shù)量從 13 個增加到 21 個，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，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 年新能源汽車實現(xiàn)銷量 524.9 萬臺，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），分別銷售 158.3 萬、44.7 萬和 44.2 萬輛，分別占比 30.2%、8.5%和 8.4%。CR3 的廠商占市場份額的 47.1%， CR10 廠商占市場份額的 69.4%。新能源汽車龍頭效應(yīng)明顯，市場集中度高，少數(shù)幾家車 企占據(jù)整個市場份額的半壁江山。
高市場集中度有助于促進(jìn)電池標(biāo)準(zhǔn)化。車企內(nèi)部實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化相對而言較為容易。當(dāng)市 場集中度較高時，車企內(nèi)部實現(xiàn)動力電池的標(biāo)準(zhǔn)化整合，會促使動力電池的集中度也相應(yīng) 提高。以比亞迪為例，2019 年至 2022 年，比亞迪的市場份額經(jīng)過 2020 年短暫環(huán)比下降 后，迅速擠占市場，2022 年市場份額提高至 30.16%，上升趨勢明顯。同時，比亞迪內(nèi)部 也在推進(jìn)動力電池標(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。兩種趨勢的協(xié)同促進(jìn)下，市場上的動力電池有望實現(xiàn)進(jìn)一步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
換電站成本正在下降
蔚來換電站建設(shè)成本在下降，服務(wù)效率在提升。從 2018 年第一座蔚來換電站的落地， 到 2023 年蔚來三代站的亮相，5 年時間里蔚來迭代了三代換電站。根據(jù)搜狐財經(jīng)張瑩表 示，蔚來一代站的建設(shè)成本大約為 250-300 萬元，而二代站的建設(shè)成本則約為 150-200 萬 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，蔚來換電站的服務(wù)效率在提升。蔚來一代站 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。
蔚來換電站推動無人換電站，助力運(yùn)維成本下降。2022 年 NIO Power Day 線上發(fā)布會，蔚來借助自研的高性能加電網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)系統(tǒng)，向大眾展示了可實時讀取自建加電設(shè)施運(yùn) 營狀況的可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺。在構(gòu)建的無人值守?fù)Q電場景中，運(yùn)維人員可以通過平臺上 的基礎(chǔ)信息、實時動畫、視頻監(jiān)控、故障告警、運(yùn)維百科、遠(yuǎn)程控制等功能，對換電實施 管理和監(jiān)控。相較于每個換電站需要 2 名運(yùn)維人員，可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺可以僅需要 1 名 運(yùn)維實現(xiàn)對多座換電站的監(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)營商與電網(wǎng)企業(yè)，以及下游的新能源汽車用 戶和動力電池回收企業(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，寧德時代、蔚來等 發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。其中，寧德時代全資子公司時代電服于2022年1月發(fā)布換電品牌“EVOGO”；且于 2023 年 1 月進(jìn)行增資，注冊資本由 2 億元增至 15 億元。
產(chǎn)業(yè)鏈上游：龍頭布局換電業(yè)務(wù)，行業(yè)競爭逐漸加劇。目前，換電設(shè)備運(yùn)營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力、通和科技等，主要提供換 電站對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。對快換系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商而言：目前，國內(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)與蔚來深度綁定，二者合資建立子公司昆山 斯沃普，為蔚來二代換電站獨(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，目前營收規(guī)模相對較小，但后發(fā)優(yōu)勢明顯。具體來看，瀚川智能于 2020 年開始布局 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 包括寧德時代、協(xié)鑫能科、特來電領(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/套的年產(chǎn)能，業(yè)務(wù)規(guī)模與市占率有望雙升。
對電池供應(yīng)商而言：由于每座換電站都會儲備相應(yīng)的電池，換電站大規(guī)模營運(yùn)料將導(dǎo) 致動力電池需求激增，因此動力電池生產(chǎn)廠商自 2020 年起紛紛布局換電行業(yè)。以寧德時 代為例，2022 年 1 月，寧德時代全資子公司時代電服在線上舉行發(fā)布會，推出換電品牌 EVOGO，并計劃將在 10 個城市首批啟用，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。目前中國換電業(yè)務(wù)運(yùn)營商主要 分為三類：1）以蔚來、北汽新能源、吉利等為代表的整車廠；2）以奧動新能源、伯坦科 技、協(xié)鑫能科為代表的第三方換電運(yùn)營商；3）以國家電投、中石化為代表的央企國企。目前來看，一方面，蔚來、伯坦、奧動形成三分天下的市場格局，行業(yè)集中度較高；且以 蔚來為代表的整車廠占據(jù)了換電運(yùn)營商的大部分市場份額，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，國家電 網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化等央企國企也開始與整車廠、電池商等尋求合作共建換電站；截至 2021 年 12 月，中國石化已建成換電站 65 座，國家電投建成內(nèi)部驗收換電站 22 座；預(yù)計 未來隨著各方企業(yè)持續(xù)發(fā)力，行業(yè)競爭程度將有所上升。
產(chǎn)業(yè)鏈下游：新能源汽車市場廣闊，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)，多地出臺政策促進(jìn)新能源汽車消費(fèi)；供給端，各車企電動化、智能化快速推 進(jìn)，新能源汽車行業(yè)長期景氣向好。中信證券研究部新能源車組預(yù)測，2025 年我國新能 源乘用車車銷量將達(dá) 1262 萬輛，對應(yīng) 2022-2025 年 CAGR 達(dá) 22.47%，有望帶動換電行 業(yè)提速發(fā)展。
電動車補(bǔ)能新場景，換電站藍(lán)海待開拓。換電模式，指通過集中型充電站對大量電池 集中存儲、充電、統(tǒng)一配送，并在換電站內(nèi)對電動汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)。按照地點的不 同，可分為充換電模式與集中充電統(tǒng)一配送模式，充換電模式是當(dāng)前市場普遍采用的方式， 即由換電站同時負(fù)責(zé)電池充電和電池更換；按照換電方式的不同，可分為底盤換電、側(cè)方 換電、分箱換電等。隨著換電技術(shù)不斷成熟，底盤換電的電池性能、換電流程及換電時長 優(yōu)勢更為突出，或成為市場主流模式。
