歡迎光臨重慶皓普電氣有限公司官方網(wǎng)站!
重慶皓普電氣有限公司
熱線電話:17783086592
聯(lián)系人:吳億興 13883587842
座機(jī):+86 23 68640515
傳真:+86 23 68640517
郵箱:haopuele@163.com
網(wǎng)址:housebm.com.cn
地址:重慶市九龍坡區(qū)九龍園區(qū)紅獅大道5號(hào)金科500間26-14號(hào)
以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)需要負(fù)荷側(cè)配合。為構(gòu)建清潔、低碳的現(xiàn)代能源體系, 國(guó)內(nèi)大力發(fā)展可再生能源,新能源出力的波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)峰能力提出了更高要求,系 統(tǒng)調(diào)節(jié)需求凸顯。
此外,我國(guó)用電負(fù)荷“尖峰化”特性顯著,呈現(xiàn)夏/冬季較高,春/秋季較低的“兩峰兩谷”特點(diǎn),據(jù)國(guó)網(wǎng)能源院能源電力規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室,截至 2020 年,各級(jí)電網(wǎng)高峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間較低,超過最大用電負(fù)荷 95%的持續(xù)時(shí)間普遍低于 24 小時(shí),對(duì)應(yīng)電量不足全年用電量的 0.5%。短時(shí)高峰對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)提出了更多要求,調(diào)節(jié)壓力凸顯。從調(diào)節(jié)措施看, 單純依靠電源側(cè)/電網(wǎng)側(cè)的靈活性資源/儲(chǔ)能不足以保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行,仍需負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)措施配合。
用戶側(cè)主動(dòng)響應(yīng)是新型電力系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容。電力需求響應(yīng)是指讓用 戶能更多地主動(dòng)參與電力市場(chǎng),減少或者推移某高峰時(shí)段的用電負(fù)荷,從而保障電網(wǎng)穩(wěn)定 運(yùn)行的行為。2022 年 1 月,《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出,力爭(zhēng)到 2025 年,電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大負(fù)荷的 3%~5%,其中華東、華中、南方等地區(qū)達(dá)到最大負(fù)荷的 5%左右。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)舒印彪院士提出,我國(guó)應(yīng)力爭(zhēng)在 2030 年,需求側(cè)響應(yīng) 規(guī)模達(dá)到最大用電負(fù)荷的 5%-10%,在 2060 年達(dá)到 15%-20%。2022 年 9 月,國(guó)際能源署 (IEA)在《清潔能源進(jìn)展跟蹤報(bào)告》中預(yù)測(cè),根據(jù) 2050 年凈零排放情景,到 2030 年電動(dòng)汽車車隊(duì)將超過 3 億輛,電動(dòng)汽車將占新車銷量的 60%。長(zhǎng)期看充電樁作為新能源車集聚負(fù)荷的接口,在用戶側(cè)響應(yīng)領(lǐng)域重要性日益凸顯。
能源互聯(lián)網(wǎng)入口,兼具信息與調(diào)節(jié)能力
充電樁具備負(fù)荷信息和調(diào)節(jié)能力,終端覆蓋率高,是理想的能源互聯(lián)網(wǎng)接口。充電樁具備 有序充電功能,協(xié)助負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng),此外,后續(xù) V2G 技術(shù)逐步成熟后,電動(dòng)汽車作為可 移動(dòng)的分布式儲(chǔ)能單元,在用電低谷期低價(jià)給電動(dòng)汽車充電并儲(chǔ)存電量,在用電高峰期高 價(jià)把電力“賣給”電網(wǎng)的方式獲取價(jià)差收益,協(xié)助電網(wǎng)削峰填谷。各地政策支持或試點(diǎn)充電樁參與需求響應(yīng)。目前,江蘇、福建、山東等省份在出臺(tái)電力需 求相關(guān)政策時(shí)鼓勵(lì)充電樁參與需求響應(yīng);上海、天津、江蘇常州、浙江平湖等地試點(diǎn)充電 樁參與需求響應(yīng)。根據(jù) 2020 年 6 月發(fā)布的《電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的商業(yè)前景—上海市需求 響應(yīng)試點(diǎn)案例》數(shù)據(jù),在每年響應(yīng) 5 次的情況下,私人充電樁/專用充電樁/換電站參與需求 響應(yīng)的內(nèi)部收益率分別達(dá)到 9%/21%/101%,年均收益分別為 71/118/2520 元。
虛擬電廠技術(shù)加持,智能電網(wǎng)技術(shù)助力新能源汽車充放電調(diào)節(jié)。虛擬電廠是指借助信息技 術(shù)和軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能、可調(diào)負(fù)荷等多種分布式資源的聚合和協(xié)同優(yōu)化的 協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。通過采用“互聯(lián)網(wǎng)+5G+智能網(wǎng)關(guān)”先進(jìn)通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)與用 戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源的雙向通信,滿足電網(wǎng)調(diào)度對(duì)聚合商平臺(tái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)指令、在線實(shí)時(shí)監(jiān)控等 技術(shù)要求。虛擬電廠增加區(qū)域的調(diào)節(jié)能力,為用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源參與市場(chǎng)交易、負(fù)荷側(cè)響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷提供堅(jiān)強(qiáng)技術(shù)保障。V2G(新能源汽車與電網(wǎng)能量互動(dòng))等分布式能源接入虛擬電廠集中管理后,智能電網(wǎng)技術(shù)將進(jìn)一步助力新能源汽車充放電調(diào)節(jié)。
新能源汽車電量消耗占比提升,新能源汽車充放電調(diào)節(jié)創(chuàng)造價(jià)值藍(lán)海。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè) 協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022年1-8月,新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到397萬輛和386萬輛,同比+119.0% 和 114.6%。新能源汽車產(chǎn)銷的火熱疊加動(dòng)力電池持續(xù)擴(kuò)容及充電速度持續(xù)提高,顯著提高了新能源汽車電量消耗。2022 年 1-8 月全國(guó)充電總量達(dá)到 129.4 億 kWh,同比+89.8%;2022 年 8 月全國(guó)充電總量占全社會(huì)用電量的比例達(dá)到 0.27%,同比+0.14pct,實(shí)現(xiàn)新能源 汽車充電量與用電占比的雙提升。伴隨新能源機(jī)組大量接入電網(wǎng),調(diào)節(jié)能力亟待提升,調(diào) 節(jié)價(jià)值日益凸顯;疊加新能源汽車電量消耗占比有望持續(xù)攀升,新能源汽車充放電調(diào)節(jié)技術(shù)將會(huì)在調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷、維持電網(wǎng)的電力電量平衡中發(fā)揮重要作用。
行業(yè)走向規(guī)范化,“新基建”迎來新機(jī)遇
