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1、分析師:張鵬登記編碼:S0950523070001郵箱:風馳“電車”系列3:當下新能源車滲透率提升的關鍵在哪里?證券研究報告|行業深度 2024/3/18電氣設備行業投資評級看好服務實體 創造價值2報告摘要 新能源車滲透率的提升有望進入第三階段:補能焦慮取代續航能力的提升成為滲透率提升的關鍵因素。從燃油車和手機補能來看,新能源車補能是電化學過程,效率低于燃油車;類似手機補能,新能源車從早期的換電轉向當前的充電模式,一方面是電池技術的進步,另一方面是下游車集中度低導致難以統一標準化電池。充電功率的提升成為縮短補能時間、提升效率的關鍵。SIC有望降低電耗、提升效率,往往和800V高壓搭配使用。20
2、23年是800V高壓爆發之年。800V代表的快充滲透率提升的約束逐步緩解:1)整車成本有所抬升,或將自高價車逐步向下普及;2)鐵鋰超充預計24H1批量上車;3)超充樁的普及進度有望加快;4)配網設施擴容可能加快。未來超充的普及下,高功率和電網配電間矛盾增大。充電站與電網的交互是隨機波動、無序的,快充/超充趨勢下,高功率和配電間矛盾增大,無近憂但有遠慮。電網的穩定性和充電的波動性之間的矛盾可以通過需求側管理、輸配電改造等方式緩解。我們認為未來有望推動:1)充電按功率和容量雙計費;2)高壓化、高熱傳導零部件和材料的升級;3)充電堆模式的普及;4)重資產趨勢下,換電模式也有一定的空間;5)燃油車和新
3、能源車“同權同義務”可能逐步統一。產業視角建議:1)800V產業滲透率有望逐步提升,未來有望推動充電按功率和容量雙計費;促進高壓化、高熱傳導零部件和材料的升級;帶動充電堆模式的普及等,建議積極布局。2)一級市場角度,充電機器人和無線充電等方式處于發展初期階段,建議積極關注產業的優質公司。二級市場視角建議:建議關注快充電池的寧德時代,以及負極材料、熱管理、液冷超充樁等產業鏈標的。HVkZyXaXkWfUGWiWcZlW7NaOaQmOpPtRmQkPoOsReRtRqR7NmNpOuOtRmOxNqNwPContents目錄0102補能效率的提升成為新能源車滲透率提升的關鍵800V快充滲透率有望
4、提升1.1 新能源車補能效率仍有提升空間1.2 燃油車和手機補能的借鑒1.3 新能源車當前補能以充電模式為主2.1 800V高壓是提升補能效率有效方式2.2 2023年是800V高壓爆發之年2.3 800V超充滲透率提升的約束逐步緩解Contents目錄0304800V產業趨勢帶來的中長期變化建議和風險提示3.1 高功率和電網配電間矛盾增大3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化3.3 新的補能體系也在發展中補能效率的提升成為新能源車滲透率提升的關鍵01核心內容:新能源車滲透率的提升有望進入第三階段:補能焦慮取代續航能力的提升成為滲透率提升的關鍵因素。從燃油車和手機補能來看,新能源車補能是電化
5、學過程,效率低于燃油車;類似手機補能,新能源車從早期的換電轉向當前的充電模式,一方面是電池技術的進步,另一方面是下游車集中度低導致難以統一標準化電池。服務實體 創造價值新能源車作為試圖取代燃油車的新事物,滲透率的提升主要取決政策(免購置稅,路權等)、成本(平價)、體驗(補能、加速、智能化等)三大要素。新能源車2020-2021年開始的平價周期推動了第二波的滲透率提升,彼時續航能力提升成為卡點,帶來了高能量密度電池的產業趨勢。我們認為新能源車滲透率的提升可能進入第三階段,補能效率成為新的關鍵因素。1.1 新能源車補能效率仍有提升空間:當前可能處于滲透率提升的第三階段資料來源:wind,五礦證券研
6、究所預測圖表1:國內新能源車滲透率提升的關鍵要素不斷變化0%10%20%30%40%50%60%70%2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E新能源車滲透率年份政策推動政策推動全生命成本平價全生命成本平價補能效率補能效率智能化智能化6服務實體 創造價值通過“北京消協”微信公眾號、北京市消協網站向消費者發放問卷后的結果:2023年超80%消費者最關注的新能源車問題是充電等配套問題。1.1新能源車補能效率仍有提升空間:消費者當前更為關注補能問題圖表2:樣本統計下,2023年超80
7、%消費者最關注的新能源車問題是充電等配套資料來源:北京市消協,五礦證券0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%充電等配套續航里程不足安全性不高可靠性不高關注問題的人員比重關注的問題7服務實體 創造價值新能源車充電效率仍有提升空間:以特斯拉V2充電樁為例,在電量50%以外時功率出現明顯下降,帶動整體充電時間的延長。更高功率的V3充電樁相比V2的充電時間明顯縮短。1.1新能源車補能效率仍有提升空間:當前快充時間比理論值長,體驗感有待提升圖表3:充電過程中功率會逐步衰減資料來源:42號車庫,五礦證券資料來源:42號車庫,五礦證券圖表4:特斯拉V3超充的充電速度快于V20102030
8、405060700%20%40%60%80%100%充電時間/min電量V2V30501001502002503000%20%40%60%80%100%充電功率kw電量V2V38服務實體 創造價值1.2 燃油車和手機補能的借鑒:燃油車補能效率領先新能源車新能源車的補能本質是補充能量,燃油車是以補充化學能方式,新能源車是以補充電能的方式的方式。燃油車的補能是物理過程,新能源車的補能是電化學過程,化學過程慢于物理過程,意味著燃油車的補能效率快于電車。燃油車補能效率高于新能源車:從存量角度,我們預計燃油車單個加油槍服務約165輛車,新能源車扣除私人樁的影響后,我們測算單公共樁平均服務5.3輛車(存量
