一周解一惑系列：成本优势下，装载机电动化进程有望加快

装挖替换趋势减弱。装载机与同为土方机械的挖掘机比，两者都可用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，在存在高低坡、堆高、挖掘或者回转半径较大的装卸工况时，挖掘机对装载机有替代效应。但从近几年装载机跟挖掘机国内销量之比来看，2020年为国内装挖销量比的最低点，此后装挖销量比逐年增大，表明装挖替代效应逐渐削弱。 场所固定+移动便利，装载机电动化基础稳固。工程机械的电动化要考虑电池的能量密度能否满足性能要求、电池成本是否有经济性、充电的方便性、工况的使用要求等，装载机兼顾场所固定与移动便利优势，具有较好的电动化基础。 电动装载机效率更高且成本优势明显。分性能来看：1）速度：电动装载机提速性能优于燃油装载机，同样执行完成前进10米任务时，电动装载机带载与空载车速分别达每小时17.3与18.8千米，而燃油装载机带载与空载车速分别为每小时11.7与11.3千米，电动装载机提速性能明显更优。2）工作效率：以9次半回转作业为一个周期，同样完成一个周期，燃油装载机平均耗时为300秒，电动装载机平均耗时为266秒，较燃油装载机减少11.5%。3）成本：虽然电动化产品售价更高，但考虑装载机保养费用、能源成本、残值等因素，5年生命周期来看，电动装载机成本约为113.85万元，而燃油装载机成本将达232.70万元，电动装载机具有明显的成本优势。 电动装载机最高单月渗透率已达7.98%，国内产商纷纷加码。作为土方机械领域电动化渗透率最高的产品，2023年全年电动装载机产品共销售3595台，行业渗透率提升至3.48%，2022年仅销售1110台，行业渗透率仅为0.90%。 单月份看，2024年前3个月电动装载机行业渗透率均保持5%以上，其中2月高达7.98%"。目前国内市场上几乎所有的主流制造商都已推出电动装载机产品，风口之上，企业争相布局，产品型谱也不断在丰富。BICES 2023展会上柳工、徐工、临工、山推、厦工等厂家，无一例外地展出了各自最新的电动装载机产品。 此外，新能源电动装载机市场可观的市场前景还不断吸引着更多业内外的品牌和资本入局，例如太重、宇通、长城重工等。 分地区来看，北美、欧洲有望主导海外电动化。海外很多主要市场已经采用了监管要求和财税激励相结合的方式来加速向零排放非道路机械过渡转型，也有一些市场开展了试点项目： 1）提出零排放机械设备的销售目标：加州、纽约州、智利、芬兰等纷纷提出了强制性或是非强制性的零排放设备销售目标。以智利为例，其要求2035年，500千瓦以上的新销售机械需实现100%零排放，到2040年，19千瓦至500千瓦的新销售机械需实现100%零排放。 2）设立低排区或是零排区：英国伦敦推出了世界上第一个非道路低排区，并将于2040年将低排区升级为零排放区。此后，挪威奥斯陆、丹麦哥本哈根、芬兰赫尔辛基、荷兰鹿特丹、阿姆斯特丹等纷纷跟进推出自己的低排或是零排区。 3）给与补贴或者税务减免：加州为各种零排放机械提供直接的经济激励，最高每台零排放机械设备可提供购置补贴最高可达50万美元。荷兰将累计提供2.7亿欧元的资金，为每台机械设备提供高达50%的采购价格补贴。英国与法国则是通过税务上的减免促进零排机械的应用。 风险提示：政策推进不及预期的风险、行业周期下行风险、原材料成本上升风险。 1装载机电动化基础优势明显 1.1装挖替代效应已逐渐减弱 装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。 图1：装载机结构图 按照装卸方式不同，装载机可分为前卸式、回转式、后卸式装载机。其中，前卸式装载机结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广；回转式装载机则是将工作装置安装在可回转360度的转台上，侧面卸载不需要调头作业效率高、但结构复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较狭小的场地。 