1、新能源汽車充換電產業研究：充換電協同發展為新能源汽車續航1、充電篇-碳中和下，充電行業的成長性不可忽視1.1、 借新能源汽車東風，充電樁行業進入快車道新能源汽車快速發展，2025 年滲透率將達 20%+。據中汽協統計，2020 年我國 新能源汽車產銷量分別為 136.6 萬輛和 136.7 萬輛，同比增長 7.5%和 10.9%； 純電動汽車產銷量分別為 110.5 萬輛和 111.5 萬輛，同比增長 5.4%和 11.6%。 根據 2020 年 11 月發布的新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年），2025 年新能源汽車銷量占比達汽車銷量的 20%，我們認為，在碳達峰、碳中和背景

2、下，全球電動化趨勢已勢不可擋，我國新能源汽車仍有很大的發展空間，實現并 超過 2025 年的目標是值得期待的。2015 年 9 月，國務院辦公廳發布關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導 意見，第一次明確了充電樁行業的政策方向。同年 10 月的電動汽車充電基 礎設施發展指南（2015-2020）提出，為滿足 500 萬輛新能源汽車充電需求， 至 2020 年將建成 480 萬個充電樁，其中 50 萬個分散式公共充電樁，430 萬個 私人充電樁。此后幾年，關于充電樁的建設布局有多項政策出臺。2016 年 1 月，財政部、科技部、國家發改委和國家能源局聯合發布關于“十 三五”新能源汽車基礎設施獎勵

3、政策及加強新能源汽車推廣應用的通知。2019 年 3 月，四部委發布關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通 知，規定過渡期后不再對新能源汽車給予購置補貼，轉為支持充電基礎設施建 設和運營。在地方政府層面，我國大部分省市均已出臺充電樁產業財政補貼政策。相關政策不斷推進，有望破解家充難題中國的新能源汽車已進入市場化推廣階段，更多私家車主使用電動汽車出行，但 充電基礎設施的問題逐漸突出，尤其是小區家充水平依然有諸多掣肘。中國充電 聯盟數據顯示，截至 2020 年 12 月，聯盟內成員整車企業采樣的約 124.5 萬輛 車的車樁相隨信息中，有 37.2 萬臺未隨車配建充電設施，整體未配建率達

4、到29.8%。未隨車配建充電設施主要原因在于集團用戶自行建樁、居住地物業不配 合、居住地沒有固定停車位，占比達 70.2%，其余原因占比為 29.8%。目前，我國充電基礎設施的配套率仍然無法滿足新能源汽車的增速，產品質量、管理機制、電網負荷、多方利益協調等因素掣肘小區充電樁的建設。管理體系方面，要探索建立“統籌統建”居民區充電服務管理體系，達到統一 設計、統一建設、統一運營居民區充電設施。由各地城市主管當局建立協同機制，出臺統一的規劃、建設標準；由物業服務企業和運營公司一同對社區內充 電樁實施有盈利的統一施工、維護和運營。已建住宅小區方面，應在充分了解實際需要和場地建設條件的基礎上，采用“一

5、定比例公共樁+鼓勵建設私人樁”的運營模式，要求小區物業全力配合并提供施 工便利。同時為解決老舊居民區存在電力容量不夠問題，應當綜合運用引導電動 汽車低谷充電、推廣有序充電、小區配變增容等措施。新建住宅小區方面，需落實停車位 100%建設充電基礎設施或預留建設安裝條 件，將充電基礎設施配件納入整體的社區設計、施工、驗收范疇，從源頭解決電 網端容量不足、施工改造難等問題。商業模式方面，應積極探索居住社區充電服務商業模式創新。小區物業、運營企 業等相關方可以在整合小區公共或私人停車資源的基礎上，通過建設主要面向小 區內電動汽車的共享輪充充電設施，例如充電樁車位分時共享、“臨近車位共享”、 “多車一樁

6、”等模式，為更多用戶提供充電條件。1.2、 設備及運營服務未來 5 年 CAGR 均約 40%近年來全國公共充電樁保有量不斷增加，從 2012 年的 1.8 萬臺上升至 2020 年 12 月的 80.7 萬臺。2015、2016 年充電樁保有量大幅增加，增速分別為 150% 和 180%，2017-2019 年增速減緩。據充電聯盟數據顯示，從 2020 年 1 月至 2020 年 12 月，新基建政策開始推動充電樁建設，月均新增公共類充電樁約 2.3 萬臺。 與 2019 年 12 月相比，2020 年 12 月公共樁保有量增長 56.4%。截至 2020 年底，我國公共充電樁保有量超過 5

7、 萬臺的省份包括北京、廣東、上 海、江蘇和浙江，分別為北京 87634臺、廣東 85874臺、上海 85538臺、江蘇 77053臺、浙江 61542 臺；公共充電樁主要集中在長三角、京津冀、珠三角地 區，東部地區沿海省份公共充電樁的建設數量普遍較多，而東北、西北和西南部 分地區分布較少，具有足夠下沉空間。公共充電樁中：交流充電樁 49.8 萬臺、直流充電樁 30.9 萬臺、交直流一體充電 樁 481 臺。據充電聯盟統計，2020 年我國新配建私人充電樁超過 17 萬臺。除了 2 月份由 于農歷新年與新冠疫情雙重因素導致私人樁新增數量較低，其他月份均接近或超 過 1 萬臺，其中 12 月更是達

8、到了 3.01 萬臺。觀察全國充電聯盟成員內整車汽 車采樣的車樁相隨信息可發現，2020 年我國配建私人充電樁數量和配建率每月 穩定上漲，截至 2020 年 12 月，樣本內我國已配建私人充電樁數量達到 873533 臺，配建率為 70.16%。據中汽協數據，截至 2020 年底全國新能源汽車保有量為 492 萬輛，較 2019 年 末增長 29.18%。同時，據充電聯盟數據，截至 2020 年 12 月，全國公共充電樁 和私人充電樁總計保有量為 168.1 萬臺，較 2019 年末增長 37.9%。我國的車樁比從 2015 年的 7.84:1 下降至 2020 年的 2.93:1，車樁比呈下