9、)。從單車補能時間上看,我們認為新能源車也普遍低于燃油車。圖表5:電車的單樁服務車輛數低于燃油車單加油槍服務數資料來源:中國青年網、wind、充電聯盟、澎湃新聞、CPCA船用燃料行業、五礦證券備注:存量是測算的截止23年底的數據,擬合的數據是扣除私人樁的影響164.95.37.62.42.8020406080100120140160180燃油車(存量)電車(擬合,扣私人樁,存量)電車(擬合,扣私人樁,2023增量)電車(總量,存量)電車(總量,2023增量)9服務實體 創造價值1.2 燃油車和手機補能的借鑒:新能源車使用成本低于燃油車圖表6:燃油車每Km使用成本高于電車資料來源:汽車之家、小熊
10、油耗、五礦證券(選取的大眾高爾夫和ID3車型對比,假設公共樁充電、6年的實際使用周期、每年行駛1.5萬公里)不同于電車補能設施民營為主,燃油車補能設施(加油站)大多數是國有的。從盈利模式上看,加油站主要依賴于批發價和零售價差,批發價和海外油價掛鉤,零售價是政府定區間;電車補能設施的盈利取決于充電/換電的服務費,而服務費是大多由政府限定上限。按照我們選取的車型對比,新能源車每km使用成本低于燃油車。1000.10.20.30.40.50.6燃油車電車電車(擬合,實際使用周期)元/km服務實體 創造價值1.2 燃油車和手機補能的借鑒:電池技術的進步和換電的限制推動手機從換電走向快充模式資料來源:C
11、ounterpoint Research、DT財經 2023手機快充行業趨勢洞察報告、五礦證券備注:各個階段的劃分是五礦證券研究所定義智能手機的發展經歷了換電到充電、到快充時代,一方面是依賴于電池技術進步,同時手機的換電模式的推廣受制于電池大小等標準難以統一化、防水防塵困難、與一體成型設計相違等問題。發展初期階段,鎳氫/鋰電池容量低和充電較慢,“換電”模式成為主流。2010-2019年鈷酸鋰電池的能量密度的提升帶來了整體容量增加的充電階段,2019年以后電池快充技術的發展帶動了快充模式到來,目前有可以支持100W的功率手機。充電模式2010-2019年2010年之前換電模式快充模式2019年以
12、來電池技術的進步補能方式的變化鎳氫和鋰電池-換電階段鋰電池-容量增加階段鋰電池-快充階段圖表7:手機補能方式經歷換電到快充的變化11服務實體 創造價值1.2 燃油車和手機補能的借鑒:2023Q1全球智能手機平均充電功率是34W圖表8:2023Q1 全球智能手機平均功率 34W資料來源:Counterpoint Research,五礦證券全球手機充電功率提升推動力是消費者對補能效率提升的訴求,我們認為快充滲透率提升快有電池總成本占手機比例較小的原因。根據 Counterpoint Research報告,全球手機平均充電功率從18Q1的18W提升至2023Q1的34W,假設手機帶電量是15wh,那
13、么對應約2.3C倍率。根據 Counterpoint Research報告,2023Q1全球將近80%的智能手機具備10W以上的快充功能;中國智能手機品牌平均快充功率在 50W 以上。12服務實體 創造價值1.2 燃油車和手機補能的借鑒:國產手機憑借補能效率的優勢形成差異性競爭優勢 我們認為國產手機憑借在補能效率上的優勢,與蘋果、三星等手機形成了差異性競爭優勢。蘋果為代表的補能體系相對國內廠商進度緩慢,iphone 15充電功率是20W。國內手機充電功率有跨入到100W的,OPPO 在23年3月發布了100W功率的雙口超級閃充充電器,華為mate 60支持66W超充。資料來源:中關村在線,五礦
14、證券圖表9:OPPO的Super VOOC可以顯著減少充電時間圖表10:2023年全球智能手機出貨量占比資料來源:環球網、IDC、五礦證券applesamsungxiaomiOPPOTranssionothers13電量充電時間服務實體 創造價值1.3 新能源車當前補能以充電模式為主:便捷性、經濟性和電網穩定性具有矛盾性新能源車補能中,便捷性、經濟性和電網穩定性具有矛盾性補能效率高補能成本低便捷性經濟性補能地點方便補能設施的密度大換電快充功率提升投資高投資可能低,便捷性可能不夠資料來源:五礦證券(該圖是五礦證券研究所自行繪制)消費者補能訴求圖表11:新能源車消費者補能訴求14服務實體 創造價值
15、1.3 新能源車當前補能以充電模式為主:充電和換電在成本、效率上分別占有相對優勢資料來源:沙利文,五礦證券新能源車補能形式分類:主要分為充電和換電模式,按照場景又分為固定和移動等形式。充電和換電各有優劣:充電在成本上占優,換電在效率上占優。換電還面臨難以統一標準化的問題,尚未大規模普及。補能方式充電換電固定充電移動充電換電站移動換電圖表12:新能源車補能方式分類對比參數充電換電補能效率普通高補能時間較長約5-11min電池端/需要標準電池電網端對電網有一定影響對電網相對友好補能成本約0.5-2元/kwh較高圖表13:充電和換電的特點對比資料來源:沙利文、金融界、五礦證券15服務實體 創造價值1
16、.3 新能源車當前補能以充電模式為主:新能源車補能從早期的換電轉向當前的充電模式 新能源車補能從早期的換電轉向當前的充電模式,一方面是電池技術的進步,另一方面是下游車集中度低導致難以統一標準化電池。早期的新能源車商用車為主+電池快充倍率低(大多為0.3C),充電面臨技術瓶頸+補能時間長的困頓,國家電網2011年確定了“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的運營模式。2014年國家電網確立:“主導快充、兼顧慢充、引導換電、經濟實用”的原則2020年之后,新能源車乘用車市場的發展+電池快充技術進步,政策規劃:快充為主、慢充為輔的高速公路和城鄉公共充電網絡,鼓勵開展換電模式應用。2011年國家電