后卸式装载机前端装、后端卸、作业效率高、作业的安全性能欠好。 表1：装载机分类 2015年-2020年装载机国内销量增速不及挖掘机，主要原因系功能上挖掘机可部份替代装载机。装载机与同为土方机械的挖掘机比，两者都可用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，但在存在高低坡、堆高、挖掘或者回转半径较大的装卸工况时，挖掘机对装载机有较强的替代效应。 图2：挖掘机及装载机国内销量增速同比 从近几年装挖销量比来看，替代效应影响逐渐削弱。虽然在部份场景下，挖掘机对装载机有较强的替代效应，但从近几年装载机跟挖掘机国内销量之比来看，2020年为国内装挖销量比的最低点，此后装挖销量比逐年增大，表明装挖替代效应逐渐削弱。 图3：装载机与挖掘机国内销量之比 1.2场所固定+移动便利，电动化基础稳固 工程机械的电动化要考虑电池的能量密度能否满足性能要求、电池成本是否有经济性、充电的方便性、工况的使用要求等，因此我们认为工程机械将在连续作业工况、固定封闭区域与环保政策严苛场景率先渗透，例如钢厂、搅拌站、港口、矿山等。 而从产业链来看，装载机上游涉及原材料（钢材、橡胶等）和零部件（发动机、变矩器等）的供应；中游则是回转式装载机、后卸式装载机等装载机产品制造环节； 下游的应用领域包括但不限于建筑、矿山、公路、港口。 图4：装载机产业链上下游 从下游应用占比来看，2019年国内装载机市场主要应用领域是基础建设和采矿业，占比合计达65%，其中基础建设占比达33%，采矿业占比32%，水利工程占比14%，房地产占比8%。 轮胎式产品机动能力强，更易充电。工程机械根据行走方式可以分为轮胎式与履带式。履带式产品越野能力强，爬坡能力大，潮湿泥泞或松软土壤上不易下陷，不易打滑，受地形影响小，通过性良好，可以面对更加复杂的工况。与履带式工程机械相比，轮胎式产品具有较强的机动能力，转向灵活，常用于硬质地面工作，更方面充电设施的布置与使用。土方机械中，挖掘机多数为履带式，22年国内销量占比可达94.6%，而装载机多数为轮式，具有更好的电动化基础。 图5：2019年装载机应用领域分布 图6：22年国内挖掘机分类型销量占比 1.35吨产品是国内主力，CR4超72% 5吨产品是主力产品，大型化仍是各厂家不断的追求。分吨位来看，2019年1-11月份3吨以下占比约6.03%，3吨占比约15.71%、5吨占比约65.96%、6吨及以上占比约9.53%，滑移装载机占比约1.76%、挖掘装载机占比约1%。 国产品牌是主要参与者，国内CR4超72%。从参与者来看，我国装载机市场的参与者主要为国产品牌，柳工、龙工、临工和徐工为主要市场竞争者。2019年，龙工装载机的销量达到了18%，其次是柳工、临工和徐工，占比均为16%。 图7：2019年中国装载机行业主要参与者 图8：2019年M1-M11分吨位装载机重工销量分布 2成本优势下，国内电动化进展顺利 2.1电动装载机效率更高且成本优势明显 国内工程机械电动化仍处于发展初期，渗透率较低。在中国“双碳”目标背景下，工程机械行业电动化变革也在迅速进行，电动挖掘机、电动装载机等电动化产品层出不穷，逐步代替了柴油机。电动化正在成为驱动工程机械行业长期发展的新动力，但截至23年12月，工程机械电动化产品整体渗透率仍不足1%。 电动装载机提速性能优于燃油装载机。根据《电动装载机与传统装载机性能对比测试研究》数据显示，当执行完成前进10米任务时，电动装载机带载与空载车速分别达每小时17.3与18.8千米，明显较燃油装载机速度更快。 表2：燃油装载机、电动装载机前进10米车速与时间数据 电动装载机作业效率高于燃油装载机。根据《电动装载机与传统装载机性能对比测试研究》数据显示，以9次半回转作业为一个周期，燃油装载机平均耗时为300秒，电动装载机平均耗时为266秒，较燃油装载机减少11.5%。 