換電模式優(yōu)勢顯著，未來發(fā)展藍(lán)圖初具。1）換電對于補(bǔ)能時長的縮短作用尤為顯著， 相較充電模式最高可節(jié)約 10 小時左右；2）換電對電池?fù)p傷較小，電池壽命相對較長；3） 可通過“車電分離”模式降低用戶購車成本；4）對電網(wǎng)負(fù)荷壓力較小，且可通過 V2G 方 案形成強(qiáng)大的削峰填谷能力。V2G 利用電動汽車的電池作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖，車 輛虧電時由電網(wǎng)補(bǔ)給能量，電網(wǎng)短時缺口時由電力富余的電動汽車主動向電網(wǎng)補(bǔ)能。中國 汽車工程學(xué)會預(yù)計，2030 年中國電動汽車全年用電需求將達(dá) 7454 億千瓦時，占社會總需 求的 6-7%；充電功率 1.94 億千瓦時，占電網(wǎng)負(fù)荷的 11~12%，可形成強(qiáng)大的調(diào)峰調(diào)頻能 力。
頂層設(shè)計推動換電發(fā)展，政策補(bǔ)貼力度較強(qiáng)。1）從規(guī)劃上看，近年國家政策逐漸傾 向換電模式，自 2019 年起，國家相關(guān)機(jī)構(gòu)相繼發(fā)布多項政策鼓勵開展換電模式應(yīng)用。具 體來看，各省市十四五期間著力發(fā)展換電行業(yè)，其中江蘇、四川等省規(guī)劃建設(shè)數(shù)量領(lǐng)先， 計劃十四五期間建設(shè)換電站分別超 500 座。2）從補(bǔ)貼上看，換電站補(bǔ)貼計劃分為建設(shè)補(bǔ) 貼與運(yùn)營補(bǔ)貼兩種。從建設(shè)補(bǔ)貼來看，換電站補(bǔ)貼額度大多在 150~400 元/千瓦，其中乘 用車換電站單站補(bǔ)貼金額在 50 萬~75 萬元，中重型換電站單站補(bǔ)貼金額在 50~100 萬元。從運(yùn)營補(bǔ)貼來看，其按照實際充電量給予 0.1~0.2 元/千瓦時的補(bǔ)貼獎勵。此外，北京市補(bǔ) 貼力度領(lǐng)跑全國，在建設(shè)與運(yùn)營補(bǔ)貼之外，按年度考核結(jié)果分段給予額外補(bǔ)貼，有效激勵 換電站長期可持續(xù)經(jīng)營。
換電與充電并非對立面，并不存在互斥關(guān)系
首先明確換電與充電并不沖突，而是平行的補(bǔ)能方案。市場常會對換電產(chǎn)業(yè)抱有擔(dān)憂， 未來伴隨超高壓快充及固態(tài)電池等新技術(shù)的發(fā)展，換電站行業(yè)是否僅是當(dāng)下產(chǎn)業(yè)過渡方案？我們認(rèn)為長期來看換電將與充電并行，甚至滲透率或有可能超越充電。即便不考慮當(dāng)下極 速快充（XFC）及新型電池技術(shù)所面臨的技術(shù)難點（電網(wǎng)負(fù)荷、峰值功率難維持等），即 便實現(xiàn)了所謂的“10 分鐘滿電”，也僅達(dá)到了當(dāng)下?lián)Q電站 30-40%的補(bǔ)能速率（據(jù)飛凡汽 車和蔚來汽車公告，換電時間約 2-4 分鐘）。再疊加換電站實際建設(shè)成本低于超高壓快充站， 并且換電站可以實現(xiàn)電價套利、車電分離（有利減輕購車端成本壓力）、靈活租用、單位 占地面積下服務(wù)能力更強(qiáng)等特點，我們認(rèn)為最悲觀預(yù)期下?lián)Q電至少為與超高壓快充平行的 補(bǔ)能方案。
相較換電站，充電站服務(wù)效率較低，車樁比嚴(yán)重不足
公共充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，增速顯著落后于新能源汽車增速，車樁比仍處高位。根據(jù)公安部數(shù)據(jù)，截至 2023 年第二季度，我國新能源汽車保有量達(dá) 1620 萬輛，呈高速增 長狀態(tài)。同時，我國公共充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量達(dá)到 215 萬臺。假設(shè)所有新能源汽車都有 在公共充電樁充電的需求，平均 1 座公共充電樁就需要服務(wù) 7.54 臺新能源汽車。統(tǒng)計自 2021 年第四季度以來的車樁比可以發(fā)現(xiàn)，自 2022 年第二季度以來，車樁比持續(xù)上升，從 6.55 一路攀升到 7.54。這導(dǎo)致充電設(shè)施搶位問題愈發(fā)嚴(yán)重，尤其高峰時期與節(jié)假日。
現(xiàn)階段離工信部“2025 年實現(xiàn)車樁比 2：1，2030 年實現(xiàn)車樁比 1：1”(《關(guān)于組織 開展公告領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作的通知》)的要求仍有不小差距。根據(jù)公安 部數(shù)據(jù)，截至 2022 年年底，我國充電樁數(shù)量達(dá)到 520 萬臺（包括私人充電設(shè)施），車樁比 達(dá)到 2.52：1。充電樁數(shù)量需要達(dá)到 655 萬臺才能實現(xiàn)車樁比 2：1，達(dá)到 1310 臺才能實 現(xiàn)車樁比 1：1，對應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上分別增加 135 萬臺和 790 萬臺，仍然有非常大的差距。然而充電樁建設(shè)仍存在“規(guī)劃布局協(xié)同不足”、“盈利空間不足”、“進(jìn)小區(qū)難”等難點。當(dāng)前充電樁的規(guī)劃建設(shè)和新能源汽車的使用存在空間上和結(jié)構(gòu)上的不匹配，一方面充電難的情況時有發(fā)生，另一方面充電樁利用率卻較低；充電樁盈利空間不足，充電樁制造商難 以開展差異化競爭，充電樁建設(shè)成本受到地段位置的制約，獲利空間有限；充電樁還存在 “進(jìn)小區(qū)難”的痛點：小區(qū)的變壓器容量有限、存在一定安全隱患、高功率充電樁加大電 網(wǎng)負(fù)荷、加劇居民區(qū)用電三相不平衡等諸多問題。以一座中等規(guī)模小區(qū)舉例，假設(shè)一座中 等規(guī)模小區(qū)的變壓器額定功率為 1250kVA，6 座支流快充 200kW 的充電樁同時充電就將 導(dǎo)致變壓器過載。考慮到居民還有日常用電的需求，小區(qū)內(nèi)能承載的充電樁數(shù)量非常有限。以上建設(shè)難點制約了充電樁的大規(guī)模擴(kuò)張，使得車樁比始終難以顯著提高。
新能源汽車單次充電時間長，用戶排隊時間久，服務(wù)效率低下。據(jù)中國電動汽車充電 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 中國電動汽車用戶充電行為白皮書》顯 示，新能源汽車用戶平均單次充電時長 49.3 分鐘，日充電 1.4 次，意味著用戶平均每天充 電 69 分鐘。這意味著大量的用戶需要等待數(shù)個小時才能用上電，服務(wù)效率低。4 月 29 日， 百度地圖發(fā)布五一假期首日服務(wù)區(qū)充電站排隊大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，雅安市雅西高速石棉服 務(wù)區(qū)（西昌方向）和臺州市臨海服務(wù)區(qū)（臺州方向）充電排隊等待時間最久，達(dá)到了 2.7 個小時。排隊時間超過兩個小時的服務(wù)區(qū)總共有六個。長時間的排隊會浪費(fèi)用戶的時間， 影響新能車滲透率的提高。
充電理論峰值輸出功率難以維持
充電樁難以維持理論輸出峰值。河南省計量科學(xué)研究院發(fā)現(xiàn)，以一臺額定功率為 60kW 的新能源汽車為例，改變交流輸入功率，隨著交流輸入功率增大，轉(zhuǎn)換能效會隨著提高， 但是都要小于理論輸出功率，達(dá)不到 100%。