17、網確定了“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的運營模式2014年14年5月,國家電網首次向社會資本開放兩市場促進新能源發展;國家電網:主導快充、兼顧慢充、引導換電、經濟實用”的原則2008年奧運會換電項目實施換電2020年2018年圖表14:國內充電路線經歷了從換電到充電模式的變化資料來源:中國青年網、中國能源報、新華社、國務院辦公廳、澎湃新聞、五礦證券新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年):加快形成適度超前、快充為主、慢充為輔的高速公路和城鄉公共充電網絡,鼓勵開展換電模式應用蔚來汽車開展換電服務16服務實體 創造價值 滲透率處于加速期的800V快充、換電等是產業當前關注的焦點從
18、技術成熟度和產業演繹的階段看,400V、慢充為代表的補能體系處于技術穩定和產業成熟期,800V、換電等體系處于成長期,機器人充電、V2G等處于萌芽期。1.3 新能源車當前補能以充電模式為主:800V快充和換電等處于成長期,400V、慢充處于成熟期技術萌芽期滲透率快速提升期技術成熟期800V快充換電400V平臺慢充機器人充電車網互充圖表15:各種補能方式所處的發展階段資料來源:億歐智庫、五礦證券時間17800V快充滲透率有望逐步提升02核心內容:充電功率的提升成為縮短補能時間、提升效率的關鍵。SiC有望降低電耗、提升效率,往往和800V高壓搭配使用。2023年是800V高壓爆發之年。800V代表
19、的快充滲透率提升的約束逐步緩解:1)整車成本有所抬升,或將自高價車逐步向下普及;2)鐵鋰超充預計24H1批量上車;3)超充樁的普及進度有望加快;4)配網設施擴容可能加快。服務實體 創造價值2.1 800V高壓是提升補能效率有效方式:充電功率的提升成為縮短補能時間、提升效率的關鍵新能源車充電倍率當前落后于智能手機:我們預計當前智能手機較多處于2C左右倍率,新能源車按照100kW的充電速率,對應是約1.3C理論倍率水平(假設80kWh帶電量的車)消費者對補能效率提升的需求+電池技術的進步,充電功率提升是大概率事件。資料來源:中國高壓快充產業發展報告2023-2025,五礦證券圖表16:新能源車實際
20、充電時間在1小時以下的占比約4%圖表17:充電功率增大,帶動理論充電時間縮小資料來源:五礦證券(假設80kWh帶電量的車)0102030405060100200300400500理論充電時間-min充電功率-kW6.3C1.3C2.5C3.8C5.0C理論倍率19服務實體 創造價值2.1 800V高壓是提升補能效率有效方式:快充技術迭代至千伏高壓水平400電壓-V8002018201520212024400V*125A=50KW400V*250A=100KW600V*300A=180KW800V*600A=480KW圖表18:800V為代表的高壓體系是提升的方向資料來源:中國高壓快充產業發展報
21、告2023-2025,五礦證券高倍率主要是通過高電壓+高電流實現:電壓大多從當前的400V提升至800V,電流也隨之增大。充電功率P=UI提升電壓U提升電流I圖表19:高功率往往是通過電壓、電流均增大來實現資料來源:五礦證券時間202720服務實體 創造價值2.1 800V高壓是提升補能效率有效方式:國內有三類800V平臺資料來源:易車、五礦證券800V架構純800V高壓平臺半800V高壓架構僅有800V高壓快充系統關鍵部件如動力系統升級為800V,但保留其他400V零件 兼顧成本和驅動效率動力電池、電驅、電源、壓縮機等所有高壓部件整車全域800V 成本高且性能優在800V電池組和其他高壓部件
22、之間增加一個額外的DCDC將800V電壓降至400V,大多僅為充電800V 投入低、見效快,僅為解決補能問題圖表20:800V架構的分類我們認為市場上800V有全域800V和非全域800V等區別,一般額定工作電壓550-930V的區間的被稱作800V,而普通汽車電壓大多在300-500V之間。21服務實體 創造價值2.2 2023年是800V高壓爆發之年:2023年滲透率較低圖表21:2023年800V車型滲透率較低資料來源:中國高壓快充產業發展報告2023-2025,五礦證券快充和超充處于滲透率的早期階段:根據中國高壓快充產業發展報告2023-2025,預計國內2023年大于等于800V車型
23、的滲透率約3%,2026年有望是20%滲透率,對應290萬輛新能源車。800V高壓的滲透率提升依賴于車、樁、電網三者協同,是系統性的工程。0%5%10%15%20%25%020040060080010001200140016002023E2024E2025E2026E國內新能源車銷量(萬輛)800V車型銷量(萬輛)800V車型滲透率(右)圖表22:800V高壓需要車、樁、電網三者協同車:零部件高壓化、材料快充化樁:高功率化電網:短期過載問題資料來源:五礦證券(圖為五礦證券研究所自行繪制)22服務實體 創造價值2.2 2023年是800V高壓爆發之年:SiC有望降低電耗、提升效率,往往和800V
24、高壓搭配使用圖表23:中國碳化硅功率器件下游應用(2021)SIC有望降低電耗、提升效率,全系800V架構車型往往會增加SiC模塊作為對IGBT的替換,SiC的耐壓更高,更為合適800V體系SiC具備耐高壓、高頻、高功率屬性,在電動汽車中主要應用于電驅動系統。與IGBT相比,SiC器件體積可以縮小到1/3以上,重量也可減少40%以上。搭配SIC的車型比例相對較少:根據NE 時代,23年1月SiC新能源乘用車銷量約4.48萬輛,占比15.4%,其中SiC配套最多的車型是Model Y、Model 3和蔚來ET5。資料來源:CASA、中商產業研究院、五礦證券圖表24:SiC具備更低的損耗、更高的功
25、率密度、更小的尺寸資料來源:wolfspeed,五礦證券Up To 80%更低的損耗Up To 80%更高的功率密度Up To 50%更小的尺寸23服務實體 創造價值2.2 2023年是800V高壓爆發之年:SiC有望降低電耗、提升效率,往往和800V高壓搭配使用 全域800V系統中,往往是SiC替換iGBT,可有效降電耗、提效率合創V09搭配800V的SiC系統,整車效率提升約4%,能耗降低7.8%。圖表26:小鵬的800V架構有節能的優勢資料來源:新出行,五礦證券圖表25:小鵬的X power 3.0系統資料來源:小鵬汽車,五礦證券24服務實體 創造價值 SiC的供給和成本一度成為限制大規