9、降趨勢，充電樁行業發展空間較大。1.3、 產業鏈：設備商格局分散，運營商相對集中按照不同的分類標準，充電樁有不同的分類方式，有如下四種常見的分類方式， 其中按照充電技術和安裝地點的分類方式用得最多。交流充電樁俗稱“慢充”，電動車電池通過車載充電機充電，交流充電樁只提供 電力輸出，沒有充電功能。此時輸入電壓為 220V，充電功率多為 7kW。由于功 率較低，所以一般需要 8-10 小時才能充滿電，這種特點導致了交流充電樁大多 安裝在居民小區的停車場內。此外，交流充電樁的結構和技術較為簡單，安裝成 本不高，不含線路改造和擴容時每個交流充電樁的安裝成本僅需 800-1200 元。直流充電樁俗稱“快充

10、”，先將電網中的交流電轉化為直流電，再通過充電插口 給電池充電。此類型充電樁輸入電壓為 380V，充電功率可高達 60kW，如此高 的功率極大地縮短了充電時間，正常情況下充滿電只需 20-90 分鐘。直流充電樁 的技術和設備都比交流充電樁復雜，不僅需要大體積變壓器、交直流轉換模塊， 還需要配備諧波抑制裝置等。直流充電樁的造價成本由于復雜的技術和設備等原 因較高，這限制了直流充電樁的應用場景：只適用于那些對充電時間要求較高的 場景，如出租車、公交車等，同時集中式的充電站或加油站也一般安裝直流樁。無線充電主要包括電磁感應式、無線電波式和磁場共振式，但這三種模式由于技 術規范和商業模式不夠成熟，應用

11、場景不明確，目前都還處于探索應用階段。充電樁產業鏈涉及到的上游為元器件和設備生產商，主要負責提供各種充電樁元 器件和充電設備；中游是充電站建設和運營商，負責充電站的搭建和運營，提供 充電服務；下游是新能源電動車用戶，在充電樁上進行消費。從硬件端來看：充電樁硬件系統主要包括總控單元、顯示單元、監控單元三部分。總控單元：總控單元與其他硬件單元形成單向或雙向交互，能夠完成充電過程的 啟動、運行、監控和關閉，是硬件端的關鍵組成部分，在充電過程中可以通過多 種通信方式將數據實時傳輸到后臺。顯示單元：顯示單元作為用戶與充電樁直接交互的橋梁，向用戶提供了充電操作、 費用等信息，主要包括 LCD 顯示器、指示

12、燈、觸控屏、按鍵幾部分。監控單元：監控單元通過監測電輸入輸出電壓、電流、充電樁接口連接狀態、車 載電池狀態等進行實時監測，一旦出現異常，能夠及時切斷電源輸出，從而保障 充電安全，主要由模擬量采集、開關量采集和開出控制構成。從軟件端來看：充電樁軟件系統主要包括主控模塊、IC 識別模塊、人機交互模 塊、計量計費模塊、打印模塊、后臺通訊模塊、安全保障模塊等。各個模塊在獨 立運作的同時通過主控模塊完成信息交互，共同實現實時信息采集與展示、充電 流程控制、充電計費等功能。上游設備端從充電樁建設方式角度出發，元器件主要包括充電設備、配電設備、管理設備三 類。充電設備元器件：主要包括功率模塊（充電模塊）、充

13、電槍、濾波裝置、斷路器、 交流/直流接觸器、熔斷器、繼電器等。充電樁的核心環節是充電模塊，占到充 電樁總成本約 50%，具有核心電源充電模塊及系統生產能力的公司，在產品能 效轉化率、輸出電壓適應范圍、綜合產品性價比以及可提供產品種類方面，具有 更明顯的競爭優勢。充電模塊的主要功能是將電網中的交流電轉換為可充電的直流電，其關鍵技術在 于 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）。當充電模塊工作時，三相交流電經過整流濾 波后，變成直流輸入電壓供給 IGBT。由于技術門檻較高，我國目前在高端 IGBT 上還不能實現國產化生產，主要依賴于進口。從公司來看，國外研發 IGBT 器件 的主要公司是英飛凌、ABB、三

14、菱、西門康、東芝、富士等。受益于國家對半導體行業的政策支持、新能源汽車發展所帶來的需求增加等因 素，近幾年國內 IGBT 產業快速發展，目前已經形成了 IDM（整合元件制造商） 和代工模式的 IGBT 完整產業鏈，國產化進程不斷加快。比亞迪于 2005 年進入 IGBT 產業，并于 2009 年打破國際廠商壟斷，2018 年底，比亞迪發布了車規級 領域具有標桿性意義的 IGBT 4.0 技術，逐步形成自主可控能力。配電設備元器件：主要包括變壓器、保護設備、低壓開關配電設備、電度表等。管理設備元器件：主要包括電池、輔助設備、監控計費、顯示屏等。市場競爭：除 IGBT 外，充電樁上游技術門檻、產品

15、差異化程度均較低，競爭非 常激烈，目前，國內已有超過 300 家充電樁領域相關的公司。此外，中下游的 建造運營商也會涉足上游的充電樁制造，如特銳德、普天新能源等。直流快充樁是充電樁行業未來的重要發展趨勢。直流快充的優點在于：（1）充電功率較高，大幅縮短使用時間，充滿電只需要 20-90 分鐘；（2）利用短時間的汽車空閑時間，提高用戶充電效率；（3）保障長途出行，解決里程焦慮。但直流快充樁需要更為復雜的技術與設備支持，造成了較高的制造成本；大功率 充電技術尚未成熟，會對電池壽命造成損害，導致實際充電功率較低的問題。近 幾年，國內外電力設備企業、車企等在直流快充樁領域不斷發力，取得了一定的 突破。