图9：半回转式作业示意图(α=30°~60°) 为测算电动装载机及燃油装载机的使用成本，我们假设： 1）国内柴油价格：2023年1月1日-2023年12月29日期间内，国内0#柴油批发价均值8283.6元/吨； 2）电价：采用Global Petrol Price披露的2023年中国平均商业用电电价0.09美元/千瓦时，由于该单位披露电价为美元/千瓦时，汇率采用2023年美元兑人民币中间价均价7.05，即中国平均商业用电电价为0.63元/千瓦时； 3）使用时长：根据智驾网数据，假设每天装载机运营10小时，每年运营300天； 4）维护保养费用：根据智驾网数据，假设燃油装载机每年费用3.04万元，纯电动装载机每年费用1.53万元； 5）使用寿命：根据铁甲二手机网数据，假设使用寿命为5年； 6）购买价格：根据智驾网数据，燃油装载机售价35万元，电动庄寨及售价80万元； 7）残值：根据铁甲二手机网数据，假设5年燃油装载机、电动装载机残值率分别为50%、10%； 表3：电动装载机与燃油装载机使用成本对比 全生命周期来看，电动装载机具有明显成本优势。虽然电动化产品售价更高，但考虑装载机保养费用、能源成本、残值等因素，5年生命周期来看，电动装载机成本约为113.85万元，而燃油装载机成本将达232.70万元，电动装载机具有明显的成本优势。 2.2电动化进展顺利，最高单月渗透率达7.98% 多政策助力工程机械电动化。2020年9月22日，习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论上作出我国将力争于2030年前实现碳达峰、努力争取2060年前实现碳中和的重大宣示。而工程机械污染严重，排放大（一辆泥头车或混凝土搅拌车燃油排放相当于70辆私家车），电动化逐渐成为工程机械绿色发展的重要方向之一。政策端来看，近几年越来越多的政策鼓励、促进或推动工程机械行业向新能源转型。 表4：工程机械电动化相关政策时间部门 电动化进展顺利，最高行业单月渗透率达7.98%。作为土方机械领域电动化渗透率最高的产品，2023年全年电动装载机产品共销售3595台，行业渗透率提升至3.48%，2022年仅销售1110台，行业渗透率仅为0.90%。单月份看，2024年前3个月电动装载机行业渗透率均保持5%以上，其中2月高达7.98%"。 图10：电动装载机销量及行业销量占比 国内产商纷纷加码扩能。目前，国内市场上几乎所有的主流制造商都已推出电动装载机产品，风口之上，企业争相布局，产品型谱也不断在丰富。BICES2023展会上柳工、徐工、临工、山推、厦工等厂家，无一例外地展出了各自最新的电动装载机产品。在纯电产品之外，不少换电装载机、拖电装载机和无人驾驶电动装载机进入市场。此外，新能源电动装载机市场可观的市场前景还不断吸引着更多业内外的品牌和资本入局，例如太重、宇通、长城重工等。 3分地区来看，北美、欧洲有望主导海外电动化 很多主要市场已经采用了监管要求和财税激励相结合的方式来加速向零排放非道路机械过渡转型，也有一些市场开展了试点项目。 图11：全球已实施和规划了的零排放非道路机械推广措施 部份地区提出了零排放机械设备的销售目标：美国加州宣布了到2035年“在可行的情况下”，实现在用非道路移动机械全部零排放的目标；纽约州则提出到2035年实现新销售非道路移动机械100%零排放的目标。智利的目标是到2035年，500千瓦以上的新销售机械需实现100%零排放，到2040年，19千瓦至500千瓦的新销售机械需实现100%零排放。欧洲方面，芬兰设定了到2025年建筑工地100%无化石燃料的目标。 部份地区设立了低排放区和零排放区：英国伦敦推出了世界上第一个非道路低排区，并将于2040年将低排区升级为零排放区。挪威奥斯陆试点了世界上第一个零排放建筑工地。丹麦哥本哈根则在2020年8月设立了第一个零排放建筑工地，赫尔辛基（芬兰）、万塔（芬兰）、鹿特丹（荷兰）、阿姆斯特丹（荷兰）和维也纳（奥地利）等欧洲其他城市也在计划推动零排放建筑工地示范项目。西班牙巴塞罗那也启动了一个非常小的试点项目，在该市的一个建筑项