輸出功率曲線不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出先緩慢上升后迅速下降的結(jié)果。以比亞迪漢 EV 為例， 懂車帝通過實際測評發(fā)現(xiàn)，新能源汽車在充電過程中的輸出功率會先緩慢上升接近 110kW；當(dāng)電量達(dá)到 50%時，輸出功率會大幅度下降至 22kW，直到電池充滿。在整個充電過程中， 峰值功率維持的時間不足充電時間的一半，導(dǎo)致新能車實際補(bǔ)能時間遠(yuǎn)超理論值。
充電樁的輸出功率達(dá)不到額定功率有以下幾個方面的原因：1. 電網(wǎng)不穩(wěn)定會造成輸出功率不穩(wěn)定。由于電網(wǎng)負(fù)載不均勻和瞬間負(fù)荷變化，充電 時可能會出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動和電壓瞬間波動的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會影響電動汽車的 充電速度，也會在一定程度上損傷電池。隨著充電站的普及，電網(wǎng)負(fù)荷承壓，電 網(wǎng)負(fù)載波動加劇。2. 電池過熱會降低輸電功率。充電樁在給新能源汽車充電的過程中會產(chǎn)生大量的熱 量，電池的散熱不好時，會提高電池的溫度。當(dāng)電池溫度超過一定閾值時，就會 降低輸電功率，并給電池帶來損害。3. 新能源汽車在充電的時候會產(chǎn)生能量損耗。充電樁在給汽車充電時會給導(dǎo)線、電 池等帶來熱損耗，這部分熱損耗會使得充電樁的實際輸出功率相較于理論值降低。4. 充電樁的老化和損壞也會使得輸出功率降低。充電樁的老化和損壞會使得無法以 正常功率為新能源汽車供電，使得輸出功率不及額定功率。
電網(wǎng)負(fù)荷難以滿足充電樁建設(shè)需求：大量充電站會對電網(wǎng)形成巨大的壓力，現(xiàn)有電網(wǎng)容量難以滿足充電樁建設(shè)需求。以上 海市為例，截至 2022 年年底，上海市新能源汽車保有量已經(jīng)達(dá)到 94.5 萬輛。假設(shè)以直流 快充 200kW 的功率規(guī)格計算，當(dāng)上海市的新能源汽車同時充電時，輸出功率可達(dá)到 18900 萬 kW。據(jù)上海電網(wǎng)預(yù)測，上海電網(wǎng)最高負(fù)荷約為 3500 萬 kW，需求與實際負(fù)荷差距為 5.9 倍。當(dāng)上海市的新能源汽車同時以最低功率規(guī)格充電時，可以達(dá)到整個上海市電網(wǎng)最高負(fù) 荷的 540%。廣西大學(xué)張晨宇利用數(shù)學(xué)模型對新能源汽車充電負(fù)荷對電網(wǎng)負(fù)荷的影響進(jìn)行了更為 精確的預(yù)測。團(tuán)隊以義烏市為研究對象，預(yù)測結(jié)果顯示，電網(wǎng)負(fù)荷受充電負(fù)荷因素的影響 非常巨大，冬季負(fù)荷受充電影響最大，其峰值普遍在夜間。夏天受天氣影響，用電負(fù)荷峰 值在午間。電網(wǎng)負(fù)荷很大程度上受新能源汽車充電影響。
現(xiàn)有電網(wǎng)負(fù)荷下，則更加難以支撐大規(guī)模超充站建設(shè)。目前極氪推出了支持 800kW 功率的超快充樁，是目前單槍峰值功率最高的充電樁。然而，一座 1250kVA 的變壓器僅 能承載 1 臺 800kW 超充樁充電，一座 2000kVA 的變壓器也只能承載 2 臺 800kW 超充樁 充電。當(dāng)大規(guī)模使用超充樁時，會使得電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰。因此，超充樁通常需要配合儲能設(shè) 備使用。
換電站與充電站并不相斥，換電站正朝向補(bǔ)能站方式發(fā)展（換電+充電）。換電站與充電站成本大頭無一例外都是配電測設(shè)備成本（占比超 30%），這種“充換電一體站”的模 式可以在成本沒有明顯抬升的情況下在單位占地面積下提供更高的服務(wù)能力，蔚來三代換 電站可搭配 4-20 根超沖樁。以電網(wǎng)負(fù)荷為 630kva 的標(biāo)準(zhǔn)充電條件為例，假設(shè)為 10 個車 位的面積布局 8 根超沖樁與蔚來換電站+4 根超沖樁的配置相比。采用 8 根超沖樁的充電 站可以在滿容量下充滿 8 部 80 度電池的新能源車；而充換電一體站中的換電站按 5 分鐘 服務(wù)一臺車可服務(wù) 12 車次，其中 4 根超沖樁可為 4 部車補(bǔ)能，總服務(wù)車輛為 16 輛。總結(jié) 來看，充換電一體站可以在相同占比面積下達(dá)到超沖站效率的 1.6-2 倍以上的滿負(fù)荷服務(wù) 能力。
換電站本身就是儲能設(shè)備，而且充換電一體站擁有更低的成本。換電站具有儲能性質(zhì)。換電站可以配合電網(wǎng)調(diào)峰，在用電波谷的時候給電池充電，在用電波峰的時候提供換電， 可以有效調(diào)節(jié)電力平衡，降低電網(wǎng)壓力。同時，充換電一體站可以通過共用變壓器的方式 降低成本。在白天充換電需求高峰的時候，提供充電和換電服務(wù)，此時變壓器服務(wù)充電樁。當(dāng)晚上充換電需求低谷的時候，給電池充電，此時變壓器服務(wù)換電站。充換電一體站可以 很好利用充電樁和換電站的特點，最大限度利用變壓器，在不造成電網(wǎng)負(fù)荷壓力的同時實 現(xiàn)更低的成本。
為何我們認(rèn)為換電站被低估了
換電方式所帶來的益處遠(yuǎn)被低估
當(dāng)下?lián)Q電模式的潛力并未被市場充分認(rèn)知。市場當(dāng)下對換電站的分析多聚焦于電網(wǎng)側(cè)輕負(fù)擔(dān)、用電側(cè)省時間、運(yùn)營端成本對比，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：1）單位占地面積下?lián)Q電站服務(wù)能力更強(qiáng)；2）車電分離下降低購置成本，電池升級靈活性強(qiáng)；3）換電模式下電池靈活升級，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）充電模式對電網(wǎng)要求高，換電模式對電網(wǎng)更加友好；6）當(dāng)新能源車保有量達(dá)到現(xiàn)有小區(qū)充電樁無法負(fù)荷的時候，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)營類乘用車和商用重卡車上都具有優(yōu)勢。公用營運(yùn)車輛和商用車對營運(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。通過無人值 守、智慧充電、電池標(biāo)淮化、綠電交易、移動電源等優(yōu)化策略，重卡場景的換電站可以實 現(xiàn)挖掘運(yùn)營收益價值的最大化。相較于充電站，換電站在服務(wù)效率方面具有顯著優(yōu)勢。換電站的換電流程主要分為五 步。以蔚來第三代換電站為例，首先需要用戶通過智能導(dǎo)航尋找到換電站，到站后識別車 牌，通過后用戶將汽車駛?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)蔚來公司官方數(shù)據(jù)顯示，蔚來第三代換電站給新能源汽車換電 僅需 3 分鐘，整個流程僅需 5 分鐘。同時，第三代換電站的電池儲備數(shù)量達(dá)到了 21 塊， 可以短時間內(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、空問占用少，無需擔(dān)憂電池衰減。換電在補(bǔ)能效率上 具有顯著優(yōu)勢，目前最慢換電模式下?lián)Q電時間低于五分鐘，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，考慮排隊時間、補(bǔ)能時間，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。一座蔚來換電站占地等于四個車位。同等 面積的充電站最多可容納四臺充電樁同時給四輛汽車補(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，那么一個小時內(nèi)一座充電站最多給 630/60≈6 輛車補(bǔ)能，此 時每臺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，一個小時之內(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”可顯著降低購車門檻。在換電模式加持下，新能源 車購置可提供“車電分離”模式，即為用戶提供“買車不買電池”的購車服務(wù)，以蔚來車 電分離的 BASS 方案為例，單獨(dú)出售不包含電池的車輛（比原車價低 7-12.8 萬），動力電 池則通過租賃的方式從蔚來獲得，價格為每月 980 元（75kWh 電池）和 1680 元（100kWh 電池）。此類方案在低價車型經(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)階版售價為 22.99 萬，如若選擇租電方案新用戶購車總價僅為 14.8 萬元。