16、中游運營端充電樁產業鏈中游是整個產業鏈的核心環節。充電樁不僅在建設運營中需要大量 資本開支，依賴資金投入，要求運營商資金鏈的完整度；且對車位選址、布線改 造和運營管理帶來一定的挑戰。當前，我國國內充電樁具有多種運營模式，不同 模式下運營主體和服務提供方式存在差異。從企業性質來看，目前在中游運營領域內，國資企業、民營生產商、整車制造商 都有參與。因為不同性質的企業背景、資源各有不同，運營特點與最終目的也有 所差異。下游用戶端充電樁產業鏈的下游主要是新能源汽車的使用者。充電樁行業發展初期，中游運 營商主要發展 2C 業務，如私人家庭。但由于資金回流時間長，許多充電運營商 逐漸將業務拓展到 B 端用

17、戶，如公交車、出租車、網約車等。B 端客戶對充電的 需求和 C 端用戶不同，對充電樁的使用率和設備提出了更高的要求。私家車充 電更多的考慮便利性與時限性，常見的選擇有私人交流樁、公共交流樁或公共直 流樁；營運車充電時更多的考慮時限性，大多以公共直流樁為主，少量會選擇公 共交流樁；公交車、長途汽車、出租車等充電時間和路線相對固定，一般由政府 或所屬公司建造專用的充電站進行充電。設備商格局相對分散國家電網作為第一家進入充電樁行業的建設方和運營商，也是國內最大的充電樁 公開招標企業，其招標需求和中標企業對行業具有較強的參考意義。據國家電網 充電設備招標公告顯示，16-19 年國網每年進行三批次的充電

18、樁招標，20 年進 行了兩批次。2016-2020 年分別招標 13276、16746、14270、3165、2711 套 充電設備。 2016-2020 年來中標的企業共有 50 家，其中中標數量超過 1000 家的企業有 12 家，占據整個市場的 70.07%。中標數量前三的是國電南瑞（包括子公司北京國 網普瑞特高壓輸電技術有限公司、國電南瑞南京控制系統有限公司）、許繼電氣 和國網智能科技股份有限公司，市占率分別為 14.27%、13.63%、9.97%。2020 年 4 月，國內兩大電網先后出臺了相關計劃，加快充電樁建設。 計劃全年投資 12 億元建設充電基礎設施，未來四年投資規模累計

19、251 億元，計 劃建成大規模集中充電站 150 座，充電樁 38 萬個，為現有數量的 10 倍以上。4 月 14 日，國家電網召開 2020 年全面建設新能源汽車充電設施項目集中聯動開 工視頻會議，宣布 2020 年計劃安排充電樁建設投資 27 億元，新增充電樁 7.8 萬個，新增建設規模同比增逾 10 倍。前三運營商占七成市場充電樁運營具有顯著的規模效應，導致了較高的集中度。就充電樁運營數量而言， 截至 2020 年 12 月，全國充電運營企業共有 9 家運營的充電樁數量超過 1 萬臺， 分別為：特來電運營 20.7 萬臺、星星充電運營 20.5 萬臺、國家電網運營 18.1 萬臺、云快充

20、運營 5.7 萬臺、依威能源運營 2.6 萬臺、上汽安悅運營 2 萬臺、中 國普天運營 1.5 萬臺、深圳車電網運營 1.4 萬臺、萬馬愛充運營 1.3 萬臺。這 9 家運營商占總量的 91.6%，其余的運營商占總量的 8.4%。就充電站數量而言，截至 2020 年底，共有 24 家（不含國網）充電站數量超過 100 座的運營商，其中前三大運營商特來電、星星充電、依威能源的充電站數量 都多于 6000 座，遠超其他運營商。新巨頭不斷入局，未來市場格局將走向何方？由于充電樁行業進入壁壘不是很高，互聯網巨頭們也加入了該戰場，隨著新能源 汽車智能化、網聯化的不斷推進，未來也有望占有一席之地。阿里巴巴

21、：以投資的方式進入賽場，2020 年 3 月底，螞蟻金服旗下全資子公司 投資充電樁運營商“簡單充”，成為簡單充第二大股東。一方面，阿里強大資金 實力能夠為簡單充的充電樁建設提供較好的融資支持；另一方面支付寶 APP 上 已推出螞蟻充電等充電樁引導入口，這將是很強大的引流和數據優勢。高德地圖：高德地圖在 2020 年 3 月正式上線充電地圖，進入較晚但發展迅速， 目前已接入國家電網、特來電、星星充電、螞蟻充電等運營商的充電樁實時信息 和交易鏈路，動態信息覆蓋率超過 96%，并通過與阿里巴巴集團支付生態的打 通整合，用戶能在高德充電地圖完成從找樁、導航、在線支付以及周邊服務搜索 在內的一站式服務。

22、2、 數字化、智慧化轉型及 V2G 技術應用2.1、 不同場景盈利測算，利用率及電價差是核心目前，充電樁運營商的盈利主要來源于服務費、電力差價、補貼、增值服務，其 中收取充電電費和服務費是大部分運營商最基本的盈利方式。但由于充電樁前期 投入成本高、投資回收期長、充電樁使用率低，這些問題掣肘運營商盈利。投資回收期長。影響充電樁投資回收期主要因素之一為充電樁的使用率。從單樁 的盈利能力來看，以 60kW 的直流快充樁為例，假設單樁設備成本為 6 萬元， 不考慮運維、土地、建設等其他成本，據各地的充電服務費指導價，假設充電服 務費為 0.6 元/kW，則如果單樁利用率為 5%，即每天使用 1.2 小

