2022年中国新能源汽车换电市场发展洞察
2022年中国新能源汽车换电市场发展洞察
本文针对新能源汽车换电模式及产业链进行分析。分析内容主要包括：中国换电市场发展背景与现状，中国换电主要形式及其商业模式，典型案例，换电模式未来发展趋势洞察等。本文分析内容中的资料和数据来源于对行业公开信息的分析、对业内资深人士和相关企业高管的深度访谈，以及综合以上内容作出的专业性判断和评价。
一、中国新能源汽车换电市场的发展背景
1.什么是换电模式
换电模式是指，通过直接更换电能载具的电池来为新能源汽车补充电能。目前，新能源汽车主要采取充电模式和换电模式，相比于充电模式，换电模式具有补能时间短、电池损耗低等优势，可有效增加消费者用车的便利性，助力新能源汽车的普及。图1所示为车载换电系统示意图，图2所示为换电站结构示意图。
2.换电技术路线
换电技术路线主要分为两种：整包换电与分箱换电，这是
因为新能源汽车的电池包形式主要分为整包和分箱两种。现有换电方式主要分为底盘换电、侧方换电及分箱换电3种，其中底盘换电为主流，应用规模最大。从当前不同企业换电方式来看，蔚来主要采用的是底盘换电方式，时空电动主要采用侧方换电，分箱换电的代表企业主要是力帆汽车。表1列出了不同换电方式的情况对比。
表1 不同换电方式的情况对比
3.换电市场的发展阶段
迄今为止，我国换电市场的发展主要经历了3个发展阶段。(1)探索期(2007年-2012年)
此阶段国家电网牵头，以示范基地为主，换电模式进入市场，形成“换电模式为主，充电模式为辅”的发展格局。国家电网和南方电网提出推行“换电池”为主的发展模式。国家电网确定了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的运营模式。
2010年，国家电网建成11座标准化电动汽车充换电站，22座充换电站进入施工阶段。2011年，南方电网和Better Place 在广州合作投建换电站。2012年，国家电网主导乘用车换电模式，开展标准箱模式的换电模式。(2)沉淀期(2013年-2018年)
此阶段充电模式成为市场发展的主流，主导快充、兼顾慢
充，换电模式发展缓慢，形成了“充电为主，换电为辅”的发展格局。换电站商业模式的不确定性导致其发展受限，充电桩建设进入快速扩张的发展阶段。
2013年，特斯拉推出93s快速换电技术，但因换电费用
图2 换电站结构示意图
图1 车载换电系统示意图
高、异形电池无法跨车型共享、换电站兼容性低、运营效率低，特斯拉最终战略性地放弃了换电技术路线和运营模式。2014年，国家电网提出按照主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用的原则，优化充换电服务网络规划和布局。(3)发展期(2019年-至今)
车企大力推广新能源汽车电池租赁消费方式，换电模式再次得到关注，形成“充电与换电模式并行”的发
展格局。从2019年开始至今，工信部开始鼓励换电模式试点，从政策、法规和统一标准方面推动换电站建设。
2022年，宁德时代宣布推出换电服务品牌EVOGO，正式入局换电市场。国家电投宣布，到2025年，计划新增总投资规模1 150亿元，推广重卡20万台，新增投资持有换电站4 000座。吉利计划到2025年在全球运营5 000座智能换电站。蔚来计划在2025年建成4 000座换电站。中国石化计划2025年前建设5 000座充换电站。
4.换电模式利好政策不断加码
近年来，换电模式利好政策不断加码。早在2020年，国家首次将电动汽车换电模式写入政府工作报告，将其列为鼓励发展的新业态，并纳入“新基建”范畴。2021年，政府工作报告再次提及“增加换电站等设施”，换电站与充电桩作为配套基础设施得到大力支持，随着国家政策层层加码，换电模式迎来新的发展风口。表2列出了提及换电模式的相关政策名称及具体内容。
5.新能源汽车销量暴涨带动换电站需求
中国新能源汽车市场已从政策驱动转向市场拉动发展的新阶段，新能源汽车销量开始呈爆发式增长。根据中汽协数据显示，2021年中国新能源汽车产销分别完成354.5万辆和352.1万辆，渗透率达到13.4
%。据公安部统计，截至2021年底，中国纯电动汽车保有量达到640万辆。随着电动汽车保有量不断攀升，电动汽车用户换电需求逐渐释放。图3所示为2013-2021年中国新能源汽车销量及增速，图4所示为2016-2021年新能
源汽车和纯电动汽车保有量。
表2 提及换电模式的相关政策及具体内容
图3 2013-2021年中国新能源汽车销量及增速
数据来源：工信部、中国汽车工业协会、公安部
6.快充充电桩建设规模不足
在充电时长上，用户充电时间集中在0.5～1h之间，换电模式直接能将时间控制在5min左右，达到“换电就像加油一样”的效率。而当前，充电基础设施建设结构性供给呈现明显不足，主要体现在快慢充电桩配比不合理、位置布局不均衡等主要方面。截至2021年底， 我国公共充电桩保有量达114.7
万台，其中直流充电桩47.0万台，交流充电桩67.7万台，尽管近年快、慢充比例得到有效调整，但直流充电桩仍存在较大缺口，无法满足用户对高效率充电日益增长的需求。图5所示为用户使用公共充电桩充电时长分布情况，图6所示为2018-2021年中国各类公共充电桩保有量。
