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换电重卡行业分析经济性政策驱动下,渗透 [复制链接]

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(报告出品方/作者:华宝证券,胡鸿宇)

1.电动重卡逆势高增,换电模式成为主流选择

1.1.重卡新能源转型进程加速,新能源重卡销量持续高增长

重卡周期性波动幅度大,销量自年后整体承压。按用途重卡可分为载货车、半挂牵引车、自卸车、专用车等。其中载货车、半挂牵引车用于公路物流运输,自卸车用于工程施工(小部分用于矿山),专用车(包括混凝土搅拌车、水泥搅拌车等)用于工程施工,此外小部分重卡被改装为专用作业车,如垃圾车、洒水车、消防车等。从下游应用来看,重卡销量与生产经营活动密切相关,且易受到宏观经济环境、产业政策的影响。年后重卡销量不断下滑,从年的万辆下跌到年的67万辆,一方面在疫情的持续扰动下,国民经济整体增速受到影响,增长动力不足,重卡需求受到冲击;另一方面,国内重卡行业迎来国六排放升级加上治超治限等政策,提前透支了需求,也对年后需求下滑造成一定影响。

新能源重卡销量持续高增长,渗透率不断提升。重卡按照燃料类型分为柴油重卡、燃气重卡和新能源重卡,在重卡整体销量下滑的背景下,新能源重卡销量逆势高增,从年的辆增长至年的2.52万辆,增长近10倍;新能源重卡的渗透率从年的0.15%提升至3.74%,新能源重卡呈现出迅猛的发展势头。

1.2.换电重卡可有效解决行业痛点,有望成为新能源重卡的主流选择

目前新能源重卡的动力类型以纯电动为主。在新能源重卡中纯电动重卡占绝大多数,年纯电重卡占新能源重卡销量比例约90%。从新能源重卡的动力类型来看,年累计零售销量约2.3万辆,占比89%,;氢燃料电池重卡占比10%,年累计零售销量超辆;混合动力等其他新能源重卡占比不足2%。

纯电重卡补能分为换电和充电两种方式,换电占比已超过50%。重卡因载货量大,对新能源车型的动力和续航能力有较高要求,若仅增加车身电池体积,不仅会提升新能源车成本,且续航里程提升幅度也有限。此外重卡的电池带电量更大、在同样充电速率下需要更长的补能时间,而换电模式标准化程度高,换电速度较快、符合重卡对于效率的要求,因此换电重卡销量及占比快速提升,年换电重卡上牌销量达辆,占纯电重卡销量比例约55%。

制约换电重卡痛点主要集中于建设及接口标准不统一。目前市场上有三种换电模式,目前市场主流商用车换电方案分别为顶换式、侧向换电以及整体双向换电,三种方案各具优劣,目前应用最广的是顶换方案,除玖行外,宁德时代、博众精工、瀚川智能等也加入顶换方案换电站建设。制约换电重卡痛点主要集中于建设及接口标准不统一,年8月,中汽协发布《电动中重型卡车共享换电站建设及换电车辆技术规范》,对重卡换电站换电系统、电池包、换电车辆技术进行规定。随着换电站标准逐步统一,换电站规模经济优势也将逐渐凸显,未来占比有望进一步提升。

目前换电重卡多适用于封闭场景、短途倒运,预计随着制约行业发展因素解决后应用场景将有所拓展。对于重卡车辆而言,其具有能效、车辆负荷双高的特点,适合在特定场景建设换电站缩短补能时间,目前包括干线物流车、渣土车、重卡、矿坑车及部分专用车在内的各类用车场景均在大力发展换电模式,相关产品及商业化逐步被市场验证。但考虑到目前换电站的基础建设处于前期阶段,且各地换电标准尚未统一,随着未来换电站的更大规模的普及加上换电标准的全国性统一等制约行业深入发展的因素解决后,换电重卡的应用场景将进一步扩大。

