焕然一“芯”！2023换电服务市场全分析！
发布日期：2023/11/27
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行业综述
一、定义及分类：
换电服务行业被定义为一种针对换电方式型新能源汽车和两轮电动车的电池更换和维护服务，这种服务通常包括集中式充电设施，例如换电站和换电柜。
新能源汽车换电模式概念：指通过集中型充电站对大量电池集中存储、充电、统一配送，并在换电站内对电动汽车进行电池更换服务。
新能源汽车换电模式分类：随着换电技术的不断进步，换电模式已经逐渐分为底盘、侧方以及分箱换电。然而，随着市场的不断变化，底盘换电或许将成为最主流的换电模式。
换电服务分类：主要分为新能源汽车换电服务和两轮电动车换电服务。
1、电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、充电、统一配送，并在换电站内对电动汽车进行电池更换服务，换电站集电池的充电、物流调配、以及换电服务于一体。
换电站主要包含定位系统、换电系统、运维系统、安全系统和物流系统。其中换电系统是换电站的核心，由换电平台、码垛机、升降机构、锁止机构、连接器等组成；控制系统包括：充换电云平台系统、智能站控系统、配电监控系统、烟雾/安保监控系统等；供电系统：高压电柜、变压器、低压电柜等。
2、两轮电动车换电柜的建设，不仅仅只是提供电动车电池共享服务，还需要考虑电池的维修、错峰调配以及与各类电动车的适配问题，需要电池厂、电动车厂、换电柜公司等多方公司的协同配合。
二、行业商业模式
相较于商业成熟度更高的充电服务，换电服务商业模式仍处于摸索创新阶段。换电服务商业本质为：车电分离、电池租赁。购置换电电动汽车时候，消费者放弃电池所有权为条件，节省大量电池购入费用，而后期采用租用电池的方式使用电动汽车。在车辆需续能时，车主将汽车开往换电站进行换电，从而达到为汽车续能的目的。
换电站运营方的盈利主要来源于服务费和电费差。
C端商业模式：多采用包月套餐的模式，将电池租赁费及有限次数的换电费用包含在套餐价格中，比起通过换电盈利，C端换电站更像是车企为消费者提供的购车衍生服务，同时也是车企差异化营销手段。由于换电套餐一般在购车阶段签订，换电站的盈利能力主要受换电车型销量的影响。所以相比于立足换电站的精细化经营，积极宣传换电车型的优势、提升用户对换电的接受度，促使更多的消费者选择换电车型是提升C端换电站盈利能力的主要方式。
B端商业模式：多与城市运营车辆公司签订协议的不同，分为包月套餐收费和按换电度数（行驶里程）收费两种方式，运营车辆普遍有较高换电需求，在同一个城市中换电型运营车辆的基数将很大程度上决定该城市B端换电站的盈利能力，目前在换电车型使用率高的城市中，部分换电站可以达到盈利状态。
三、行业产业链分析
换电产业链由上游换电建设，中游换电运营，下游终端消费组成。换电行业产业链上游由电池供应商、换电站基础组件供应商、配套充电系统供应商组成，分别负责提供对应应用范围的动力电池和换电站设备、软件系统等，经过多次技术迭代，大部分厂商已经可以提供成套换电站设备。中游主要为整车制造商、运营商和电池银行，整车制造商和运营商负责换电站的搭建和运营，面向市场提供换电服务，电池银行对电池进行集中管理与租赁，构建了电池银行生态圈，很好地实现了消费者、新能源车企、电池银行的三赢。下游主要由换电服务用户和动力电池回收方组成，目前商用车、出租车等B端用户对换电模式需求更加强烈。
四、换电行业产业链
五、行业发展历程分析
换电伴随着新能源车而发展，经历了萌芽、沉淀和快速发展三个阶段。
1）萌芽阶段（2006-2012），国内及海外公司积极尝试换电：对新能源汽车换电的研究始于20世纪初期，海外公司Better place、特斯拉等公司率先推出换电技术，在此早期探索期阶段，换电运营商面临着巨大的成本压力。国内最早开展换电技术的研发并推广是国家电网，国家电网率先建立换电示范工程，试行换电商业模式，并于2011年提出“换电为主、插电为辅、集中插电、统一配送”的发展战略，与众泰汽车合作换电车型。
