中小盘主题：智能汽车系列（八）：换电产业链：千亿赛道，长坡厚雪

“双碳”背景驱动下，换电产业链蓬勃发展 2023年2月，工信部等八部委在全国范围内启动公共领域车辆全面电动化先行区试点工作[公共领域车辆包括公务用车、城市公交、出租（包括巡游出租和网络预约出租汽车）、环卫、邮政快递、城市物流配送、机场等领域用车]，至2025年试点领域新增及更新车辆中城市公交、出租、环卫、邮政快递、城市物流配送新能源汽车比例力争达到80%。并鼓励在短途运输、城建物流以及矿场等特定场景开展新能源重型货车推广应用，支持换电、融资租赁、“车电分离”等商业模式创新。换电模式在补能时间、降低购车成本、延长电池寿命、缓解电网压力、土地坪效等方面存在诸多优势。我们预计2025年我国换电产业链市场规模有望达到1334.0亿元，其中换电站设备、动力电池、运营环节市场规模分别为164.4亿 、255.5亿 、914.1亿 ，2021-2025年CAGR分别为70.7%/94.5%/91.0%，换电产业链各环节有望实现高速增长。 换电模式日趋成熟，产业巨头加速入场 商用车方面，换电重卡的商业模式经历了市场考验，经济性可与传统燃油车竞争。2022年换电重卡已占新能源重卡50%份额，是新能源重卡主要技术方向。 欧阳明高院士指出，2023年国内电动重卡销量有望增长100％至5万辆，其中换电重卡占比达到70%，至2025年换电重卡份额有望占到80%以上。包括启源芯动力、宁普时代、阳光茗岛、玖行能源等已在重卡换电领域积极布局。根据科尔尼数据，依据不同续航里程和应用场景分类，53.0%的重卡应用在500公里里程以下的短途场景；22.7%的重卡应用在500公里-1000公里的中长途干线场景；24.3%的重卡应用在1000公里以上的长途场景。随着以DEEPWAY为代表，采用全新正向设计、底部换电技术、能量密度更高的重卡车型陆续上市，以及重卡换电站覆盖密度提升，换电重卡有望向500KM以上的中长途干线物流加速渗透。乘用车方面，蔚来汽车是换电模式的先行者，在换电站建设数量国内领先。而基于换电模式的多种优势，2021年以来，包括上汽、吉利、宁德时代和协鑫能科等产业巨头相继加入换电大潮，有望加速换电行业发展。 换电产业链投资换电站为先，龙头有望充分受益 相比快充超充，换电模式通过车电分离更能有效降低车辆初始购置成本，提高电动车二手保值率，享受电池技术升级红利等。随着电池银行和锂电池回收产业链的日趋完善，换电模式有望成为重要补能形式之一。2023年捷能智电（上汽）规划建站300座，蔚来规划建站1000座，宁德时代、协鑫能科、吉利（睿蓝汽车）、北汽蓝谷等行业龙头正在加速布局。我们认为当前换电站存量与2025年各企业规划建站数量仍有较大差距，换电重卡商业模式较为清晰，乘用车换电商业模式正处在由政策支撑向市场驱动转变的临界点。拥有客户优势、产能优势、产品优势的换电站设备企业，有望充分受益。 受益标的：瀚川智能、山东威达、协鑫能科、力帆科技 风险提示：国内新能源汽车销量不及预期，换电渗透率不及预期。 1、“双碳”背景驱动下，换电产业蓬勃发展 1.1、换电优势明显，有望在公共车辆和重卡领域快速推广 2021年10月26日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，明确提出大力推广新能源汽车，逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比，到2030年，当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右。习总书记于2020年11月22日在G20峰会“守护地球”主题上向全球郑重承诺，中国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和；并于2021年3月强调把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局。