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5年内国内市场规模超千亿!充电桩的“前世今生”!
The following article is from 锦缎 Author 潮落竹生
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?
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。
【1】2010年之前的萌芽期
2015年印发的《电动汽车充电基础设施发展指南》中提到的建设目标是到2020年建成480万个充电桩,满足500万辆新能源汽车充电需求,其中,公共充电桩50万个,私人充电桩430万个,车桩比基本达到1∶1。
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。
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
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。
【2】公共充电桩三足鼎立
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。
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
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。
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。
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
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
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。
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。
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
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。
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。
但是,当SEI膜变厚时,离子导电率变差,电池性能和寿命会急剧下降。根据美国阿贡国家实验室的研究,在充电速度倍率为0.7C到4C之间时(1C指可充电池以电池标称容量大小为单位对电池进行一个小时的持续放电的电流强度),电池性能的衰减主要与SEI膜的厚度增加有关,而SEI的成分没有发生明显的变化,但是在6C的倍率下进行充电,SEI膜的成分发生的显著的改变,导致锂离子电池的内阻急剧增加。
一方面可以对人造石墨进行二次造粒及炭化,使得颗粒更小,有利于锂离子从各个方向快速地嵌入,保证电解液充分浸润,这也是目前应用最多的方法;
【1】提高充电桩利用率是目前运营模式下盈利的核心条件
但在数百家充电桩运营公司竞争的格局下,厂商为争夺用户不断压低服务费,进行恶性竞争,导致实际收取的每度价格远低于上限标准,平均大概在为0.5-0.6元/kWh,最离谱的太原实际收取价格一度低至0.1元/kWh。 因此,提高充电单桩利用率是各运营商目前的重点努力方向,可行性大。
并且,若是选取0.6元每度的价格,以60kW直流桩为例,取折现率7%,单桩利用率从8.7%到10.6%,约提升2%时,可以缩短两年的动态投资回报周期,大幅减轻充电桩行业投资回收周期长的问题,提高企业盈利能力。
如何提高充电桩利用率,除了前文说的加大直流桩的投建,更加合理的选址布局、运营商更智能细致的引导、政策的设计等都很重要,所以我们可以沿着提高利用率、增强行业盈利能力这个目标研究未来的趋势。
城市的趋势上看,新能源汽车替代逐渐由一线城市向二三线渗透,北京上海等市场份额走低,二三线城市的充电桩建设加速,在人口密度没那么大的中型城市,智能化合理的布局公共快充桩更显其重要性,否则利用率会更低。各家也在向智能、细致的运营方向发展,如特来电的“箱变式智能群充电”、易事特的监控系统、66快充的场站智能化选择等。
快充桩还有安全方面的隐忧,通过对充电过程中电池系统电压、电流、温度变化的监测分析,可以实现充电智能化安全预警。特来电数据平台显示,到2018年底,特来电大数据云平台对3780多万次充电过程有安全监控和防护情况,触发25.8万次主动防护,预计预防20~25起重大事故,比例看似不大,但每一次可能出现的重大事故都是对生命的亵渎,也会对企业造成不可估量的名誉损失。 (2)C端私人桩:智能有序充电
因为很多地方用电高峰与低谷电费差别不大,车主也就图方便,下班即充电,很难改变这种习惯。
未来车企运营私人桩这方面是否可以结合当地用电量、电费波谷价格、车主实际可在夜间充电等实际情况来智能有序的引导车主做出最佳选择呢,就像iphone会根据用户习惯在夜间手机电量充到80%后,极其缓慢的涓流充电,到早晨起床前才刚好充满,用户体验感受会慢慢提升,这值得新能源私人桩运营思考和学习。 (3)换电站的建设与优缺点
换电站的建设速度十分惊人,自2019年8月到2020年2月,6个月时间换电站保有量从245座增加63.3%,达到400座,前三运营商分别是奥动、蔚来、伯坦的183、123、94座。到2020年9月,中国电动汽车充电基础设施促进联盟更新这一保有量到525座,较2月又增加了31.25%。
美国在公共充电桩选址方面更智能、更多样,运营商与百思买、西夫韦、全食超市、宜家等商业巨头合作,在他们旗下连锁店的停车场内安装充电桩,使得新能源车车主在店里停留的平均时间达到以往的3倍,带动更多消费,值得借鉴。
能利用好充电桩流量的大数据,做好智能化运营,开发多元的服务方式,转变为综合出行服务商,那么充电桩运营商的景气周期将显著拉长。 (3)轻资产平台化运营
各大运营商逐渐建立了自己的SaaS软件服务平台,可同时面向用户和商家,但各家共享数据的意愿却不强,导致车桩互联互通性不高,也逼迫了运营能力较弱的企业退出。
在我国,随着上海工厂产能抬升,对于特斯拉全球布局的重要性也愈发显现。2020年11月6日,特斯拉官方发布微博表示,到今年底,将在我国建成近650个超级充电站,超级充电桩和交流充电桩总量达7000余个,覆盖全国各主要城市及城市间连接线,京津冀、长三角、珠三角分布密度较高。 更多的新能源车企做不到特斯拉那样的规模,采取与运营商合作建桩的模式不失为明智的选择。比如车企为具备私人充电桩安装条件的用户配套安装私人充电桩,并提供1-2 年的运维和质保期,专业的人做专业的事,这样容易为车主提供更优质的充电体验。
(3)第三方平台的行业整合与利益冲突
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