2）沉淀阶段（2013-2019），政策鼓励充电，导致核心换电企业处于发展瓶颈期。政策对充电基础设施建设支持力度大，但对换电支持不足。此外，Better Place的破产和Fluence ZE电动车销量不及预期导致换电网络运营和电池管理成本无法得到支撑。特斯拉在2015年放弃换电模式，因为超级充电器免费，而换电服务需要预约，且车主需要返程时再换回原电池，限制了其使用率，因此特斯拉战略性放弃换电
3）快速发展阶段（2020年后），行业巨头争相入局，商业模式不断创新：新能源汽车行业景气度持续提升，利好政策纷纷出台，产业链多因素驱动换电模式高速发展。蔚来于2020年正式发布电池租用服务BaaS模式，提供了车电分离、电池租用、可充可换可升级的全面服务，开启了资本赋能新能源的商业模式，2022年宁德时代进军“车电分离”的换电市场，成立了自己的换电运营品牌EVOGO，标志着行业巨头在新能源车加速发展期占据新的市场。
六、行业政策环境分析
随着新能源汽车的快速普及，国家也紧跟时代发展潮流，为新能源换电行业的良性发展提供全面政策支持。自2020年开始，发改委、工信部等多个部门相继出台政策，旨在引导和支持新能源汽车换电行业的发展，明确了行业发展目标和规范要求，建立了换电汽车监管平台，健全了换电技术标准体系，形成了完备的换电模式产业生态，构建了全面的换电政策支持体系。这些政策措施极大地促进了新能源换电行业的发展，为行业进一步提升服务质量，推动环保节能事业不断向前迈进奠定了坚实基础。
6、行业发展现状分析
1）两轮车换电服务行业
电动两轮车已经成为快递、即时配送等行业不可或缺的基础设施。随着共享电单车行业与外卖配送行业的壮大，电动两轮车换电行业也在逐步成长壮大。整个市场被细分为三大板块：换电柜市场、电池市场以及运营市场。预计到2022年，中国的两轮及三轮车换电服务领域中，换电柜市场规模将达到2.6亿元，电池市场规模将达到20亿元，运营市场规模更是高达184亿元。这是一个极具潜力的市场，未来必将高速发展。
2）四轮汽车换电服务行业
近年来，充电模式面临着诸多的问题，这也给推广带来了很大的阻力。不过，最近政策对换电态度发生了积极的转变，连续发文鼓励开展换电模式应用。这一态度的转变也催生了各方对换电站建设的加速布局。据统计，截至2022年12月末，我国换电站的保有量达到1973座，这还不包括重卡换电的数量。相比于2021年初的1298座，换电站的数量累计增长了52.00%。这样的增长速度表明，换电模式已经成为了新的趋势。
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行业促进与阻碍因素分析
1、促进因素分析
（1）自上而下推动——国家政策
国家陆续发布多项政策，自上而下推动换电模式发展。“双碳”目标下，随着近年来新能源汽车渗透率快速提升，自2020年起，我国发布各项政策大力推进换电模式建设。2020年5月，换电首次被写入政府工作报告，同年10月，国务院发布的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，提出鼓励开展换电模式应用。2021年10月，工信部在全国11个城市启动新能源汽车换电模式应用试点工作。同年11月，《电动汽车换电安全要求》正式实施，成为我国换电行业的第一个基本通用性国家行业标准，有望推动换电行业标准化，促进换电市场发展。
（2）自下而上推动——补能效率、换电车型
“里程焦虑”的背后市场是对新能源汽车补能效率的担忧。2020年初，国家将充电桩基础设施建设纳入“新基建”领域，充电桩保有量迅速扩充。但是由于场地受限、市场化不充分、配套设施建设与运营不完善等因素制约，充电桩的建设与运维效率始终不能满足终端用户需求。相比之下，换电模式仅需3分钟即可完成新能源汽车补能，效率堪比燃油车补能，具有充电模式无可比拟的补能效率。
目前，中国新能源汽车的补能方式以充电为主，其中采用交流充电桩的慢充充电时间需4-10小时，采用直流充电桩的快充充电时长约0.5-1小时。尽管我国车桩比持续降低，但由于充电时间较长，家用充电桩“最后一公里”问题难以解决，冬季续航里程缩水，充电桩分布不均匀等一系列问题的存在，新能源汽车用户的里程和充电焦虑仍较为严重。在此背景下，各车企陆续布局换电业务，推出换电版车型。各大车企开始加大换电赛道推广力度，在具有一定市场接受度、保有量较大的现款车型基础上研发换电版本，总计实现几十款换电车型的量产，涵盖包括乘用车、出租车、商用车、重卡在内的多种电动汽车类型。