電池并非越大越好，而是要靈活，電池靈活升級有助于減少用戶一次性成本投入，最 大化電池使用效率。電池容量是用戶購車時的考慮重點，但小容積電池與大容積電池通常 價差較大，以蔚來為例，75 度電池與 100 度電池差價達(dá) 5.8 萬元。對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)性的長途旅行。如果 為了偶發(fā)性需求而選擇購置 100 度電池除了要多付 5.8 萬元外，也是對能源與資源的浪費(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服務(wù)，還是以蔚來舉例，用戶可購置小容量電池版本滿足日常通勤需 求，如果有長途出行需求可以選擇日租 50 元/天或 880 元/月方案靈活升級至 100 度甚至 150 度電池。簡而言之，“日長小電池、長途出行大電池，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 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)而升級續(xù)航至 450km。預(yù)計今年底蔚來還會推出 150kWh 電池包，屆時即使 2017 年上市的初代 ES8 也可以實現(xiàn)續(xù)航里程超 800KM。這也是換電模式下汽車可升級的體現(xiàn)之一，由此換電模式可 以徹底打消消費(fèi)者對于新能車電池技術(shù)快速迭代所擔(dān)心的購置需求后置的問題。新能源購置稅減免新政下，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置稅減免政策的 公告》。總結(jié)來看，2024-2025 年新購新能源汽車?yán)^續(xù)免征車輛購置稅額不超 3 萬元（開 票價 33.9 萬以內(nèi)免征購置稅）；2026-2027 年新購新能源汽車減半征收車輛購置稅，單車 減稅額不超過 1.5 萬元（開票價 16.95 萬以內(nèi)免稅）。其中，采用“車電分離”購置方案的 新能源車電池價格不計入計稅基價，換電車輛稅收經(jīng)濟(jì)性凸顯。以指導(dǎo)價為 48.6 萬的蔚來 100 度電 ET7 為例，采用電池租賃后車價為 35.8 萬，如明年購買相較非換電車型可減免 1.3 萬元購置稅。
換電模式下電池靈活升級，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自：1）充電樁的不確定性：油車 占位、壞樁概率、補(bǔ)能時間等；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。燃油車沒有里程焦慮的根源在于加油站 的補(bǔ)能時間與成功補(bǔ)能具備較高的確定性。換電站與加油站類似補(bǔ)能時間具備高確定性、 不存在占位問題。一旦換電站大面積鋪開，則補(bǔ)能便利性接近燃油車，并且不會對電網(wǎng)產(chǎn) 生巨大負(fù)荷。從運(yùn)營成本上來說換電站甚至更優(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
電池問題始終是影響新能車用戶購買決策的關(guān)鍵因素。根據(jù)中國消費(fèi)者協(xié)會公布的 《2021 年全國消協(xié)組織受理投訴情況分析》，新能車消費(fèi)者主要投訴問題前三分別為：1. 安全問題如行駛中斷電、自燃、自動駕駛失靈等；2. 電池質(zhì)量問題；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 電池包對車內(nèi)垂直空間的擠壓，缺點是車身與電池組一體化在碰撞或電池包受損或更換維 修時較為復(fù)雜，只能拆開底盤更換電芯，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電池包 高頻維護(hù)保養(yǎng)；而對于換電模式來說，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)能完成充電過程和供 電狀況的實時監(jiān)視；換電的每一次補(bǔ)能都是對電池的一次檢測保養(yǎng)，除了電池包外殼受損 的問題，電池包內(nèi)部電芯狀況也可以實時監(jiān)測預(yù)防電芯潛在風(fēng)險。
充電模式對電網(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)帶來了更大的壓力，進(jìn)而引發(fā)了一系列電網(wǎng)問題，影響了 800V 超充的大規(guī)模落地：1）國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院研究顯示，電動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間、大幅度用電會導(dǎo)致其資源峰谷時的閑置成本增大、設(shè)備使用率降 低；2）充電樁充電的瞬時功率較大，會引起電壓偏移，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)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟及能鏈智電聯(lián)合發(fā) 布的《2022 年中國電動汽車用戶充電行為白皮書》，截至 2022 年底，我國約 66%的充電樁是私人充電樁，75%的充電樁增量來自私人充電樁，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。
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，無法在不影響居民正常生活的同時提供足量的充電車位。這一問題歸根結(jié)底是來自于小區(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 30%后（月銷量滲透率已超 30%），日常補(bǔ)能問題將會面臨很大的壓力，新增新能源車主 或需要下班后去商業(yè)充電樁充電，這將對未來電車使用體驗提出極大挑戰(zhàn)，進(jìn)而可能影響 新能源車保有量提升。充電車位不足問題根源來自小區(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。充電樁對電網(wǎng)形成的 高壓力很大程度來自于使用者的無序充電，而換電模式充電時間可控、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（如夜晚）對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。根據(jù)蔚來汽 車公告，截至 2022 年 8 月，蔚來在全國的 1067 座換電站中已有 575 座換電站參與錯峰 充電，比例接近六成，谷時用電比例由 12%提升至 20%，30 天內(nèi)轉(zhuǎn)移高峰期用電量達(dá) 410 萬度，將無序充電變?yōu)橛行蚩煽爻潆?，避開居民用電高峰期，極大緩解了電網(wǎng)的壓力。據(jù) 蔚來公告，目前蔚來換電站已經(jīng)開始參與浙江電網(wǎng)調(diào)峰，成為國內(nèi)首家接入到國家電網(wǎng)調(diào) 節(jié)虛擬電廠的車企。近年全國多地用電負(fù)荷激增，根據(jù)國家電力調(diào)度控制中心統(tǒng)計，2022 年全國電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷已達(dá) 12.9 億 KW，同比+6.3%，中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)測 2023 年全國最大電力負(fù)荷可能超過 13.7 億 KW，在未來用電高峰期負(fù)荷越來越大的趨勢 下，換電站作為虛擬電廠協(xié)助調(diào)峰調(diào)頻的價值將愈發(fā)凸顯。
