新能源汽车换电站产业研究换电站运营，下一个千亿蓝海

　　（报告出品方/作者：东方证券）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，抢占α
　　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。
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　　精选报告来源：【未来智库官网】。
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