数据来源：2022年1月易观发起的《中国公共充电桩用户行为及满意度调研》
图5 用户使用公共充电桩充电时长分布情况
7.换电模式高效补能优势凸显
换电模式优势明显，其价值主要体现在5个方面(图7)：(1)降低使用者的购车成本，提升车辆残值；(2)引入电池资产管理，进行监测、养护与管理，提升电池使用效率；(3)有利于延长电池寿命和安全性；(4)有效利用用电高峰期和低谷期，降低电网负荷；(5)换电速度快，极大降低用户的补能效率等。
与充电桩快充、慢充两种补能模式对比来看，换电的补能
时间在5min左右，其补能效率远高于快充与慢充，能够有效缓解当前用户的补能时间焦虑。表3列出了换电、快充及慢充模式的对比情况。
(1)出租车和网约车
出租车与网约车作为运营车辆，对运行效率要求高。营运车辆品牌相对集中，电池较为统一，用户资产归属感低，适合采用换电模式。采用换电模式在减少司机首次购车成本的同时，也能节省车辆的日常营运成本。
图4 2016-2021年新能源汽车和纯电动汽车保有量
图6 2018-2021年中国各类公共充电桩保有量
图7 换电模式的优势
数据来源：工信部、中国汽车工业协会、公安部
数据来源：中国充电联盟
(2)公交车
公交车辆的行驶路线固定，换电站可以直接部署在公交起始站台。其次，公交车运营属性强，企业对运营成本敏感，公交车拥有固定里程需求，市场需求规模庞大。(3)货车
货车的营运属性强，运营时间长，换电模式可大幅减少司机的充电时间，解决货车司机里程焦虑，推动节能减排，提高运输效率。其次，换电重卡在专线运输、港口内倒、支线短倒等短途运输场景下，拥有较大推广价值。(4)私家车
对于私家车领域，换电涉及到电池资产问题，对于资产归属强的用户推广存在阻碍。随着换电模式的成熟，换电模式在私家车领域中的应用在持续增加。当前在私家车领域，车企也都在尝试生产适用换电模式的纯电动车型。
二、中国新能源汽车换电市场发展现状
1.我国换电站建设规模呈明显上升趋势
随着我国新能源汽车市场渗透率不断上涨，换电模式市场接受程度上升，虽然换电模式并未得到广泛应用，但是我国换电站建设规模呈明显上升趋势。截至2021年底，中国换电站保有量达到1 298座，同比增长133.9%。从分布区域来看，换电站主要集中在北京市、广东省以及浙江省三地，地域分布呈现明显结构性建设不足。图8为2019-2021年中国换电站保有量示意图，图9所示为2021年中国主要区域换电站分布情况。
2.换电站头部运营商呈“三足鼎立”之势 
从具体换电运营商来看，换电站市场份额主要集中在蔚来、奥动新能源以及杭州伯坦三家企业，呈“三足鼎立”之势。其中，蔚来拥有789座换电站，占比60.8%，奥动拥有402座换电站，占比31.0%，伯坦科技拥有107座换电站，占比
8.2%(图10)。这也直接反应出我国换电模式发展不成熟，仍处于行业发展初期。
蔚来计划至2025年底，蔚来换电站全球总数将超4 000座，其中中国以外市场的换电站约1 000 座。奥动新能源计划至2025年，换电站总规模扩展至10 000座，达到1 000万辆以上的换电车辆服务能力。伯坦科技计划至2023年，将充换电站铺设至20座城市。
3.换电商业模式盈利关键点在于提升换电服务次数
当前，换电模式下商业主体一般包括车企、换电站设备商、电池厂商以及换电站运营商，其中车企、换电运营商直接服务消费者。从服务流程来看，换电商业模式遇到的主要瓶颈是前期高昂的建设成本以及后期的运营维护成本，而换电运营商目前主要收入来源是日换电服务次数，因此，提升换电服务次数也是当前换电商业模式的盈利关键点。图11所示为换电商业模式运营示意图。
图8 2019-2021年中国换电站保有量示意图图9 2021年中国主要区域换电站分布情况
图10 2021年主要换电运营商换电站数量
新能源汽车排名前十名
数据来源：中国充电联盟
数据来源：中国充电联盟、网络公开资料
数据来源：中国充电联盟
(单位：座)
4.中国新能源汽车换电产业图谱
中国新能源汽车换电产业中，包括动力电池企业、换电系统企业、充电系统企业、换电站运营商、动力电池回收企业等。换电行业的服务对象包括：卡车、公交车、物流车、出租车和网约车，以及私家车等(图12)。
5.换电模式的痛点
当前，新能源汽车销量激增，但充电模式难以满足用户需求，在国家及地方政府的支持下，换电模式崭露头角，逐渐进入良好发展期。不过，目前换电模式的发展仍面临电池标准化程度低、初期投入成本高、商业模式单一等诸多痛点。
(1)电池标准不统一
换电模式下，动力电池标准化制约着行业的发展。家用、越野、运营等不同车辆对电池及性能的要求不一，统一难度较大。国内电动汽车车企各自布局换电站，仍处于自行探索阶段。由于对技术路线的理解不同，更换电池包的通用性等方面也存在
差异，各企业掌握的电池技术不同，动力电池标准尚未统一，同
一车企的不同车型、不同种类采用的电池规格和标准都难达成一
致，不同车企之间的电池技术、标准和规格差别更大。(2)建设成本高昂
换电模式下，换电运营商都要承担较高的前期投入费用。
图11 换电商业模式运营示意图
注：排名不分先后。
图12 中国新能源汽车换电产业图谱

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