擁有儲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。以蔚來為例， 根據(jù)其站內(nèi)電池分配情況，其每個換電站有 600-700 度電的儲能能力，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 塊電池在閑時可隨時接受電網(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間僅增加了約 5 分鐘，幾 乎不影響用戶的正常換電服務(wù)。
換電單站投資成本較高，但運(yùn)維降本空間較大
目前充換電站主要服務(wù)乘用車，因此我們對乘用車充換電站投資成本進(jìn)行對比。同時 需注意在不同地區(qū)內(nèi)不同數(shù)據(jù)信息如購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，因而不計入下文成本分析與計算。充電站：國內(nèi)以交直流混用站為主，總投資成本 150-250 萬元。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、換電平臺等）、電池成本和建設(shè)成本。設(shè)備成本中，AGV 平臺/電池周轉(zhuǎn) 倉/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%，合計單站 投資總成本約 491 萬元。
運(yùn)營端：換電站運(yùn)營成本更具優(yōu)勢
換電站具有購電成本優(yōu)勢。據(jù)艾瑞咨詢，換電站和充電站的運(yùn)營成本主要包含購電成 本、設(shè)備維護(hù)成本、勞務(wù)成本、場地租金、其他運(yùn)營成本。購電成本方面，充電站購電電 價為電網(wǎng)實時電價，而換電站內(nèi)充電系統(tǒng)主要以集中充電、交流慢充的方式對更換下來的 電池進(jìn)行充能，在電度電價低谷時段集中充電使得換電站具有購電成本優(yōu)勢；勞務(wù)成本方 面，換電站仍需一定人力進(jìn)行運(yùn)營、電池更換，而充電站基本可實現(xiàn)無人運(yùn)營，換電站勞 務(wù)成本高于充電站；設(shè)備維護(hù)、場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)無人換電站布局，進(jìn)一步優(yōu)化換電運(yùn)營成本。在蔚來第 三代換電站上，通過加裝兩塊 Orin-X 芯片和兩個激光雷達(dá)，實現(xiàn)召喚換電與自動泊入的功 能。車主將車輛停在換電站旁邊的指定起始區(qū)域后，車輛便能夠自動泊入電站并進(jìn)行換電。無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。
從需求端來看：乘用車、商用車換電滲透率邏輯各異
換電模式應(yīng)用場景廣泛。根據(jù)應(yīng)用場景的不同，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)活動設(shè)計的車輛， 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)用場景，并且大多場景已開始逐步落地。未來隨著政策端支持和技 術(shù)端推動，預(yù)計換電模式將進(jìn)一步滲透進(jìn)私家車領(lǐng)域，換電應(yīng)用場景也將持續(xù)豐富。
細(xì)分來看，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)動機(jī)某段時間內(nèi) 的平均負(fù)荷與該段時間內(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、長時間的車載應(yīng)用場景，主要用于部分出租車與重卡之中。具體來看：1）對于出租車而言，長時間停車充電會導(dǎo)致?lián)p失相應(yīng)載客收入， 機(jī)會成本較高；因此，基于效率與機(jī)會成本考慮，快速補(bǔ)能的換電模式契合車輛運(yùn)營要求。2）對于重卡車輛而言，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；基于時間成本考慮，重卡適合通過換電縮短補(bǔ)能時間。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)化逐步被市場驗證。
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)用場景。相較于乘用車及 其他商用車，重卡具以下特點：1）重卡多為兩班倒、全天候運(yùn)營，對充電等待時長極為 敏感；2）重卡多為批量采購（約占 30%），有望實現(xiàn)規(guī)?；\(yùn)營；3）重卡多負(fù)責(zé)重型產(chǎn) 品運(yùn)輸，而其倉儲位置一般位于遠(yuǎn)郊且起止點、運(yùn)輸路線相對固定，對換電站密度要求較 小。從換電場景來看，預(yù)計未來降本方向主要在于：1）電池可拆卸，且拆裝較為方便， 節(jié)省單位服務(wù)時間；2）車型規(guī)格統(tǒng)一，形成規(guī)?；瘍?yōu)勢以壓低單位成本；3）區(qū)位選址于 特定區(qū)域，降低租金成本。綜上所述，商用重卡的特點與換電模式降本方向一致性較高， 未來或成換電主流應(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。從政策力度來看：2019 年起，政府出臺相關(guān)政策鼓勵新能源汽車在貨運(yùn)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，陸續(xù)頒布《柴油貨車污 染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》、《重污染天氣重點行業(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%作為評優(yōu)指標(biāo)；2021 年 10 月，工信部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān) 于啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作的通知》，首次提出在宜賓、唐山、包頭三座城 市進(jìn)行換電重卡試點；在國家政策指引下，地方政府也相繼出臺支持政策，促進(jìn)換電重卡 發(fā)展。從企業(yè)表現(xiàn)來看，目前多方企業(yè)加緊布局：1）電網(wǎng)企業(yè)：國網(wǎng)下屬商用電動汽車 公司將換電重卡作為業(yè)務(wù)重點，與電力企業(yè)、礦山企業(yè)等達(dá)成合作，據(jù)商用電動總經(jīng)理海 曉濤在《2022 中國汽車供應(yīng)鏈大會》上發(fā)表的主題演講，截至 2022 年 6 月商用電動投建 運(yùn)營商用車和乘用車換電站 11 座，服務(wù)各類商用車超過 800 輛；2）電池企業(yè)：寧德時代 全資子公司時代電服于 2022 年 1 月發(fā)布換電品牌“EVOGO”；且寧德時代于 2023 年 1 月對其進(jìn)行增資，注冊資本由 2 億元增至 15 億元，增幅高達(dá) 650%；3）新能源車企：蔚 來 2021 年發(fā)布 NIO Power 計劃，計劃到 2025 年建成 9 縱 9 橫 19 大城市高速換電網(wǎng)絡(luò)。
