新能源汽车充电桩行业研究:高压快充元年_充电桩迎发展新机遇.docx
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1、新能源汽车充电桩行业研究:高压快充元年_充电桩迎发展新机遇1 充电桩:新能源汽车发展之基石1.1 汽车电动化加速,推升充电需求充电桩是向新能源汽车(包括纯电和插混)补充电能的装置,功能类似于加油站 里面的加油机,可安装于公路、办公楼、商场、公共停车场和住宅小区停车场等场所, 根据不同的电压等级为各种类型的新能源汽车充电。 快速增长的新能源汽车市场加大了对充电桩的需求。据中汽协及充电联盟数据, 截至 2021 年底全国新能源汽车保有量为 784 万辆,同比增 59.3%;全国充电基础设 施保有量达 261.7 万台,同比增 55.7%,快速增长的新能源汽车市场加大了对充电桩 的需求,未来随着汽车
2、电动化渗透率水平的持续提升,充电桩市场需求将进一步扩张。充电量继续保持快速增长,充电需求加速。据充电联盟数据,2021 年我国充电 总电量达到 111.5 亿 kWh,同比增 58.0%;月度水平与 2020 年相比均有显著提升, 电动汽车充电需求持续快速增长。从充电量分布区域来看与充电桩分布呈现同样的趋 势,广东、江苏、四川领跑全国。从终端流量来看,电量流向以公交车和乘用车为主。1.2 新基建赋能,稳增长有望再次激发市场活力早期充电桩市场由国家主导,主要参与者包括国家电网和普天新能源,同时比亚 迪为自身生态建设入局较早。2015 年电动汽车充电基础设施发展规划(2015-2020 年)指出了
3、明确的发展目标,大量社会资本进入行业开启了大规模的投资建设;2016 年后由于竞争加剧,部分企业退出市场;同时企业差距逐渐拉大。2020 年政府工作报告中充电基础设施正式被纳入七大“新基建”产业之一; 2021 年中央经济工作会议指出,当前经济面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重 压力,应坚持稳字当头,强化政策发力,充电桩作为新基建组成之一,在稳增长主线 下,建设节奏或将加速。2022 年 1 月 10 日,国家发展改革委、国家能源局等多部门联合印发了国家 发展改革委等部门关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见, 国内新能源汽车补能市场已基本明确了充电为主、换电为辅的补能格局
4、,按要求到“十 四五”末,我国电动汽车充电保障能力进一步提升,形成适度超前、布局均衡、智能 高效的充电基础设施体系,能够满足超过 2000 万辆电动汽车充电需求。预计到 2025 年后,国内充电桩产业将进入“成熟期”。2 产业链现状汽车充电桩产业链上游为充电桩部件与设备制造环节;中游为充电运营环节,包 括充电桩和充电站建设和运营服务;产业链下游参与者为充电桩用户,包括新能源汽 车整车企业和个人消费。其中设备零部件生产商(装备端)和充电桩运营商(运营 端)是充电桩产业链最主要的环节。2.1 装备端:新基建下投资加码,引领充电桩新一轮建设浪潮按照不同的标准,充电桩可作不同的分类,常见的分类标准有如
5、下四种:分别是 按充电方式、安装地点、安装方式和充电接口来分类,其中用得最多的是按照充电方 式及安装地点来进行分类,结合来看,公用充电桩一般采用直流充电桩,充电功率大, 充电时间短;专用桩及私人桩一般采用交流充电桩,技术成熟,安装成本低。1)直流充电桩,俗称“快充”: 功率高、充电快,但技术复杂且成本高昂,适 用于专业化集中运维的场景,如大巴、公交车、出租车等。直流充电桩通过自带的 AC/DC 充电模块完成变压整流,将输入的交流电转为电车所需直流电,功率通常在 60KW 以上,2020 年新增直流桩功率达到 131KW,我们预计到 2025 年直流桩新增 装机功率将达到 166KW。直流桩对电
6、网要求较高,需建设专用网络,以及需配备谐 波抑制装置等设备,因此多配备于集中式充电站内,由运营商统一管理。直流桩需要 大体积变压器和交直流转换模块,60KW 直流桩综合成本约 1.13 元/W。2)交流充电桩,俗称“慢充”:技术成熟、壁垒低、建设成本低,但充电效率较 低,适用于公共停车场、大型购物中心和社区车库中。交流桩对电网改造要求低,需 先通过车载充电机(OBC)将电网的交流电进行变压和整流,转换为直流电后对汽 车电池充电,所以充电速度较慢,充满电一般在 68 个小时,目前主流单桩功率为 7kW,综合成本约 0.5 元/W。按充电方式分类角度,我国电动汽车充电桩总量中主要为交流充电桩。根据