政府主導(dǎo)逐步轉(zhuǎn)為市場(chǎng)主導(dǎo),行業(yè)內(nèi)生動(dòng)力增長(zhǎng)強(qiáng)勁。我國(guó)充電樁行業(yè)發(fā)展大致分為三個(gè) 階段,第一個(gè)階段為 2006-2014 年的萌芽期,這一階段的特征是政府主導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè),項(xiàng)目 自主盈利能力不足,行業(yè)發(fā)展極度依賴政府補(bǔ)貼。第二階段為 2015-2019 年的快速增長(zhǎng)期 和洗牌期,這一階段的特征是民營(yíng)資本在政策吸引下紛紛入局,形成國(guó)有、民營(yíng)、混合所 有制并存的產(chǎn)業(yè)格局;但是低端無序的“野蠻生長(zhǎng)”過后壞樁、“僵尸樁”、運(yùn)維服務(wù)缺位 等問題不斷凸顯,在 2016 年新國(guó)標(biāo)開始實(shí)施后行業(yè)迎來洗牌,行業(yè)發(fā)展愈加規(guī)范。第三個(gè)階段為 2020 年至今的發(fā)展關(guān)鍵期,這一階段的特征是政府補(bǔ)貼由充電樁制造端轉(zhuǎn)向運(yùn)營(yíng)端, 整體補(bǔ)貼邏輯由“量”到“質(zhì)”的變動(dòng)帶動(dòng)了高附加值業(yè)務(wù)擴(kuò)展,行業(yè)盈利引來拐點(diǎn),內(nèi)生增長(zhǎng)動(dòng)力增長(zhǎng)強(qiáng)勁,在“新基建”背景下行業(yè)發(fā)展迎來新機(jī)遇。
“新基建”迎來新機(jī)遇,多地區(qū)明確充電樁遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。我國(guó)中央及地方政府出臺(tái)了多 項(xiàng)保障政策,加快推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2022 年 1 月,發(fā)改委出臺(tái)《關(guān)于進(jìn)一步提升電 動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施保障能力的實(shí)施意見》,提出到 2025 年,部分地區(qū)高速公路服務(wù)區(qū)快充站覆蓋率不低于 80%,形成能夠滿足超 2000 萬電動(dòng)汽車充電需求的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。北京、上海、廣東、山東等省份也提出“十四五”期間電動(dòng)汽車充電樁建設(shè)發(fā)展目標(biāo),通過政策推動(dòng)為充電樁覆蓋率提升及充電樁行業(yè)未來發(fā)展提供重要?jiǎng)恿Α?/span>
充電樁可以按照充電方式、充電接口數(shù)、安裝地點(diǎn)、安裝方式四種方式分類。按照充電方 式分類,可以分為交流、直流、交直流一體充電樁;按照充電接口數(shù)分類,可以分為一樁 一充、一樁多充;按照安裝地點(diǎn)分類,可以分為公用充電樁與專用充電樁;按照安裝方式分類,可以分為落地式與掛壁式充電樁。公共充電樁面向社會(huì)車輛(全部或部分)提供充電服務(wù),公共充電樁下屬兩個(gè)分支分別為公用 充電樁和專用充電樁,其中公共充電樁全部開放,快充樁居多;而專用樁面向部分特定的 社會(huì)車輛服務(wù),一般安裝到單位內(nèi)部場(chǎng)合,僅供單位內(nèi)部人員使用。而私人充電樁主要供 私家車使用,且一般為慢充。共享私樁的概念介于公共樁和私人樁之間,屬于個(gè)人為滿足私人車輛充電而進(jìn)行自建,且可向其他車輛提供充電服務(wù)的充電樁。
設(shè)備端前期話語權(quán)較高,運(yùn)營(yíng)側(cè)重要性逐步凸顯。傳統(tǒng)充電樁產(chǎn)業(yè)鏈的基本業(yè)務(wù)模式是上 游制造商加裝配電設(shè)備和濾波器等器件后,組成充電樁銷售給中游的運(yùn)營(yíng)商,然后由運(yùn)營(yíng) 商租賃或出售給終端用戶,獲取收入;前期運(yùn)營(yíng)端盈利較差,產(chǎn)業(yè)鏈的重心主要在設(shè)備供 應(yīng)端。隨著汽車保有量增加,充電樁作為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要入口,產(chǎn)業(yè)鏈的融合程度有所 提升,話語權(quán)呈現(xiàn)向運(yùn)營(yíng)端集中的態(tài)勢(shì),運(yùn)營(yíng)主體范圍也相對(duì)擴(kuò)大。支持端主要向運(yùn)營(yíng)端 提供信息技術(shù)支持,利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)向充電樁/站的精細(xì)化運(yùn)營(yíng)賦能,是產(chǎn)業(yè)鏈中的新生力量。
制造端:模塊與信息升級(jí),行業(yè)躍千億市場(chǎng)
模塊升級(jí)與信息升級(jí)助力能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),充電模塊價(jià)格下降利好制造端發(fā)展。與傳統(tǒng)燃 油汽車相比,新能源汽車出行更加依賴電力輸送、場(chǎng)地建設(shè)、充電樁投放等基礎(chǔ)配套產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展。高壓直流充電樁由于具備充電時(shí)間短優(yōu)勢(shì),逐漸成為市場(chǎng)主流選擇,同時(shí)能夠加 速新能源汽車的普及。伴隨 5G、互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)關(guān)等先進(jìn)通信技術(shù)的迅速發(fā)展,以及 V2G 技術(shù)瓶頸的不斷突破,充電樁所具備的功能單元持續(xù)拓展,充電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)更加智能化,我 們認(rèn)為充電樁是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的一大重要入口,伴隨上游充電模塊價(jià)格下降,以及充電 樁智能化、信息化升級(jí),行業(yè)有望迎來新的發(fā)展機(jī)遇。
車樁比有提升空間,分布呈現(xiàn)長(zhǎng)尾效應(yīng)
車樁比緊張持續(xù)改善,充電樁需求依然強(qiáng)烈。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022 年 1-8 月,中國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為 169.8 萬臺(tái),同比 2021 年 1-8 月增長(zhǎng) 300.5%。截止 2022 年 8 月,全國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為 431.5 萬臺(tái),全國(guó)新能源汽車保有量達(dá) 1170 萬輛, 2022 年 1-8 月車樁比達(dá) 2.7:1。2022 年 1-8 月,車樁增量比達(dá)到 2.3:1,“一樁難求”的局 面持續(xù)改善,但是距離發(fā)改委提出的到 2025 年中國(guó)新能源汽車與充電樁的車樁比達(dá)到 1:1 的目標(biāo)仍然存在較大差距。伴隨下游新能源汽車銷量的持續(xù)增長(zhǎng),充電樁要完成車樁比目 標(biāo)仍需擴(kuò)大充電設(shè)施覆蓋范圍。
分省市來看,省市間充電樁保有量呈現(xiàn)長(zhǎng)尾效應(yīng)。截至 22 年 8 月,國(guó)內(nèi)公共樁保有量最多 的 TOP10 省份為廣東、江蘇、上海、浙江、北京、湖北、山東、安徽、河南、福建,占據(jù) 了全國(guó)公共樁總量的 71.4%。充電電量最高的省份基本與之重合,22 年 8 月充電量最高的省市為廣東省,充電量達(dá)到了 5.5 億 kWh,用電主體主要是公交車和乘用車,環(huán)衛(wèi)物流車、出租車等其他類型車輛充電量占比較小。
充電時(shí)長(zhǎng)仍為痛點(diǎn),短時(shí)充電需求凸顯
充電速度慢引發(fā)續(xù)航焦慮,充電時(shí)間長(zhǎng)仍為新能源車行業(yè)痛點(diǎn)。當(dāng)前水平下,車輛通過功 率為 3-7kW 的交流樁充電,需要 6-8 小時(shí)充滿,通過功率為 30-200kW 的直流樁也要 1-2 小時(shí)才能充滿,距離燃油車的加油速度還存在很大差距。因此,解決充電速度問題是新能 源車行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。一二線城市里程焦慮尤甚,短時(shí)充電需求凸顯。據(jù)汽車之家研究院聯(lián)合 BCG 于 22 年 8 月 發(fā)布的《充電行為洞察與消費(fèi)空間探索》報(bào)告中對(duì)近 3000 名新能源車車主線上問卷結(jié)果顯 示, 一線、二線城市由于地域更廣、出行范圍更大,“里程焦慮”的情況更為顯著。超過 一半的一線/新一線的用戶在剩余里程 50 公里以上的時(shí)候就會(huì)選擇充電,并且充電時(shí)間大部分集中在 2 小時(shí)以內(nèi)。多數(shù)低線城市車主在剩余里程在 30-50 公里時(shí)、甚至在 30 公里以內(nèi)才選擇充電,且有 43%的四/五線城市用戶單次充電時(shí)長(zhǎng)超過 2 小時(shí)。
高壓快充時(shí)代來臨,直流占比快速提升
高壓快充時(shí)代來臨,充電慢問題有望迎來轉(zhuǎn)機(jī)。電動(dòng)車充電方式可分為交流慢充和直流快 充,要想實(shí)現(xiàn)快充需使用直流快充。根據(jù) P(功率)=U(電壓)*I(電流),提升充電功率 可分為提升電壓與提升電流兩種技術(shù)路線。高電壓的優(yōu)勢(shì)在于在同樣的功率下 :