2、阻碍因素分析
（1）固定资产投入大，投资回收期长
相较于充电站，换电站的建设除了用地、人力、换电设备购置等成本外，还需要较多电池储备成本和电池充电用电成本。根据协鑫能科公告，单个乘用车换电站所需投资额为 490.72万元，其中换电站投资 260.72 万元；单个重卡换电站所需投资额914.14万元，换电站投资约为 420.14 万元，总投资额约为单个乘用车换电站的两倍。此外，换电模式还要求企业投入较多研发成本来设计换电车型，车企需要对车辆底盘、动力电池、以及车身结构进行针对性改造。
换电站的盈利模式可知，影响换电站盈利能力的主要因素为换电站的服务次数及电动车的行驶里程。根据协鑫能科公告，轻商车投资回收期为5.31年，重卡车5.21年，如服务车辆、运行里程不达标，投资回收期将继续拉长。因此行业投资面临较大的投资风险。
（2）电池、换电方式标准不统一，阻碍换电服务推广
一方面体现在电池标准上，各家电池标准并不统一，还处于各大厂商自主研发、各自为政的发展阶段， 动力电池品牌众多，全球目前有近 10 家主要动力电池生产商，材料、排列、能量密度等规格各不相同，强制统一标准要求不同企业改变自己的生产方式，势必会涉及各方利益，甚至遭到反对，主观上会遭遇较大阻力，目前蔚来也仅在自身内部实现了动力电池规格的统一，因而汽车生产商对于电池标准化的意愿不强烈，只在车企内部实现电池标准的统一，导致市场上换电模式规模小、盈利难；
此外不同车企的换电方式也存在差异， 蔚来、特斯拉多采用垂直对插式，众泰、力帆等多采用侧面对插式，北汽新能源采用端 面式换电为主，统一标准需要对不同的车身及底盘结构进行改造。
因此，需要政府继续 主导换电标准的建设和实施，从企业标准、行业标准、国家推荐性标准到国家强制性标准逐步过渡，联合各汽车生产商、电池生产商、第三方换电运营商等企业统一换电标准， 尤其是在电池标准的统一上多加引导、循序渐进。
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行业壁垒分析
1、资本壁垒分析
换电站前期基础设施投资成本较高，同时不断的损耗的更换电池要求企业不断投入大笔资金。没有一定资本积累或支持的企业将难以参与激烈的市场竞争。因此，汽车换电站行业存在一定的资金壁垒。
2、技术壁垒分析
运营商通常需要自主开发包括换电站、换电模块、移动能源车、充电港、标准电池包等在内的全套移动能源产品，以形成完整产品矩阵+服务解决方案，构建公司核心竞争力。
若无法完成自主开发，运营商需要通过向第三方购买成品换电站和电池包的方式进行投资，开展相关业务，市场竞争力相对较低。因此，进入移动能源行业具有一定的技术壁垒。
3、成本壁垒分析
重投资类项目运营商之间竞争的一大壁垒就是运营商使用杠杆的能力，以及借款的资金成本，即换电站在相同利用率的情况下，资金成本越低，杠杆率越高，ROE越高。
4、区域壁垒分析
换电站运营商可利用先发优势，抢占优势区位，成为后续运营的核心壁垒之一，且换电站重投资属性使得同一区位重复投资概率大大降低。
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行业竞争格局分析
1、两轮车换电服务行业
我国两轮车换电服务市场正在经历黎明前的黑暗，重资产且短期内难以盈利、用户使用习惯的培育、商业模式的探索、电池标准不统一等一系列问题都亟待解决。
目前换电企业主要开拓电动两轮车的B端市场，解决外卖、快递等即时配送行业的用电需求。
外卖骑手等配送人员是电动两轮车的重度使用者，每天的行驶里程在100km以上，需要自备两块以上的大容量电池交替使用。
▲外卖骑手在中国铁塔的智能换电柜扫码，取用满电的电池，快捷续航。
国内现有两轮车换电企业300多家，其中规模相对较大的换电企业有30多家，包括铁塔换电、小哈换电、e换电、易骑换电、哈喽换电、骑士换电、智租出行等。两轮车换电市场仍处于发展的初期阶段，企业之间竞争充分，还没有出现一家或几家独大的寡头格局。
2、四轮车换电服务行业
由于不同厂家生产的电池规格有差异，四轮汽车的换电目前仅在包括出租车、网约车、物流车等某一类车型里可以达成趋同，提供换电的企业就需要储备多种电池型号以备换电。再加上建换电站投入巨大，因而涉足企业较少。
