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行业资讯

充电桩:被遗忘的“新基建”

来源:微信公众号锦缎(ID:jinduan006)发布时间:2021-01-29文章作者:潮落竹生

图片来源@视觉中国

充电桩作为新能源汽车产业发展必不可少的一环。但与整车公司、动力电池产业链等板块相比,一直以来,市场关注度与热度相对有限。之所以成为被“遗忘”的一域,有其现实的原因。

对此我们可以引述雪球用户“红叶归处是秋风”一组投研数据以管窥豹:国家电网的150kw充电桩完整的建设费用在13万人民币,增容费占50%,而德国的380kw充电桩完整的建设费用60万美金,按0.89欧电价收费,30年都回不了成本……所以目前市场的投资者除了政府,还不会有人想在重资产投资里去“做善事”投资电网充电桩基建。

现实问题固然存在,但从中长期视角来看,在产业规律驱动下,我国的充电桩行业必定将有长足发展,并诞生可期的投资机遇。

立足现实,本文全面梳理了充电桩相关的八大问题并试图将其研究透彻,包括:

一、充电桩配得上“新基建”吗?

二、充电桩经历了怎样的前世今生?

三、充电桩市场到底还有多大空间?

四、充电桩行业参与格局如何?

五、目前行业存在哪些痛点?

六、哪类充电桩将成为重点方向?

七、未来会出现怎样的发展趋势与商业模式?

八、充电桩哪些公司最值得关注?

01 充电桩配得上“新基建”吗?

如上表整理的相关政策、文件、会议等,相关部委近年来持续关注、加强新能源汽车充电基础设施即充电桩建设,甚至今年中央还将其纳入了“新基建”——“新基建”包括5G基站建设、特高压、高铁和城市轨道交通、人工智能、大数据中心、工业互联网、新能源汽车充电桩七大领域。

汽车是我国制造业中规模最大的产业,新能源汽车替代传统燃油车是目前看来确定性极高、市场空间极广的大趋势,也是我国从汽车大国走向汽车强国的必由之路。

而充电桩是新能源汽车配套基础设施,包括充电模块、主控制器、检测模块、防雷模块、通信模块等,直连电网负责给汽车充能,推进充电桩建设是落实新能源汽车产业建设的必要条件,若建设乏力,将成为制约新能源汽车推广的首要问题。并且充电桩建设量的规划是达到车桩比1:1,出售一辆新能源汽车就有一台充电桩规划建设。

处于成长期的充电桩与新能源汽车,关联利益大,易受政策波动影响,而在新能源车向市场化方向转型、补贴退坡的情况下,国家政策扶持方向重点转向充电桩理所应当,这一场极其庞大的工程入选“新基建”以开启新一轮发展也合情合理。

02 充电桩经历了怎样的前世今生?

充电桩发展可分为4个阶段:

【1】2010年之前的萌芽期

此时充电桩行业还处于探索阶段,2006年比亚迪建立了首个电动车充电站;08年为了满足绿色奥运,建设了满足50辆电动大巴需求的集中式充电站;09年上海先行建成商业运营管理的充电站。总的来说,2010年以前都是小打小闹,以形式主义为主。

【2】2011-2014的初步发展期

这期间充电桩市场由国家主导,主要参与者包括国家电网、南方电网和普天新能源,且以公共汽车或政府内部用车为主,年新增充电桩不足仅几千台,市场规模还很小,以行业摸索为主。

【3】2015-2018的爆发期与洗牌期

2014年11月《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》出台,首次将新能源汽车购置环节与充电设施补贴挂钩,特来电、星星充电等民间资本加入市场;2015年发改委、工信部等的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》提出到2020年车桩比达到1:1的发展目标,大规模的投资建设开启,行业爆发,各企业跑马圈地,促使2015年、2016年充电桩增速分别达到743%、233%。

由于扩张太快、趋于盲目,建设标准出现一系列问题,2017和2018年充电桩建设增速也骤降到57%、62%,竞争的加剧导致企业差距拉大,部分玩家出局,行业洗牌加快。

【4】目前的新基建时期

2019年,我国公共充电桩总量达到51.6万台,政策补贴由新能源车向充电设施倾斜,行业逐渐成熟,部分企业也开始盈利,而行业的方向由建设端向质量更高的运营端转移,在技术、市场、盈利模式上将产生变革。2020年3月充电桩被正式纳入新基建,国家重视程度加大,窗口期也将缩短,在新商业模式探索、新一轮政策指导作用下,充电桩发展新通道开启,迎来新机遇。

03 充电桩市场到底还有多大空间?