2.政策支持引导,确保行业发展动能

2.1.双碳背景下,排放标准升级倒逼重卡电动化进程加速

重卡保有量占比较低,但碳排放量占比高。在商用车中,半挂牵引车、重型货车、重型货车非完整车辆等合计为重卡,主要承受较大的负载任务、长途货运等,需要进行百公里以上的中长距离运输,需要更多燃料提供足够的动力,传统重卡以柴油为主要燃料,而柴油在不同能源类型中碳排放因子最高,因此与其他汽车相比,重卡油耗高,行驶里程也更高,总体二氧化碳排放量规模更大。根据ICET,不同能源碳排放因子不同,其中,重卡采用的柴油终端排放因子为2.80,高于汽油的2.42。同等消耗下,重卡碳排放量高于以汽油为燃料的汽车。基于中国汽车流通协会数据,重卡在全国汽车保有量中占比虽然只有3%,但1辆柴油重卡的碳排放量相当于近辆乘用车,同时,柴油重卡会产生大量氮氧化物和颗粒物,排放量分别达到汽车排放总量85%和65%。在这种情况下,重卡的新能源化推广对促进碳中和、碳达峰将起到非常重要的作用。

排放标准不断升级,倒逼重卡电动化进程加速。近年来我国机动车排放标准不断升级,排放物限值水平不断趋严,进一步限制燃油车排放,持续出台零排放重型车激励措施,旨在降低重卡污染。年5月,生态环境部、工业和信息化部、商务部、海关总署四部门联合发布《关于调整轻型汽车国六排放标准实施有关要求的公告》,明确自年7月1日起全国范围实施轻型汽车国六排放标准;随后进一步发布相关公告明确年7月1日起全国范围全面实施重型柴油车国六排放标准,禁止生产、销售不符合国六排放标准的重型柴油车。新标准在一氧化碳、非甲烷烃、氮氧化物、PM细颗粒物等各方面均有更严格的限值要求,例如国六a要求一氧化碳排放限值较国五标准下降30%;国六b则进一步要求该指标较国五标准下降50%,非甲烷烃及氮氧化物排放限值较国五标准分别下降49%、42%。

从对重卡行业发展历史复盘,我们预测“国六b”的进一步落实将会进一步刺激重卡电动化进程。我国对重卡的监管涉及了各级发改、工信、环保、交通、公安等,行业政策出台与执行力度以及时间均对重卡销量有较大影响。我们参考重卡的月销数据,复盘重卡行业的历史表现,发现排放标准的升级或治超治限的执行往往会刺激销量实现大增,这说明产业政策是影响重卡销量波动的关键变量,我们已经可以看到年实现销量2.5万辆,同比增长.7%,实现快速增长,渗透率达到5.2%,相比年提升了4.5pct,我们以史为鉴,预测随着“国六b”的进一步落实也会对重卡行业销量产生影响,排放标准的提升会进一步刺激重卡的电动化进程,因此“国六b”的推出也是行业发展的关键节点,在政策推动下,新能源重卡的渗透率将进一步提升。

2.2.地方政策接力国家政策,加大对新能源重卡和重卡换电站补贴力度

地方政府鼓励支持政策力度加大,为行业发展提供支撑力。地方政府针对新能源车的使用环境出台了一系列有针对性的政策,与国补完全采用度电补贴不同,地方政府针对新能源车的补贴分为里程补贴、度电补贴以及购置补贴。年四川、重庆、山东等地均有发布与换电重卡或重卡换电站补贴相关的额外政策,如四川直接对换电重卡给予额外每度电元的购置补贴,重庆、山东、内蒙古、北京、上海等地对投入运营的换电站给予一次性建设补助,单站补贴最高可达万元,广东、广西则落实前期已建成换电站的补贴支。除了补贴外,还有部分省份出台了路权开放、渗透率强制要求等,如雄安新区明确出台政策要求到年底,新能源重卡数量达到辆,比例为20%;到年底达到3辆,比例为60%。