在这一长达40年的国家重大战略里，包括新能源汽车在内的交通运输工具电动化将在碳中和进程中起着不可替代的关键作用。2023年2月，工信部等八部委在全国范围内启动公共领域车辆全面电动化先行区试点工作[公共领域车辆包括公务用车、城市公交、出租（包括巡游出租和网络预约出租汽车）、环卫、邮政快递、城市物流配送、机场等领域用车]，试点领域新增及更新车辆中城市公交、出租、环卫、邮政快递、城市物流配送新能源汽车比例力争达到80%。鼓励在短途运输、城建物流以及矿场等特定场景开展新能源重型货车推广应用，加快老旧车辆报废更新为新能源汽车，支持换电、融资租赁、“车电分离”等商业模式创新。商用车电动化对实现“双碳”目标尤为关键，新能源商用车正处于快速发展时期，换电模式作为重要的补能方式可提升新能源商用车运营效率并降低成本。 图1：截止2022年底，我国乘用车电动化率已达27.8% 图2：商用车电动化仍处于起步阶段，市场前景广阔 换电模式兼具了储能、补能和共享经济的特征，是充电补能的重要补充，能够有效促进新能源汽车行业快速发展。当电动汽车的电池组电量耗尽时，行驶到换电站内，直接把电量不足的动力电池卸下，更换为满电的新动力电池即可继续行驶；由换电服务商通过站内或站外的充电设备对更换下来的电池组进行集中充电、管理和维护。 和充电模式相比，换电模式的优势在于补能速度大幅提高，在短时间内完成的电池换电将提供和燃油车加油类似的用户体验。 表1：超充VS换电：在补能效率方面，换电优势显著 通过“车电分离”模式，由电池资产管理公司持有车载电池资产，在车电物理分离的基础上，一方面实现车电价值分离，降低用户首次购车成本，车主也可通过不断更换高性能电池以保持车辆的高续航体验，不会被因电池衰减而导致的续航问题所困扰；另一方面通过“车电分离”模式，电池资产公司更有利于对电池进行全生命周期管理，退役电池梯次利用可以作为清洁能源项目配套储能设施。 图3：“车电分离”有助于实现电池全生命周期管理 图4：换电模式适用于出租车、网约车、重卡等场景 在To B端，换电相比于充电，明显减少了充电时间，增加了车辆的运营时间，正在向出租车、网约车、物流车、重卡等运营车辆群体中迅速推广。在ToC端，蔚来汽车是换电模式的先行者，在换电站建设数量方面具有先发优势。而基于换电模式的上述优势，2021年以来，包括上汽集团、吉利汽车、宁德时代和协鑫能科等产业巨头，相继加入换电大潮，有望加速换电行业发展。相比充电，换电模式更能有效解决车队、消费者电池购入成本高，快充加快电池损耗，慢充效率低等诸多挑战。 同时，得益于利好政策加码，且新的车电分离技术具备更高车身安全性及更快换电速度；因此，换电模式正有望成为重要的补能形式之一，市场需求及发展潜力高度确定。 1.2、换电产业链参与者众多，换电站存量与规划目标差距较大 现阶段头部电池厂、主机厂、能源企业等多类型参与者布局换电，行业正处于快速发展阶段，行业竞争格局尚未完全形成。换电产业链上游主要为换电设备制造商、电池供应商和整车厂。中游换电站运营商主要有三大类型，首先是以蔚来、吉利为代表的主机厂，前者主要目的是配套销售换电车型，构建竞争壁垒，后者更多是从集团战略布局角度出发；其次是以宁德时代为代表的电池供应商，具有全产业链优势；第三是以奥动新能源、启源芯动力、协鑫能科为代表的第三方运营商，换电站建站成本高，投资回收期长，具有典型的重资产特征，在达到规模化运营之前，需要持续的资本投入维持现金流，存在明显的资金壁垒。下游应用ToB端包括了出租车、网约车以及商用车市场，ToC端当前以蔚来、上汽、吉利为主，而宁德时代重点布局的巧克力电池和EVEGO换电站，正在尝试进入8-12万车型这一销量占比最高的乘用车市场。此外，动力电池回收和梯次利用也是产业链重要一环。 图5：换电产业链参与者众多，宁德时代已打通全产业链 根据启源芯动力、玖行能源、吉利、北汽蓝谷、宁德时代等主要换电站运营商公布的换电站存量数据，结合EVCIPA（仅包括蔚来、奥动新能源以及杭州伯坦科技）数据，我们测算截止2022年底，国内现有换电站存量约3000座，其中乘用车换电站约有2400个，商用车（重卡）换电站约600个。