【1】5年内国内市场规模超千亿

目前国内车桩比约3:1,短期内将基本保持这个比例,充电桩增量速度会逐渐赶上新能源汽车增量,到2025年前后增量上实现反超,工信部规划的是到2025年建成公共桩200万个,私人桩1000万个,不过估计难以实现,预计到2025年车桩比应在2:1到3:1之间。

直流桩和交流桩比例上,私人充电桩主要是成本较低的交流桩,单个投资额约为0.3万元;公共充电桩2019年直流与交流之比维持为4:6,随着充电效率的需求提高,直流充电桩的比重会持续攀升,这点后面还会详细说,因此到2025年二者比例会朝着1:1发展,单个桩投资额约为8万和0.8万。

所以,根据敏感性分析,假定2025年车桩比的范围在2到3之间,直流充电桩比例在45%~60%,那么我们预计2020-2025年这五年内国内充电桩市场规模超过一千亿元,在1186-2365亿之间。

【2】10年内国内市场规模近万亿

预计到2030年车桩比会接近1:1的合理值,到时我国新能源汽车会达到5200万辆,充电桩10年内增量空间在5000万台左右,是5年内增量的5-9倍,建设规模就将超过5000亿。并且2025年附近运营模式完善、行业格局基本稳定之后,充电桩服务费也会高速增长,带来新的空间,叠加起来可达到近万亿市场。

另外,从2019年国际能源署IEA发布《Global EV Outlook 2019》报告和恒大研究院任泽平的研究上看,到2030年全球私人充电桩预计保有量分别达到12800-24500万台,总充电功率达1000-1800GW,总充电量达480-820TWh;

公共充电桩预计保有量达到1000-2000万台,总充电功率113-215GW,总充电量70-124TWh。

综合全球平均情况看,2030年公共桩均价3万/台、私人充电桩均价0.4万/台、电费0.5元/kWh、服务费0.7元/kWh,因此2030年全球充电桩规模0.81-1.58万亿元,充电费用规模0.66-1.13万亿元,共计约1.5-2.7万亿。

国内市场本就是全球最大的汽车市场,又因为国情不同,公共桩与私人桩比例远高于欧美,因此充电桩价值更高,预计可占全球充电桩市场份额的40%,那么国内充电桩设备和服务市场规模将达到6000亿-1.08万亿。

04 充电桩行业参与格局如何?

【1】私人充电桩比亚迪一家独大

私人充电桩一般随新能源汽车附送或购买,因而份额基本都是车企。我国又以比亚迪独大,一骑绝尘,截至2020年2月,比亚迪运营的私人充电桩41.9万台,市场份额接近6成,北汽、上汽分列第二第三,分别是占比15.9%、13.1%。

【2】公共充电桩三足鼎立

充电桩产业链分为设备制造商、电力供应商等供应端,运营商、新能源车企等运营端,以及地图导航、支付功能等支持端。其中,核心环节是运营端,负责充电桩的投资建设和运营管理。目前,运营端主体中国资企业、民营资本、整车企业皆有参与。

份额上民营企业特来电、星星充电和国资龙头国网公司居前三,截至2019年三家份额分别为28.7%、23.3%、17%,共计69%,保有量达35.6万台,拉开后面的企业一大截,行业集中度高。

其他中小运营商数目十分庞大,各地方运营商数量几乎都超过50家,但其中大多数需要委托主流运营商托管运营,如特来电接入的中小运营商数量就有2175家。因而公共充电桩建投运营基本处于三足鼎立的竞争格局。

目前市占率最高的特来电,其母公司特锐德在充电桩领域已经完成“设备制造-充电运营-方案解决”的全产业链布局,且公司2018年称已经实现了充电业务的盈亏平衡,不过其扩张速度已经明显放缓;