7、中国 充电联盟数据,2021 年我国交流桩保有量为 214.7 万台,直流桩保有量为 47 万台。 按充电地点分类角度,私人桩以交流充电桩为主,交流桩建设成本相对较低、对电池 损耗较小、满足消费者利用汽车长时间闲置之余充电的需求。公共桩同时具备直流桩 与交流桩,且公共交流桩、直流充电桩的比例近几年保持在 6:4 左右。一方面直流桩 建设成本较高导致数量偏低;另一方面,目前的充电设备可基本满足用户有计划充电 和应急充电需求。因此,6:4 的比例符合目前的市场合理性。然而由于用户对快速充 电需求的增加,预计直流快充桩在未来两年的保有量占比将有所提升。车桩比逐渐趋于合理,未来仍有下降空间车桩比是衡量
8、充电桩建设程度的关键指标之一,自 2014 年国网全面开放公有桩建设,以及 2015 年国务院提出车桩比 1:1 战略目标以来,充电桩建设如火如荼,车 桩比(按保有量计)由 2015 年的 8.8:1 已下降至 2021 年的 3:1,充电配套明显改 善。虽然距离早先提出的 1:1 车桩比目标仍有差距,但企业通过以调节投建的方式 验证了车桩比在实际应用中的合理性。随着电池容量的提高和直流充电桩功率的提升, 用户的关注点将从充电桩数量转为质量;合理的公共充电桩布局,充电桩功率的提升 和私人桩的建设也会抵消部分公共充电桩数量上的需求,预计按保有量变化的车桩比 在短期内难以大幅波动,中长期考虑到新能
9、源汽车保有量的持续快速增长,预计未来 车桩比仍有下降空间。竞争格局:装备端竞争激烈,核心看充电模块上游设备元器件主要包括充电设备(充电桩、滤波装置及监控设备、充电插头/ 座、电缆、通信模块等)、配电设备(变压器、高低压保护设备、低压开关配 电设备) 以及管理设备三类。充电设备即充电桩硬件设备的成本是充电桩的主要成本,占比 90%以上。其中充电模块是充电桩的核心设备,其主要功能是将电网中的交流电转化 成可以为电池充电的直流电,约占充电系统成本的 40%左右。其中,IGBT 功率器件 是充电模块的关键组成部分,是在充电过程中起着电力转换与传输作用的核心器件, 目前国内如士兰微、斯达半导、时代电气等
10、都在积极布局 IGBT,以实现国产替代。充电桩上游技术门槛低,产品差异化程度低,竞争尤其激烈。自 2014 年国家电 网向民间资本开放电动车充电桩市场,一大批充电桩公司应运而生,硬件行业竞争剧 烈,同时,由于设备门槛低,充电桩整机制造商与元器件生产商、中下游的建造运营 商有部分重合。比如特锐德虽主要负责充电桩的运营,但也进行充电设备元器件的生 产,普天新能源和特斯拉的业务也兼顾了充电桩的整机制造和运营。充电桩建设市场规模测算充电桩市场空间与新能源汽车保有量正相关,2021 年我国新能源汽车保有量达 到 784 万辆,经我们测算,预计到 2025 年我国新能源汽车销量将达到 973 万辆,保 有
11、量将接近 2800 万辆。参考历史年度车桩比值,2017 年后车桩比长期稳定在 3:1 左右,假定 20222025 年车桩比为 3:1,则到 2025 年充电桩保有量将达到 930 万台 (包含公共桩及私人桩),保有量 4 年 CARG 为 37.3%。2021 年公共充电桩和私人充电桩分别占 43.8%和 56.2%。由于新基建主要发力 于公共充电桩,我们预计公共桩的比例将提高至 45%50%;随着新能源乘用车渗透 率的进一步提升,私人桩的配建比例也将提升。因此我们假定 20222025 年公共/ 私人桩分别占 45%/55%。 在公共充电桩领域,2018 年后国内直流桩与交流桩之比基本维
12、持在 4:6。由于 直流桩的充电效率较高,可缩短充电时间、提高利用率,直流充电桩的比重会持续攀 升,因此我们保守假定 20222025 年公共充电桩中直流占比为 45%。假定单个公共 直流/交流桩投资分别为 10 万和 0.5 万元,私人充电桩投资约为 0.3 万元。以上充电桩市场规模是建立在固定的车桩比(即 3:1)与直流桩比例(即 50%) 条件下所做的测算,考虑到新基建环境下,充电桩将适度超前于新能源汽车来进行建 设,虽然预期离早期 1:1 规划目标有较大差距,但我们认为未来车桩比仍有下降空间; 此外,随着新能源汽车保有量,以及整车带电量和续航里程的不断提升,用户对快充 需求将持续增加,