26、模普及的因素。特斯拉2016年Model 3率先采用了以碳化硅為功率模塊的逆變器,但從成本等角度考慮,23年在投資者活動上宣布計劃下一代平臺將減少75%SiC。2020年7月,比亞迪新上市的漢EV成為國內首款應用自主研發SiC模塊的車型,小鵬2023年發布的扶搖架構也包含SiC。2.2 2023年是800V高壓爆發之年:SiC有望降低電耗、提升效率,往往和800V高壓搭配使用202020232016特斯拉Model 3采用碳化硅功率器件比亞迪漢成為國內首款應用自主研發SiC模塊的車型3月,特斯拉在投資者日活動宣稱該公司下一代驅動單元成本將降低約1000美元,碳化硅將減少75%。4月,小鵬扶搖架
27、構,包含SiC資料來源:新浪財經、億歐網、NE時代、驅動之家、五礦證券圖表27:典型車企SIC應用進度25服務實體 創造價值2.2 2023年是800V高壓爆發之年:超充車型陸續發售 2023年是超充車型上市的爆發之年,國內車企更積極。小鵬、智己、理想、廣汽等車企2023年陸續推出800V車型。特斯拉在Cybertruck 上也計劃配備800V系統。馬斯克在特斯拉2023年Q3股東大會上表示,Cybertruck 電動皮卡將配備 800V 架構。Model 3/Y雖然不是800V架構,但通過提升常規下250A電流至最大600A也實現了快充的功能,V3 超級充電樁的充電功率峰值可達 250 kW
28、,V4最大支持350kW。比亞迪2015年量產了800V高壓平臺,2021年發布包含800V充電技術的e 3.0純電平臺。其海豹、元plus、海豚是該平臺生產。圖表28:800V車型在2023年迎來爆發202120192023保時捷:搭載800V高壓平臺的純電車型Taycan9月:小鵬G9、智己LS610月:埃安昊鉑HT11月:理想MEGA、特斯拉Cybertruck12月:極氪007、蔚來ET9、極狐阿爾法T52015比亞迪秦EV、唐DM現代:Ioniq 5電動車比亞迪:e 3.0 800V充電技術資料來源:趣車坊、EV視界、NE時代、太平洋汽車網、汽車之家、每日經濟新聞、路咖汽車、快科技、
29、五礦證券等26服務實體 創造價值2.3 800V超充滲透率提升的約束逐步緩解:1)整車成本有所抬升,或將自高價車逐步向下普及圖表29:800V架構下整車成本有所抬升圖:30:2023年1-11月純電動車各級別銷量占比資料來源:乘聯會,五礦證券 采用IGBT,800V快充整車成本提升約0.35萬元;采用SiC,全系800V整車成本提升約0.54萬元(考慮其對電耗的降低)。800V有望率先在B、C級車以上鋪開,預計對應37%的市場份額,后續有望逐步鋪向A級等車型。資料來源:中國高壓快充產業發展報告2023-2025、每日經濟新聞、五礦證券備注:按照單車70kwh電量假設零部件價值量增量(元)電池系
30、統和熱管理等1960高壓線束等-500熔斷器等20電機2000車本抬升(采用iGBT)3480SIC替換IGBT4000SIC帶來的電池成本下降2100車本抬升(采用SiC)538027服務實體 創造價值2.3 800V超充滲透率提升的約束逐步緩解:2)鐵鋰超充預計24H1批量上車圖表32:寧德時代神行電池可實現充電十分鐘,神行800里神行電池將超充應用到鐵鋰電池,預計24H1開始大規模上車,其出貨進度會影響超充車型的產業進度。寧德時代神行電池2023年8月發布,在CTP 3.0麒麟電池結構基礎上改進,是全球首款磷酸鐵鋰4C超充電池,常溫狀態下,神行超充電池10分鐘可續航400公里,滿電續航超
31、過700公里,即使在-10低溫環境下也可實現30分鐘充至80%。超充電池增加的成本較少。據寧德時代,神行電池相較于傳統磷酸鐵鋰電池成本幾乎沒有增加,價格也不會有大的變化,基本加量不加價。資料來源:寧德時代,五礦證券圖表31:神行超充電池改性全面材料改進負極需要包覆等改性,石墨快離子環技術正極超電子網正極技術、納米化磷酸鐵鋰正極材料熱管理大電流帶來高熱量,散熱能力需要加強隔膜和電解液等高導電解液配方、超薄SEI膜等資料來源:寧德時代,五礦證券28服務實體 創造價值2.3 800V超充滲透率提升的約束逐步緩解:3)超充設備的功率匹配有望逐步改善超充樁的普及進度此前對800V超充的快速普及形成制約功
32、率匹配的矛盾較大:當前具備支持超充功率的充電樁數量少。我們假設1臺超充電樁可以滿足15臺車的需求,未來100萬臺800V超充車型需要6.7萬臺高功率超充樁。而蔚來、極氪、小鵬、理想四家新勢力擁有的超充樁合計為一萬根出頭(截至2023年11月底),其中480kW以上的不足5000根。電壓匹配的矛盾:根據中電聯,2021年前四運營商中750V以下的占比約36%。圖表33:150kW以上的公共直流樁占比僅5%資料來源:中國高壓快充產業發展報告2023-2025,五礦證券圖表34:主流樁運營商750V以下的樁占比約36%(2021年)資料來源:中國高壓快充產業發展報告2023-2025,五礦證券29服
33、務實體 創造價值2.3 800V超充滲透率提升的約束逐步緩解:3)超充設備的功率匹配有望逐步改善超充樁的普及進度此前對800V超充的快速普及形成制約,華為等企業的進度關系著800V產業的發展節奏大功率更符合用戶偏好:150kW以上的建設占比是22%,用戶使用占比是40%。約束逐步緩解:深圳等城市走在前列,深圳計劃2030年超充站將增至1000座,2035年2000座以上。華為預計24年底建設10萬個全液冷超快充,規劃量較大,我們預計其進度對超充產業進度也有較大影響。圖表35:大功率充電樁更符合用戶偏好資料來源:2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書,五礦證券0%5%10%15%20%25%30