星星充电是其母公司万帮集团布局新能源领域的关键一环,与江苏万帮旗下的充电设备生产子公司万帮德和、新能源汽车销售4S店万帮新能源、私人用户充电桩配套服务云安装共同组成新能源产业服务一条龙,捆绑用户,星星充电也从产业中受益,扩张速度快,2019年同比增速超过100%,继而在公共充电桩数量上超过了国网公司;

三甲中唯一的国资企业国网公司资本实力极其雄厚,资源网络发达,依托国家电网广泛的电网基础设施,重点沿高速公路建设,因此主要以充电功率较大、成本高昂的直流桩为主,虽然在公共充电桩份额上有所下滑,但在快充上优势依然十分明显。

可以看出,因为公共充电桩投建回收期很长,前期会产生大量资本开支,因此行业龙头均是依靠背后的公司提供持续的资金链和设备、资源等,才得以扩大规模占领市场。

部分新能源整车企业在公共桩上也有所涉及,如比亚迪、特斯拉、北汽等,相对其他资本,整车厂商的公共桩主要不以盈利为目的,而是为了配合新能源汽车销售,吸引车主购车。

不过,充电桩建设还处于初期,行业格局仍未完全定型,存在较多变数。运营服务模式上如何改善以带来盈利,或依靠流量数据开展增值服务等也有待后文探索。

另外,充电桩上游设备商涉及A股上市公司较多,我们会在本文最后一个问题“充电桩哪些公司值得关注?”中重点探讨。充电桩下游服务平台上,主要由充电桩运营商、线上地图、网约车三类构成:

第一类如e充电,是国家电网旗下的充电服务平台,也覆盖到了特来电、星星充电等其他大型第三方充电桩,并且自今年3月国网“寻找合伙人”活动起,私人桩用户、各充电桩厂商等均可加入国网e充电管理平台,以开放的姿态力求更远发展,还有一个有意思的贴心小功能,e充电可以根据车型进行百公里成本估算,并和燃油车的油耗价格对比;

第二类线上地图平台如高德地图,依靠阿里的大数据支持和月活用户超过4亿的流量且不与运营商构成竞争关系,接入了包括国家电网、特来电、星星充电、快电在内的绝大多数充电桩运营商的实时信息,覆盖率超过96%,用户超过6000万,发展潜力巨大;

第三类是以滴滴为代表的网约车,旗下小桔充电起步较晚,主要覆盖北上广等大型城市,原先只是专门为滴滴司机服务的,后转变为对外开放的综合类平台,并与百度地图打通平台合作,但发展依然不佳,19年4月特来电、星星充电和万马三家运营商退出了小桔充电平台,另谋合作。

05 目前行业存在哪些痛点?

【1】行业发展痛点:前期不均衡发展导致的运营商盈利困难

在2014、2015年,因为《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》和《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》等对充电桩强有力文件的出台,大量资本和企业害怕错过机会,蜂拥进入,而行业方向当时却并不明朗,因此许多企业如无头苍蝇乱钻,发展极不均衡。

首先是因为补贴的偏向性而过度投资成本低充电慢的交流桩,而且过多地考虑了电力成本和场地资源,忽略了市场需求,导致充电桩利用率低,运营商不断亏损,下面的上海公共桩利用率可以看到,近几年除公交外的公共桩利用率基本在1%-3%之间,但是充电利用率一般需高于5%才有机会实现盈亏平衡;

建设标准上当时也参差不齐、质量各异,用户体验感差;还有就是重建设轻运营,几乎仅赚到微薄的服务费,大量用户流量的增值服务没有很好的挖掘。

几大原因共同造成了行业杂乱、盈利困难的瓶颈状态,不过龙头运营商已经意识到这些问题,在发展上日渐趋稳,更注重精细化运营、流量数据价值等轻资产,充电桩建设上也由补贴导向向自身盈利转变,并以用户需求为核心,提高充电桩利用率,增强盈利能力。

【2】公共充电桩痛点:数量少、充电慢、质量差

(1)其实绝对数量上,相比私人桩,公共桩基本达到了2015年的规划数量,但是在用户感觉上依然少,很难找到合适的充电桩。原因可能有几点:

一个是前期的重建设轻运维造成的充电设施布局不合理,部分桩位位置偏僻,没有实际满足到车主很多的常用充电点;