1)有助于減少發(fā)熱量(根據(jù) Q(熱量)=I(電流)2R(電阻)t(時(shí)間)),提升電池安全性能以及能量 轉(zhuǎn)換效率;
2)能保持較長(zhǎng)的高倍率充電區(qū)間。由于充電過程并非線性,高電流方案中,由 于發(fā)熱問題,充電功率無法長(zhǎng)時(shí)間保持峰值,因此即使峰值功率兩種技術(shù)路線相同,但高 電壓快充平均功率較高;
3)低倍率充電能減少電池材料損耗,延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命;
4)大 電流路線需要配套使用直徑更粗線束以承載更大電流,提升成本且降低能量密度。但提升 電壓需要對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)、空調(diào)壓縮機(jī)等元器件重新設(shè)計(jì),以適應(yīng)高壓平臺(tái),杜絕高壓失控風(fēng)險(xiǎn)。
以保時(shí)捷 Taycan 為例,為適配 800V 高電壓,其內(nèi)部三電系統(tǒng)做了較多改造。同時(shí)充電樁端的充電槍、接觸器、線束等零部件也需要做相應(yīng)升級(jí)。因此高電壓快充前期普及成本相對(duì)較高,需要車企與充電樁基礎(chǔ)設(shè)施的共同配合。
高壓快充顯著縮短充電時(shí)長(zhǎng),提升用戶充電感受。高電壓快充主要分為三類:純 800V 電壓 平臺(tái)、800V 電池組搭載 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和兩個(gè) 400V 低壓電池組。目前 800V 高壓已經(jīng)成為 市場(chǎng)主流,國(guó)內(nèi)外多家車企加速布局 800V 高壓快充平臺(tái),高達(dá) 300-500kW 的充電功率僅需 6-10 分鐘就能迅速補(bǔ)能,補(bǔ)能速度已經(jīng)可以媲美燃油車。充電時(shí)間縮短將顯著改善出行體驗(yàn),助推新能源車普及。
直流充電樁有效提高充電效率,協(xié)助減少充電時(shí)間。充電樁按充電方式可以分為交流充電 樁、直流充電樁和交直流一體充電樁。與直流充電樁相比,交流充電樁需要車載充電機(jī)自己進(jìn)行變壓整流,要受限于車載充電機(jī)功率,一般功率較小,以 3.3 kW 和 7kW 居多。而 直流充電樁的充電功率更高,通常在 30kW-120kW,可以顯著縮短充電時(shí)長(zhǎng)。通常交流充電樁充滿電需要 8-10 小時(shí),常用于私人家用停車位;而直流充電樁充滿電只需 20-90 分鐘, 因此多用于公共停車場(chǎng)、商城等對(duì)充電效率有較高要求的場(chǎng)景。
直流充電樁占比快速提升。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟數(shù)據(jù),截止 2021 年底中國(guó)公共充電樁共 114.7 萬臺(tái),其中直流充電樁 47.0 萬臺(tái),占比 40.98%;截止 22 年 8 月中國(guó)公共充電樁共 162.3 萬臺(tái),其中直流充電樁 70.2 萬臺(tái)(相比 21 年底增加 49.36%),占比 43.25%(相比 21 年 底提升 2.27pct)。
克服充電時(shí)空限制,新技術(shù)全方位革新
無線充電、智能機(jī)器人充電打破地理限制,未來值得關(guān)注。除了研發(fā)高壓快充技術(shù)縮短充 電時(shí)間之外,部分廠商已經(jīng)開始布局包括無線充電技術(shù)、智能充電機(jī)器人等在內(nèi)的新興智 能充電技術(shù),引領(lǐng)新能源汽車充電方式變革。電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)通過埋于地面或道路 兩側(cè)下的供電導(dǎo)軌以高頻交變磁場(chǎng)的形式將電能傳輸給運(yùn)行在地面上一定范圍內(nèi)的車輛接收端電能拾取機(jī)構(gòu),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)車載儲(chǔ)能設(shè)備供電。2022 年沃爾沃參與“哥德堡綠色城區(qū)” 戰(zhàn)略計(jì)劃,目前無線充電技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入測(cè)試階段,預(yù)計(jì)未來 3 年內(nèi)可提供服務(wù)。智能充電 機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)化施工工藝,釋放空間活力,便于統(tǒng)一管理,并且兼具成本優(yōu)勢(shì)。
休閑娛樂設(shè)施入局,全方位改善充電體驗(yàn)。除了致力于縮短充電時(shí)間、克服充電地理限制 之外,改善充電過程中的車主體驗(yàn)也是各充電樁運(yùn)營(yíng)商的努力方向。圍繞充電站覆蓋范圍 建立娛樂和零售消費(fèi)配套設(shè)施,通過提供便利店服務(wù)、小型娛樂設(shè)施、Wi-Fi 等配套服務(wù), 可以在改善車主充電體驗(yàn)的同時(shí)提高充電樁利用率。例如,星星充電重慶充電站設(shè)置上下 兩層休息室,包括餐飲區(qū)和休息區(qū);星星充電西安充電站還開展了“星星全運(yùn)會(huì)”活動(dòng), 并設(shè)置獎(jiǎng)品吸引車主參與。
充電模塊價(jià)格下降,普及速度有望加快
充電模塊在直流充電樁成本中占比最高。直流充電樁充電速度快、功率高,但由于技術(shù)比 較復(fù)雜,所以相比交流充電樁價(jià)格更高。目前直流充電樁主要應(yīng)用于公交車、大巴車、出租車等專業(yè)化集中運(yùn)維場(chǎng)景。2021 年,直流充電樁成本中充電模塊占比最高,達(dá)到 41%, 因此直流充電樁價(jià)格對(duì)充電模塊成本波動(dòng)表現(xiàn)較為敏感。充電器和線的成本占充電樁總成 本 21%,僅次于充電模塊成本占比。
充電模塊價(jià)格下行,進(jìn)一步提升直流充電樁普及程度。隨著中國(guó)充電樁行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷 完善以及行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大帶來的規(guī)模效應(yīng),自 2014 年起中國(guó)直流充電樁充電模塊價(jià)格穩(wěn) 步下行,直流充電模塊價(jià)格由 2014 年的 2.1 元/W 下降到 2021 年的 0.37 元/W。充電模塊是直流樁的重要組件,隨著充電模塊價(jià)格下降,直流充電樁成本同步降低,普及程度得到 進(jìn)一步提升。根據(jù)充電樁聯(lián)盟數(shù)據(jù),2021 年我國(guó)共有公共直流充電樁 47 萬臺(tái),同比增長(zhǎng) 52.1%,預(yù)計(jì) 2022 年將增至 76.8 萬臺(tái)。
直流增加信息傳輸,實(shí)時(shí)監(jiān)控保障安全
直流充電樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)升級(jí),智能充放電技術(shù)滿足遠(yuǎn)程電量監(jiān)測(cè)需求。為了保證充電樁的安 全運(yùn)行,需要對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及遠(yuǎn)程調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維。同時(shí),用戶也能夠借助此功能遠(yuǎn)程查看充電進(jìn)程。伴隨 5G 遠(yuǎn)程通信技術(shù)的迅速發(fā)展,借助充電樁的信息傳輸功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)正在變得可行。通過內(nèi)置的電量采集模塊及電量監(jiān)測(cè)模塊,可以獲 取充電樁輸入的標(biāo)準(zhǔn)電量及生成的充電電量,再經(jīng)由通訊模塊將信息遠(yuǎn)程傳輸給監(jiān)管平臺(tái),最終由監(jiān)管平臺(tái)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,為充電樁的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。例如,亞馬遜云科技使用 Amazon IoT Core 和 MQTT 設(shè)計(jì)了下一代車輛通信系統(tǒng),支持通 過遠(yuǎn)程互聯(lián)時(shí)刻接收并查看車輛狀態(tài),完成車輛狀態(tài)的云端呈現(xiàn)、脫機(jī)車輛的最后已知狀態(tài)查詢、實(shí)時(shí)更改車輛狀態(tài)、通過狀態(tài)更改觸發(fā)命令與控制等功能。