23、時，投資回收 期需要 3.8 年。如果利用率提升到 30%，則投資回收期只需要 0.6 年。充電樁利用率低。根據一般定義，利用率=本年度累計充電時長/本年度總時長。 根據上海充換電設施公共服務市級平臺統計，2020 年公交充電樁利用率較高， 為 7.49%；公共充電樁利用率僅為 1.95%。2020 年公用站點、小區站點及單位 站點的充電時長及利用率較 2019 年略有提高，更多的私家車及營運性車輛選擇 居家充電或目的地充電。公交車專用充電站盈利測算以上海市公交充電站為例，一般采用 60kW 一體兩充的直流充電樁，投資成本包 括建筑工程費、安裝費、設備購置費和其他；公交充電站內充電樁單樁投資平

24、均 約為 34 萬元；運營成本包括工資福利、折舊費、檢修費、財務費用及其他費用， 根據上海市節能減排中心有限公司蒲軍軍測算：公交專用充電樁的年運營成本約 為 5.86 萬元/樁；按照充電設施“一機兩充”、車樁比 1.8:1 的假定，則單樁收 入為 7.2 萬元/年；按照充電設施給予 30%的財政資金支持計算補貼，增值稅、 增值稅附加及企業所得稅分別按照 17%、13%和 25%計取，經營期按 10 年考 慮，得出項目內部收益率為 5.71%；如不考慮補貼政策，則項目的內部收益率 為 4.15%。公共充電樁盈利測算傳統充電樁經營模式的盈利方式較為單一，主要依靠收取充電服務費作為收入來 源，通過降

25、低運營成本來使效益最大化。我們不考慮廣告等增值服務的收入，測 算典型的 60kW 直流樁和 7kW 交流樁達到盈虧平衡點時的充電利用率，分別需 要 8.29%和 8.12%。然而，據上海充換電設施公共服務市級平臺數據顯示，2020 年 11 月上海市直流 /交流充電樁利用率僅為 6.82%/1.62%，整體未達盈利狀態。服務費較低，運營商自主定價空間小。服務費由各地政府和發改委自行制定，主 要是為了引導運營商進入市場提供充電服務并規范充電樁運營商收費行為。就當 前來看，基礎電費一般在 0.4 元/kWh0.6 元/kWh 之間，而充電服務費則均在 1 元/kWh 以下，一般為 0.4 元/kW

26、h0.9 元/kWh。從多省市的公告和政策來看， 充電服務費有持續下降的趨勢。從盈利模型來看，提高利用率、提高充電收入，以及降低投資成本提高功率，能 夠改善充電樁盈利，分別對應著運營模式的改善、商業模式創新/補貼提高、技 術創新。2.2、 新基建賦予充電樁以數字化、智慧化概念隨著用戶對出行服務品質需求的不斷提升，電動汽車充電信息服務也應勢而起， 各運營商紛紛開始探索新的運營模式。例如以提供 to B 解決方案、出售設備為 主的經營模式，和以充電+附加增值服務的大數據經營模式等。在傳統基建模式下，主要強調在硬件方面的投入，追求數量上的規模效益。在新 基建的模式下，充電樁與通信、云計算、智能電網、

27、車聯網等技術有機融合，不 僅可以利用大數據優化充電樁位置布局，提高利用率，直接提升充電樁行業的盈利能力；更可以合理安排充電時間，平滑電網負荷曲線，提高社會經濟效益；而 且圍繞充電樁將出現更多的商業模式以及應用場景，比如 V2G（vehicle to grid， 車輛到電網）、V2X（vehicle to everything，車聯萬物）等技術的完善，車聯 網以及智慧能源小區等都是未來的趨勢。盈利模式未來將多元化（1）運營商之間協同合作，促進產業間的互聯互通。當前中國充電聯盟的各個 充電樁運營商會每月定期上報靜態數據，對接到國家電動汽車充電基礎設施監控 平臺，實現靜態數據的互聯互通，避免由于競爭

28、導致價格進一步降低而盈利能力 減弱。（2）運營商為工業園區等物業建設的充電站提供平臺接入、補貼申領等服務。 運營商聚合工業園區等不具備平臺建設能力的小規模充電場站，通過提供平臺接 入、補貼申領服務，既響應了地方政府平臺的規劃建設，又擴大了平臺接入的充 電設施規模，增加了服務費用。（3）為私人充電樁提供運維、保險等服務。比如車企為具備私人充電樁安裝條 件的用戶配套安裝私人充電樁，并提供 1-2 年的運維和質保期。通過私人樁的運 維保險服務，運營商可以籌建專門的運維隊伍，承攬運維業務。（4）為汽車、出行服務等企業提供數據信息服務。比如運營商為企業提供擬修 訂車樁信息交互相關標準，不僅可以提升用戶的

29、出行服務品質，也可以為運營商 帶來一筆額外收入，同時也為充電運營大數據價值挖掘產業發展奠定了基礎。充電領域未來將細分化不同的充電用戶有不同的充電服務需求，2019 年起充電運營商開始根據不同用 戶的特點和需求，分領域精細化經營充電場站，各領域的市場格局也基本形成。服務平臺未來將信息化隨著充電基礎設施產業信息化水平的提升，我國充電基礎設施產業基本形成了國 家和地方政府信息服務平臺為監管，運營商服務平臺為運營主體的充電設施市場 機制。對于運營商來說，要實現盈利：（1）要通過現場維護、遠程支持等方式提高服務能力；（2）改善運營方式，比如通過適當優惠提高充電樁使用率，同時在充電樁周圍 加入便利店、休息