“車電分離”模式破局成本劣勢，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)營模式：1）運(yùn)營商僅購買裸車，電動重卡所需動力電池由資產(chǎn)管理公 司向電池企業(yè)批量購買并運(yùn)營；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（動力電池、動力總成、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)我們測算， 相比于傳統(tǒng)的充電模式，換電模式在行使 105 萬公里的全生命周期下相較燃油重卡可節(jié)省 約 37 萬元的電池成本。
得益于“車電分離”模式持續(xù)推廣，換電重卡迎來高速發(fā)展。從銷售數(shù)量來看，據(jù)電 車資源統(tǒng)計，2022 年 1~12 月?lián)Q電重卡共銷售 12431 輛，同比增長 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，共銷售 3349 輛，同比 增長 353%。從換電站規(guī)模來看，據(jù)艾瑞咨詢統(tǒng)計，2021 年商用車換電站數(shù)量 658 座，同 比增長 139%；用電市場與運(yùn)營市場分別達(dá) 9.5 億、23.3 億元，同比分別增長 138%與 75%；換電重卡配套設(shè)施短板日漸補(bǔ)齊，未來有望迎來更大發(fā)展。從目前新車申報來看，根據(jù)工 信部 2023 年 1 月最新發(fā)布的第 367 批新車申報產(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 21.7%。
我們測算，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， Total Cost of Ownership）將總成本分為三部分：設(shè)備購置成本、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，疊加疫情管控放松對停工損失的減少， 我們將購置成本、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，燃油價格參考 2023 年 2 月 8 日 92#油價，取 7.8 元/升；2）總運(yùn)行里程假設(shè)為 105 萬公里（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，電池購買成本 31.02 萬元/塊；4）燃油重卡購置稅 2.60%。我們的測算結(jié)果顯示：采用電池租賃/單獨(dú)購買方式的換電重卡 TCO 成本僅為 388.24/379.90 萬元，相較于燃油重卡分別節(jié)約 5.9%與 7.9%，未來隨著成本進(jìn)一步下降 預(yù)計經(jīng)濟(jì)性將更加凸顯。
換電模式對基本電費(fèi)極為敏感，對運(yùn)行里程則表現(xiàn)穩(wěn)健。根據(jù)我們的敏感性分析測算：1）其他條件不變，當(dāng)基本電費(fèi)小于 1.55 元/kWh 時，換電重卡相較于燃油重卡擁有成本 優(yōu)勢；2）其他條件不變，當(dāng)全生命周期運(yùn)營里程在 50 萬~250 萬公里變動時，對應(yīng)年運(yùn) 營里程 10 萬~50 萬公里，換電重卡相較于燃油重卡有明顯成本優(yōu)勢。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)有望迎來復(fù)蘇，成本對運(yùn)行里程穩(wěn)健的 換電重卡表現(xiàn)優(yōu)異，未來有望迅猛發(fā)展。另一方面，碳中和背景下，預(yù)計新能源行業(yè)電價 將受益于補(bǔ)貼或行政性降價，未來電價上漲空間有限，換電重卡優(yōu)勢將長期維持。
乘用車：B 端賽道確定性較強(qiáng)，C 端未來可期
出租車市場未來可期。出租車換電模式未來可期，主要體現(xiàn)在：1）出租車每日行駛 里程在 300~400 公里，且對充電時長較為敏感，適合于快速的換電模式；2）出租車質(zhì)保 需要里程在 40 萬~50 萬公里以內(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，可采用統(tǒng)一車型，與換電 合力規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展。雙班制出租車場景更適合換電車型，司機(jī)收入優(yōu)于充電模式 4.61%。對高頻使用的運(yùn) 營車來說，電動汽車的補(bǔ)能效率極大影響了運(yùn)營車輛的收入水平。根據(jù)《純電動出租車換 電運(yùn)營模式收益分析》（劉青，2022）中的測算，在理想情況下，采用換電模式的出租車 司機(jī)可實現(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)一助力打開乘用車 C 端市場，有望增加行業(yè)規(guī)模。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)僅蔚來等小 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)營商將會進(jìn)入私人消費(fèi)市場。目前，行業(yè)內(nèi)存在兩種發(fā)展方向：1）實行“車 站兼容”方案，即一個換電站能給多個車型換電，促進(jìn)換電運(yùn)營商進(jìn)一步走進(jìn)私人換電市 場。目前，奧動新能源的“紅色奧動戰(zhàn)略計劃”將通過共享換電實現(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、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)營商通過“車站兼容”可實現(xiàn)對同一品牌 的多種車型進(jìn)行換電，并向 C 端市場進(jìn)行延伸。2）實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。寧德時代的“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 3 年將要上市的純電平臺開發(fā)車型。
行業(yè)空間測算：成長空間廣闊，2022~2026 年 CAGR 有望達(dá) 93%
基于新能源車保有量，我們對換電站保有量進(jìn)行測算。通過前文論述，我們對換電行 業(yè)未來發(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（報廢車輛）可忽略不 計，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) 單站價值量以每年 2%的速度下行。基于上述測算，我們認(rèn)為，換電行業(yè)將在未來迎來井 噴式發(fā)展，預(yù)計 2026 年換電站保有量將達(dá)到 27489 座，對應(yīng) 2022~2026 年 CAGR 達(dá) 93%；2026 年換電設(shè)備市場規(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
2007 年 1 月，以色列出于國家安全考慮，計劃大力發(fā)展電動汽車項目。同年 10 月， Better Place 成立，是世界上第一家從事新能源汽車換電運(yùn)營的公司。2008 年，Better Place 公司與雷諾日產(chǎn)汽車公司簽訂合作協(xié)議，提出“換電站+電池租賃+平價國民車”的商業(yè)模 式，Better Place 首先向汽車公司購買雷諾 Fluence ZE，再結(jié)合車電分離的銷售模式，通 過電池運(yùn)營服務(wù)獲取利潤。2008-2013 年期間，Better Place 在全球布局換電網(wǎng)絡(luò)，分別 在以色列、丹麥累計開設(shè)了 39、17 個換電站，并在日本、澳大利亞、加拿大等國家布局。其中 2011 年 4 月，Better Place 與中國南方電網(wǎng)就換電模式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同在廣 州建立供應(yīng)鏈中心和電動汽車網(wǎng)絡(luò)，并曾計劃同年在廣州設(shè)立換電站及體驗中心。