34、%35%40%小于3030-9090-150150-210210-270大于270占據比例充電功率-kW建設占比用戶使用占比資料來源:2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書,五礦證券0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0小于3030-150大于150使用占比/建設占比充電功率-kW圖表36:越大功率的充電樁的使用偏好相比建設的更多30服務實體 創造價值2.3 800V超充滲透率提升的約束逐步緩解:4)超充的建設成本以及配網等匹配度液冷充電樁單瓦建設成本更高,單個超充站建設成本也高:據巨灣技研,其投的1000座超充站對應的是單個投資100萬元。在沒有儲能配置的情況下,
35、超充可能需要配網設施擴容?!安辉试S使用箱變,需要建配電房”的單臺變壓器容量的上限值,在不同地區就有630kVA、1250kVA、1600kVA等不同要求,造成充電設施運營企業投資成本的增加,以360kW 超充樁為例,630kVA 安裝 2 臺就超過功率。圖表37:液冷充電樁單瓦建設成本更高資料來源:京能充電樁,五礦證券020000400006000080000100000120000140000160000180000120KW240KW元/根31800V產業趨勢帶來的中長期變化03核心內容:未來超充的普及下,高功率和電網配電間矛盾增大。充電站與電網的交互是隨機波動、無序的,快充/超充趨勢下,
36、高功率和配電間矛盾增大,無近憂但有遠慮。電網的穩定性和充電的波動性之間的矛盾可以通過需求側管理、輸配電改造等方式緩解。我們認為未來有望推動:1)充電按功率和容量雙計費;2)高壓化、高熱傳導零部件和材料的升級;3)充電堆模式的普及;4)重資產趨勢下,換電模式也有一定的空間;5)燃油車和新能源車“同權同義務”可能逐步統一。新能源車補能體系在空間上的效率和找樁時間上仍有不足。手機補能也經歷從固定到移動,從有線到無線的過程。新能源車的充電機器人和無線充電等方式仍處于發展初期階段。服務實體 創造價值3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:無近憂、但有遠慮充電站與電網的交互是隨機波動、無序的??斐鋾觿‰娋W配
37、電系統和充電間的矛盾總量無近憂,有遠慮:未來按照3億輛新能源車,每天50km,大約5kWh電量,對應15億度電,占據國內每天用電比例約二十分之一。截止23年底國內新能源車保有量約0.2億輛,我們預計用電占比影響可能小于0.5%。結構上充電高峰加劇電網高峰擾動:充電帶來的電量波動和日常用電具備時間重合性,長期看,會加劇電荷的峰谷波動,尤其是快充帶來的功率的波動更大,更加劇了峰谷的波動。根據中國電科院,十四五期間,國網公司區域電網負荷最大峰谷差率有望達到36%。圖表38:電動車在全天分時段充電量占比圖表39:山東省四季負荷曲線(千kw)資料來源:2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書,五礦證券資料
38、來源:蘭臺匯,五礦證券33服務實體 創造價值3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:無近憂、但有遠慮 從傳統的穩定可控的電源-隨機變化負荷轉向隨機變化電源-隨機變化負荷,難度增大??斐涞鹊陌l展會加劇電網配電系統的矛盾加大負荷峰谷。根據國家電網測算,通過火電廠實現電力系統削峰填谷,滿足5%的峰值負荷需要投資4000億元。以2025年廣東電網為例,若減少3%尖峰負荷,可延緩電源及配套電網投資約170億元。圖表40:充電樁對配電網的影響資料來源:電樁網,五礦證券配電網運行影響度負荷峰谷差變化量線路重載比例增量變壓器負載率變化度050010001500200025003000350040004500火電廠
39、虛擬電廠投資額-億元資料來源:和訊網,五礦證券圖表41:滿足5%的峰值負荷不同方案的投資額節點電壓偏移變化量節點電壓越限數量34服務實體 創造價值3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:無近憂、但有遠慮 新能源車未來高峰充電對電網負荷的影響較大。據我們的測算,新能源車在高峰時期用電功率占據峰值的預期是25年2%、30年8%。圖表42:新能源車在高峰期間充電占電網最大負荷的比例預期資料來源:五礦證券(按照23年國內最大13.7億千瓦的峰值對比,后續假設該值年增速5%)0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%2023年底2025年底2030年底35服務實體 創造價值3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:
40、無近憂、但有遠慮 快充會加劇電網配電系統的矛盾尖峰負荷具有時間短、幅度高的特點,造成配電網的資源閑置成本很高,設備的使用率偏低。電壓偏移會影響電能質量,當嚴重到電壓越限時,則會影響配電網安全。充電樁充電的瞬時功率很大,可能會引起電壓偏移加大。電壓偏移可能會增加電能通過輸電線路傳輸而產生的能量損耗(線損),造成電網經濟性下降。圖表43:假設居民用電行為不變,未來有可能峰谷負荷持續增大資料來源:電樁網,五礦證券圖表44:各場景下配電網線損率資料來源:電樁網,五礦證券024681012線損率-%線損率增大36服務實體 創造價值3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:電網的穩定性和充電的波動性之間的矛盾可
