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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;
由于可以并联,因此功率较大,短时间内充电量更大;
长期进行“快充”有可能缩短电池寿命,同时直流充电桩的桩体较大,所以占用的面积也大(散热原因等)。
应用场景:
直流充电桩多适用于应急充电和长途驾驶补电,车型上看适用于电动大巴、中巴、混合动力公交车、出租车、工程车等。
2)交流充电桩,俗称“慢充”:
一般是小电流、桩体较小、安装灵活,需先通过车载充电机(体积小,功率小)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6-8个小时,适用于小型乘用电动车。
交流电桩多适用于公共停车场、大型购物中心和社区车库中;
家用充电桩选择交流充电桩也较多,较为适合应用在上下班间隙的充电过程中。
3)交直流一体充电桩:
交直流充电桩既可实现直流充电,也可以进行交流充电。
交直流一体充电桩可根据用户需求切换,如白天充电需求大时可使用直流方式进行快速充电,当夜间充电用户少时可用交流充电进行慢充操作。
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;
专用充电桩一般采用交流充电桩,安装在单位内部场合,仅供单位内部人员使用。
目前我国充电桩以交流充电桩为主,占比超60%。
根据中国充电联盟(EVCIPA)的数据,2020年我国充电桩市场中,直流电桩约30.9万台,交流电桩约49.8万台;
市占率看,交流电桩占比达61.7%,直流电桩占比达38.3%。
1.2充电桩商业模式趋向多元化
充电桩主流商业模式有三大类:
充电运营商主导模式、车企主导模式、第三方充电服务平台主导模式。
(1)充电运营商主导模式:
收入来源较为单一,商业模式仍需完善
充电运营商主导模式是由充电运营商负责充电桩的建设、日常维修保养、运营,为用户提供充电服务,如国网电动。
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。
充电运营商模式的盈利来源单一,基本依靠充电服务费。
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。
充电运营商模式下,桩体广告费、增值服务费等占比较小。
(2)车企主导模式:
合作建桩模式收入来源多样,优于自主建桩模式
车企为了给用户提供更优质的充电服务,将充电桩作为售后服务提供给车主,只面向车企的所有客户。
此外,车企会为具备私用充电桩安装条件的用户,在用户的私人区域,配套安装私用充电桩,提供1-2年的运维和质保。
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。
在车企主导建桩的模式中,主要分为两类:
自主建桩、合作建桩。
1)自主建桩模式:
需要车企投资建造充电桩,并负责后期的维护,目前仅剩特斯拉和蔚来仍在坚持。
采用车企自主建桩模式的公用充电桩盈利来源基本为充电服务费,但由于客户群体单一,只面向车企固定车主,利用率低,较难实现盈利;
采用车企自主建桩模式的私用充电桩,盈利来源包括充电服务费、私桩维修服务费、保险费。
2)合作建桩模式:
车企和充电运营商合作建站,车企提供客户群体,充电运营商提供能源供给与技术。
目前,该模式下充电运营商与车企正在积极促进实现车桩信息互联互通,为客户提供信息增值服务,如汽车销售、租赁、金融等,信息增值服务正在成为除充电服务费外的主要收入来源。
(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
第三方充电服务平台一般不直接参与充电桩的投资建设,而是通过自身强大的资源整合能力,将不同的充电运营商的充电桩接入到自家的平台。
以大数据、资源整合分配等技术打通不同运营商的充电桩,提高单桩利用率,连接运营商及B端用户,实现稳定收益。
采用第三方充电服务平台主导模式的充电桩,包括公用、专用、私用充电桩。
该模式的盈利来源包括充电运营商分成服务费、增值服务费。
但该模式下,第三方充电服务平台与运营商之间会可能存在部分利益冲突,一旦运营商退出合作,第三方充电服务平台将被动退出,因此需建立完善的相互依存、互惠互利的机制。
充电运营商主导模式由于收入来源较为单一,逐渐寻求与车企合作或引入第三方充电服务平台,扩展盈利模式;