此外,多地区发布了具体换电站的规划目标,广州市计划到年建设换电站达个,重庆市计划到年换电站建成座以上,江苏无锡计划到年建成公共换电站70座,安徽省计划到年建成换电站座,武汉市计划至年底建成换电站座等。重庆市对中重型卡车换电站,按换电设备充电模块额定充电功率,给予元/千瓦的一次性建设补贴,单站补贴最高不超过80万元;唐山市计划在试点期内,落地运营换电重卡台,建成投运换电站不少于60座;宜宾市计划到年建成60座换电站,推广换电重卡0辆,对换电重卡车辆按每度电元给予购置补贴。

2.3.换电标准地域间率先统一,解决制约换电模式发展的最大问题

各省份还在不断推进电池标准的统一,解决换电模式最大的制约问题。目前来看,换电重卡主要流向全国少数城市,其他大部分城市仍有待推广应用。也正因此,换电重卡标准率先是在地域间实现了统一。年10月,工信部发布《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》,提出将在宜宾、唐山、包头等重工城市进行换电重卡试点。到了今年4月底,江苏出台《江苏省新能源汽车充(换)电设施建设运营管理办法》,率先打破全国换电设施规划、建设、运营、监管、通用等无标准无法规难题;而在7月初,包头市市场监督管理局组织通过《电动中重卡共享换电站建设及换电车辆技术规范》地方标准的审定,可能成为全国第一个纯电动重卡换电地方标准。而在行业大力推动下,目前换电重卡全国性标准即将发布。随着行业标准统一,换电重卡适用范围将大大提升,这将进一步带动行业发展,而长远来看,换电模式在新能源重卡领域的突破,或将成为换电模式在乘用车领域发展进程的预演。

本质上讲,换电模式的核心困境即是换电站低利用率难以覆盖整体成本。而行业统一标准的制定,或将有望推动换电重卡走出矿山、港口这些封闭式倒短场景,使其足以覆盖更多重卡应用场景。随着换电重卡车辆增多,重卡换电站加速落地,其整个生态体系将展现出强大的模式优势,带动全产业链参与者效益提升。在换电重卡经济性得到行业验证,行业标准出台后,换电重卡将作为新能源转型的排头兵,驶入发展快车道。

2.4.推进公共领域车辆全面电动化,新能源环卫车增长空间广阔

年2月工信部等八部门发布了《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》,提出:1)车辆电动化水平大幅提高,要求年试点领域内市公交、出租、环卫、邮政快递、城市物流配送领域新能源车比例力争达到80%,年公共领域用车全面电动化;2)充换电服务体系保障有利,建成适度超前、布局均衡、智能高效的充换电基础设施体系,服务保障能力显著提升,新增公共充电桩(标准桩)与公共领域新能源汽车推广数量(标准车)比例力争达到1:1;3)新技术新模式创新应用,智能有序充电、大功率充电、快速换电等新技术应用有效扩大,车网融合等新技术得到充分验证。此次《通知》出台,表明新能源补贴政策会从乘用车往公共领域电动化方向倾斜,重点在城市物流配送、环卫车辆、商用重卡三个方向。

此次《通知》的发布将发挥政策引导作用,加快公共领域车辆的全面电动化进程。公共领域车辆中环卫车辆属于重卡范畴。截止年,环卫车辆整体保有量为57.5万辆,新能源汽车保有量仅为2.2万辆,其电动化比例仅为3.8%,距离80%的目标渗透率有着不小的差距,假设根据-年市政环卫保有量平均增速20%作为环卫车辆的增速,粗略估计年环卫车辆保有量为万辆,新能源环卫车保有量为万辆。若在5年实现,平均每年增量需求达到22.7万辆,意味着更大的增长空间。借助于政策刺激与市场潜力的双重利好,加上新能源环卫车在作业效率的优势,新能源环卫市场也是此轮公共领域电动化的重要方向,未来增长空间广阔。