30、室等周邊產品；（3）及時做到充電樁的更新換代，加入根據周邊用戶的習慣來建樁等經濟化管 理方式。2.3、 V2G：充電樁是連接電網與移動儲能樞紐行業發展初期，我國的充電技術主要是傳導充電技術。目前，我國充電基礎技術 已經基本成熟，公共充電領域以直流快充為主，交流慢充為輔，其他充電方式為 補充，私人充電領域主要是交流慢充。2019 年，電動汽車充電技術與標準體系 都得到了補充和完善，大功率充電技術、無線充電、小功率直流充電技術及換電 模式對充電市場的有力補充，增強了用戶的充電體驗，我國充電技術正朝著“便 捷、高效、安全、智能”的方向發展。V2G 是 Vehicle-to-grid（車輛到電網）的縮

31、寫，意為車輛到電網。純電動車 （BEV）和插電式混合動力汽車（PHEV）都可以實現 V2G。V2G 技術的核心是電動汽車與電網的互動關系。當電網負荷過高時，電動汽車 將電池自身存儲的電能反向銷售給電網；而當電網負荷過低時，電動汽車就會 存儲電網多余的發電量，這樣可充分發揮電動汽車的移動儲能屬性，成為高度 靈活的電網互動單元，也可使電動汽車在調整用電負荷、改善電能質量、消納 可再生能源方面發揮重要作用。V2G 技術推動了“車網雙向充電”的車網互動關系，對于電網和用戶而言是一 種雙贏局面：（1）電動汽車參與電網實時調控與調峰輔助服務，能夠有效提高電力系統的運 行效率和調節能力，減少電網端充電負荷；

32、（2）V2G 調峰的響應速度能夠達到毫秒級，傳統調峰方式的響應速度以秒計， V2G 可以更高效地進行調峰工作，車主能夠通過 V2G，通過向電網售電的方式 獲得額外收益。目前，我國已經在北京等城市開展了 V2G 的試點研究，并出臺了相關的支持政 策。2019 年 6 月，上海開啟車網互動商業模式，首次將電動汽車納入需求響應 體系。2020 年 4 月，華北電力市場第一次正式在電力調峰輔助服務市場結算中 納入 V2G 充電樁資源，充電樁從單一充電轉化為雙向充電模式，加入電網實時 調控與調峰輔助服務。2021 年 5 月，國家發改委和能源局發布了關于進一步 提升充換電基礎設施服務保障能力的實施意見（

33、征求意見稿），強調對車網互 動等新技術研發應用的加強工作，推動 V2G 協同創新與試點示范。2030 年，假設每輛電動汽車每天向電網的充電量為 5kWh，每年充電量可達 1503 億 kWh，按照 0.7 元/kWh 的峰谷價差計算，市場空間為 1052 億元，一 輛電動汽車每年可實現盈利 1278 元，如果充電量更大，盈利機會則增加。3、換電篇-車電分離，換電模式完善充電場景3.1、 政策強力支持換電模式，前景明朗鋰離子電動汽車續航歷程和充電速度問題在行業發展初期一直困擾著這行業，為了解決這個問題，我們可以采用的方法有：（1）電池材料或結構技術的提升提高能量密度；（2）增強電池倍率性能，實現

34、快充；（3）充電樁合理化布局，實現使用、補能時間合理利用；（4）采用換電模式；（5）發展氫燃料電池車。在以下四種場景下，新能源汽車易發生燃燒起火事故：（1）電動汽車充電過程中燃燒；（2）在行駛或放置過程中引發的燃燒；（3）外界碰撞或意外翻車引發的燃燒；（4）涉水引起電車短路引發的燃燒。換電模式比充電模式要安全。換電模式采用集中可控，恒溫恒濕，恒定小功率慢 充補能方式，可以控制充電環境，充分保障充電過程的安全，降低了充電時自燃 的風險。通過對電池進行集中管理，利用大數據，通過互聯網對動力電池的數據 進行即時收集、分析，對可能出現問題的電池及時進行監測和更換，減少動力電 池安全事故的發生。換電模式

35、與電池性能提升、氫能燃料電池發展、充電等方法或模式互補，所以換 電行業發展的定位尤為重要。換電模式具有即換即走、補能速度快、占地面積小 的優勢；另具有的重要價值在于：（1）降低使用者的購車成本，提升車輛殘值；（2）引入電池資產管理進行監測、養護與管理，提升電池使用效率，有利于延 長電池壽命和安全性；（3）能夠有效利用用電高峰期和低谷期的價格差異降低整體充電成本，同時降 低電網負荷；（4）推動電池梯次利用和報廢電池循環的建立；（5）有效改善老舊小區由于設施改建難度大而導致的充電難問題。在新能源汽車發展早期，我國便開始探索換電模式并開展了相關示范項目。2011 年，國家電網最先研究新能源乘用車領域

36、的換電技術，確定了“換電為主，插充 為輔，集中充電，統一配送”的運營思路。但遭到來自車企的一些阻力，推動力 度不及預期，新能源乘用車市場轉而選擇并大力發展充電方式。目前，我國的新能源汽車尤其是純電動汽車的保有量處世界前列，為多種補能方 式的發展提供了廣闊的空間。隨著國家政策的逐步放開，越來越多的企業開始研 發和投入換電產品、換電模式，該領域有望重新成為市場關注熱點。自 2020 年起，換電模式利好政策不斷加碼。2020 年，政策重新開始青睞換電 模式，國家首次將電動汽車換電模式寫入政府工作報告，將其列為鼓勵發展的新 業態，并納入“新基建”范疇。2021 年，政府工作報告再次提及“增加充電樁、

37、換電站等設施”，期望通過解決基礎配套設施建設滯后的問題，以促進新能源汽 車產業的發展。2020 年 11 月，國務院發布新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年）指 出加強充換電基礎設施建設，形成“慢充為主,應急快充為輔”的充電網絡，鼓 勵開展換電模式應用，將助力換電模式快速發展。地方政府也開始支持換電模式。2021 年，上海、海南、安徽、云南、河南等多 省市紛紛應聲推出換電站建設行動方案。3.2、 更多產業鏈企業快速入局換電領域“車電分類”的換電業務可以串聯電池企業、車企、電網企業、電池回收利用企 業，解決消費的關注的痛點問題，而電池資產公司（電池銀行）是換電模式的特 有的環節，提高電