41、以通過需求側管理、輸配電改造等方式緩解虛擬電廠需求側管理輸配電 充電需求的波動性和電網之間穩定性的矛盾可以通過需求側管理、輸配電改造等方式緩解。峰谷負荷的加大帶動峰谷價差的拉大,或將推動工商業儲能/虛擬電廠/光儲充一體化等的加速。配網改造:按照深圳灣部分商鋪是1200元/kVA(kW)的收費標準,電網擴容涉及到較多審批。配網改造光儲充一體化工商業儲能充電樁分時電價資料來源:五礦證券備注:五礦證券研究所自行繪制圖表45:充電和電網之間的矛盾解決路徑充電和電網之間的矛盾解決路徑37服務實體 創造價值 通過價格機制的調節可以平抑電網的波動。北極星儲能網統計,2024年1月,國內共有21個地區峰谷電價
42、差超過0.7元/kWh,23個省市超過0.6元/kWh。2021年發改委關于進一步完善分時電價機制的通知:上年或當年預計最大系統峰谷差率超過40%的地方,峰谷電價價差原則上不低于4:1;其他地方原則上不低于3:1。比如四川省23年新的店電價政策是從3個方面進行變化:調整分時電價、調整分時時段,需求側市場化響應“補貼”調整。3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:電價的調節機制有望更加靈活圖表46:2024年2月全國部分省峰谷價差(1-10kv)資料來源:索比儲能,五礦證券圖表47:四川省電價政策調整包含三個部分00.20.40.60.811.2元/kwh電價政策調整調整分時時段調整分時電價需求側市
43、場化響應“補貼”調整資料來源:人民網,五礦證券38服務實體 創造價值充電站與電網的交互是隨機波動,有效解是儲能融合,長期看,光儲充可能是一個途徑,但是面臨IRR提升難的難點。儲充:儲能可以為電力負荷提供緩沖,平抑超充帶來的波動、減少配網的改造,且儲能還可利用峰谷電價差的收益降低投資成本。光儲充:政策對光儲充等形式給與補貼。杭州關于加快推進綠色能源產業高質量發展的實施意見,按照光(風、氫、水)儲充一體化”示范項目,按照不超過項目實際投資額(設備、外購技術及軟件投入)的30%對投資主體給予補助,最高不超過3000萬元。2021年,特斯拉中國光儲充一體化超級充電站在拉薩落成。3.1 高功率和電網配電
44、間矛盾增大:儲充融合有望解決充電和電網隨機交互帶來的難點,但投資增大圖表48:光儲充方案資料來源:綠能慧充官網,五礦證券39服務實體 創造價值3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:通過虛擬電廠的需求側管理仍處技術驗證和局部試點階段電廠電廠新能源車參與調峰潛力大:按照每輛車平均電量大于65千瓦時,則3億輛車載儲能容量為195億千瓦時,對應調峰潛力大。盈利預期相對可觀:假設按每天15kWh電量交換、價差0.4元/wh,對應2190元/年收益。車企發布V2G充電樁:在NIO PowerDay 2023上,蔚來發布了全新20kW V2G充電樁,全新安裝價格是16800元/根。圖表50:車網融和場景資料來
45、源:人民號,五礦證券資料來源:V2G HUB,五礦證券(截止2024年2月22日)圖表49:全球V2G試點項目6800+充電點131個項目40服務實體 創造價值政策規劃2030年千萬千瓦級的雙向靈活性調節能力:2024年關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見出臺,優先打造一批面向公務、租賃、班車、校車、環衛、公交等公共領域車輛的雙向充放電示范項目,規劃2030年智能有序充電全面推廣。(對于1千萬kW,假設單個樁是20kW,則對應50萬臺樁的規模)試點平臺逐步上線,配網智能化和有完善的電力市場是未來虛擬電廠推廣的前置條件:2021年12月,南方電網公司在深上線國內首個網地一體虛擬電廠運營管理
46、平臺,2023年6月,深圳虛擬電廠管理平臺2.0上線試運行。圖表51:車網融合政策的發展規劃資料來源:發改委、新浪財經、五礦證券2025年2030年車網互動技術標準體系初步建成:力爭參與試點示范的城市2025年全年充電電量60%以上集中在低谷時段、私人充電樁充電電量80%以上集中在低谷時車網互動技術標準體系基本建成:智能有序充電全面推廣,提供千萬千瓦級的雙向靈活性調節能力2024年關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見:對2025、2030年做了展望2021年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(征求意見稿):加速推進V2G試驗測試與標準化體系建設2020年新能源汽車產業發展
47、規劃(2021-2035年):鼓勵地方開展V2G示范應用初期階段落地階段3.1 高功率和電網配電間矛盾增大:通過虛擬電廠的需求側管理仍處技術驗證和局部試點階段41服務實體 創造價值3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之一:高壓化、高熱傳導零部件和材料的升級 超充/快充往往帶來的是電壓、電流的雙增,驅動零部件和材料的升級。系統零部件需要高壓化來適應更高的電壓架構,包括整車零部件的高壓化以及電池系統高壓化;大電流帶來的高熱量帶動充電系統和電池系統熱管理升級,以及電池材料的升級。充電功率增大提升電壓提升電流零部件的高壓化熱管理升級資料來源:五礦證券圖表52:800V超充滲透率增加帶動高壓化、高熱
48、傳導零部件和材料的升級42大多均有所提升服務實體 創造價值3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之二:有望功率+容量計費,充電服務費有望趨于合理區間 矛盾:充電價格大多按電量收費,但是不同功率成本不同。隨著800V為代表的高功率充電的普及,矛盾越來越大。加油站的借鑒:補能容量一致,按照補能單位質量成本收費(92到98號汽油的區別)新能源車補能收費:我們認為未來有望按照補能功率+容量雙計費模式。圖表53:2020年全國電動汽車充電服務費政府定價收費標準情況資料來源:南方能源觀察,五礦證券00.20.40.60.811.21.4上海海南天津河北浙江福建湖北青海湖南廣東廣西云南甘肅山東黑龍江內蒙古