但是 Better Place 最終于 2013 年 5 月 Better Place 申請破產(chǎn)。我們認(rèn)為其破產(chǎn)的原 因主要有三點。1）用戶習(xí)慣尚未形成，新能源汽車市場滲透率低。2）換電站建設(shè)成本和 運(yùn)營成本過高。3）車企配合度低，電池尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化。以中國市場為例，主要獲利方 為國家電網(wǎng)和 Better Place，大部分車企對于統(tǒng)一電池標(biāo)準(zhǔn)積極性低。
2013 年布倫特原油價格高達(dá) 119.17 美元/桶，新能源汽車再次受到市場青睞，特斯拉 為了進(jìn)一步提高新能源汽車的市場占有率，解決用戶充電難的問題，同時推出了充電、換 電兩種模式。充電模式方面，2012 年 9 月首次部署超級充電樁。換電模式方面，2013 年 6 月，特斯拉首次公開 93 秒的換電技術(shù)，并于 2014 年在美國加州哈里斯農(nóng)場建立第一個 新能源汽車換電站。然而，2015 年開始特斯拉停止換電業(yè)務(wù)運(yùn)營。我們認(rèn)為換電模式最終不敵充電模式 的原因有三點。1）換電模式價格貴、手續(xù)繁瑣不受用戶青睞。車主換電需要額外支付 60-80 美分的換電服務(wù)費(fèi)用，并且更新后的賬單需要自費(fèi)郵寄給特斯拉換電站；2）換電站成本 高利潤低。換電站所提供的電池兼容性低，異形電池?zé)o法跨車型共享，低利用率無法攤銷 換電站的高昂建設(shè)及運(yùn)營成本；3）缺乏政府支持。換電站的選址難度大，特斯拉多為私 有車型，車主軌跡多樣，為了盡可能服務(wù)更多的客戶，換電站的地皮批準(zhǔn)往往需要政府提 供支持。同時，政府還應(yīng)為換電站建設(shè)提供財政補(bǔ)貼。
如今新能源土壤已備，但資本和產(chǎn)業(yè)對換電站仍存質(zhì)疑，主要是換電站存 在諸多制約發(fā)展因素
主要問題集中于：1）動力電池規(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)營成本高昂。動力電池材料種類豐富。動力電池主要以鋰電池為主，市場上根據(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，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。綜合材料的性質(zhì)，目前 市場上主流的動力電池以磷酸鐵鋰和三元鋰電池為主。
主流動力電池廠家技術(shù)發(fā)展路線迥異。動力電池行業(yè)龍頭寧德時代已經(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，可以通過陣列的方式排 布。蜂巢能源布局“短刀電池”，涉及無鈷、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 年中國電動汽車百人會論壇上，億緯鋰能董事長表示，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 中國電動汽車百人會論壇上表示，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《電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》 （GB/T34013-2017）推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，把動力電池分為 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)我們對各電池商推出型號的不完全統(tǒng)計，2020 年 1 到 9 月 實現(xiàn)裝機(jī)的電芯單體型號有近 280 個，其對應(yīng)的電芯單體尺寸有 300 多種。電池尺寸規(guī)模 上的差異會直接影響電池生產(chǎn)制造、整車配套和電池回收多個環(huán)節(jié)。對于換電站而言，電 池尺寸規(guī)模的差異還會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)展過程中涌 現(xiàn)出一大批新能源車企，每個新能源車企都擁有自己的核心技術(shù)和平臺。核心技術(shù)與平臺 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，包括知識產(chǎn)權(quán)、平臺管理、生產(chǎn)線等一系列問題亟待解決。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)將會觸動多方利益。因此，新能源車企或為了維護(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插式換電、側(cè)面對 插式換電和端面換電三種方式。垂直對插式換電即車身運(yùn)行方向和電池行進(jìn)方向互相垂直， 代表車企有蔚來和特斯拉。側(cè)面對插式換電即車身運(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。端面換電和對插式換電基本類似，電池安裝在底盤，但是換電過程中 由插件接觸面定位，而非通過導(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換電模式，例如康迪電動汽車在電池安裝好后手動連接電池 和車輛的插件。統(tǒng)一換電模式需要對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 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)項目可行性分析報告（修訂稿）》顯示，單個乘用車換電站投資概算為 490.72 萬元， 其中換電站投資 260.72 萬元，線路及其他投資 100 萬元，備用電池投資 130 萬元；單個 重型卡車換電站的投資概算為 914.14 萬元，其中換電站投資 420.14 萬元，線路及其他投 資 235 萬元，備用電池投資 259 萬元。據(jù)北汽新能源公告，一個重卡換電站的建設(shè)成本近 1000 萬元，每個站按標(biāo)準(zhǔn)需要儲備 28 塊替換電池，每塊電池成本標(biāo)價 11.5 萬元，備用電 池投資就高達(dá) 322 萬元。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。一座占兩個車位的蔚來換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。