3.经济性带动渗透率快速提升,成为产业化发展的根本推动力

3.1.纯电重卡中短期内仍是新能源重卡的主要技术路线

我们认为纯电重卡在中短期内仍将是新能源重卡的主要技术路线。新能源重卡的主流技术路线有两种:纯电重卡靠电池驱动,无辅助动力源;氢燃料重卡依靠氢燃料电池驱动,通过空气中的氧气与自带的压缩氢气反应发电,结合电池为电机提供动力输出。甲醇和混合动力占比不足2%,目前仍需要内燃机,不是零碳排的技术路线,更多作为一种过渡技术路线。从技术特点和发展成熟度来说,纯电重卡和氢燃料重卡各具优势和局限性,氢燃料重卡理论上可支持更长的续航和更高的载重,但当前的氢燃料电池技术仍然不够成熟,燃料电池寿命尚不足以支撑整车生命周期的使用,且配套的制备、储运、加注产业链仍处于发展早期,导致车辆整体的购置和使用成本高昂。纯电动重卡的优势在于锂电产业链和配套设施更为成熟,安全性、稳定性和循环性更优,且配合换电的部署解决补能问题,能一定程度上克服纯电系统在运载能力和续航里程上的固有限制,推广应用的难度更低。综上,我们认为纯电动重卡在中短期内仍将是新能源重卡最普及的技术路线。

动力电池成本下降和技术进步是纯电重卡快速发展的重要推动力。随着新能源乘用车需求的拉动,动力电池出货量急剧增长,电池成本在过去十年来下降了近九成。虽然近期锂电池原材料价格上涨和电动车需求的持续增加推动了电池价格的短期回升,但长期来看,电池成本持续下降的趋势是确定的,预计至年仍有三分之二的降本空间,电池成本的下降可以不断改善纯电重卡的经济性。此外,电池技术的进步和革新,也使得纯电重卡的续航所覆盖的场景逐渐增加,续航里程不再是不可逾越的障碍,目前已上市的纯电动重卡的平均续航里程接近公里,已经可以基本满足单次续航里程公里以内的运营场景,尤其是港口、矿区、半封闭园区等短距离场景。

3.2.换电重卡商业模式初具模型,助力多方参与主体实现共赢

从产业链参与方来看,换电运营通过车电分离的方式解决了初始购置成本过高的问题。从换电重卡的产业链来看,上游主要包括汽车三电系统、汽车其他零部件、换电站设备三部分;中游主要分为整车厂商及换电服务运营商;下游主要为物流运输公司、制造业企业、港口矿区等。在车电分离的模式下,实现了电池所有权和使用权的分离,即动力电池资产管理公司拥有其所有权,换电站运营商通过支付电池租赁费用就可以获得电池的使用权,为下游需求方提供换电服务。车电分离的商业模式一方面通过提高补能效率、降低购车门槛直面新能源汽车发展痛点,换电站作为数字电网的智慧终端,能够解决充电时间长、电池检测维护及梯次利用回收等问题;同时电池租赁模式降低车辆购置门槛,一定程度避免电池衰减带来的二手车残值过低等。

商业模式初具雏形,助力多方参与主体实现共赢。电池资产管理公司的出现是源于对电池重资产成本转移的诉求,目前除了电池资产外,低成本电力资源、特许经营权、整车-设备-运力的匹配能力均为换电重卡玩家重要的资源禀赋。理论上,整车厂商、电池厂商、电网企业、运力商、业主方均可以参与电池资产管理环节,但一方面换电站的规模效应与动力电池重资产属性存在冲突;另一方面现阶段电池全生命周期的利用程度仍有较大提升空间,因此目前电池环节愿意让渡一部分利益,转移成本压力。因此整体而言当下还尚处于各方比拼资源禀赋跑马圈地的阶段,重卡换电的模式本质是将电池生命周期价值最大化,进行产业链各环节利益再分配,助力多方参与主体实现共赢。电池企业可增加电池销量,且在最终环节便于回收利用;设备供应商可拓宽市场界限,增加业务量;整车厂商可开拓多样化电池渠道,同时减少电池维护成本;电网端可削峰填谷,有利于降低电网负担;用户可减少购置成本,并实现高效补能;整体助力实现双碳目标。

