新能源汽车之充电桩:聚焦公交与高速场景,警惕未来供给过剩

作者:行业与区域研究所 

来源:招商银行研究 

■  充电桩按照充电方式可分为直流桩和交流桩,按应用场景分为公共桩、私人桩和专用桩,产业链主要分为设备制造和充电运营。直流充电桩俗称“快充”,能直接为动力电池充电,功率大、充电快、成本高,对电池寿命不利;交流充电桩俗称“慢充”,不能直接为动力电池充电,需连接车载充电机来充电,功率小、充电慢、成本低。充电运营是产业链核心环节。

■  新能源汽车高增长提供内生动力,服务费市场规模达100亿元。新能源汽车增长动力强劲,六年来销量复合增速为114%,近三年保有量复合增速82.7%。2018年公共桩总充电量约为24亿度电,2019年1-5月同比增速为151%。预计2020年电动车保有量超610万辆,充电桩约220万台,充电服务费市场规模约百亿。充电桩盈亏平衡点利用率在6-7%,行业利用率在4%,整体不盈利。

■  行业存在结构性机会,公交车和长途高速充电站市场空间最大。基于充电设施发展指南测算,到2020年公交车充电运营市场规模占比在40%以上。其中公交充电利用率达到盈亏平衡点,且上海市2018年公交充电运营市场空间占比超过70%,为最大细分场景。大功率快充且路线相对固定的充电站服务利用率有保障,重点看好公交车和长途高速充电站市场。

■  核心环节充电运营行业集中度高,特来电规模效应持续扩大。公共充电桩运营环节的玩家主要分为国资企业和民营企业。充电运营环节集中度高,前三甲分别是特来电、国家电网和星星充电,CR3达75.2%。特来电用户在公共桩用户中占比过半,规模效应持续扩大。

■  业务建议。(详见原文报告,如需报告原文请以文末联系方式联系招商银行研究院)

■  重点关注政策加码导致供给过剩,警惕外资扩张风险。我国出台了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》规划了较高的建桩目标,与当前的低利用率不匹配,奖补政策还在持续加大,需关注供给过剩风险。特斯拉和宝马等外资加快入华步伐,国产落后产能有被淘汰的风险,需警惕外资扩张。

1.行业概览:产品分类和产业链

今年3月26日,四部委联合发布《关于进一步完善新能源汽车补贴政策》,该补贴新政中指明“过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴,转为用于支持充电(加氢)基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面”,新能源汽车产业补贴从购置环节明确转向了充电设施。近年来,我国新能源汽车保有量迅速上升,但是充电桩的建设增速却相对较低,车桩比依然在3.3以上,距离2020年要达到车桩比接近1的目标甚远。尤其对于纯电动车来说,充电设施可及时触达是刚需,电量得不到及时的补给将会带来严重的通勤问题甚至安全隐患。此外,由于场地的限制,很多运营商都将充电桩建设在比较偏远的地方,对于车主来说费时费力,实用性不大;而在交通枢纽地带却出现长时间排队等候充电的状况。因此,恰当的充电桩保有量、合理的充电设施分布是新能源汽车健康发展的重要前提。

1.1充电桩可按充电方式和使用场景分类

充电桩是将电网电能转化为电动汽车车载蓄电池电能的充电装置,类似加油站里面的加油机,可固定在地面或墙壁,安装于公共停车场、公共楼宇、商场和居民小区停车场等。充电桩根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电,其输入端与交流电网直接连接,输出端装有充电插头用于为电动汽车充电。

充电桩按照充电方式的不同主要有直流充电桩和交流充电桩两种。

直流充电桩俗称“快充”,能直接为动力电池充电,功率大、充电快、成本高,对电池寿命不利。直流充电桩将交流电转化为直流电,通过充电插口直接给动力电池充电,输入电压采用三相四线380V±15%,频率50HZ,功率一般在60kW以上,输出为可调直流电。由于输出的电压和电流调整范围大,可以实现快速充电,充满一般需要20-150分钟。直流桩的成本较高,一般在交流桩的10倍以上。

交流充电桩俗称“慢充”,不能直接为动力电池充电,需连接车载充电机 来充电,功率小、充电慢、成本低,电池寿命不受影响。交流充电桩只提供电力输出,没有充电功能,通过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。交流充电桩输入电压为220V,功率不大、一般为7-15kW。由于车载充电机的功率一般都比较小,所以交流充电桩难以实现快速充电。

表 1:交流、直流充电桩参数对比

资料来源:公开资料,招商银行研究院  

充电桩按应用场景可分为公共桩、私人桩和专用桩。公共充电桩由政府机关等具有公共服务性质的机构建设,服务对象面向任何电动汽车车主,例如公共停车场。而专用充电桩多为企业建造,服务对象为指定的客户或内部人员。自用充电桩为私人充电桩,安装于私人领域,不对外开放或经营收费。截止2019年5月,我国公共充电桩保有量40.1万台,私人充电桩保有量57.5万台,专用充电桩具体数据不明故不在本报告讨论范围内。

1.2充电桩产业链主要分为设备制造和充电运营

公共充电桩产业链主要分为设备制造和充电运营两大环节。设备制造主要涉及充电桩本体的材料和零部件,其中充电模块/充电机为充电核心设备,占充电设施总成本的45-55%。充电运营主要是运营环节的充电桩、充电站建设与服务运营,包括与电网的对接和数据平台的搭建等。