38、池周轉率，實現電池使用效率的提升。換電站的功能同樣類似于加油站，主要安裝在公共區域，為一種或多種型號的電 動汽車提供換電服務。按照不同的分類標準，換電站有不同的分類方式，常見的 分類方式有如下四種，其中用得最多的是按照換電方式和電池包形式的分類。從換電方式來看，分為底盤垂直、底盤側方、引擎艙或后備箱模式，從電池包形 式來看，分為整包和分箱兩種模式。2020 年，國內主要有四家企業采用換電模 式：北汽新能源，蔚來汽車、浙江時空電動，重慶力帆，但換電方式和應用場景 卻各有差異。北汽新能源和蔚來汽車采用底盤換電方式，北汽主要面向出租車應 用，蔚來汽車主要面向私家乘用車；浙江時空電動采用側方換電方式，

39、主要面向 網約車、出租車、物流車應用；重慶力帆采用分箱換電方式，主要面向分時租賃 車應用。當前換電站市場規模較小，市場迎來發展良機。根據中國電動汽車充電基礎設施 促進聯盟發布的數據，截至 2021 年 3 月，我國充電樁保有量 178.8 萬臺，其中 公共類充電樁 85.1 萬臺，車樁比例約為 3:1，而全國換電站總量僅 613 座，不 及充電樁總量的 0.04%。現階段以換電站建設和運營為主營業務的企業數量較 少，換電站市場規模較小。當前奧動新能源、杭州伯坦科技和蔚來汽車為換電設施建設主要企業。奧動新能源、杭州伯坦科技面向公共領域（公共交通、出租車 等），蔚來汽車面向私人領域換電站運營企業主

40、要有蔚來汽車（面向蔚來用戶）。根據中國充電聯盟的數據，截至 2021 年 3 月，全國投運換電站總體規模尚小， 僅為 613 座，其中奧動新能源 308 座、蔚來汽車 198 座、杭州伯坦科技 107 座。 從區域來看，截至 2021 年 3 月，北京的換電站數量最多，共計 211 座，占比 34%；其后是廣東（98，16%）、浙江（62，10%）。以奧動新能源為例，該公司擁有超過 20 年換電歷史，是業內領先的電動汽車換 電服務商、換電站商業化運營商及電池全生命周期創新者。截至 2021 年 3 月， 奧動新能源已投入運營 300 余座換電站，業務范圍覆蓋全國 20 座城市，累計完 成 90

41、0 萬次換電服務，平均每個換電站完成 3 萬余次換電服務，換電量總計超 過 2.2 億度電，可供汽車行駛里程 13 億公里。相較而言，北汽新能源、蔚來汽 車為代表的汽車生產商自行研發換電車型、運營換電站，僅為本系統的車型提供 換電服務，奧動新能源通常與知名汽車生產商、電池生產商等開展第三方換電合 作，能夠滿足多種品牌及多種車型的換電需求。2020 年 11 月，奧動新能源進行全球首次“20 秒極速換電”實車演示，并推出 新一代 4.0 換電站，計劃于 2025 年前布局國內 100 座城市，運營 5000 座換電 站，為超過 200 萬輛新能源汽車提供換電服務。此外，奧動與中石化簽署戰略 合作

42、協議，提升了奧動換電站在全國規模化網絡布局速度，降低換電使用成本， 提高換電補能效率。更多公司涉足換電領域，換電模式的研發推廣進程加快。除了奧動新能源之外， 眾多換電領域的新老企業都在進行換電模式的研發推廣，整個生態鏈影響力逐漸 擴大，主要參與公司除長安、吉利、哪吒、東風等車企之外，還有、中 國石化、中國電投、協鑫集團等企業。截至 2021 年 Q1，已有 5001 家企業在經營范圍中新增“新能源汽車換電設施”。 目前，不少車企加快換電技術布局和換電車型迭代。自建換電網絡，或與換電企 業合作為兩種主要發展模式。隨著技術不斷成熟，換電模式將會成為各大車企完 善新能源汽車布局過程中的關鍵一步，有助

43、于新能源汽車的加速推廣。3.3、 換電模式適用場景集中，發展空間大換電模式在公共交通領域有著較大的發展空間。換電模式推廣面臨的一些制約因 素，如需要電池規格相對一致、需要車輛品牌相對集中、需要配套布局換電站等， 在公共交通領域面臨的阻力都不大，而其補能高效、快速、安全，降低購置成本 等優勢，對公共交通領域用車的吸引力極大。隨著工信部與各地方政府持續推動 公共交通領域全面電動化進程，換電模式有望迎來較大的發展空間。出租車、網約車等公共交通換電模式的主力軍公用營運車輛（出租車、網約車等）對營運成本敏感，而且具有高頻、快速補電 需求，因此耗時較長的充電模式難受青睞；此外，由于快充對電池損耗大，頻繁更

44、換電池或縮短車輛使用壽命影響出租車公司和網約車公司對電池資產保值的 訴求，因而換電模式對其而言較為適合，更具吸引力。相對于充電模式下長時間的充電等待，換電模式可實現極速換電（5 分鐘左右）， 通過解決充電時間過長的痛點將提升車輛運營效率，增加公司方和司機方收入。以北京出租車為例，當前采用換電模式的出租車其電費約 0.35 元/公里，換電過 程只需 3 分鐘；充電模式下電費約 0.25 元/公里，然而充電時間則需要 1 小時左 右。因此采用換電模式的出租車 300 公里的用能成本是 105 元，而同樣距離的 燃油出租車的費用達 150 元。根據我們測算，目前采用換電模式的出租車司機 月度凈收入最