49、寧夏山西重慶元/kwh指導價平均數43服務實體 創造價值3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之二:有望功率+容量計費,充電服務費有望趨于合理區間 充電服務費市場的指導價部分地區已放開,逐步市場化2020年初,全國約有20個?。▍^、市)發布了充電服務費指導價,2023年,僅天津、山西、上海、海南、重慶、甘肅、青海、寧夏8個省市沿用政府指導價,相比2020年初,有12個省市放開了對服務費的管理。不同運營企業在不同時間和地點的充電服務費有所區別。資料來源:南方能源觀察,五礦證券(以2023年9月12日的價格為例)圖表54:上海地區實際充電服務費低于指導價00.20.40.60.811.21.40
50、 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24元/kwh時點星星充電e充電特來電上海地區政府指導價1.344服務實體 創造價值 超充搭配充電堆方案可以提高充電設施的充電轉換效率及設備利用率綠能慧充的年度720kW充電堆收益可增收10萬元+,場站充電利用率上升10%,運維效率提升30%。圖表55:綠能慧充充電堆可以有效提升利用率和運維效率資料來源:綠能慧充,五礦證券3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之三:充電堆可能會普及,成為超充的匹配方案45服務實體 創造價值 超充搭配充電堆方案可以提高充電設施的充電轉換效率
51、及設備利用率華為進軍液冷超充堆有效提升IRR。華為宣布到2024年底,旗下600kW全液冷超級快充將部署超過10萬個。其最大輸出功率 600kW,最大電流600A。全液冷超充架構一次投資,可實現十年IRR提升66.7%。華為的儲能+充電堆形式效率有所提升。據長虹集團測算,華為全液冷超充方案度電成本要遠低于傳統方案,10年整站度電成本0.34元/kWh,分別較一體樁、風冷堆低35%、26%,投資回收期僅為6.7年。我們預計其主要依賴于提升節能效率、利用率、減少故障率等方式縮短投資回收期。圖表56:華為液冷充電堆典型組網圖資料來源:華為,五礦證券3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之三:充電堆
52、可能會普及,成為超充的匹配方案資料來源:華為,五礦證券圖表57:華為新一代全液冷超充提升30%電力利用率46服務實體 創造價值3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之四:重資產趨勢下,換電模式可能也有一定的空間 伴隨著儲充/光儲充的發展,投資額越來越重,即用更高的成本滿足對消費者的補能效率提升的需求換電模式目前尚未成為主流,我們認為其受制于標準的未統一,且下游汽車行業集中度的提升可能是其大幅推廣的前置條件。資料來源:華經情報網、搜狐財經、蔚來、36氪、鄒平市人民政府、wind,五礦證券等圖表58:儲充結合的超充站總投資和換電站類似0100200300400500600萬元/單項目47服務實體
53、 創造價值3.2 800V超充滲透率提升帶來的變化之五:燃油車和新能源車“同權同義務”可能逐步統一 新能源車補能效率的提升帶動新能源車滲透率提升后,燃油車和新能源車“同權同義務”未來可能逐步統一燃油車比新能源車多的主要是部分購置稅、汽油中“燃油附加稅”,新能源車購置稅優惠政策在逐步解除,而新能源車“燃油附加稅”尚未征收。原先燃油車附加稅是養路費改來,本質是按照“能量”收費,新能源車補能分為公樁和私樁,我們認為征收難度相對變大。圖表59:汽油當中的稅占比約36%消費稅增值稅城建稅教育附加稅地方教育附加稅企業所得稅其他資料來源:能源圈,五礦證券(以典型92油為例)48服務實體 創造價值3.3 新的
54、補能體系也在發展中:手機補能經歷從固定到移動,從有線到無線的過程 移動充電緩解了補能空間上效率低的問題移動充電的普及:以往手機充電依賴的是固定地點充電,移動充電寶作為補充,緩解了補能空間上效率低的問題。定價機制:共享充電寶的租賃服務定價是市場調節價,由經營者自主定價;而新能源車充電服務費仍有部分是政府規定了上限。無線充電在某些場景相比有線更加便捷,但傳輸效率略低、成本略高根據2023年5月發布的無線充電(電力傳輸)設備無線電管理暫行規定,移動、便攜式無線充電設備額定傳輸功率不超過80W。圖表61:手機無線充電資料來源:充電頭網,五礦證券圖表60:移動充電寶資料來源:小米,五礦證券49服務實體
55、創造價值3.3 新的補能體系也在發展中:新能源車補能體系在空間上的效率和找樁時間上仍有不足新能源車依賴于充電設施的密度增大來提升補能空間上的效率,但仍面臨空間效率利用不高、找樁時間長等問題,移動充電應運而生中國消費者協會發布的新能源電動汽車消費與公共充電樁使用情況調查報告顯示,無固定車位、場地有限、物業不允許等限制了常規的補能,移動式充電約束相對較小。2023年6月關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見中提出,推廣普及機械式、立體式、移動式停車充電一體化設施。移動充電機器人具備自動尋車、精準???、機械臂自動插槍充電、自動駛離、自動歸位補能等功能。圖表62:遠景發布的充電機器人資料來源:
56、選車網,五礦證券50服務實體 創造價值3.3 新的補能體系也在發展中:新能源車補能體系在空間上的效率和找樁時間上仍有不足新能源車無線充電:處于發展初期,面臨成本高等難題海外:2023年12月,特斯拉確認正在研發感應式充電技術用于汽車充電。國內:23年3月,智己汽車首個量產版11kW大功率整車智能無線充電方案落地(充電樁售價 18999 元,抵扣購車的有線充電樁權益,實際支付1.2萬元);華為、小米、比亞迪等也申請了無線充電相關專利。20212023201511月,新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年:加強無線充電等新型充電技術研發5月,無線充電(電力傳輸)設備無線電管理暫行規定:有額定