圖像、視頻信息采集技術(shù)興起,周邊信息監(jiān)控保障車樁安全。分散建設(shè)的充電樁仍然存在 數(shù)量龐大管理困難、互聯(lián)能力弱等問題。尤其對(duì)于在地下停車場(chǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)等網(wǎng)絡(luò)信號(hào)較 差的地區(qū)建設(shè)的充電樁,其設(shè)備管理、信息同步、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫婷媾R更大挑戰(zhàn)。同時(shí)我 國(guó)公共充電樁由于缺乏有效的監(jiān)控,燃油車占用充電車位的現(xiàn)象仍然普遍。根據(jù) 2021 年中 國(guó)充電聯(lián)盟針對(duì)中國(guó)十個(gè)城市充電樁使用情況的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,十個(gè)城市公共充電樁損壞 率高達(dá) 20%,嚴(yán)重降低了充電樁的使用效率。充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案的出現(xiàn),能夠有效解決上述痛點(diǎn),保障車樁安全,提高充電樁利用效率,4G 無線技術(shù)、無線數(shù)傳模塊及采集 模塊等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求有望隨之快速增長(zhǎng)。
充電國(guó)標(biāo)或?qū)⑸儯铀倏斐鋾r(shí)代到來
直流充電國(guó)標(biāo)或?qū)⒔y(tǒng)一,解決適配性不足問題。2022 年初工信部發(fā)文稱正式啟動(dòng)對(duì)電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電連接裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作,進(jìn)一步規(guī)范大功率充電。在 2022 年 4 月發(fā)布的 《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第 3 部分:直流充電接口》征求意見稿中,新國(guó)標(biāo)出現(xiàn)兩處明顯變化,一處變化是針對(duì)額定電壓不超過 1500V 的直流充電接口,對(duì)應(yīng)的額定電流新 增了 10A、16A、25A、32A 和 50A,而 16A 和 32A 恰好是目前交流充電樁的充電額定電 流,這意味著新國(guó)標(biāo)中,直流充電接口的功率可以兼容現(xiàn)有的交流充電接口功率,對(duì)于充 電樁來說,當(dāng)直流樁的充電功率向下兼容了交流樁,結(jié)合電動(dòng)車電池容量逐漸上升的趨勢(shì), 交流慢充或?qū)⒈恢绷骺斐渫耆〈?。雖然目前新國(guó)標(biāo)并未正式發(fā)布,但車企以及充電樁企業(yè)深度參與標(biāo)準(zhǔn)制定過程,且有部分 車企提前做出布局,比如蔚來、小鵬的新車型已經(jīng)將家用充電樁升級(jí)為了直流接口,整車 僅保留直流作為唯一充電口。此外新標(biāo)準(zhǔn)中還增加了 300A、400A、500A、600A 和 800A 的大功率直流充電要求,未來隨著硬件的配套升級(jí),可進(jìn)一步縮短充電時(shí)間,提升電動(dòng)車充電效率。
全球需求快速增長(zhǎng),出口業(yè)務(wù)迎來機(jī)遇
海外新能源車市場(chǎng)火熱,拉動(dòng)充電樁市場(chǎng)需求高增。目前全球主要經(jīng)濟(jì)體基本計(jì)劃在 2050-2060 年實(shí)現(xiàn)零排放,政策推動(dòng)下全球車輛電動(dòng)化進(jìn)程有望加速。根據(jù) Marklines, 2022H1 全球新能源車銷量 422.4 萬輛,同比+66.9%,22H1 美國(guó)新能源車銷量 47.17 萬輛, 同比+67.2%;全球新能源車滲透率達(dá)到 6.7%,同/環(huán)比+3.4pct/+1.2pct,繼續(xù)保持穩(wěn)步上 升態(tài)勢(shì)。隨著新能源汽車銷量快速增加,將會(huì)進(jìn)一步拉動(dòng)對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求。
海外充電樁升級(jí)需求強(qiáng)烈,國(guó)內(nèi)充電樁制造商迎來出口機(jī)遇。國(guó)外新能源車市場(chǎng)的火熱拉 動(dòng)了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及升級(jí)的需求。根據(jù) AFDC,截至 22 年 10 月 13 日,美國(guó)的公共及 私人充電樁中交流樁仍然占據(jù)主導(dǎo)地位,占比高達(dá) 86.7%,而直流快充樁在美國(guó)的覆蓋率 僅為 13.3%,難以滿足對(duì)充電時(shí)長(zhǎng)的需求,充電樁升級(jí)需求強(qiáng)烈。根據(jù)歐洲汽車制造商協(xié) 會(huì)(ACEA)的測(cè)算,到 2030 年歐盟需要新增約 680 萬個(gè)公共充電樁(即每周需安裝 1.4 萬個(gè)充電樁)才能完成《歐洲綠色協(xié)議》內(nèi)的計(jì)劃,而目前歐盟每周安裝的公共充電樁不到 2000 個(gè),海外充電樁市場(chǎng)的缺口為中國(guó)充電樁企業(yè)出海提供了重要機(jī)遇。伴隨國(guó)內(nèi)傳統(tǒng) 車企及造車新勢(shì)力紛紛加大對(duì)歐美市場(chǎng)的攻勢(shì),國(guó)內(nèi)充電樁企業(yè)有望乘著政策支持及車企出海的東風(fēng)實(shí)現(xiàn)海外快速布局。
充電樁出海機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)并存,技術(shù)實(shí)力與配套服務(wù)是關(guān)鍵。目前世界范圍內(nèi)主要有四種充 電樁標(biāo)準(zhǔn),分別為國(guó)標(biāo)、歐標(biāo)、美標(biāo)及日標(biāo),我國(guó)充電樁出口企業(yè)主要面臨的是歐標(biāo)和美 標(biāo)。與國(guó)標(biāo)相比,出口產(chǎn)品在安規(guī)及電磁兼容等方面要求更加嚴(yán)格,汽車測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) 相對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)而言更為苛刻,并且需要取得 CE 和 UL 等國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。除此之外,中國(guó)樁企要想獲得海外市場(chǎng)認(rèn)可,還需妥善解決充電樁安裝、零部件維護(hù)等售后服務(wù)工作, 因此我們認(rèn)為能夠獲取國(guó)際認(rèn)證的成熟技術(shù)積累以及完善的服務(wù)配套是搶占海外充電樁市 場(chǎng)的核心關(guān)鍵。
行業(yè)規(guī)模:千億市場(chǎng)高速增長(zhǎng)
新能源車滲透率提升,充電樁需求旺盛。我們認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步和成本下降是行業(yè)的整體趨勢(shì), 續(xù)航里程增加及充電時(shí)間縮短提升了電動(dòng)車對(duì)燃油車的可替代性,或?qū)⑦M(jìn)一步激發(fā)下游需求。我們預(yù)計(jì),22-25 年新能源乘用車銷量增速將繼續(xù)提升,22/25 年增速約為 2%/ 5%;25 年商用車中客車/貨車的滲透率約為 20%/6.5%;對(duì)應(yīng) 22/25 年全國(guó)新能源汽車銷量為 639.2/1391.8 萬輛,CAGR 達(dá) 21.5%,22-25 年新能源汽車總銷量合計(jì)有望達(dá) 4080.2 萬輛。
市場(chǎng)空間:22-25 年充電樁市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 2942 億元
充電樁市場(chǎng)規(guī)模主要受車樁比、私人充電樁/公共充電樁比例、公共充電樁中交/直流占比, 和各類充電樁價(jià)格影響,我們結(jié)合 2021 年現(xiàn)有充電樁規(guī)模和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),預(yù)計(jì) 22-25 年 期間充電樁市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 2942 億元,各類假設(shè)如下:
車樁比:從已有車樁比規(guī)劃上看,15 年發(fā)布的《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指 導(dǎo)意見》,規(guī)劃到 2020 年全國(guó)車樁比近 1:1;根據(jù)中國(guó)充電樁聯(lián)盟數(shù)據(jù)測(cè)算得出,至 20/21 年底我國(guó)存量充電樁的車樁比為 2.9/3.0,仍顯著低于 15 年規(guī)劃的數(shù)據(jù)。據(jù)我們測(cè)算 2021 年公共領(lǐng)域車樁比 6.84,仍處于較高水平,考慮到下游新能源車充電時(shí)間集中,等待時(shí)間影響到充電體驗(yàn),我們預(yù)計(jì)公共領(lǐng)域車樁比仍將處于下降區(qū)間,預(yù)計(jì) 22-25 年平均車樁比 為 3:1。我們預(yù)計(jì) 22-25 年新能源車總銷量為 4080.2 萬輛,對(duì)應(yīng)充電樁需求為 1360.1 萬個(gè)。私人充電樁/公共充電樁比例:公共充電樁使用效率較高,隨設(shè)備使用率提高,我們認(rèn)為公共領(lǐng)域充電樁占比或穩(wěn)步提升。2021 年私人充電樁 147 萬個(gè),占整體充電樁數(shù)量的 56%, 我們預(yù)計(jì) 22-25 年私人/公共充電樁占比分別為 55%和 45%。公共充電樁中交直流占比:我們認(rèn)為充電便利性是設(shè)置公共充電樁的重要考量,直流充電 樁節(jié)約充電時(shí)間效果明顯。從運(yùn)營(yíng)商角度看,高功率的直流電樁能夠提高單位時(shí)間的充電 量,增加充電收入。2021 年存量充電樁中,直流占比為 41 %,我們預(yù)計(jì)隨直流充電樁加 速普及,22-25 年公共充電樁中直流占比有望達(dá)到 60%。充電樁價(jià)格:由于 2021 年直流充電模塊價(jià)格約為 0.37 元/W,我們測(cè)算,50kW 直流充電 樁總價(jià)約為 3.7 萬元,450kW 直流充電樁價(jià)格約為 33.3 萬元??紤]功率提升和模塊成本下 降,單樁價(jià)格或?qū)⒕S持穩(wěn)定,我們預(yù)計(jì) 22-25 年交流和直流充電樁平均價(jià)格分別為 0.6 萬 元和 7 萬元。
運(yùn)營(yíng)端:利用率仍需追逐,新模式創(chuàng)造藍(lán)海
運(yùn)營(yíng)模式逐步由不同主體各自主導(dǎo)走向多方合作創(chuàng)新。從運(yùn)營(yíng)主體看,起初充電樁運(yùn)營(yíng)主 要是以政府、企業(yè)、用戶各自主導(dǎo)的模式?;旌夏J绞侵钙髽I(yè)主導(dǎo)的同時(shí)由政府提供扶持;眾籌模式是指借助互聯(lián)網(wǎng)思維,整合企業(yè)、社會(huì)、政府多方力量共同參與。由政府參與運(yùn) 營(yíng)的項(xiàng)目往往較為規(guī)范和有序,但也存在著增加財(cái)政壓力和市場(chǎng)效率受限、抑制行業(yè)發(fā)展 活力的劣勢(shì)。單純由企業(yè)主導(dǎo)的模式易導(dǎo)致無序建設(shè)等問題,而憑借用戶一己之力承擔(dān)建 設(shè)成本及后續(xù)運(yùn)維費(fèi)用的壓力也較大?;旌夏J胶捅娀I模式作為多個(gè)主體間的結(jié)合,能改 善以上問題,盡管協(xié)調(diào)的成本要高于單一主體,但在經(jīng)濟(jì)性上更有保障。當(dāng)前具有代表性 的混合模式企業(yè)為特銳德,主要是與目標(biāo)地方政府簽訂合作協(xié)議,獲得特殊授權(quán),同時(shí)加 大政府對(duì)特銳德汽車群充電業(yè)務(wù)的社會(huì)資本投入,實(shí)現(xiàn)合作共贏;眾籌模式下的代表性運(yùn)營(yíng)商是星星充電,推出了“眾籌建樁”“私樁共享”新模式。
充電樁運(yùn)營(yíng)的收入來源主要為兩大部分,包含原有模式下的充電服務(wù)費(fèi),以及新興的增值 服務(wù)費(fèi)。增值服務(wù)費(fèi)是未來充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)中的藍(lán)海。從客戶端來看,充電樁運(yùn)營(yíng)增值服務(wù)可以分為 To B(面向集團(tuán)、機(jī)構(gòu))、To C(面向用戶)。其中,運(yùn)營(yíng)商主要通過 SaaS 平臺(tái) 服務(wù) B 端客戶,并為其提供一體化智能運(yùn)維解決方案,如設(shè)備的監(jiān)控、結(jié)算業(yè)務(wù)和車輛信 息管理的大數(shù)據(jù)分析服務(wù)等。To C 主要是面向單個(gè)車主,提供 App 的服務(wù),提供找樁、移 動(dòng)支付等服務(wù)。原有模式下,利用率是盈利源泉,布局點(diǎn)是勝負(fù)手;潛在模式下,數(shù)據(jù)服 務(wù)加速變現(xiàn),有序充電 V2G 增加收益,為盈利帶來新增長(zhǎng)極。
原有模式:利用率是盈利源泉,布局點(diǎn)是勝負(fù)手
收入端:一般而言,充電樁盈利來源主要由三部分構(gòu)成,包含電費(fèi)差價(jià)、服務(wù)費(fèi)以及其他 增值服務(wù)費(fèi)用。由于車主對(duì)電費(fèi)差異較為敏感,充電樁運(yùn)營(yíng)商直接將電費(fèi)抬高的難度較大。因此,在傳統(tǒng)單一的充電業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)模式下,服務(wù)費(fèi)為充電樁盈利的主要來源。盡管當(dāng)前 官方對(duì)服務(wù)費(fèi)的限制逐漸放開,但客戶對(duì)充電價(jià)格高度敏感、充電樁市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈可能再 度拉低度電服務(wù)費(fèi)用。因此,當(dāng)前提升盈利水平的核心仍然在于提升利用率。
利用率:整體利用率不足 10%,地區(qū)間差距較大
利用率可以通過平均樁數(shù)利用率、單樁平均時(shí)間利用率和平均周轉(zhuǎn)率三項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)估。平 均樁數(shù)利用率指充電站中提供服務(wù)的充電樁和站內(nèi)充電樁總量的比值;單樁平均時(shí)間利用 率衡量的是一個(gè)充電樁向車輛供電的時(shí)間和其一天可供電時(shí)間上限的比值;充電站的平均 周轉(zhuǎn)率為服務(wù)車輛數(shù)量與站內(nèi)充電樁的比值。由于充電時(shí)長(zhǎng)和功率決定了充電樁的充電量, 因此,我們一般以平均時(shí)間利用率來衡量單個(gè)充電樁以及整個(gè)充電站的利用率情況。
據(jù)中規(guī)院統(tǒng)計(jì),2021 年全國(guó) 24 個(gè)主要城市公用充電樁的平均密度約為 17.3 臺(tái)/平方公里。從整體利用率來看,盡管 2021 年國(guó)內(nèi) 24 座城市公用樁的平均樁數(shù)利用率、平均時(shí)間利用 率、平均周轉(zhuǎn)率分別提升 16.9、5.2 和 1.6 個(gè)百分點(diǎn),但大部分城市公用樁的平均樁利用率 不到 50%,多數(shù)城市公用樁的平均時(shí)間利用率不足 10%,充電樁利用率仍處于較低水平, 長(zhǎng)尾效應(yīng)顯著。從增長(zhǎng)的幅度來看,廈門、廣州、福州、長(zhǎng)沙、濟(jì)南等城市的公用樁效能 提升幅度較大,而???、石家莊、南昌、深圳等城市的公用樁效能提升幅度較小,整體利用率的提升仍呈現(xiàn)出地區(qū)間不平衡狀態(tài)。
成本端:充電設(shè)施的成本由兩部分構(gòu)成——建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本。據(jù) 2021 年中商產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,從建設(shè)成本來看,充電模塊和充電機(jī)分別為充電樁和充電站的核心,占充電設(shè)施總成本的 45%-55%。其中,充電模塊/充電機(jī)占充電系統(tǒng)成本近 50%。據(jù)中商產(chǎn) 業(yè)研究院數(shù)據(jù),一個(gè)普通樁的成本均價(jià)在 0.5-2 萬元人民幣,一個(gè)快充樁成本普遍在 10-15 萬人民幣;一座充電站的投資成本約為 250 萬元,其中,配電設(shè)施成本在 160 萬元左右。運(yùn)營(yíng)成本主要涉及到場(chǎng)站管理員的工資,日常的維修和充電樁的保險(xiǎn)費(fèi)等。
充電樁盈利分析
我們假設(shè)一個(gè)直流充電樁的充電功率為 50kW,假設(shè)單 W 價(jià)格為 0.65 元,其充電樁建設(shè)初始投資額為 7.25 萬元(包含充電設(shè)備、土建施工和配電側(cè)設(shè)備投資),其中 70%為銀行貸款,貸款利率為 7%。
充電樁盈利的敏感性分析
當(dāng)直流充電樁的利用率介于 5-17%之間,度電服務(wù)費(fèi)介于 0.5-1.0 元時(shí),單個(gè)直流樁凈利率 處在 2-57%的范圍內(nèi)。當(dāng)度電服務(wù)費(fèi)為 0.5 元時(shí),直流樁利用率在接近 5%時(shí)能夠達(dá)到盈虧 平衡點(diǎn);當(dāng)度電服務(wù)費(fèi)為 0.6 元時(shí),直流樁利用率在 4%左右能夠達(dá)到盈虧平衡點(diǎn)。隨著利 用率提升,凈利率對(duì)其敏感性逐漸降低。在其他條件相同的情況下,充電功率提升,凈利率亦隨之提高。
充電站盈利分析
我們假設(shè)一座具備 30 個(gè) 50kW 直流充電樁和 10 個(gè) 7kW 交流充電樁的充電站,其直流樁的 單 W 充電樁設(shè)備成本為 0.65 元/W,單樁土建支出為 1.5 萬元,單樁配電側(cè)設(shè)備支出為 2.5 萬元;交流樁的單樁成本為 6000 元。其他基本假設(shè)情況如下:
直流樁占比、直流單瓦充電模塊價(jià)格是影響充電站初始投資的兩個(gè)重要因素,兩者同投資 規(guī)模呈正相關(guān)關(guān)系。經(jīng)我們測(cè)算,當(dāng)直流樁占比為 40-80%,單 W 直流充電模塊價(jià)格在 0.4-0.9 元的范圍內(nèi)時(shí),投資額約為 102-278 萬元。
假設(shè)該充電站中的直流充電樁的充電功率為 50kW,交流充電樁為 7kW,直流單 W 充電樁 設(shè)備價(jià)格為 0.65元,交流樁的單樁成本為 6000元,則充電站建設(shè)的初始投資規(guī)模約為 223.5 萬元(包含充電設(shè)備、土建施工和配電側(cè)設(shè)備投資),其中 70%為銀行貸款,貸款利率為 7%。假設(shè)度電服務(wù)費(fèi)為 0.5 元/kWh,利用率為 10%時(shí),其凈利率約為 19.2%,靜態(tài)投資 回收期為 7.19 年。經(jīng)測(cè)算得出,該充電站的盈虧平衡點(diǎn)處利用率約為 7.45%。
改進(jìn)模式:光儲(chǔ)充一體化,降成本賺價(jià)差
光儲(chǔ)充一體化解決方案本質(zhì)是由光伏、儲(chǔ)能和充電樁三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)微電網(wǎng)。該系統(tǒng) 通過集成光伏發(fā)電、大容量?jī)?chǔ)能電池和智能充電樁等多項(xiàng)技術(shù),既可以為電動(dòng)汽車提供綠 色能源,又可以實(shí)現(xiàn)電力削峰填谷的輔助功能。三者耦合的工作機(jī)制是通過光伏子系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)由太陽能到電能的轉(zhuǎn)化,產(chǎn)出的電能可以儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,或直接輸送至充電樁對(duì)電 動(dòng)車充電或其他用電端。系統(tǒng)中的能量管理系統(tǒng)(EMS)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)單元起到監(jiān)控調(diào)度作 用,旨在實(shí)現(xiàn)能量配置的最優(yōu)化。其主要的功能有設(shè)備監(jiān)控、能量統(tǒng)計(jì)分析、能量管理、儲(chǔ)能調(diào)度、事件告警、報(bào)表管理等。
峰谷價(jià)差下,賺取電價(jià)差額成為可能,價(jià)差擴(kuò)大提振盈利。光儲(chǔ)充一體化可以將光儲(chǔ)套利 系統(tǒng)和充電樁進(jìn)行結(jié)合,峰谷價(jià)差的擴(kuò)大,也有利于充電樁運(yùn)營(yíng)商獲取套利收益。22 年 9 月,多省已取消尖峰電價(jià),但大部分省份的峰谷價(jià)差較 8 月份仍有上浮。根據(jù)北極星儲(chǔ)能 網(wǎng)統(tǒng)計(jì),9 月共有 21 省份的最大峰谷電價(jià)差超過 0.7 元;16 個(gè)省份的峰谷電價(jià)差環(huán)比 8 月 擴(kuò)大。其中上海的峰谷價(jià)差達(dá) 1.397 元/kWh,達(dá)到全國(guó)最高水平。對(duì)于充電樁運(yùn)營(yíng)商而言, 該模式克服了傳統(tǒng)盈利模式下難以獲取電費(fèi)差價(jià)的弊端。日間光照較強(qiáng)時(shí),利用光伏發(fā)電 實(shí)現(xiàn)電價(jià)高峰段自發(fā)自用,余量上網(wǎng),獲取電費(fèi)收益;低谷電價(jià)時(shí)段,調(diào)動(dòng)電網(wǎng)容量向儲(chǔ)能電池充電,實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用,峰谷套利。
降低配網(wǎng)端增容成本,兩部制電價(jià)下節(jié)省容量電價(jià)。電價(jià)按設(shè)備容量分為兩類:一是單一 制電價(jià);二是兩部制電價(jià)。
單一制電價(jià):是以用戶安裝的電能表每月示出的實(shí)際用電量為計(jì)費(fèi)依據(jù)。實(shí)行單一制電價(jià) 的用戶,每月應(yīng)付電費(fèi)與其設(shè)備容量和用電時(shí)間均不發(fā)生任何關(guān)系,單價(jià)保持恒定。
兩部制電價(jià):將電價(jià)分成容量(需量)電價(jià)和電度電價(jià)兩個(gè)部分計(jì)算。其中,容量(需量) 電價(jià)體現(xiàn)了用戶對(duì)“電力”的需求,供電企業(yè)需要按約定為用戶配置專屬的輸變電容量, 通過容量電價(jià)回收相關(guān)投資產(chǎn)生的固定成本。另一部分稱為電度電價(jià),體現(xiàn)了用戶對(duì)“電 量”的需求,反映電力工業(yè)企業(yè)成本中的電能成本,即流動(dòng)費(fèi)用部分。目前我國(guó)對(duì)變壓器 容量在 31SkVA 及以上的大工業(yè)用電執(zhí)行兩部制電價(jià),其他用電均執(zhí)行單一制電價(jià)。
實(shí)現(xiàn)機(jī)制:電網(wǎng)用電高峰時(shí),優(yōu)先使用儲(chǔ)能系統(tǒng)向充電樁供電,借此緩解充電樁對(duì)區(qū)域電 網(wǎng)的沖擊,解決充電站配電容量不足難題。通過儲(chǔ)能系統(tǒng),充分發(fā)揮存儲(chǔ)能量和優(yōu)化配置 的功能,谷期充電、峰期放電,進(jìn)一步降低充電成本,又可在電網(wǎng)故障停電時(shí)采用離網(wǎng)運(yùn) 行模式對(duì)新能源車緊急充電。通過能量存儲(chǔ)和優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本 平衡,可根據(jù)需要與公共電網(wǎng)靈活互動(dòng)且相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行,盡可能的使用新能源,緩解了充電樁用電對(duì)電網(wǎng)的沖擊。由于當(dāng)前的盈利空間逐步擴(kuò)大,企業(yè)紛紛加速布局光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)鏈,如中能電氣的子公司能 夠?yàn)榭蛻籼峁┕鈨?chǔ)充項(xiàng)目前期開發(fā)、設(shè)計(jì)、EPC、運(yùn)維等服務(wù),同時(shí)公司也已經(jīng)在福清工廠 投建了光儲(chǔ)充一體化示范項(xiàng),科大國(guó)創(chuàng)的光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)已在試點(diǎn)運(yùn)行中,此外還有易 事特、星云股份、陽光電源等進(jìn)行了光儲(chǔ)沖一體化的布局。
潛在模式:數(shù)據(jù)服務(wù)加速變現(xiàn),有序充電 V2G 增加收益
充電樁助力車網(wǎng)互通,加速數(shù)據(jù)變現(xiàn)。早在 2015 年,國(guó)務(wù)院就已經(jīng)明確“互聯(lián)網(wǎng)+充電基 礎(chǔ)設(shè)施”產(chǎn)業(yè),結(jié)合新能源車市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿?,將充電設(shè)施建設(shè)成為海量數(shù)據(jù)的入口。由 于充電樁運(yùn)營(yíng)商、制造商、用戶高度分散,海量數(shù)據(jù)存在較大整合價(jià)值,行業(yè)內(nèi)開始追求 充電樁和大數(shù)據(jù)的耦合聯(lián)動(dòng)。這種聯(lián)動(dòng)一方面旨在借助大數(shù)據(jù)分析車主的充電行為,分析 充電區(qū)位以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的充電樁建設(shè)分布;另一方面,可以附帶多項(xiàng)數(shù)據(jù)增值服務(wù),助力形 成大數(shù)據(jù)和充電樁融合的創(chuàng)新商業(yè)模式。當(dāng)前支付金融、數(shù)據(jù)服務(wù)、同電網(wǎng)互聯(lián)互通等業(yè) 務(wù)同充電業(yè)務(wù)結(jié)合的經(jīng)營(yíng)模式層出不窮,為行業(yè)發(fā)展注入新鮮血液。
后市場(chǎng)大數(shù)據(jù)分析開發(fā)增值服務(wù),助力盈利模式變革。后市場(chǎng)是指汽車銷售完成后提供的 服務(wù),包括電池評(píng)估、車輛檢測(cè)等。借助后市場(chǎng)大數(shù)據(jù)分析技術(shù),充電樁運(yùn)營(yíng)商未來可以 探索建立“充電+后市場(chǎng)服務(wù)”的運(yùn)營(yíng)模式,通過為客戶、車企等提供各類增值服務(wù)拓展盈 利渠道,同時(shí)可以打通中下游產(chǎn)業(yè)鏈,打造差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如,特來電與天貓養(yǎng)車 開展合作,推動(dòng)新能源動(dòng)力電池評(píng)估檢測(cè)服務(wù)落地,利用車輛充電時(shí)充電樁的回傳數(shù)據(jù)對(duì)車輛電池進(jìn)行全面診斷評(píng)估,車主僅需在天貓養(yǎng)車門店充電 20 分鐘即可獲得一份電池檢測(cè) 報(bào)告,未來二者生態(tài)進(jìn)一步融合后車主還可以通過手機(jī) APP 查看檢測(cè)報(bào)告,進(jìn)一步落實(shí)“新 能源汽車服務(wù)全價(jià)值鏈”戰(zhàn)略及“售服一體化”全布局。