车企主导下的自主建桩模式客户群体单一,自建投入大,合作建桩模式更优;
第三方充电服务平台主导模式为保持稳定发展需建立互惠互利的机制。
1.3政策加码,新基建强化,行业发展提速
1.3.1政策支持持续加码,推进行业补短板
十三五期间,我国已经形成了“中央政策指导,地方配套实施细则”的推进体系。
2018年以后中央层面政策重点查漏补缺,地方主要推进政策落实。
顶层设计:
中央政策指导大力推动。
2015年9月国务院办公厅发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,第一次明确了充电桩行业的政策方向。
随后,国家相关部门纷纷出台政策推动充电桩在居民区、办公区及公共区域的建设,在提高技术水平以及公共交通、公务用车方面做指导。
2020年3月的中共中央政治局常务委员会更是将充电桩列入新基建项目,充电桩的政策力度与日俱增。
顶层政策细化,针对行业薄弱环节提出发展指引。
2021年5月发改委起草《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见(征求意见稿)》,针对不同场景细化充电基础设施的发展要求:
1)社区:
推进居住社区充电桩建设与改造,新建社区要落实100%固定车位预留充电桩建设安装条件;
2)乡镇:
推进乡镇充换电设施建设,2025年东中部各省建成不少于10个“示范乡镇”和30个“示范村”;
3)高速公路:
加快高速公路快充网络有效覆盖。
力争到2025年,国家生态文明试验区、大气污染防控重点区域的高速公路服务区快充站覆盖率不低于80%,其他地区不低于60%;
4)提升单位和园区内部充电保障。
技术方面,鼓励向V2G、智能有序充电、大功率快充转型。
补贴方面,加强保障型、大功率、车网互动型充换电设施补贴,补贴向优质场站倾斜。
底层设计:
地方落实,加快布局,部分城市提高补贴力度。
地方政府相应中央指引,推出各项与电动汽车充电配套设施相关的政策与规划,将充电配套设施的发展从中央向地方推进。
截至2021年3月底,全国共有30个省份出台了充电配套设施相关政策的规划。
随着充电桩纳入新基建,各省市也在设施补贴的基础上加大了对公用充电桩运营的补贴力度,上海对公用充电桩运营补贴由2016年的最高200元提高到2020年最高800元;
成都2020年对公用充电桩运营根据充电量进行分级补贴;
江西对公用设施按全省每年前8000万千瓦时对各运营方补贴共2000万元。
1.3.2“新基建”推动充电桩数字化转型
2020年3月,中共中央政治局常务委员会召开会议指出,通过“新基建”为经济增长提供新动力。
新能源汽车充电桩位列“新基建”七大领域之中。
经济增长方式转变,“新基建”孕育而生。
近年来中国经济增长模式发生了根本性变化,传统投资和净出口这“两架马车”对经济增长的贡献率逐步下降,消费成为保增长的“稳定器”。
进一步挖掘内需,开拓投资新领域,促进消费升级,推动投资和消费高质量发展将成为转变经济增长方式的重点任务。
在此背景下,“新基建”孕育而生。
以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务,涵盖5G、云计算、数据中心等众多“新概念”,正“一业带百业”,成为稳投资和促消费的着力点,助力产业升级、带动创业就业。
新基建是“十四五”期间重要的经济增长驱动力。
新基建投资预计从2021年的11258.8亿元上升至2025年的14484.1亿元,合计投资将达到64103.7亿元。
“新基建”将为行业带来直接经济价值,通过产业间的关联效应和波及效应,间接带动国民经济各行业、各领域创造更多的经济价值。
据新经济导刊测算,“十四五”期间,“新基建”每年直接创造的经济增加值将超过17000亿元,五年建设期间创造的直接经济价值将达到162129.8亿元;
同期每年创造间接经济价值超过65000亿元,五年期间创造的间接经济价值将达到372966.5亿元。
“新基建”“十四五”期间创造的总经济价值将达到535096.3亿元。
据此估计,“十四五”期间,“新基建”投资平均每年可拉动中国GDP增长0.8个百分点,并创造4389万人的就业岗位。
作为“新基建”的重要领域之一,充电桩建设是发展新能源汽车的前置条件。
目前新能源汽车发展逐渐走向成熟,动力电池的性能也越做越强,已具备大规模发展新能源汽车的前提条件。
由国家发改委等部委2015年联合下发的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》显示,到2020年底,要实现车桩比1:
1的目标,但截至2020年2月,这一比例仍在3:
1左右,充电设施短缺已经成为抑制新能源汽车发展的一个重要因素。
充电桩数量少、充电慢、找桩难、利用率不高、里程焦虑、安全焦虑等,严重影响了电动汽车的用户体验,成为新能源汽车发展的掣肘和梗阻。
加速充电桩落地,有助于解决用户痛点,促进新能源汽车的发展。
在新基建模式下,充电桩不仅是充电设施,还是使信息、数据、能源实现互联互通的平台和载体。
1)通过充电桩形成网联化的信息网络,实现消费者从人找充电桩,到查询导航找到充电桩,再到数据算法推荐找到充电桩,再到无人驾驶的智能能源补给的发展过程,推进未来智能化出行发展。
2)每一个充电的节点都是一个数据交易的入口,以充电桩为主体的充电网络将是充电物联网的概念,数据在其中的价值不可估量,利于国家对能源整体的调度。
3)能量双向流动,未来每辆电动汽车也是一个移动的储能装置,可以用来放电售电给电网,起到削峰填谷的作用。
实际运行中,这一发展趋势也越来越明显。
众多充电桩运营企业都将数据化、网联化、智能化作为发展的着力点,都在积极搭建数据中心,推动车联网、桩联网加速融合,助力能源利用更加智能。
充电桩最大的价值在于一头连接汽车强国战略,一头连接能源安全新战略。
目前充电桩还处在能量单向流动的初级发展阶段,未来要推动充电桩数字化发展,进一步实现能量的双向互动。
由于充电桩更易于统一标准并快速推广,最有条件成为未来能源互联网变革中的第一个突破口。
二、下游需求超预期,行业空间广阔
2.1目前充电桩保有量未达预期
前提:
首先需要明确,充电桩行业的上中下游分别是充电桩制造商、充电桩运营商、新能源OEM(及消费者)。
后期充电桩行业的增长逻辑来自于下游新能源车的销售。
充电桩与新能源汽车保有量的增长体现出强相关性。
由于充电桩设备自身的性质,即是向新能源车(指纯电BEV和插混PHEV)补充电能的装置,充电桩行业的增长的逻辑是跟随新能源汽车的。
伴随着新能源车保有量的增长,充电桩的保有量也将增长,二者相关性系数0.9976,体现出很强的相关性。
现状:
现有充电桩数量仍不足。
总量看,《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》目标到2020年,全国电动汽车(纯电+插混)保有量将达到500万辆,充电桩总数480万台,车桩比达到1.04。
2015年10月9日国家发展改革委联合国家能源局、工业和信息化部、住房城乡建设部4部门印发《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》,其中将全国分为如下三类地区:
1)加快发展地区:
涵盖北京、天津、河北、辽宁、山东、上海、江苏、浙江、安徽、福建、广东、海南,目标到2020年,推广电动汽车达266万辆,拥有充电桩250万个。
2)示范推广地区:
涵盖山西、内蒙古、吉林、黑龙江、江西、河南、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃,目标到2020年,推广电动汽车达223万辆,拥有充电桩220万个。
3)积极促进地区:
涵盖广西、西藏、青海、宁夏、新疆,目标到2020年,推广电动汽车达11万辆,拥有充电桩10万个。
实际看,充电桩保有量和车桩比未达目标预期。
截止2021年6月,全国共有公共充电桩95.05万台,私有充电桩(随车配建)106.42万台,总计201.5万台,车桩比(“车”按21年6月新能源保有量计算)为3,距离《发展指南》中2020年充电桩总量480万台,车桩比1.04的目标仍有较大差距。
1)纯电:
自2010年至2020年10年CAGR=162.95%;
2021年1-7月,纯电车型销量92.6万辆,截止7月渗透率(占乘用车总销量的比例)10.42%;
2)插混:
自2009年至2020年11年CAGR=117.45%;
2021年1-7月,插混车型销量19.8万辆,截止7月渗透率2.86%。
截止2021年7月,新能源汽车(纯电+插混)总体销量渗透率13.29%,相比2021年1月+6.93pct,增速超预期。
累计销量看,2021年1-7月新能源汽车累计销量121万辆,超过2020年全年销量,占1-7月乘用车总销量的10.19%。
保有量看,2020年底已基本达到《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》中的目标;
又经过21H1的火爆热销,截至6月新能源保有量已突破600万。
