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    换电站建设与投资:成本、收益及风险分析

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    华远系统2023-10-15

    来源:网络


    发改委于7月31日发布了《关于恢复和扩大消费的措施》(国办函〔2023〕70号,简称“促消费20条”),其中强调了扩大新能源汽车消费在大宗消费中的重要性。政策要求科学布局、适度超前建设充电基础设施体系,加快换电模式的推广应用,以满足居民出行充换电需求,构建高质量充换电基础设施体系。

    这并不是政策首次关注换电领域。在新能源汽车被视为扩大内需重要抓手的背景下,换电站正逐渐受到关注。预计政策将继续加码,行业将进入商业化提速期。换电模式在2023年两会期间成为热点话题之一。

    工信部等八部门于2月发布了《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》(工信部联通装函〔2023〕23号),提出要建成适度超前、布局均衡、智能高效的换电基础设施体系。在出租车、网约车、环卫车、邮政快递车、城市物流配送车等公共电动汽车领域启动全面电动化先行区试点,并支持换电、融资租赁、“车电分离”等商业模式创新。

    考虑到公共领域电动汽车对补能效率、续航能力和盈利能力的敏感性,全面电动化将利好换电站在B端的推广应用。艾瑞咨询保守估计,到2025年我国换电站总数将超过30000座,保有量将近8000座,整体市场规模近千亿,前景可期。



    01

    换电站的概念及其功能

    换电站是专为电动汽车提供电池更换服务的设施,它不仅具备电池充电和存储的功能,还负责将电池运送至需要更换的电动汽车。换电站集成了动力电池的充电、物流调配和换电服务,实现了电池的集中管理和统一配送,为电动汽车提供更方便、快捷的电池更换服务。

    换电站采用集中型充电站对大量电池进行集中存储和充电,确保电池充电安全可靠,并且能够满足不同车型的电池更换需求。在换电站内,用户可以将自己的电动汽车停放到指定位置,然后由专业的换电设备对车辆进行电池更换。这种换电模式不仅可以提高补能效率,缩短充电时间,而且还能延长电池使用寿命,减少电池损耗。

    目前,换电站主要有底盘换电、分箱换电和侧身换电三种方法。底盘换电是最常见的换电方式之一,主要适用于乘用车的更换,其中包括出租车、私家车等车型。侧身换电主要用于商用车的电池更换,如重型卡车、物流车等车型。而分箱换电的应用较少,主要用于乘用车的电池更换,其最大的优势是通用性好,可以实现多种车型兼容。


    02

    换电站行业现状与发展趋势探讨

    换电站行业在政策与市场选择下迎来发展提速期

    在新能源汽车产业链中,换电站作为解决充电难、充电慢、充电不安全等问题的重要手段,正逐渐受到政策和市场的青睐。换电站的建设和运营不仅关乎新能源汽车的普及和发展,也关系到能源结构的调整和优化。

    自上而下,政策层面对换电站的建设给予了极大的支持。自2020年起,政府工作报告中明确将换电站纳入新基建范畴,成为国家重点发展的基础设施之一。随后,各地政府也陆续发布政策,大力推动换电站的建设和运营。这些政策主要体现在建设补贴、运营补贴、运营奖励、投资奖励、优先土地指标、产业基金支持等方面,部分地区单站补贴金额甚至高达500万元。

    另一方面,市场趋势也在推动换电站的发展。随着新能源汽车的普及和推广,车电分离模式逐渐成为一种新的机遇。这种模式下,新能源换电汽车购车成本显著下降,更容易被消费者接受。据统计,到2021年年底,新能源换电汽车销量增幅高达162%,远高于新能源汽车销量增幅;保有量增幅更是高达178%,远高于新能源汽车保有量增幅。这种趋势预计将为换电站的建设带来持续增长的需求。

    换电站的发展以公共电动汽车领域为主导,尤其是出租车、网约车、重卡等车型。这些车型更加注重补能效率、续航能力和盈利能力,而电池技术标准的不统一一直是阻碍行业发展的难题。然而,公共电动汽车领域通过统一电池规格和标准,有效解决了这一问题。因此,2021年10月,工信部启动新能源汽车换电模式应用试点工作,鼓励在11个城市公共领域率先试点换电模式。

    出租车、网约车、重卡等领域具有较高的契合度,是换电站发展的主要方向。例如,出租车、网约车等车型需要频繁补能,换电站的即换即走特点使其补能效率高于加油模式;重卡由于载重负荷大、能耗大、电池带电量大,需要高频作业和高运输效率,在固定区域建设换电站可以满足其需求。这些领域的试点项目为换电站的广泛应用提供了实践经验和发展机遇。

    总体来看,政策和市场的双重推动为换电站行业带来了新的发展机遇。随着电池技术的不断进步和新能源汽车市场的持续扩大,换电站将迎来一个可持续的发展增速期。在这个过程中,我们需要继续关注政策支持、市场趋势以及技术进步等关键因素,以推动换电站行业的健康发展。