借助能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)切入 B2B2C 服務(wù),打造利潤(rùn)新的增長(zhǎng)極。借助支付寶等第三方通 用平臺(tái)打造底層入口邏輯,通過切入B2B2C模式實(shí)現(xiàn)與其他運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)合作, 通過共享服務(wù)費(fèi)創(chuàng)造新的優(yōu)質(zhì)商業(yè)模式與利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。例如,特來電一方面與超過 500 家 企業(yè)合作,打造規(guī)模大覆蓋廣的互聯(lián)互通平臺(tái),與百度地圖合作為新能源汽車車主出行提 供更便捷的導(dǎo)航服務(wù);另一方面與充電樁行業(yè)內(nèi) 9406 家企業(yè)合作打造 SaaS 充電網(wǎng),平臺(tái) 支持 APP 掃碼、車充識(shí)別等多種充電啟動(dòng)方式,通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù),為充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng) 運(yùn)維提供數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)等服務(wù)。星星充電獨(dú)創(chuàng)包含商家云、用戶云、充電云、電商云等十二種 云平臺(tái)在內(nèi)的“星星十二云”平臺(tái),圍繞能源+場(chǎng)景+生態(tài),從家庭、樓宇、社區(qū)等多方面 打造“移動(dòng)能源網(wǎng)”,在“云-管-端”(即軟件+服務(wù)+硬件)的高度協(xié)同運(yùn)作模式下,拓寬盈 利渠道。
目前充電模式正在由無序充電向有序充電轉(zhuǎn)變。無序充電指充電時(shí)間和地點(diǎn)隨機(jī)化,但大 量電動(dòng)汽車在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段集中充電會(huì)給電網(wǎng)造成較大壓力,根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院于 2021 年的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),無序充電將導(dǎo)致電網(wǎng)峰值負(fù)荷在 2030 年和 2035 年增加 12%-13.1%。V2G(Vehicle-to-grid)即電動(dòng)汽車給電網(wǎng)送電的技術(shù),本質(zhì)上是一種雙向有序充電策略。V2G 建立在 V1G(單項(xiàng)有序充電策略)的基礎(chǔ)之上,增加了在用電高峰反向放電的功能。該功能可將大基數(shù)的動(dòng)力電池轉(zhuǎn)變成一個(gè)虛擬調(diào)峰電廠,不僅進(jìn)一步緩解電網(wǎng)壓力,也可以通過反哺電網(wǎng)增加收益。由此,V2G 有序充電可通過三種方式調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷:1)通過設(shè)置峰谷電價(jià)激勵(lì)電動(dòng)車用戶自發(fā)調(diào)整充電時(shí)間;2)結(jié)合配網(wǎng)變壓器的負(fù)荷狀態(tài)與開放容量 以及用戶的出行需求對(duì)電動(dòng)汽車充電時(shí)間以及充電功率進(jìn)行智能化管理;3)智能控制與經(jīng) 濟(jì)杠桿調(diào)節(jié)相結(jié)合。
從電網(wǎng)的角度看,V2G 模式可以實(shí)現(xiàn)峰谷電的合理調(diào)配,達(dá)到“削峰填谷”的效果,還可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷,提高電網(wǎng)效率,最大化的滿足社會(huì)用電需求,使得整個(gè)系統(tǒng)更加協(xié)調(diào)。從 車主及消費(fèi)者的角度看,在用電低谷時(shí)用較低的電價(jià)給汽車充電并儲(chǔ)存電量,而在用電高 峰期用較高的電價(jià)向電網(wǎng)輸送電力,電價(jià)差可以給車主帶來一定的經(jīng)濟(jì)收益,從而進(jìn)一步降低電動(dòng)汽車車主的充電成本。符合 V2G 模式當(dāng)前還存在一些弊端,參與“削峰填谷”意 味著動(dòng)力電池充放電次數(shù)的增加,電池的循環(huán)次數(shù)是關(guān)注重點(diǎn)。
競(jìng)爭(zhēng)格局:馬太效應(yīng)明顯,“位置好+懂運(yùn)營(yíng)”是關(guān)鍵
我國(guó)充電樁運(yùn)營(yíng)端的集中度整體呈現(xiàn)高度集中的狀態(tài)。據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示,2021 年,我國(guó)公共充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng) CR4 已達(dá) 74.24%,公用充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng) CR4 達(dá)到 68.26%, 專用充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng) CR4 達(dá) 88.86%;直流充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng) CR4 為 79.08%,交流充電樁 運(yùn)營(yíng)市場(chǎng) CR4 為 71.24%。
充電樁行業(yè)呈現(xiàn)“馬太效應(yīng)”。由于充電樁運(yùn)營(yíng)行業(yè)前期投入較高,但后期需要付出的邊際 成本往往很低,因此,行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局容易呈現(xiàn)出“強(qiáng)者愈強(qiáng),弱者愈弱”的“馬太效應(yīng)”。從充電樁的市占率來看,22 年 8 月,星星充電、特來電、云快充所提供的充電樁運(yùn)營(yíng)數(shù)量 占據(jù)前三,其市占率分別達(dá)到 22%、 18%、12%;國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)的市占率緊隨其后, 其市占率分別為 11%、6%。充電站的市占率前三分別為特來電、國(guó)家電網(wǎng)和星星充電。
資金/技術(shù)/環(huán)保多重壁壘環(huán)繞,“位置好+懂運(yùn)營(yíng)”為關(guān)鍵。電動(dòng)汽車充電樁屬于新型基礎(chǔ)設(shè) 施,是資金密集型產(chǎn)業(yè),替代品威脅較小。現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)者數(shù)量不多,市場(chǎng)集中度較高,同時(shí), 因行業(yè)資金、技術(shù)門檻及環(huán)保要求較高,潛在進(jìn)入者威脅較小。上游供應(yīng)商一般為原材料 和零部件供應(yīng)企業(yè),議價(jià)能力適中,而下游消費(fèi)市場(chǎng)主要來自電動(dòng)汽車消費(fèi)者,對(duì)價(jià)格變 化相對(duì)較為敏感。由于后期付出的邊際成本占比相對(duì)較低,當(dāng)前盈利模式下充電樁利用率 對(duì)于項(xiàng)目 IRR 具有最顯著影響,地理位置的選擇為影響利用率的核心關(guān)鍵。同時(shí),隨著新 興盈利模式逐步開拓,充電樁數(shù)據(jù)價(jià)值逐步突顯,借助能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng),打造入口優(yōu)勢(shì),將會(huì)為企業(yè)帶來新的增長(zhǎng)活力。
整車端:快充提升用戶體驗(yàn),看好高電壓快充普及
快充將顯著緩解電動(dòng)車?yán)m(xù)航焦慮
能量密度提升速度趨緩,提升補(bǔ)能效率的重要性逐漸體現(xiàn)。為解決續(xù)航焦慮問題這一電動(dòng) 車普及的重要痛點(diǎn),車企抑或提升單車帶電量,抑或提升補(bǔ)能效率。過往通過提升能量密 度從而提升帶電量為主要突破方向,隨著材料體系升級(jí)以及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,電池能量密度提升, 電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程普遍達(dá)到 400 公里以上。目前能量密度提升速度放緩,進(jìn)一步提升的邊際 難度逐漸提升,若要提升續(xù)航里程則不得不提升車身重量,將降低電動(dòng)車的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保 性。因此提升補(bǔ)能效率的重要性逐漸體現(xiàn)。補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)備的普及以及補(bǔ)能效率的提升,將顯著緩解續(xù)航焦慮,提升消費(fèi)者體驗(yàn)。