根据公安部交管局数据,截止2020年底,我国新能源汽车保有量492万辆,基本达到《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》中预计的500万台保有量目标;
在新能源乘用车销售火爆的带动下,新能源汽车整体保有量大幅提升,截止2021年6月,全国新能源汽车保有量达到603万辆,半年内+23%,增速远超预期。
后续:
新能源车市占率仍将提升,充电桩空间巨大。
假设1:
整体乘用车市场销量。
2020年国内乘用车销量1951万,2021H1销量1026万量,考虑到2020年疫情造成的影响,对2021年增速假设为6%,即销量2077万。
后2022-25给予每年2%增速假设,则2022/23/24/25年乘用车销量分别为2119万/2140万/2161万/2183万。
假设2:
线性拟合新能源车市占率,预测新能源销量。
按2020年1月以来新能源市占率线性拟合推算,2021-2024年新能源市占率(占整体乘用车销量)分别为14.7%/20.9%/27.1%/33.4%,至2025年12月市占率可达40%(39.6%),21-25年对应新能源销量
304.5/442.9/580.8/721.3/864.9万辆。
假设3:
假定报废周期为7年,计算新能源保有量。
为方便理解,我们假定当年报废的新能源车数量,即7年前所销售的新能源车数量整体。
以2025年为例,2025年新能源保有量=2024年新能源保有量+2025年新能源销量-2018年新能源销量(报废数)。
则2021/22/23/24/25年新能源保有量预测值分别为
792.2/1216.0/1763.1/2427.4/3187万辆。
假设4:
车桩比目前稳定在3左右。
1)若车桩比方面采用偏保守假设,2017年后车桩比长期稳定在3左右,我们假设直到2025年车桩比仍为3,维持现有水平。
则以2021-25年新能源保有量计算,2021-25年充电桩保有量分别为
264.1/405.3/587.7/809.1/1062.3万台,对应2020年底起5年CAGR=44.6%;
增量上,以2021年7月201.5万台计算,至2025年仍有5.3倍增长空间。
2)如假设车桩比水平有所提升,达到2.5。
316.9/486.4/705.2/970.9/1274.8万台,对应2020年底起5年CAGR=49.9%;
增量上,以2021年7月201.5万台计算,至2025年仍有6.3倍增长空间。
总结看,我们认为到2025年充电桩市场空间约在1062~1275万台水平,对应5.3~6.3倍增量空间,5年(2020年起)CAGR=44.6%/44.9%。
三、技术升级、车端渗透率加速、服务费管控放开,盈利拐点提速
3.1高压快充技术推广改善运营商盈亏平衡点
快充是公共充电桩行业的发展方向,快充占比提升能够改善运营商盈利能力。
通常对于普通纯电动汽车,交流充电桩充满电需要7-10小时,充电功率较高的直流充电桩充满电仅需40分钟。
对于用户,充电时间缩短提升新能源车使用便捷性,快充是绝大多数用户的的首选。
对于运营商,缩短充电时间能够提高盈利能力。
根据盈利模型,充电桩充电功率越大,同等时间内的满载充电量越大,在较低使用率下提升运营商盈利能力。
同时快充有利于提升充电桩利用率。
因此,快充是新能源车以及公共充电桩未来的发展方向。
从交直流充电桩数量看,2019年国内公共交、直流充电桩的比例约6:
4,直流充电桩渗透率还有提升空间。
从直流充电桩充电功率看,平均功率逐步提升。
2019年国内新增公共直流充电桩平均功率为115.8kW。
我们认为随着高压技术成熟、以及成本下降,大功率直流充电桩渗透率将会加速。
3.1.1从应用端看,整车电气架构高压技术逐步成熟,高压快充成为趋势
高压快充成为改善新能源车充电体验的关键。
随着整车带电量和续航里程提升,充电便利性成为制约电动车使用体验提升的一大因素。
为缓解消费者充电体验不佳的痛点,一方面改善车桩比,另一方面大幅缩减充电时间,满足消费者快充需求。
对于快充,有两种技术路线:
低压大电流模式和高压模式。
受限于支持高功率充电的SOC范围窄、发热量大等劣势,低压大电流方案发展受限,而高电压平台方案成为主流。
充电桩高压化难度不高,瓶颈在于车端电气架构高压化。
对于充电桩,实现高压充电,除充电枪、线、接触器和熔丝等需要升级,其他部件则无需变更。
但对于整车,电气架构电压提升首先需要更高耐压值的功率半导体器件,其次电池包、电驱动、PTC、空调等都需要重新适配。