3.3.换电重卡模式已具竞争力,经济效率比传统车高

换电重卡成本逐渐与柴油重卡接近,降低了购车门槛,在车电分离模式下,换电重卡的初始购车成本基本接近于传统柴油重卡,降低了购车门槛。以目前最为畅销的汉马科技换电重卡华菱M5重卡复合版6X4换电式纯电动牵引车为例,其柴油车版本售价在37万元左右,在车电分离模式下,换电式纯电动版本的初始购置成本为46万元,与柴油车版本已经相当接近,预计未来随着厂家技术进步价格还会进一步降低,这降低了重卡的购车门槛。

重卡换电模式下成本节约非常明显,全生命周期下成本相比燃油车减少超过10%。相比于传统柴油重卡,在柴油价格居高不下的情况下,换电重卡在全生命周期成本具有一定经济性优势。换电模式下,补能耗时仅5分钟,效率高时间段,随着换电站等配套设施逐步完善,换电重卡的推广将会加速。我们通过测算对比车电分离模式下换电重卡和传统重卡的5年生命周期总成本,基于电池价格1.1元/wh,柴油价格7.0元/L下,得到换电重卡和传统燃油车每公里能源费用分别为1.62、2.8元,以重卡5年生命周期计算,换电重卡和传统重卡全生命周期成本分别为.42、.3万元,换电模式下成本节省约35万,较燃油重卡减少15%。我们认为未来随着电池成本下降,换电重卡的经济性持续存在且趋势加强。

3.4.市场空间测算:预计年换电重卡销量增长至9万辆

经过测算,我们预测//年换电重卡销量为3.1/5/8.9万辆,渗透率不断提升。关键假设如下:

1)重卡销量随着疫情防控调整优化,多项稳增长政策出台,国民经济整体发展逐渐修复,下游市场需求压制逐步解除,助力重卡基本面修复。基于此,我们假设重卡需求在年将会有明显反弹,重卡销量增速在-年分别保持30%/12%/10%,对应销量87/98/万辆。

2)重卡新能源化是双碳背景下的必行之路,随着“国六b”的进一步落实也会对重卡行业销量产生影响,排放标准的提升会进一步刺激重卡的新能源化进程;而新能源重卡中纯电重卡相比氢燃料重卡在产业链配套、成本、技术成熟度方面都更具有优势,因此纯电重卡预计在中短期内仍是主要技术路线。再加上公共领域车辆全面电动化进程的推进,属于重卡范畴的环卫车辆在年目标渗透率为80%,而当下据此目标仍有不小的差距,我们预测环卫车辆的电动化未来增长空间广阔,将为重卡电动化带来额外的增量。基于此,我们假设新能源重卡渗透率将会明显提升,-年渗透率分别提升至7%/10%/15%,对应新能源重卡销量分别为6.1/9.8/16.1万辆;而新能源重卡中,纯电重卡在中短期仍会保持较高的占比,23-25年新能源重卡中纯电重卡分别占比88%/86%/85%,对应纯电重卡销量分别为5.4/8.4/13.7万辆。

3)换电重卡本身在补能效率上远优于充电模式;且换电商业模式的逐渐清晰,车电分离模式下初始购车成本已基本与燃油重卡相当,参与各方可从中实现互利共赢;同时,在地方政府政策的大力支持下,换电站基础设施的不断完善配套将会进一步推动换电重卡适用领域的扩大,从当下的封闭场景和短途倒运扩大到更多应用场景,如干线中长途运输场景等;此外,在推动公共领域车辆全面电动化的进程中,换电环卫车的增量也会有明显提升。基于此,我们预测纯电重卡的换电补能方式占比将会继续提升,23-25年纯电重卡中换电方式占比为58%/60%/65%,对应换电重卡销量分别为3.1/5.0/8.9万辆。

