充电桩，千亿增量市场哪里来？

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　　文 | 能链研究所
　　在汽车工业发展的百年历史中，加油站书写下了浓墨重彩的一笔。
　　随着福特大批量流水线生产汽车后，家庭汽车的神话得以实现，走向千家万户。
　　然而，当时汽车加油却是一件极其繁琐的工作。
　　汽油都是存放在油罐或者容器内，由零售商对外售卖。车主加油时，则将汽油倒入油箱，这个过程需要三个人共同完成。
　　随着汽车数量大幅增长，原有的模式已经无法满足需求，更加高效、便捷的加油方式成为了需求痛点。
　　1905年，美国密苏里州圣路易斯的商人哈利·格伦纳与克雷姆·雷辛格，资兴办了世界上最初的＂圣路易斯汽车加油站＂，他们采用重力注油罐连通一根橡胶软管给汽车加油，极大地方便了路过此地的驾驶员。
　　加油站为出行提供必要保障，对整个交通业的发展起到了至关重要的作用。
　　随着新能源车渗透率的不断提升，加油服务同样也在转型，充电桩承担了加油站的角色，市场对充电桩需求飞速提升。
　　可以说，充电桩是完成能源转型，降低交通碳排，助力碳中和过程最后一环的＂枪手＂。
　　01 慢充与快充
　　手持充电枪，对准接口，启动按键，电能从电网端，经过变电箱，配电箱，接入到充电桩，电量源源不断涌来。最终通过充电桩完成补充能量、降低碳排的任务。
　　资料来源：能链智电
　　由于充电桩接入的电力是交流电，并且高于电池电压，出于安全和效率的考虑，需要变压、整流（AC(交流电)转化为DC(直流电)）后才能进行充电。
　　因此，衍生出两种主要的技术路径：一是交流充电桩、二是直流充电桩。
　　（1）交流充电桩
　　交流充电桩也可以称为慢充，需要车载充电机进行变压、整流后输出直流电。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用。
　　由于车载充电机比较小，功率小，充电过程较慢。
　　以常用的7KW家用充电桩为例，根据充电量(W)=功率(P)×充电时间(t)公式，我们可以计算得出一辆56KW的新能源车充满电时间大概需要8个小时。
　　因此，其应用于不需要快速充电的场景，如私人充电桩、地下车库。
　　交流充电桩结构较为简单，成本较低。主要由控制主板、电能输入输出回路、充电连接器、人机交互单元等部件组成。主板占成本接近30%，其次为枪线及壳体，成本占比也分别为30%左右。主板起到计量和保护功能，壳体提供支撑和人机交互，充电枪负责充电。
　　（2）直流充电桩
　　直流充电桩通常称为快充，本身自带充电模块，可以完成变压、整流，将输入的交流电转化为充电所需的直流电，完成充电过程。
　　快充通过并联的方式，直流充电桩功率更高，充电时间较短。比如，用4个15KW充电模块并联，达到60KW的功率。
　　根据公式：充电量(W)=功率(P)×充电时间(t)，以60KW功率的充电桩为例，56KW新能源车充满理论上差不多1个小时，而交流充电桩则需要8个小时。
　　因此，其应用于充电时间要求较高的场景，如出租车、公交车、物流车以及乘用车等公共充电桩。
　　快充无疑抓住了新能源车的需求痛点——充电慢的问题。如果能像燃油车一样，花几分钟将车开进充电站完成补能，这种体验与排队等候、充电几小时的实际情况判若云泥。
　　各大车企均在努力提高充电功率缩短充电时间，提高快充站的利用率。
　　02 快充的问题及解决方案
　　（1）液冷设备至关重要
　　根据公式：功率(P)=电压(U)×电流(I)，提升效率的技术路径主要分为两条，也就是提高电压：高压快充（以比亚迪（002594.SZ）为代表）和提高电流：大电流快充（以特斯拉(TSLA.US)为代表）。
　　高压快充将电动车平台由400V升级至800V，可实现400kW超充，仅需5分钟实现续航200-300km，后续将向上演进到1000-1500V。大电流快充支持200kW快充，需充电10分钟实现续航200-300km。
　　2021年比亚迪、吉利(00175.HK)、长城(601633.SH)、小鹏（XPEV.US，09868.HK）、零跑（09863.HK）等相继发布了800V高压技术的布局规划，理想（LI.US，02015.HK）、蔚来（09866.HK,NIO.US）等车企也在积极筹备相关技术。