我們預(yù)計(jì)換電模式更適合于商用電動(dòng)車領(lǐng)域。提升補(bǔ)能效率分為快充與換電兩大路線,換 電模式技術(shù)難度較低,補(bǔ)能速度快,且由換電站統(tǒng)一管理有利于電池的全生命周期利用。蔚來是國(guó)內(nèi)換電模式的主要推廣者,截止今年 9 月 25 日,蔚來已建成 1122 座換電站,寧德時(shí)代也已推出 EVOGO 換電品牌,首批換電站于廈門投入運(yùn)營(yíng)。然而換電模式要求電池 系統(tǒng)的高度標(biāo)準(zhǔn)化需要電池廠商和車企的共同配合、協(xié)調(diào)車企與電池廠商各方的商業(yè)利益, 因此標(biāo)準(zhǔn)化難度較大。我們認(rèn)為,換電模式有望在商用電動(dòng)車領(lǐng)域普及應(yīng)用。1)商用車帶 電量大,換電相較于快充的補(bǔ)能速度優(yōu)勢(shì)更加明顯;2)商用車行駛里程高,電池?fù)p耗較快, 換電模式實(shí)現(xiàn)車電分離有助于降低車輛維護(hù)更換成本,能與電池回收業(yè)形成完整生態(tài)。我們預(yù)計(jì)快充或?qū)⒊蔀槌擞密囇a(bǔ)能主流路線。快充將大幅縮短補(bǔ)能時(shí)間,搭配充電樁或者 充電站配套建設(shè)逐步完善,我們認(rèn)為對(duì)于主流的電動(dòng)乘用車市場(chǎng),快充模式是更優(yōu)解決方 案。參考智能手機(jī)發(fā)展,2013 年推出的快充協(xié)議 QC1.0 充電功率僅為 10W,最新的 QC5.0 充電功率已達(dá)到 100W,充電功率的提升大幅提升了用戶提升。以寧德時(shí)代最新推出的麒麟 電池為例,可以實(shí)現(xiàn) 10 分鐘內(nèi)充滿 80%電量,對(duì)應(yīng)續(xù)航里程 800 公里,大幅縮短了與傳 統(tǒng)燃油車的補(bǔ)能效率差距。
快充車型密集推出,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速
海內(nèi)外車企密集推出快充新車型。大電流路線以特斯拉為代表,吉利與零跑等車企也于近 兩年推出大電流快充車型,極氪 001 可實(shí)現(xiàn) 5 分鐘充電續(xù)航 120 公里。更多車企選擇高電壓路線,海外以保時(shí)捷為代表,其 2019 年推出的 Taycan 車型可實(shí)現(xiàn)充電 5 分鐘續(xù)航 100 公里;國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)車企與造車新勢(shì)力車型快充性能也不遜色,廣汽埃安的 AION V Plus 70 超 級(jí)快充版可實(shí)現(xiàn)充電 5 分鐘續(xù)航 200 公里。眾多車企推出快充車型一方面反映消費(fèi)者對(duì)于 快充性能的重視,另一方面也反映高電壓快充技術(shù)已相對(duì)成熟,我們預(yù)計(jì)未來隨著更多具 有競(jìng)爭(zhēng)力的快充車型推出,將進(jìn)一步加速快充,尤其是高電壓快充的普及。
中國(guó) Chaoji 快充方案兼容不同快充方案,技術(shù)更為先進(jìn)。此前,中、美、歐、日各自采用 不同快充標(biāo)準(zhǔn),但都存在技術(shù)方案不成熟;尺寸過大、機(jī)械強(qiáng)度不足、安全缺陷明顯等問題,一定程度上制約了快充發(fā)展。而中國(guó)提出的 Chaoji 快充方案兼容現(xiàn)有各類標(biāo)準(zhǔn)可以在不改變現(xiàn)有車樁產(chǎn)品的前提下,解決現(xiàn)有充電標(biāo)準(zhǔn)問題,且可拓展性更強(qiáng),具體而言,其優(yōu)點(diǎn)包括,1)ChaoJi 解決了目前存在于 CCS、CHAdeMO、GB/T 等直流充電系統(tǒng)中的公差配合,IPXXB、電子鎖可靠性等問題;2)ChaoJi 全面兼容國(guó)際主流充電系統(tǒng),與 CCS、 CHAdeMO、GB/T2015 系統(tǒng)兼容;3)ChaoJi 預(yù)留未來發(fā)展空間,支持未來以太網(wǎng)、兆瓦 級(jí)超大功率,V2X 充電需求。
Chaoji 方案有望助推快充發(fā)展。按國(guó)家電網(wǎng)規(guī)劃,今年將陸續(xù)有支持 Chaoji接口車型上市, 2025 年后國(guó)內(nèi)將逐步停產(chǎn)老接口車輛,并在 2035 年前完成全部車輛接口替換。目前, CHAdeMO3.0 標(biāo)準(zhǔn)已宣布采用 ChaoJi 接口。我們認(rèn)為未來 Chaoji 快充方案的推廣普及有 望加速快充發(fā)展,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)也有助于國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車出海,促進(jìn)國(guó)內(nèi)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)鏈成長(zhǎng),提升全球市占率。
電池端:結(jié)構(gòu)與材料創(chuàng)新助推快充產(chǎn)業(yè)化
快充要求電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
結(jié)構(gòu)層面,需要通過擴(kuò)大散熱面積、降低內(nèi)阻等方式,緩解由快充帶來的發(fā)熱量大問題。雖然通過串聯(lián)可以提升充電電壓,但電芯本身的電壓無法大幅提升,因此無論高電壓抑或 大電流路線,快充都會(huì)帶來電芯層面的電流提升,隨之導(dǎo)致產(chǎn)熱量的提升。而且由于電流 強(qiáng)度以及電阻的不均,電池內(nèi)部升溫不均勻。因此為了保證快充安全性能,電池廠需要調(diào)整散熱系統(tǒng),提升散熱能力,優(yōu)化電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
負(fù)極與電解液為快充關(guān)鍵
快充速度取決于鋰離子在電解液中、相界面以及在電極材料中的遷移速度。其中,鋰離子 在負(fù)極材料中嵌入速度較慢是主要制約因素。嵌鋰速度較慢主要因?yàn)椋?br style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;"/>
2)石墨層間距較小,造成鋰離子 的擴(kuò)散阻力較大。
嵌鋰速度較慢會(huì)導(dǎo)致電極極化,降至析鋰電位后會(huì)出現(xiàn)析鋰刺穿隔膜從而引發(fā)安全問題。炭化包覆為提升負(fù)極材料快充性能的主要方式。石墨負(fù)極的層狀結(jié)構(gòu)降低嵌鋰速度,目前 實(shí)踐中主要通過包覆瀝青等不定性碳,有助于提升各向同性,為鋰離子嵌入創(chuàng)造更多通道。此外,還有蝕刻、摻混碳納米管、磁場(chǎng)作用定向排列石墨片等多種改性方式以提升快充性能,其本質(zhì)都在于通過增加擴(kuò)散通道或者縮短擴(kuò)散路徑從而加速嵌鋰。
FEC 等電解液添加劑生成的 SEI 膜阻抗較小,有助于提升鋰離子擴(kuò)散速度。另一限制鋰離子遷移的因素在于鋰離子在電解液與電極間的 SEI 膜遷移速度。通過調(diào)整添加劑配方,形成阻抗較低的 SEI 膜,有助于提升快充性能。以 FEC 作為添加劑的電解液,與負(fù)極反應(yīng)生成的 SEI 膜含有較多的碳酸鋰,鋰離子更容易擴(kuò)散,而天以 VC 為添加劑則會(huì)生成較多的長(zhǎng)鏈物質(zhì),阻抗較高,降低鋰離子擴(kuò)散速度。
FEC 等電解液添加劑顯著提升快充能力。由于 FEC 添加劑加速鋰離子擴(kuò)散速度,減少負(fù)極極化,能避免因快充導(dǎo)致的析鋰問題,而 VC 添加劑在快充下,負(fù)極電位可能降到析鋰電位以下,引發(fā)安全問題。添加了 FEC 的電池在 3C 充電條件下,容量保持率也顯著好于 VC 與 EC。
電池廠相繼推出快充產(chǎn)品
電池廠加速布局快充。以寧德時(shí)代為代表的電池廠商在過去兩年陸續(xù)推出快充新品。寧德 時(shí)代今年 6 月發(fā)布麒麟電池,10 分鐘可實(shí)現(xiàn)快充至 80%,首發(fā)車型極氪 009 將于明年一季度交付;欣旺達(dá)于今年 9 月發(fā)布的快充動(dòng)力電池產(chǎn)品 SFC480,充電 10 分鐘續(xù)航可達(dá) 400 公里,相關(guān)配套車型將于今年四季度上市。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面,寧德時(shí)代的麒麟電池重構(gòu)水冷系統(tǒng),擴(kuò)大將散熱面積擴(kuò)大了 4 倍。欣旺達(dá) 的 SFC480 快充電池采用了 3D 液冷方案,提升散熱性能。材料端,欣旺達(dá) SFC480 快充電池為例,其采用了高電壓 6 系無鈷中鎳三元材料,搭配復(fù)合包覆、元素?fù)诫s等改進(jìn),提升快充情境下的安全性能;其負(fù)極材料也采取了改性處理提升倍率性能。