4.产业链重点公司分析

4.1.主机厂:重卡新老玩家纷纷加大投入,尚未形成稳定竞争格局

电动重卡行业呈现群雄逐鹿的竞争阶段。电动重卡的格局与传统重卡格局不同,竞争格局目前相对较低。根据中汽协数据,传统重卡集中度较高,CR5超过80%,龙头企业为中国重汽、一汽解放等,且格局较为稳定。根据中汽中心数据,电动重卡行业集中度相对较低,年电动重卡行业的CR5为58%,去年同期为53%,同比提升5pcts,行业集中度有所提升。年电动重卡行业销量的前三名为三一集团、徐工重卡和汉马科技(吉利商用车参股),市场份额占比为18%、12%和11%,三者去年同期的销量份额为16%、7%和7%;而去年市场份额15%的宇通集团(宇通重工)今年份额跌至9%,市场份额仍有波动。

电动重卡行业目前还处于较为早期的阶段,尚未形成稳定的竞争格局。随着重卡行业进入新的增长周期、电池技术的进一步发展及相关充换电基础设施的进一步完善,电动重卡渗透率有望快速提升,各行业玩家建立各自的竞争优势,行业格局可能发生较大变化。

三一集团:新能源重卡市场领导者,年年末完成融资,三一发力新能源重卡市场。三一重卡是、连续两年新能源重卡全国销量冠军,江山EV则是行业销冠车型,可以广泛地适配单程运距≤km、限高3.8米的钢铁、煤炭、港口、砂石等各类倒短运输场景,百公里能耗低至kWh,行业领先水平。年12月,三一重卡完成10亿元A轮融资,将用于新一代新能源重卡开发和投放。目前三一已于年9月宣布其电动化2.0发展策略。在发展纯电和换电业务外,三一也在推进氢能源燃料电池应用,已推出重量在10.7吨,续航在km以上的氢能源重卡车型,结合其自有氢能源加氢站为用户打造“氢气制取+储运+加注”的完整解决方案。

徐工重卡:早在年就制定了新能源汽车发展规划及行动计划,年即成功获得国家新能源汽车生产资质,是国内重卡前十中最早大力投入新能源产业的企业之一,也是行业中拥有新能源中商用车产品品种最全的企业。已有多个换电示范项目落地,徐工新能源渣土车换电运营落地河南商丘、新疆首个新能源换电牵引车项目落地吐鲁番,此外,还投资55亿、占地0亩的徐工青山新能源制造基地,一期规划年产00辆整车与00套总成,为后续新能源化奠定基础。为了持续提高竞争力,徐工汽车推出全新正向开发高端换电重卡e蓝,产品性能全面提升,动力系统采用大功率电机,动力更强劲,运输更高效,广泛应用于港口、矿上、货场、城乡物流等各类短途运输,搭载宁德时代.91kWh磷酸铁锂电池,循环寿命次以上,电池使用寿命提升1倍。换电技术可实现3-5分钟极速换电,满足高效运营,解决里程焦虑。

汉马科技:专注换电重卡细分领域,汉马科技单款换电牵引车车型销量位居行业第一。年,汉马科技推出了全国第一款换电牵引车。可以实现3—5分钟快速换电,能源补给效率更高,更符合当下高效物流的发展趋势。在发展电动重卡过程中,汉马科技与融合电科、宁德时代等多家企业共同创新研发了多款换电型纯电动重卡车型。年汉马科技实现新能源重卡销量辆,位居行业第三,销量同比增长%。在细分换电重卡领域,汉马科技则排名行业第一,年销售辆,同比增长.0%,汉马科技单款换电牵引车型夺得换电重卡车型销量榜榜首,年累计销量为辆,在换电重卡类目下市占率为8.6%。年,汉马科技将重点

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