　　不过，超充要求电缆需承受400-600A大电流。
　　电流越大，电线的发热量也越大，需要快速散热，否则安全便存在较大隐患。工信部指出：对于额定电压为750/1000/1500V的直流充电接口，额定电流（持续最大工作电流）值为200、250、300、400、500、600、800A，充电桩必须具备主动冷却装置。
　　在超级快充需求推动下，各企业纷纷投入液冷超充研究。国内开发出液冷超充技术的企业包括中航光电(002179.SZ)、沃尔核材(002130.SZ)、日丰股份(002953.SZ)、巴斯巴等，国外企业主要包括菲尼克斯、灏讯、特斯拉等。
　　永贵电器(300351.SZ)处于行业领先地位，其液冷超充枪已率先实现商业化量产，客户包括吉利、华为、理想等。
　　（2）制约快充发展最核心的在于电网的负荷能力
　　据报道，北京电网用电负荷达到2451万千瓦。假设未来快充普及，一个直流充电桩功率为120KW，高峰期有20万辆新能源车同时充电，总功率将达到2400万千瓦，接近北京电网负荷。预计2025年，北京新能源车保有量将达到200万辆。虽说有快充可以大量节约时间，可归根道理，电网承受不住大量快充的需求。
　　现阶段超充只能作为应急辅助的充电方式。未来，虚拟电厂接入、V2G技术、光储充一体化等技术的发展将有效降低快充对电网的冲击，有效扩容，增加电网的消纳能力。
　　（3）成本也是阻碍快充发展的瓶颈之一
　　直流充电桩内部组成模块比较多，体积比较大，其充电枪头是九孔的。交流桩的模块相对较少，体积比较小，其充电枪头是7孔的。
　　成本上来看，以60kw直流充电桩为例，仅充电模块一项，直流充电桩较交流高出2万以上。
　　直流充电桩（以60kW为例）设备单价超过4万元，相比之下，7KW私人交流充电桩平均单价大约1500元。直流桩高昂的价格无疑阻碍了快充技术的渗透率。
　　不过，随着国内技术发展，充电功率逐步提升，通过规模效应促进充电模块价格持续下降，大功率直流充成为主流模式更加具备经济性和实用性。
　　03 充电桩产业链图谱
　　充电桩产业链可以分为上游：零部件和充电设备，中游：建设运营商，下游：应用市场。
　　其中，充电站建设中，主要成本来自充电桩硬件设备。具体拆分充电桩硬件设备，以常见功率120kW左右的直流充电桩为例，其设备构成包括充电模块、配电滤波设备、监控计费设备、电池维护设备等。
　　（1）充电模块IGBT是核心
　　充电模块占比最高达50%。其中，细分成本来看，功率器件（30%）、磁性元件（25%）、半导体IC（10%）、电容（10%）、PCB（10%），其他如机箱风扇等占15%。
　　这里的功率器件指的是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。其工艺复杂，加工难度较高，目前主要依赖进口。以英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等海外企业为代表。
　　随着国内对IGBT的需求上升，我国企业加大资本投资力度，积极开展相关领域的研究，推进国产化替代。现阶段，已经陆续形成IDM模式和代工模式的双通道产业链，斯达半导等头部企业已具备自主生产能力。
　　（2）充电桩竞争较为激烈
　　除IGBT外，其它元器件设备基本可以实现国产化。主流充电桩制造商特锐德（300001.SZ）、许继电气(000400.SZ)等均可生产功率模块器件，对外采购断路器、接触器、电缆等标准化电气附件后，完成一体化生产。
　　因此，充电设备本身的技术壁垒不高，产品不存在显著技术差异，行业生态主要依赖政府扶持，在行业发展初期补贴收益较高。现阶段，参与行业竞争的企业数量众多，规模参差不齐，竞争激烈，导致价格下降，毛利率持续下滑。
　　（3）充电桩运营以民营企业平台商为主、国企运营为辅
　　充电桩的投建和运营业务有重合部分，前期会产生大量资本开支，投资回收期长，对运营商资本压力较大。
　　目前主流商业模式包括运营商主导模式、车企主导模式、第三方充电服务平台主导模式三种。其中，专业化运营商模式为主要的运营模式，该模式优点在于管理效率高，缺点在于收入来源较为单一，主要依赖于服务费。