一个是充电场位无人看管,引发燃油车霸占充电车位,根据中国汽车流通协会发布的《2019新能源汽车消费市场研究报告》,35.94%的公共充电桩停车位被燃油车占领;

还有城市的封闭性和品牌的不兼容性,城市里平均有5.82%的公共充电桩不对外开放,北京这一比例达19.22%,品牌上因为前期建设标准不统一,13.33%的国内充电桩品牌相互不兼容。

(2)充电速度上,因为标准和新能源汽车动力电池类型都有差异,技术上也还有发展空间,前期投入太多成本低、充电慢的交流桩,导致充电速度这一极度影响车主充电过程体验的项目成为又一大痛点,而充电速度快的直流桩成本又很高,安全性也存在隐患。

(3)充电桩设备技术门槛低,所以不可避免地会出现大量质量问题,依据上面那份报告,北上深等十大热门城市的充电桩中20.65%的公共充电桩都出现故障,带来诸多抱怨。

【3】私人充电桩痛点:住所限制

《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》中,提出了到2020年新增集中式充换电站超过1.2万座,分散式充电桩超过480万,其中公共桩50万、私人桩430万的预期目标。截至2019年底,公共充电桩保有量已经完成目标,共计51.64万台,然而私人桩完成率仅16.3%,进展缓慢,相比美国近八成的私人桩更是悬殊。

究其原因,主要还是住所的限制。目前,新能源汽车主要集中在我国大中型城市,人口密度高,住房以小区商品房为主,不同于美国独栋房屋多、新能源车分布也相对分散。

因而在私人桩的建设上,物业限制、停车位不足、电网冲击成为阻碍,一方面建立私人充电桩涉及到电路铺设,不容易说服物业;另一方面小区停车位较少,部分车主没有固定停车位;并且部分老旧小区的电网已接近满载,充电桩数量较大的话会对电网容量造成冲击,带来安全隐患。

06 哪类充电桩将成为重点方向?

【1】直流快充是公共充电桩的必然发展方向

(1)我国公共桩比例较高,数量稳定增长

前文也有提过,我国与欧美国情不同,欧美地区很多家庭独栋居住、停车位充足,私人桩建设相对方便,体系成熟,因此对公共桩的需求较弱,私人桩的比例则较高,电动车与公共桩的比例也较高。

我国与日本情况类似,多以小区为主、物业情况复杂、停车位紧缺,私人桩建设非常滞后,因而重点发展公共充电桩,在2019年全球公共充电桩保有量中占比达到56%,并且逐年递增趋势不减。

在近几年重点建设公共桩的趋势下,经历了15、16年的超前投建、盲目发展,投建模式自17年来逐渐成熟,增长率势头已经放缓,进入良性的战略调整期,19年不仅增长率大幅下降到33.3%,绝对增量上12.9万台,也低于18年的14.7万台增量。

(2)交流桩与直流桩的区别

我们制表会看的更直观。

总结来说,交流充电桩优点在于布局方便、成本低、对电池无害;直流充电桩优点则在于充电效率高、充电时间短。

(3)直流桩是未来公共桩的必然选择

目前,公共交、直流充电桩的比例保持在6:4左右,交流桩的比例更多,主要是因为在行业发展初期,慢充的交流桩依靠着结构简单、技术成熟、成本低的特点,非常适合厂商跑马圈地,因此被广泛投放以抢占市场,但是在充电桩技术和市场日渐成熟后,直流桩才是未来公共充电桩的必然选择。

主要原因有三。

A、首先是电动车主对快充的需求十分强烈

在艾瑞和QQ Survey对全国一、二线1034名电动私家车用户调研时,在选择充电桩的决定性因素中,充电速度成为吸引车主最直接的原因,60.8%的私家车主十分在意充电速度和效率。

直流充电桩的平均充电时长为1小时54分钟,85%的用户可以在2.5小时内结束充电,而交流充电桩平均充电时长5小时45分钟,66.2%的用户需要5小时以上的冗长充电时间,这两者将近4小时的时长差距直接决定了车主最明显的使用偏向。