换电站运营商提供换电服务，目前国内主要的运营商主要以奥动、蔚来、伯坦科技为首。奥动主要服务于出租车、网约车等运营车辆，并积极拓展业务，进军乘用车 C 端市场及商用车领域；蔚来主要服务于C 端市场，通过建立城市及高速换电网络，提高消费者出行体验；伯坦科技主要服务B端商用车市场，适配车型包括乘用车、物流车、大巴车，实现了体系内车型的换电兼容。
五：行业发展趋势分析
1、政策成强大推动力
正向推动：换电产业发展已进入政策红利期，国家层面多部门出台相关支持政策。2021年10月工信部决定启动新能源汽车换电模式应用试点工作，其中重卡特色类3个城市。整体而言，预计推广换电车辆10+万辆，换电站1000+座。
各省市响应顶层设计，积极出台换电相关支持政策。重卡换电模式已经成为多省市实现“双碳”的重要抓手，2022年以来支持政策频发，以补贴等形式鼓励换电产业良性发展。以上海市为例，其拥有全国最大港口，具有丰富的换电重卡渗透场景，2022年9月发布政策，支持高水平换电站示范建设，对特定公共服务领域的换电站给予设备补贴支持。
反向倒逼：排放标准升级，将推动重卡电动化进程。生态环境部等已明确自2021年7月1日起，全国范围全面实施重型柴油车国六排放标准，严格的新标准将倒逼企业推进电动化。未来正反两方政策共同实施必然会推动新能源汽车换电领域的蓬勃发展。
2、重卡换电市场发展提速
在“双碳”政策驱动下，重卡厂商顺势而为，积极转型发展新能源重卡，尤其2022年以来，积极申报或更新迭代新能源重卡车型，16批新车公示累计申报1596款新车型（含底盘），可以看出新能源重卡已迎来产品爆发期，换电重卡作为主流车型亦将开展持续的性能升级，增强产品力。
新能源重卡在环保严格、有适宜场景推广（如城市用车占比高、具有较丰富的港口/矿区/厂区等短途重载场景）的区域渗透率较高。
展望未来，在较高渗透率地区的场景依然有充足发展空间布局换电重卡，同时随基础设施配套增加，具有适宜场景的低渗透率地区的换电重卡数量亦将快速增加。
3、“充换”并行
虽然换电模式相较充电模式而言有着诸多方面的优势，但是充电模式本身具有市场先发优势，已经形成了较为稳固的受众群体。而且换电模式即便在“十四五”期间迎来爆发式增长，其市场规模相较于充电模式而言依旧体量较小，不可能在短期内完全取代充电模式。与此同时，充电模式相关技术也在持续发展和不断成熟，在该模式突破技术瓶颈并取得明显技术成果后，其缺陷也将得到大幅改善并受到消费者认可。
因此，在很长一段时间内，新能源汽车，特别是乘用车市场都将会处于充换电并存的局面，二者相互补充能够为整个心能源汽车市场及行业的健康发展提供有力支持和保障。
4、中国换电市场未来发展趋势
1）总括：到2025年中国换电站保有量将突破3万座，整体市场规模超千亿。
2）供给端预测：依据各相关企业未来换电站规划量，预计到2025年国内换电站保有量将突破3万座。
3）需求端预测：根据新能源换电汽车预测保有量，2025年对应换电站建设数量约30953座。到2025年换电站换电设备市场规模超千亿，CAGR 118%。到2025年换电站用电市场规模将达355亿元，CAGR118%。到2025年换电站运营市场规模将达616亿元，CAGR90%
根据国内新能源换电汽车预测规模（保有量），并依据各类车型单日平均换电频率和换电站平均单日服务车次，推算到2025年对应换电站建设数量约30953座，其中换电乘用车约15897座，换电商用车约15056座。
根据换电站需求量推算，到2025年换电站中换电设备市场规模将达1012亿元，CAGR约118%，其中换电乘用车换电设备市场规模约376亿元，CAGR约112%，换电商用车换电设备市场规模约636亿元，CAGR约122% 。
根据换电站需求量推算，到2025年换电站用电市场（电池储备等）规模将达355亿元，CAGR约118%，其中换电乘用车用电市场规模约127亿元，CAGR约112%，换电商用车用电市场规模约228.9亿元，CAGR约122% 。
根据换电站需求量推算，到2025年换电站运营市场（售电等）规模将达1,448亿元，CAGR约87%，其中换电乘用车运营市场规模约260亿元，CAGR约85%，换电商用车运营市场规模约356亿元，CAGR约95% 。
来源：深圳电池技术展