57、傳輸功率等規定6月,關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見,推廣普及機械式、立體式、移動式停車充電一體化設施。加快推進無線充電技術研究,示范建設無線充電線路及車位。資料來源:發改委,工信部,國務院,五礦證券圖表63:新能源車無線和移動等新補能形式的政策電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年):加快無線充電、移動充電等裝備研發,在示范項目中探索無線和移動充電等51建議和風險提示04服務實體 創造價值 產業視角建議:800V產業滲透率有望逐步提升,未來有望推動充電按功率和容量雙計費;促進高壓化、高熱傳導零部件和材料的升級;帶動充電堆模式的普及等,建議積極布局。一級市場角度,充電
58、機器人和無線充電等方式處于發展初期階段,建議積極關注產業的優質公司。二級市場視角建議:建議關注快充電池的寧德時代,以及負極材料、熱管理、液冷超充樁等產業鏈標的。建議53服務實體 創造價值新能源車需求不及預期;高壓快充滲透率不及預期;SIC產能、快充電池產能、配網的進度、超充設備的出貨等限制800V行業發展;風險提示54服務實體 創造價值一般聲明五礦證券有限公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格。本公司不會因接收人收到本報告即視其為客戶,本報告僅在相關法律許可的情況下發放,并僅為提供信息而發放,概不構成任何廣告。本報告的版權僅為本公司所有,未經本公司書面許可,任何機構
59、和個人不得以任何形式對本研究報告的任何部分以任何方式制作任何形式的翻版、復制或再次分發給任何其他人。如引用須聯絡五礦證券研究所獲得許可后,再注明出處為五礦證券研究所,且不得對本報告進行有悖原意的刪節和修改。在刊載或者轉發本證券研究報告或者摘要的同時,也應注明本報告的發布人和發布日期及提示使用證券研究報告的風險。若未經授權刊載或者轉發本報告的,本公司將保留向其追究法律責任的權利。若本公司以外的其他機構(以下簡稱“該機構”)發送本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入或將產生波動;在不同
60、時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告;本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時,本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本報告的作者是基于獨立、客觀、公正和審慎的原則制作本研究報告。本報告的信息均來源于公開資料,本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證,也不保證所包含信息和建議不發生任何變更。本公司已力求報告內容的客觀、公正,但文中的觀點、結論和建議僅供參考,不包含作者對證券價格漲跌或市場走勢的確定性判斷。在任何情況下,報告中的信息或意見不構成對任何人的投資建議,投資者據此做出的任何投資決策與本公司和作者無關。在
61、任何情況下,本公司、本公司員工或者關聯機構不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,也不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本公司及作者在自身所知情范圍內,與本報告中所評價或推薦的證券不存在法律法規要求披露或采取限制、靜默措施的利益沖突。五礦證券版權所有。保留一切權利。分析師聲明作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告。作者保證:(i)本報告所采用的數據均來自合規渠道;(ii)本報告分析邏輯基于作者的職業理解,并清晰準確地反映了作者的研究觀點;(iii)本報告結論不受任何第三方的授意或影響;(iv)不存在任何利益沖突
62、;(v)英文版翻譯若與中文版有所歧義,以中文版報告為準;特此聲明。免責聲明投資建議的評級標準評級說明報告中投資建議所涉及的評級分為股票評級和行業評級(另有說明的除外)。評級標準為報告發布日后6到12個月內的相對市場表現,也即:以報告發布日后的6到12個月內的公司股價(或行業指數)相對同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅作為基準。其中:A股市場以滬深300指數為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以納斯達克綜合指數或標普500指數為基準。股票評級買入預期個股相對同期相關證券市場代表性指數的回報在20%及以上;增持預期個股相對同期相關證券市場代表性指數的回報介于5%20%之間;持有預期個股相對同
63、期相關證券市場代表性指數的回報介于-10%5%之間;賣出預期個股相對同期相關證券市場代表性指數的回報在-10%及以下;無評級對于個股未來6個月的市場表現與基準指數相比無明確觀點。行業評級看好預期行業整體回報高于基準指數整體水平10%以上;中性預期行業整體回報介于基準指數整體水平-10%10%之間;看淡預期行業整體回報低于基準指數整體水平-10%以下。特別申明在法律許可的情況下,五礦證券可能會持有本報告中提及公司所發行的證券并進行交易,也可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。因此,投資者應當考慮到五礦證券及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突,投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一參考依據。