再结合第二、三大因素距离远近和充电价格,在核心位置及交通干线周围以低价策略运营的直流快充桩将成为电动车主的首选。

并且,上面调查针对的是私家车主,对于出租车、网约车等对时间成本特别敏感、日行驶里程长、充电频率高的专用车,对充电效率的要求更高。

B、直流桩功率的提升、成本的下降

公共桩快充占比方面,2019年全球功率超过43kW的直流快充桩比例为23%,中国对此贡献很大,在国内,这一比例达到35%。

原因已经反复强调,即我国对快充直流桩需求较高。所以功率的上升可以迎合了市场需求,也会加强直流桩的竞争力。

2019年新增直流桩平均功率为115.76kW,由于新能源车电池容量的提升和大功率直流充电技术的发展,预计直流桩功率会在合理区间内持续提升。

成本上,也伴随技术进步和行业规模的扩大而下降。充电模块是直流桩的核心设备,成本占比50%,2019年直流充电模块成本价格最低降至0.4元/W,为16年的三分之一,14年的五分之一,这极大缓解了充电桩运营商投建直流桩的资金难题,也促进了他们建设更多直流桩的热情。

C、新能源汽车动力电池容量的上升

动力电池的快充性能决定了快充桩的天花板,直流快充桩想要发展,必不可少需要动力电池的配合。现在的宁德时代、比亚迪等动力厂商电池都在努力提高电池能量密度以加强续航,2019年新上的纯电动乘用车能量密度基本都已经超过120Wh/kg,平均续航里程超过300km。

新能源车续航里程的提升使得大功率的直流公共桩实用度提高,加速车主对于直流桩的偏好,是直流桩成为未来公共桩选择方向的关键原因。

【2】私人桩将成为提升车桩比主力

虽然私人桩建设与预期差距很大,也与美国等欧美国家的比例大相径庭,但是需求数量上依然旺盛,夜间新能源车主不需要充电速度多有快,更在意的是有充电场地、低成本安全的充电,快充直流桩更适合于日常补充应急性的充电需求。

所以未来随着社区改造、私桩共享等措施的推进,以及新建小区将充电桩设备纳入建造规划,私人桩配建率将会逐渐提升,在绝对数量上将远远超过公共桩,成为提升我国车桩比的主力。

私人桩基本都是适合夜间长时间充电的交流桩,因而对公共慢充交流桩有极强的挤出效应。据《2019-2020年度中国充电基础设施发展年度报告》披露,我国公共充电桩从2015年5.78万台增加到2019年51.64万台,年复合增速72.89%,而私人充电桩从2015年0.80万台增加到2019年70.30万台,年复合增速206.17%,三倍于公共桩,占比也从2015年得12.16%大幅提升到2019年的57.67%,超越公共桩。

大多新能源车主购车时都会免费获得赠送附赠私人充电桩,成本也就只有小几千,并且还会赠送随车充,可以直接连接家用220V插座进行充电,不过充电时间太长,多为二三十个小时,属于无奈之举,不会在很大程度上冲击私人交流桩的建设。

【3】负极材料是动力电池快充性能突破的核心要点

前面说到了动力电池的快充性能决定了直流快充桩的天花板,这里就多说一点如何提高电池快充性能。

如果想要达到燃油车加油那样的效率和时长,则需要在5min内完成80%的充电,以目前纯电动车平均单车带电量50kWh来看,需要480kW功率的直流桩才可以达到,而目前市面上的大部分保有直流充电桩功率仅为60kW,即使是2020年新增的快充直流桩平均功率也仅达到120kW,如果再考虑到实际充电功率经常大大低于充电桩的设计功率,那么电动车的充电效率依然与燃油车判若云泥。

其实充电桩的功率提高技术上并不难,上面的龙头企业最大功率均可达到300kW以上,但是动力电池若承受长时间的高功率充电,寿命会缩减,安全性也大幅降低,而电动车带电量提升又是大势所趋,更需要快充功率的加大。

所以实现电池快充的关键就在于提高电池的快充性能,使之适应大功率充电。

动力锂电池负极材料就是其能否突破快充性能的核心要点。

负极上与电解液会反应形成一层钝化层,这层膜紧贴负极表面,Li离子可以自由地嵌入和脱出,因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”,即SEI膜。SEI膜具有有机

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