关键零部件的高压技术成熟是支撑实现高压平台的基础。
随着基于1200V和1700V碳化硅器件的成熟,以及零部件高压技术初步完备,整车高压化逐步成熟进入量产。
各大车企开启高压平台的布局,高压快充会成为产品间差异化体验的重要标准。
2019年保时捷首次推出800V高电压电气架构,Taycan搭载800V直流快充系统,支持350kw大功率快充。
此后各大车企开启对高压平台的研究与布局。
奔驰的EVA平台、通用的第三代纯电动平台、捷豹路虎的电气化平台、现代E-GMP平台,也都选择800V作为车辆的运行电压。
自主品牌方面,比亚迪是较早布局相关技术的厂商。
借助高压IGBT方案,比亚迪将e平台的电压提升至了600V以上。
2021年吉利SEA浩瀚架构也引入800V高压平台,配备800V高压快充功能。
从2021年上海车展上展出的多款新能源车型中,可以看到充电功能已经是电动车的核心卖点之一,配备高功率直流快充功能成为主机厂产品技术实力的体现。
3.1.2从成本端看,未来充电模块价格有望进一步下降
充电桩设备成本中充电模块价格最高,其中IGBT(绝缘栅双极型晶体管)占整桩成本高达20%左右,随着充电桩行业的不断发展,充电设备技术加强完善、规模持续扩大,带动直流充电桩模块生产价格不断降低。
根据中国充电基础设施促进联盟数据,2020年直流充电桩的充电模块的成本价格最低降至0.38元/W,未来充电模块价格有望进一步下降,直流充电桩与交流充电桩成本差将逐步缩小,直流充电桩渗透率有望快速提升。
从直流桩盈亏平衡点测算情况来看,功率越大的充电桩盈亏平衡点对于使用率的要求越低。
假设运营和维护费用每年每桩1万元,服务费用0.7元/kWh,充电模块成本0.3元/W(占充电桩成本20%),折旧年限10年。
我们测算不同充电功率、不同利用率下的单桩盈利能力。
测算结果表明:
高功率直流桩的占比提升使得单桩盈利能力提升,缩短投资回报周期。
3.2新能源车渗透率提升加速改善充电桩利用率
单桩利用率是提升盈利能力、缩短投资回报周期的关键因素之一。
长期趋势看,利用率的提升与新能源车保有量相关。
2021年新能源汽车销量保持高景气度,销量不断超预期。
2021年7月,中汽协上调对2021年中国新能源车销量预测,从180万辆提升至240万辆。
乘联会也两次上调销量预期。
2021年2月,乘联会预测新能源车销量200万辆,4月调高到220万辆,6月上调至240万辆。
对于2025年新能源车渗透率,2020年市场普遍预期渗透率为20%,目前渗透率预期已经上调至30%以上。
新能源车销量增长超预期将加速保有量规模提升,进而利于提升充电桩利用率。
中期维度,公共交通新能源车加速替换的确定性是利用率边际改善的支撑。
公共交通新能源车是使用公共充电桩的主力之一。
目前出租车、网约车新能源渗透率仍有提升空间。
2019年新能源出租、网约车保有量约56.1万辆,对应存量渗透率约13%。
截至2019年底,滴滴平台注册的纯电动车达到96.9万辆,占全国纯电动车汽车保有量的31.3%。
但相对于滴滴平台目前3100万辆车的体量,电动车占比仍然只有3%左右。
2020年国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,规划中提出公共领域用车全面电动化。
近年各地政府纷纷出台政策,公共领域新能源汽车保有量比例明显提升,目前,深圳已率先实现公交出租纯电动化。
政策引导下,公共交通新能源车加速替换有望推进充电桩建设和利用率提升。
3.3充电服务费价格管控逐步放开
2014年发布的《关于电动汽车用电价格政策有关问题的通知》中指出企业可收取服务费用于弥补充换电设施运营成本,现阶段充电服务费均价在0.5~0.6元/度。
目前大部分城市服务费最高价格由地方政策限制,整体确保电动汽车使用成本显著低于燃油汽车使用成本。
现北京、济南、成都已率先取消限制,开放充电服务费定价有助于提高社会资本建桩用桩积极性。
长期来看,企业可以根据供需和使用率调整费用,使各公共充电运营商在竞争中自我调节价格,巩固自身市场地位和份额,提升企业毛利率。
长期看,消费能力提升推动充电桩服务费提升。
目前海外充电桩收费约为6元/度,而国内收费在1-2元/度。
随着我国充电桩服务费逐步市场化,技术、设施及服务不断完善,和居民收入水平的提升,充电桩服务费还有提升空间。
十九届五中全会上明确
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