　　车企主导模式主要适用于较为成熟的电动汽车企业当中，用于给车主提供更优质的充电体验，该种模式对资金和用户数量有较高要求，主要有车企自建桩与合作建桩两种建设方案。
　　在第三方充电服务平台主导模式下，充电平台一般不直接参与充电桩的投资建设，多为轻资产运营。通过自身资源整合能力将各大运营商的充电桩接入自家SaaS平台，提供智能化管理，大数据服务。协助运营商＂引流＂并提供后续运维服务，盈利来源为运营商服务费分成及相关增值服务费。
　　目前充电桩运营商的盈利主要来源于服务费、电力差价和增值服务。其中，收取充电电费和服务费是大部分运营商的最基本盈利方式。
　　增值服务包括广告保险、租赁、维修等服务，盈利状况一般。充电桩运营商仍需拓展除充电业务以外的盈利方式，提升增值服务以增强用户黏性以及提高客单价。
　　国内充电桩市场发展经历多个阶段，在经历早期野蛮生长，资本跑马圈地后竞争越发激烈，行业标准设立后市场逐步出清。现阶段，行业逐步趋于稳定，形成以民营企业平台商为主、国企运营为辅的局面。
　　截至2022年9月，特来电、星星充电、云快充、国家电网四家运营商贡献63.7%的市场份额。
　　04 充电桩新增千亿市场
　　（1）国内充电桩增量稳步推进
　　中汽协预测2022年新能源汽车销量670万辆，同比增长90.3%。2023年中国新能源汽车900万辆，同比增长35%。
　　一方面，随着新能源车渗透率的提升，充电桩需求同比上升。另一方面，更低车装比的发展趋势，有利于充电桩释放需求。
　　截至2022年9月，我国新能源汽车保有量达1149万辆，充电桩保有量达448.8万座，车桩比下降到至2.56∶1。不过，仍旧无法满足市场充电需求，在政策和市场双重驱动下，充电桩产业链有望迎来加速发展。
　　天风证券预测，中国市场空间2022年估计市场规模200亿+，未来2-3年复合增速20%-40%之间。
　　（2）增量主要看海外
　　欧洲市场是仅次于中国的全球第二大充电桩市场，2021年欧洲公共充电桩全球市场份额约24.5%。当前，欧洲充电桩的建设进度慢于新能源车，据IEA统计，截至2021年欧洲新能源车保有量为550万辆，公共充电桩保有量为35.6万座，公共车桩比高达15:1。主要的充电桩存量也以慢充为主，占比为86%。
　　美国公共车桩比例与欧洲市场类似。据IEA统计，截至2021年美国新能源车保有量为200万辆，公共充电桩保有量为11.4万座（充电站3.6万座），公共车桩比达17:1。慢充占比略低于欧洲市场，约为81%。
　　欧美车桩比较高，无法匹配快速增长的新能源车，未来有较大提升空间。天风证券预测美国市场空间目前规模超30亿，未来2年有望持续翻倍增长，欧洲市场空间目前规模近30亿，未来2-3年复合增速有望达60%+。
　　中泰证券测算中国及欧美充电桩市场规模有望从2022年402亿元增长至2025年1674亿元，CAGR达60%，新增千亿的市场空间。
　　价格上看海外交流桩单价在0.65-0.7元/W，直流桩单价在1.2-1.4元/W，是国内的2-3倍价格，国内企业出海将有较大的毛利和净利提升空间。
　　海外充电桩市场与国内市场对充电桩的分类、认证标准、消费者偏好、收费方式、利润让渡等方面存在差异，国内企业出海面临着文化差异与产品认证门槛，对企业海外市场的了解度要求较高。
　　因此，需要企业不单单具备技术硬实力，也要尽早布局海外市场，与海外厂商建立紧密的合作关系。只有软硬实力结合能力较强的企业方能脱颖而出。
　　炬华科技(300360.SZ)，道通科技(688208.SH)、盛虹股份(300693.SZ)等已经通过海外验证，开始批量交货。
　　国内企业凭借中国制造优势，在毛利率方面显著占优，逐步发挥品牌效应，加强渠道建设，有望迎来高速发展。
　　参考资料：
　　[1]英大证券《充电桩行业深度研究报告》
　　[2]华安证券《出海与快充逻辑加速演进，把握充电桩上游元器件机会》
　　[3]天风证券《交流桩重渠道品牌，直流桩看中国制造业红利》
　　[4]艾瑞咨询《中国公共充电桩行业研究报告2020年》
　　[5]能链智电《充电桩介绍》