    当前换电站市场呈现出较高的集中度和未成熟的发展阶段,多元资本纷纷涌入以加速换电站点的铺设,这将进一步加剧市场竞争。在这个行业中,以换电站建设和运营为主营业务的企业数量较少,市场仍然处于早期的发展阶段。

    市场参与者主要分为四类:一是以蔚来、北汽新能源等为代表的整车制造商,这些企业在用户粘性方面具有较大优势,并已领先推出换电车型,积累了丰富的经验;二是以奥动新能源、伯坦科技、协鑫能科等为代表的第三方运营商,他们主导着当前国内换电站的建设和运营;三是电池制造商,如宁德时代、南都电源等,他们可能通过电池银行模式在竞争中崭露头角;四是能源类央企,如国家电网、中石化等,这些企业拥有电站和加油站渠道的优势,并主要通过已有的站点重点布局换电站,构建综合能源智慧网。

    然而,在上述四类参与者中,仅蔚来、奥动新能源、伯坦科技的市场份额就高达90%以上,基本垄断了市场。不过,随着换电市场前景的不断明朗,越来越多的央企、城市国企、民营企业、混合所有制企业开始积极规划和布局换电站建设,这将使得市场竞争逐渐加剧,同时也将有利于换电市场规模的扩大。



    03

    全球产业链的挑战与机遇

    行业换电站产业链全景解析:从上游到下游的深度洞察

    (1)换电站行业产业链的上游主要包括电池制造厂商、换电站组件供应商以及配套充电系统供应商。这一环节的市场集中度较高,各供应商与中游企业间的长期战略合作是这一环节的主要特点。一些有实力的供应商甚至直接切入中游赛道,通过其在设备领域积累的技术和经验优势,扩张产业版图,并在设备运行稳定性、批量交付、售后服务方面具有领先优势。

    (2)中游环节负责换电站的建设与运营,其市场集中度非常高,CR3高达90%以上,显示出强烈的重资产属性。在这个领域,区位优势和杠杆优势形成了竞争壁垒,未来前景可期。然而,商业模式仍在探索阶段,运营难度较大,盈利水平较低。尽管电池银行模式被视为解决这一问题的可能途径,但它受限于确权问题以及电池资产规模问题,尚未完全成熟。

    (3)在下游环节,主要由B端和C端用户构成。对于B端用户来说,他们主要包括公交公司、出租车公司、物流公司等公共服务或商业服务提供商。这些用户对于换电服务有强烈的需求,因为他们需要保证服务的连续性和高效性,而换电站可以提供这种服务。对于C端用户来说,他们主要包括个人电动汽车车主。这些用户对于换电服务的需求正在逐渐增加,因为他们希望省去充电的麻烦,并且有些情况下,快速充电桩可能会对电池造成损害。

    04

    ###某地换电站:投资成本、运营收入和运营成本的假设测算



    深度解析XXX某地换电站的投入与收益

    在我们的最新研究中,我们对XXX某地的换电站进行了详尽的成本和收入分析。该换电站电池组数量为55组,包括50组车载电池和5组备用电池,其设计精巧,每天可满足100辆汽车进行换电需求。这个换电站占地面积约100平方米,主要服务于当地的出租车和网约车用户。该换电站采用了先进的底盘换电技术,从规划到投入运营仅耗时六个月。

    首先,我们对投资成本进行了深入的剖析。结果显示,换电站投资(包括充电和更换电池的设备等)、电池购置成本以及其他线路的投资共同构成了整个项目的投资成本。其中,换电站投资占据了总投资的25%~40%,而电池的购置成本则占据了总投资的40%~55%,这其中仅车载电池的购置成本就占据了总成本的近43%。至于其他线路的投资,占总投资的10%~20%。值得注意的是,随着换电站规模的不断扩大和产量的逐步提升,换电站的投资和电池的购置成本有望进一步降低。

    接下来,我们讨论了该换电站的运营收入。令人欣喜的是,该换电站的收入来源相当丰富,主要包括换电服务收入、废旧电池回收收入以及政府补贴收入。在这三者之中,换电服务收入始终占据着主导地位,其比例高达95%~99%。至于政府补贴收入,并未在本文的计算过程中予以考虑。

    在进行更深入的分析之前,我们设定了一些假设条件以更好地计算该换电站的运营成本。我们假设充电设备的折旧年限为八年(考虑到建设时长,第一年我们只计算半年期的收入与成本)。总投资(换电站投资+电池购置成本+其他线路投资)=700万元。在这个假设中,每块电池的购买价格设定为6万元,使得电池购置成本占总投资的比例高达47%。

    根据运营收入的构成,我们可以得出运营收入=换电服务收入+废旧电池回收收入。计算公式为:里程数(单次补电电量(60kWh)度电里程(5.5公里/kWh/车次)收费标准(0.30元/km)每日换电车次(100)365+退役废旧电池残值回收收入。在实际运营中,换电服务收费主要有两种方式:单次换电收费和电池租赁套餐收费,本文采用了前者进行计算。

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