同時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 將有效推動換電實施可行性。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，通過增減串聯(lián)的方式改變電池容量，同時將電池材料統(tǒng)一 為磷酸鐵鋰，實現(xiàn)材料的標(biāo)準(zhǔn)化。上汽“魔方”電池將長度和寬度固定在 1690mm 和 1300mm，通過改變高度和串聯(lián)設(shè)計改變電池容量，并運(yùn)用不同的材料體系實現(xiàn)容量分級。除了車企外，寧德時代主要推出 148mm 的電芯，打造多種容量規(guī)格的電池，并運(yùn)用在蔚 來、小鵬等車企上。無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，動力電池將有望實現(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。以蔚來為例，2023 年 3 月，蔚來三代站首 發(fā)亮相海南?？?。新一代的蔚來換電站對高柔性換電機(jī)構(gòu)進(jìn)行了升級，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。蔚來三代站還將電池倉位數(shù)量從 13 個增加到 21 個，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，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 年新能源汽車實現(xiàn)銷量 524.9 萬臺，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），分別銷售 158.3 萬、44.7 萬和 44.2 萬輛，分別占比 30.2%、8.5%和 8.4%。CR3 的廠商占市場份額的 47.1%， CR10 廠商占市場份額的 69.4%。新能源汽車龍頭效應(yīng)明顯，市場集中度高，少數(shù)幾家車 企占據(jù)整個市場份額的半壁江山。
高市場集中度有助于促進(jìn)電池標(biāo)準(zhǔn)化。車企內(nèi)部實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化相對而言較為容易。當(dāng)市 場集中度較高時，車企內(nèi)部實現(xiàn)動力電池的標(biāo)準(zhǔn)化整合，會促使動力電池的集中度也相應(yīng) 提高。以比亞迪為例，2019 年至 2022 年，比亞迪的市場份額經(jīng)過 2020 年短暫環(huán)比下降 后，迅速擠占市場，2022 年市場份額提高至 30.16%，上升趨勢明顯。同時，比亞迪內(nèi)部 也在推進(jìn)動力電池標(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。兩種趨勢的協(xié)同促進(jìn)下，市場上的動力電池有望實現(xiàn)進(jìn)一步統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
換電站成本正在下降
蔚來換電站建設(shè)成本在下降，服務(wù)效率在提升。從 2018 年第一座蔚來換電站的落地， 到 2023 年蔚來三代站的亮相，5 年時間里蔚來迭代了三代換電站。根據(jù)搜狐財經(jīng)張瑩表 示，蔚來一代站的建設(shè)成本大約為 250-300 萬元，而二代站的建設(shè)成本則約為 150-200 萬 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，蔚來換電站的服務(wù)效率在提升。蔚來一代站 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。
蔚來換電站推動無人換電站，助力運(yùn)維成本下降。2022 年 NIO Power Day 線上發(fā)布會，蔚來借助自研的高性能加電網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)系統(tǒng)，向大眾展示了可實時讀取自建加電設(shè)施運(yùn) 營狀況的可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺。在構(gòu)建的無人值守?fù)Q電場景中，運(yùn)維人員可以通過平臺上 的基礎(chǔ)信息、實時動畫、視頻監(jiān)控、故障告警、運(yùn)維百科、遠(yuǎn)程控制等功能，對換電實施 管理和監(jiān)控。相較于每個換電站需要 2 名運(yùn)維人員，可視化遠(yuǎn)程運(yùn)維平臺可以僅需要 1 名 運(yùn)維實現(xiàn)對多座換電站的監(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)營商與電網(wǎng)企業(yè)，以及下游的新能源汽車用 戶和動力電池回收企業(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，寧德時代、蔚來等 發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。其中，寧德時代全資子公司時代電服于2022年1月發(fā)布換電品牌“EVOGO”；且于 2023 年 1 月進(jìn)行增資，注冊資本由 2 億元增至 15 億元。
產(chǎn)業(yè)鏈上游：龍頭布局換電業(yè)務(wù)，行業(yè)競爭逐漸加劇。目前，換電設(shè)備運(yùn)營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力、通和科技等，主要提供換 電站對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。對快換系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)商而言：目前，國內(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)與蔚來深度綁定，二者合資建立子公司昆山 斯沃普，為蔚來二代換電站獨(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，目前營收規(guī)模相對較小，但后發(fā)優(yōu)勢明顯。具體來看，瀚川智能于 2020 年開始布局 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 包括寧德時代、協(xié)鑫能科、特來電領(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/套的年產(chǎn)能，業(yè)務(wù)規(guī)模與市占率有望雙升。
對電池供應(yīng)商而言：由于每座換電站都會儲備相應(yīng)的電池，換電站大規(guī)模營運(yùn)料將導(dǎo) 致動力電池需求激增，因此動力電池生產(chǎn)廠商自 2020 年起紛紛布局換電行業(yè)。以寧德時 代為例，2022 年 1 月，寧德時代全資子公司時代電服在線上舉行發(fā)布會，推出換電品牌 EVOGO，并計劃將在 10 個城市首批啟用，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。目前中國換電業(yè)務(wù)運(yùn)營商主要 分為三類：1）以蔚來、北汽新能源、吉利等為代表的整車廠；2）以奧動新能源、伯坦科 技、協(xié)鑫能科為代表的第三方換電運(yùn)營商；3）以國家電投、中石化為代表的央企國企。目前來看，一方面，蔚來、伯坦、奧動形成三分天下的市場格局，行業(yè)集中度較高；且以 蔚來為代表的整車廠占據(jù)了換電運(yùn)營商的大部分市場份額，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，國家電 網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石化等央企國企也開始與整車廠、電池商等尋求合作共建換電站；截至 2021 年 12 月，中國石化已建成換電站 65 座，國家電投建成內(nèi)部驗收換電站 22 座；預(yù)計 未來隨著各方企業(yè)持續(xù)發(fā)力，行業(yè)競爭程度將有所上升。
產(chǎn)業(yè)鏈下游：新能源汽車市場廣闊，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)，多地出臺政策促進(jìn)新能源汽車消費(fèi)；供給端，各車企電動化、智能化快速推 進(jìn)，新能源汽車行業(yè)長期景氣向好。中信證券研究部新能源車組預(yù)測，2025 年我國新能 源乘用車車銷量將達(dá) 1262 萬輛，對應(yīng) 2022-2025 年 CAGR 達(dá) 22.47%，有望帶動換電行 業(yè)提速發(fā)展。
