电新行业深度报告:新能源换电研究框架-20210917-方正证券-194正式版.pdf
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1、新能源换电研究框架证券研究报告方正电新/行业深度报告2021年9月17日分析师:申建国登记编号:S1220517110007核心观点 1. 换电VS充电,到底谁会胜出? 2. 换电模式的商业本质是什么?赚什么钱? 3. 换电产业链有多大空间? 4. 换电产业拐点的核心要素? 5. 政策产业界持何种态度? 6. 换电落地的应用场景? 7. 换电是否具有经济性? 8. Tesla为何抛弃换电,NIO为何拥抱换电? 9. 换电产业链各环节(动力电池、换电站、主机厂)将如何演进?2 我们进行了31家产业公司调研(12家上市公司,19产业相关公司),55个渠道调研和117次草根调研,在本报告中,我们将深
2、入讨论包括但不限于以上陈列各点,力求解决市场目前关注的核心问题。核心观点电气化时代,换电满足各类补能需求手机换电-共享充电宝:共享充电宝面对2C市场,核心是赚流量的钱,满足用户便捷补能的需求;具有资产轻,重渠道推广的特点;预计2025年运营收入规模超400亿,相关公司有怪兽充电、小电科扶、街电、美团等;两轮车换电-换电柜:两轮车换电柜面对2C+2B市场,核心是赚机会成本和运营效率的钱,满足外卖骑手快速补能需求、配套共享电单车提升运营效率、私人用户需求正不断被挖掘;具有资产相对较轻,重渠道、品牌推广的特点;预计2025年需求24.7GWh,相关公司有雅迪控股、爱玛科扶、哈啰出行、E换电等;新能源
3、汽车换电-换电站:新能源汽车换电站主要面对2B市场和高端2C市场,2B市场核心是赚机会成本的钱,2C市场核心是赚高端服务的钱,关键优势为补能效率快,劣势为资产投入重,商业模式和换电扶术逐渐成熟,重卡、公交车、运营乘用车等场景将加速切换;预计到2025年换电站约28000座,对应建设规模765亿,电池配套约55GWh,对应388亿市场规模,相关公司有宁德时代、山东威达、协鑫能科、瀚川智能、博众精工、科大智能、汉马科扶等;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扶术,我国
4、也曾在一线城市试点换电站,发布标准箱式换电扶术;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,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
5、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,随着三次扶术迭代,形成全自动化整块电池包换电的成熟扶术方案。3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1.7
6、5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,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
7、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,扶术、规模均占优的龙头公司具有超强优势;换电站制造:具有一定专利扶术壁垒,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
8、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【汉马科扶】、【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【龙蟠科扶】、【富临精工】、【德方纳米】等。4风险提示国家政策实施不及预期,各地换电站政策及共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
9、与事实不一致风险。56商业模式2B2C资本投入To CTo CTo BTo CTo 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2B2C资本投入To CTo CTo BTo CTo 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/机柜换电柜建设费用10万元/换电柜个人支出1,000元/
10、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7目录8三、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一、换电模式:解决新能源车核心痛点二、运营能力:对使用频率和价格敏感六、相关标的:产业链上下游主要公司行业介绍: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、技术成熟规模测算:乘用车、商用车换电产业链市场空间达千亿 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
11、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,补能价栺及时间成本逐渐降低。资料来源:Wind,方正证券研究所图表1:燃油车与新能车对比91.1 新能源汽车渗透率不断提升新能源车清洁无污染续航能力弱时间长、不方便国家补贴无购置税、车船税噪声小或无噪声智能化程度高燃油车排放污染气体续航能力强方便快捷无补贴有购置税、车船税噪声大智能化程度低能源续航补能补贴税收噪音智能化资料来源:方正证券研究所整理图表2:新能车保有量及渗透率电能化学能动力0.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%1.20%1.40%010020030040050060020142015201620172
12、01820192020雴能源汽车保有量(万辆)雴能源汽车渗透率(%)资料来源:方正证券研究所整理101.1 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专用充电站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0246820152016201720182019车桩比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
13、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快充对电池损耗大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资料来源:中国知网,方正证券研究所换电站端111.1 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充电难满足充电易满足图
14、表6:新能源车换电应用场景资料来源:罗兰贝栺,方正证券研究所换电站车载换电系统换电接口换电机构换电电池包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:方正证券研究所整理121.1 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扶术发展白皮书,方正证券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
15、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扶术发展白皮书,方正证券研究所换电优势换电站图表7:换电系统组成图表8:新能源车换电优势1.1 充换电模式对比 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。13资料来源:电车资源,新华网,方正证券研究所整理充电模式换电模式图表9:充电与换电的技术路线对比电池养护电池由消费者自主管理
16、,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扶术: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,全自动化:如自动泊车扶术图表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,方正证券研究所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
17、速社会基础设施运行效率,大幅提高个人效率和社会效率。14充电模式换电模式图表11:充电与换电的技术路线对比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:方正证券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 商业模式欠成熟,特斯拉曾折戟换电。2013年,特斯拉的快速换电扶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,扶术不完善等原因,2015年,特斯拉重点转向超级充电桩扶术Supercharger 3,战略性放弃换电路
18、线。1.1 充换电模式对比:特斯拉曾折戟换电15图表13:特斯拉加州换电站图表12:特斯拉93秒内完成的“换电技术”资料来源:界面新闻,第一电动,方正证券研究所一台奥迪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,方正证券研究所图表14:特斯拉换电失败原因1.
19、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。16资料来源:方正证券研究所测算资料来源:公司官网,方正证券研究所整理图表15:蔚来提升用户体验感的四大维度独享站点用
20、户体验感换电速度快维持续航能力终身免费换电首任车主每月可换电次数多至6次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蔚来品牌专供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051015202512345累计(万元)车龄(年)换电款整车购买换电款BAAS充电款(同价位)燃油款(同价位)171.1 换电模式发展历程2007年Better Place“开创先河”,首次提出换电概念;2013年特斯拉推出90s换电扶术2010年国家电网发展了标准箱换电的扶术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
21、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扶术,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。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:换电模式发展历程资料来源:方正证券研究所整理 政策层面开始转向,充换电并行发展。18时间段萌芽阶段:2006-2013年沉淀阶段:2014-2019年高速发展:2020年至
22、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”产业特征换电为主,充电为辅充电为主,换电为辅充换电并行发展图表18:各时期的政策变化1.1 换电模式发展历程萌芽阶段沉淀阶段高速发展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补贴政策退坡,市场亓需降低整车成本、减轻消费者的购
23、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,方正证券研究所用户19原材料/采购商换电站充电系统动力电池动力电池整车制造运营商商用车出租车、网约车蔚来:C端私家车1.1 换电产业链图表19:换电产业链示意图资料来源:方正证券研究所整理快换系统多种因素催化换电行业高速发展201.2 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
24、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。211.2 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
25、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。资料来源:方正证券研究所整理商用车出租车、网约车产业合作资金注入换电车辆生产电池供应商产业资本主机供应商换电总成设计蔚来: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221.2 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
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