45、多，約 2.3 萬元，比充電或燃油模式下高出約 4000 元。北汽新能源和北京汽車共同推出的品牌 BEIJING 汽車在北京已經投放了 13991 輛換電出租車，成功打造出“5 公里出租車服務圈”，并在五環內及重點地區充 換電站合理布局的支持下，已形成城區平均服務半徑 2.78 公里、24 小時不間斷 運營的有力保障。北京目前已經建成較完善的換電體系，對于用戶來說，其便捷 度已與燃油車加油站相當，預計后續還將出臺充換電設施支持政策，換電站規模 將持續擴大。在城鎮化進程加快背景下，公交車等公共交通由于行駛路線固定，若采用換電模 式，后續換電站的布局簡單方便，既能夠推動換電模式在城鎮區域快速應用，

46、方 便用戶快捷換電，又可以避免同一區域充電站和換電站重復投資建設造成資源浪 費。在各地政府雙碳政策布局影響下，政策鼓勵加支持力度加大，公共領域應用 規模將持續上升。重卡換電模式的新生力量2020 年，全國累計銷售重卡 162.3 萬輛。其中，2020 年新能源重卡累計銷量 2619 輛。相比燃油車，每 1000 輛新能源重卡每年可以減少 14 萬噸二氧化碳排 放和 1.25 萬噸污染物排放，能耗費用降低 5%10%。2020 年 10 月，工信部發文稱將聯合相關部門發布實施推動公共領域車輛電動 化行動計劃，加快推進工程機械和重卡電動化，由于重卡整車價格昂貴，所配 備的動力電池容量大，具備 24

47、 小時運營屬性，若采用充電方式，則會出現充電 緩慢、運營效率低等問題，使得充電重卡的發展一直非常緩慢。而換電重卡可幫 助客戶有效解決現有新能源重卡充電慢等一系列核心痛點，減輕企業的運輸負 擔，在保證高效運營的前提下，也可實現車輛運行過程中的零排放。此外，當前 新能源重卡車在國內的規模較小，以短倒場景為例，根據國家電投測算，目前全 國短倒運輸的重卡僅有 100 萬輛，未來進一步拓寬換電應用場景的空間廣闊。以華菱星馬為例，其全新一代換電重卡具備高安全性、高可靠性、高經濟性、高 舒適性以及動力強勁等優勢，并配裝了智能網聯系統，主要適用于專線運輸、支 線短倒、港口內倒、干線運輸四大場景。在 2020

48、年 7 月，華菱星馬的換電重卡 在天津、河北、河南、江西、山東等地實現成功運營，在“2020 年智能換電重 卡產品推介會”現場，華菱星馬再次與 6 家企業簽訂合作協議，首批采購訂單 累計近 300 輛。私家車換電模式的未來發展對象目前，換電模式在私家車領域中的應用在持續增加，私家車換電市場仍有待培育。 目前多數私家車害怕電池更換對車輛安全性產生影響，使得換電模式私家車領域 滲透率一直很低，僅適合居住地無法自建充電樁或附近無充電站的私家車主以及 認可換電模式的消費群體。4、換電產業鏈全梳理及經濟性測算4.1、電池資產銀行是換電模式全產業鏈特有環節換電流程主要分成四個部分：訂單生成進站換電檢測&出

49、站蔚來汽車率先布局換電市場，已具備較為成熟的發展模式。其第二代換電站取消 車輛抬舉結構，采用坡道式入場，車主免于下車。換電平臺的護蓋采用左右兩段 滑蓋式開合方式，占地面積小，整體緊湊。在換電平臺旁邊，相應配置了電氣室、 操控室和電池存儲機構，電池儲備能力提升，換電效率也進一步提升，進一步打 通車-站-云之間的通訊網絡，可通過遠程調度、監控、維護，實現無人值守換電。換電模式產業鏈上游：電池企業和換電設備生產商，分別負責提供對應應用范圍的動力電池和換 電站設備；中游：換電站建設和運營商，負責換電站的搭建和運營，面向市場提供換電服務； 下游：公共領域和私家領域的新能源電動車用戶，通過換電站進行換電及

50、消費。換電站主要由操控室和換電室兩個房間組成。操控室：換電站中各組成構件的運動邏輯控制，包括充換電控制模塊、通訊模塊 和人機交互界面等，換電工程師在操控室內負責換電操控，還可以將電池狀態上 傳至云服務系統。換電室：包括換電平臺、換電系統和充電平臺，由換電平臺對汽車進行定位，由 換電系統來更換電池，由充電平臺負責電池充電。以蔚來第二代換電站為例，從車輛進入到換電過程結算、車輛自檢、換電成功， 整個過程只需 3-5 分鐘，與汽車加油的速度相當。得益于電池儲備數量的增加， 換電效率的提升，換電站的日換電頻率在 312 次左右。相對充電站而言，換電 站不占用大量停車位，僅提供一個換電工位即可滿足汽車換

51、電需求，建設用地面 積及成本大幅下降。此外，可在現有充電站的基礎上將其改造成為集充換電為一 體的服務中心，有利于換電模式更大范圍內推廣。換電設備：目前換電設備生產商包括山東威達、國電南瑞、許繼電氣等。其中， 山東威達是世界鉆夾頭行業的龍頭企業，擁有電動工具領域全球高端客戶群。公司從2017 年起為蔚來汽車換電設備主要供應商，相關技術成熟，設計經驗豐富， 未來有望將業務拓展到其它布局換電站的客戶，其控股子公司昆山斯沃普也參與 了蔚來汽車研發和第二代換電站測試過程。動力電池：換電模式意味著“車電”分離，一車一電池將變成一車多電池，電池 或將迎來增量需求。隨著新能源汽車及動力電池滲透率的快速增長，電