当前换电站保有量与2025年国内主要企业规划建站数量仍有较大差距，市场空间广阔。 图6：根据EVCIPA数据，2022年底换电站约2000座 图7：至2025年，国内规划建成换电站超30000座 2、换电产业链长坡厚雪，2025年有望超过千亿规模 2.1、重卡换电：经济性良好，双碳目标指引下已成新能源主流选择 2.1.1、新能源重卡3大技术路径，换电为主要方向 本篇报告讨论的新能源商用车是以换电为主的新能源重卡，新能源重卡主要有三条技术路线。第一是纯电动重卡，包括充电和换电；第二是氢燃料电池重卡；第三是零碳内燃机混合动力重卡，其中零碳内燃机包括氢内燃机、甲醇内燃机，还有生物柴油内燃机等。现阶段海外与国内重卡企业都以电动化作为主要发展方向，但选择了不同技术路径。海外厂商以Tesla为例，其Semi重卡以高压超充作为补能方式，充电功率或超过1120KW，需配备储能站以减轻对电网冲击，而国内电动重卡领域换电模式和车电分离已成为主流方案。根据TeslaSemi官网信息，其后轴配备三个独立电机，共有标准续航和长续航两款车型，满载时可行驶约300英里（483公里）或500英里（804公里），满载重量超过37吨，百公里加速度约为20秒。整车功耗“低于每英里2kWh”，根据《Master Plan Part 3》报告，短续航和长续航Semi分别采用了500 kWh磷酸铁锂和800 kWh高镍电池。在充电方面，Semi配备Mega Charger充电桩，30分钟可补充70%的续航里程，结合充电时间和电池容量，可测算出70%充电状态（Soc）的平均充电功率将高达700kW或1120kW（1.12MW），Semi的充电功率远超当前乘用车800V高压平台充电水平，对电网改造和扩容的要求较高，需配备储能。 图8：TeslaSemi单车带电量500/800kwh，充电功率突破1000kw 国内方面，根据第一电车网数据，截止2022年底，换电重卡已占据新能源重卡50%份额，是新能源重卡主要技术方向。根据欧阳明高院士预测，至2025年换电重卡有望占据80%以上新能源重卡份额。长期来看，重卡快换可与轿车快充形成互补。 当前800V平台乘用车使用350KW快充，5分钟续航可以达到150KM以上。大功率超充如果直接从电网取电，会对电网稳定性造成较大冲击，而且电网扩容成本较高，因此需要通过储能电池放电来解决大功率超充问题，而换电站的备用重卡电池包可以进行换电，从而构成一个互补型的加电站，轿车、卡车都可以在同一个充换电站内快速解决能量补给。2022年1月，由欧阳明高院士工作站（四川新能源汽车创新中心）与清华大学、壳牌联合研发，全球首座集低温超充、重卡换电、光伏发电、智能微网为一体的新能源综合示范平台在张家口亮相投用，并在冬奥会期间进行运营示范。此外，包括蔚来、奥动新能源等代表性换电运营商正在其新一代换电站中加速充换电一体化布局。 图9：“光储充换”一体化互补型智慧能源系统 图10：光储充换一体化补能站，是长期发展趋势 2.1.2、燃油重卡保有量仅3.1%，却是污染物排放主力，贡献38.99%碳排放 根据同济大学教授、国际汽车工程师学会会士韩志玉教授测算，2020年汽车运行阶段 CO2 排放量达到8.9亿吨，分别占全国 CO2 排放总量和能源燃烧领域的7.1%和9.0%；而汽车全生命周期 CO2 排放量为11.16亿吨，分别占全国总量的8.9%和能源燃烧领域的11.3%。商用车是汽车行业碳排放的主要来源，其中重型货车（重卡）占比最高，2020年 CO2 排放量占整个汽车运行阶段碳排放的38.99%。根据公安部数据，2020年我国汽车保有量2.81亿辆，其中重卡保有量约840.64万辆；重卡保有量仅占到汽车保有量的3.1%，却贡献了接近40%的汽车行业碳排放。在双碳目标指引下，重卡新能源化迫在眉睫。 图11：2020年，重卡保有量仅占机动车保有量3.1% 图12：2020年，重卡碳排放占到全部汽车的38.99% 根据生态环境部《中国移动源环境管理年报（2022年）》数据，2021年全国汽