13、因此,大功率公共直流桩建设会成为新基建充电桩建设主战场,我 们认为直流桩比例将超过当前基数水平。基于以上两点核心要素,我们对国内充电桩 市场规模做进一步的敏感性分析,假定车桩比的范围在 2.53,直流桩比例在 40%50%,我们预计 20222025 年充电桩市场规模在 1260-2097 亿元,取中位值 为 1678 亿元。2.2 运营端:商业模式趋向多元化,提升利用率是根本中游充电桩运营是产业链核心环节,主要针对公共充电桩的投建和运营,前期会 产生大量资本开支,投资回收期长,对运营商资金链的完整度要求高,在充电网络运 营管理技术方面存在壁垒。充电桩商业模式趋向多元化,吸纳社会资本推动建设目
14、前充电桩主流商业模式有三大类:运营商主导模式、车企主导模式、第三方充 电服务平台主导模式。1)运营商主导模式:现阶段主要运营模式,收入来源较单一,模式需完善运营商主导模式指由运营商自主完成充电桩业务的投资建设和运营维护,为用户提供充电服务的运营管理模式,是充电桩行业现阶段的主要运营模式。充电运营商一 般具备雄厚的资本,前期对场地、充电桩等基础设施进行大量投资。采用充电运营商 主导模式的充电桩,大部分为公用充电桩和专用充电桩。由于行业竞争激烈、用户对 充电费用很敏感,充电服务费提升较为困难,因此充电运营商都致力于提高单桩利用 率,来提升盈利能力,桩体广告费、增值服务费等占比较小。 由于参与者较多
15、,部分运营能力较弱的运营商逐渐退出。在 300 多家运营商中, 运营超过 1000 个充电桩的企业仅 15 家,一些小企业已停止运营,少量头部运营商 目前主导充电桩市场。2)车企主导模式:车企自建桩与合作建桩模式并存车企为提供更优质的服务,将充电桩作为售后服务提供给车主更优质的充电体验, 主要适用于较为成熟的电动汽车企业当中,对于资金和用户数量有较高要求。采用车 企主导模式的充电桩,大部分为公用充电桩,以及私用充电桩。而充电桩的实际需求 不断增加,车企在能源供给与技术方面相对运营商而言较为匮乏,很难解决建桩成本 和车主服务之间的矛盾,同时资金压力较大,部分车企开始从自建充电桩逐渐转变到 与运营
16、商合作运营的模式。3)第三方充电服务平台主导模式:充电资源分配更优,单桩利用率提升第三方充电平台一般不直接参与充电桩的投资建设,通过自身的资源整合能力将 各大运营商的充电桩接入自家 SaaS 平台,以智能管理为依托提供商业价值,其独特 的流量优势使其他企业短期内难以复制。以平台为主导的运营模式可打通不同运营商 之间的互联互通,为用户提供更便捷的一站式充电体验。此种模式的收益来源于与运 营商的服务费分成和以大数据挖掘为基础的增值服务,因此与运营商之间会存在部分 利益冲突,一旦头部运营商退出合作第三方平台的价值将难以体现,因此需建立完善 的相互依存、互惠互利的机制。竞争格局:运营规模效应显著,行业
17、集中度高截止 2021 年底,全国充电运营企业所运营充电桩数量超过 1 万台的共有 13 家, 其中特来电、星星充电和国家电网分别运营 25.7 万台、25.2 万台和 19.6 万台,继续 保持前三的市场地位。整体来看,前十家运营商运营充电桩数量占总量的 89.2%,前三家企业合计占比超过 60%,充电运营市场整体呈现强者恒强的局面,头部企业资 源占优,凭借规模基础优势将继续构建大规模充电网络。未来充电桩行业注定是“寡头游戏”。充电桩市场空间巨大,对资本具有持续吸引 力,但是行业特性决定了优胜劣汰速度更快,物理壁垒凸显,马太效应更加明显。盲 目的资本投入,单纯赚取“电费+服务费”是很难盈利,
18、因此需要企业具有资金优势、 技术优势、资源优势、互联网思维和服务意识。因此未来行业将是寡头垄断的格局, 强者恒强。同时充电桩在区域分布上也较为集中。整体来看我国广东、上海、江苏、北京、 浙江等经济发达地区已经形成了规模化的充电服务网络,截止 2021 年底国内排名前 10 省市建设的公共充电基础设施占比达到 71.6%,集中度继续保持高位。主要系经 济发达地区大多存在汽车限牌限购、以及新能源公交普及程度较高等特点,其对充电 桩建设存在较大需求。同时物流车、出租车等专用车的推广对于充电桩利用小时数也 是很大的保证,从而提高运营企业的建桩积极性。提升充电桩利用率仍是运营商盈利根本充电桩运营商盈利能
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