52、池銷量將 持續增加，帶來動力電池各環節龍頭企業持續受益，如寧德時代、比亞迪、國軒 高科、億緯鋰能等。中游運營端：換電站的建設運營對資金需求量較大，對電池的投資、車位選址、 布線改造和運營管理都有很強的要求，電池資產公司將成立，會與動力電池企業、 融資租賃公司等形成合作，減輕資金壓力。主要的運營商：奧動新能源、蔚來、 伯坦科技、時空電動；也有很多新進入者，包括車企、電網企業、能源類企業、 甚至互聯網企業等。寧德時代牽手蔚來等，成立蔚能電池資產有限公司。寧德時代、山東威達攜手蔚 來汽車、國泰君安和湖北省科技投資集團三家公司共同成立武漢蔚能電池資產有 限公司，其是基于“車電分離”模式下的電池資產管理

53、公司，并在此基礎上推行 蔚來電池租用服務（BaaS）業務。2020 年 8 月和 11 月，蔚來先后發布 BaaS 和 100kWh 電池及相應的靈活升級 方案，其“車電分離，電池租用，可充可換可升級”的體系正式閉環。消費者購 車式若選擇 BaaS 模式，車價可降低 7 萬元，由于不需購買電池包，車主每月需 支付 980 元服務費來租賃電池，且和未選擇 BaaS 模式的車主一樣，可享受換電 服務和電池靈活升級服務，即現有 70kWh 電池用戶可按需選擇以靈活升級或永久買斷的方式升級至 100kWh 電池，以滿足不同場景下的出行需求，讓車輛性 能始終保持先進水平，電池售后也將變得更加方便。目前，

54、選擇 BaaS 的用戶占 比超過了 55%，隨著 BaaS 模式的推出，換電模式盈利鏈條打通。延長電池壽命，提高電池使用效率。目前許多新能源汽車車主普遍缺乏動力電池 的維護保養知識，動力電池檢測每年大約只有 12 次，而且為了追求充電速度， 經常采用直流快充的方式進行充電，但快充由于充電電壓高、電流大，會大幅減 少電池充放電循環次數，導致電池衰減速度加快，電池壽命縮短。在換電模式下， 動力電池可由換電站統一采用慢充集中充電和維護保養，有利于提升電池充電安 全性，延長電池的使用壽命，提高電池使用效率和循環次數。下游用戶端：換電站產業鏈的下游主要是新能源汽車的使用者。目前我國換電模 式仍處于行業發

55、展初期，我國大多數換電站中游運營商主要發展 2B 業務，如公 交車、出租車、網約車、重卡等。部分換電運營商也逐漸將業務拓展到 C 端用 戶。4.2、 降低購車成本，利用率仍是換電經濟性核心購買成本、殘值問題采用電池租賃、收取租金的方式，能降低購車門檻，使用戶購買電動汽車時不再 需要一次性支付大額電池開支，大幅減少初期投入和使用成本，增加了銷售競爭力，換電模式走入 C 端用戶中。以蔚來 ES8 六座版為例，官方指導價 47.6 萬，采用電池租賃服務模式下的補貼 后購車價格為 34.8 萬元，除去電池租用服務費 980 元/月，相當于車輛售價下降 12.8 萬元。車輛殘值提升，刺激二手車交易。新能

56、源汽車的低殘值問題很難避免，二手車估 值大幅降低。由于電池折損，一臺十萬塊左右的車，兩年之后只能賣兩到三萬左 右。換電模式的出現對于新能源二手車市場起到了顯著的推動作用，避免了車主 因電池使用不當、保養不及時等引起舊電池價值降低以及車輛殘值下降的問題。換電經濟模型應用場景選擇二線城市，若換 電網絡以單個城市為基本單位，假設城市面積為 720 平方公里，將換電站的平 均距離最遠控制在 35km，從需求端出發，保證城市換電便利性，選擇城市運 營車輛總數 3000 輛，電耗降低為 15kWh/100km，若單站單日服務車輛次數為 200 次，則至少需要 20 個換電站（密度不低于 1 個/36km2

57、）。若暫不考慮建筑工程費、安裝費、設備購置費等前期投資成本及包括工資福利、 折舊費、檢修費、財務費用等在內的運營成本，在電價維持在 0.52 元/kwh 的基 礎上，盈利能力較強。此外，隨著國家對于換電站建設的補貼落地以及電價的穩 步下降，換電站的經營收入將得到進一步提升。假設單個換電站投資 200 萬元，電池資產管理公司負責提供比例為 30%的備用 電池，電池循環 1000 次報廢后計殘值為 0，單個換電站年土地租金 50 萬、單 站年度維護成本 12 萬、單站人員投入 2 人，薪酬 15 萬/人，在換電單價為 0.35 元/公里。（1）用戶單日行駛里程對換電網絡內部收益率影響較大。當車輛單

58、日行駛里程 達 300km 時，即使不收取服務費，IRR 也能達到 12%，若將服務費提升至 4 萬 元/臺，IRR 將迅速提升至 40%左右。但在車輛單日行駛里程不超過 100km 時， 即使收取用戶服務費，企業也難以盈利。因此，目前換電模式 B 端場景應用仍 為主流，C 端場景仍需探索。（2）通過降低人工成本，提升盈利水平。目前包括奧動新能源、藍谷智慧能源、 吉利科技集團以及蔚來在內的所有涉及換電業務的企業開始布局無人值守自主 換電、不斷提升換電效率，因此隨著相關技術進一步突破，其運營成本將進一步 降低，換電模式內部收益率將穩步提升。（3）換電站利用率低會影響盈利水平，利用率=本年度累計換電時長/本年度總 時長，60%是盈利線。奧動新能源換電站