图1:充电桩产业链

资料来源:DT新材料,招商银行研究院

公共充电桩产业链中,设备制造商负责充电设备和配电设备制造,由于硬件技术门槛较低,设备制造市场竞争充分、产业利润率低。私人充电桩只涉及设备制造,市场空间较小。充电运营商负责充电桩和充电站的搭建和运营,建设运营对资金实力要求高,且车位选址、布线改造和运营管理难度较高,因此充电运营是产业链核心环节。部分企业同时涉足两个环节,例如特锐德同时主营充电桩制造和建桩运营。本篇主要分析公共桩充电运营环节的市场空间与竞争格局。

2.需求分析:新能源汽车高增长提供内生动力,充电服务费市场规模达100亿元

2.1新能源汽车高增长提供内生动力

新能源汽车增长动力强劲,从2013年以来一直保持销量高速增长,2018年销量125.6万辆,六年复合增速为114%,近两年增速也保持在50%以上。从保有量来看,我国新能源汽车从2015年的42万辆跃升至2018年的261万辆,年复合增长率高达82.7%。2017年4月,工信部、国家发改委、科技部联合印发《汽车产业中长期发展规划》提出,到2020年,国内新能源车年产销达到200万辆。我们估计,2019年新能源汽车销量将超过165万辆,增速在32%以上;2020年新能源汽车销量将超过210万辆,增速在30%左右;到2020年全国新能源汽车保有量将超过610万辆。

图2:2012-2021E我国新能源汽车销量

资料来源:wind,招商银行研究院

图3:2014-2021E我国新能源汽车保有量

资料来源:wind,招商银行研究院

2.2公共桩市场处于快速增长期,服务费市场规模约百亿

2018年公共桩总充电量约为24亿度电,2019年1-5月同比增速约为151%。全国公共桩充电总量从2018年5月的1.61亿 kWh增长到2019年5月的3.59亿kWh,同比增长123%。单个公共桩平均充电量从2018年5月的604.6kWh 提升至2019年5月的895.3Kwh,同比增长48.1%。预计充电量增速维持在151%左右,2020年全年总充电量约为151亿度电。充电服务费上限均值约0.8元 /kWh,实际充电费均值约0.6元 /kWh,即充电服务费市场预计在百亿元规模。

图4:公共桩充电量

资料来源:充电联盟,招商银行研究院

2.3充电桩盈亏平衡点利用率在6-7%,行业利用率在4%,整体不盈利

充电桩营运企业通常有三类营运模式:

1、充电运营。即企业自建充电桩,建成后运营,收入主要包括电费、服务费,以及桩体广告费等附加收入。成本端主要包括电费、折旧和后期运维费用。从利润角度来看,电费收支基本持平,服务费是充电桩盈利的主要来源,影响服务费的最重要因素是充电量。

2、共建模式。即充电桩企业与投资方(LP)共建,该模式盈利来源相对复杂,首先充电桩企业可以赚取设备销售的收益;其次可以赚取部分充电服务费;最后在保障LP收益的情况下,剩余收益部分双方分成。

3、设备销售。即仅赚取销售设备的收入。

设备销售盈利模式清晰;共建模式涉及到与投资方的约定分成,不同比例下,盈利差异较大;我们主要分析纯运营模式的盈利情况。

成本端:充电模块是充电桩硬件的核心,成本占比最高,其余主要部件包括,APF有源滤波、电池维护设备、监控设备等,具体而言,交流充电桩(7kw)的总体成本为7000-8000元/桩,直流充电桩(60kw)的总体成本为70000-80000元/桩。充电站一般按单瓦计价,每瓦单价约为0.5-1.3元/w。

图5:典型充电站成本构成

资料来源:中研网、招商银行研究院

收入端:充电桩购电成本与售电成本相同,测算中仅考虑充电服务费收入,暂不考虑桩体广告费收入,以典型的7kw交流/60kw直流充电站为例,如果充电服务费为0.5元/kwh,达到盈亏平衡点的使用率分别需要6.27%、6.92%左右。

表 2:充电桩盈亏平衡点测算

资料来源:公开资料、招商银行研究院

行业整体单桩使用率仅4%,整体不盈利。单个公共桩平均充电量从2018年5月的604.6kWh 提升至2019年5月的895.3Kwh,同比增长48.1%。根据2019年5月公共桩充电量可计算得单桩日均充电量约30kwh,假设直流桩和交流桩输出功率分别为60kw和7kw,根据2019年5月全国公共桩直/交流充电桩占比为42.7%和57.3%进行加权平均,得到单桩平均功率为29.63 kw。由此推算,公共桩单桩日均使用时长仅约1小时,使用率仅为4%,行业整体未达盈亏平衡点。

图6:充电桩盈亏平衡点及当前利用率

资料来源:上海充换电设施公共服务市级平台、招商银行研究院(利用率为2019年2-4月平均利用率数据)

充电服务费与利用率是运营环节盈利关键,服务费提升难度较大。充电服务费整体是在地方政府的一定限价下,最终由市场化竞争决定,地方政府通过规定最高充电服务价格、最高收费指标、充电价格(含电费)等多种形式指导制定乘用车充电服务价格。各省2018年对比数据来看,实际充电服务费比各省最高限价低0.2元/kwh左右;此外以北京为代表的部分省份,政府已经放开了充电服务费的最高限价。理论上充电服务费有提升空间,但由于竞争激烈,大部分地区实际服务费水平较难提升。长期来看,作为基础设施的环节之一,充电服务费与新能源车应用成本高度相关,未来充电网络的分布与盈利模式也将拓展,单一充电服务费整体金额也应呈下滑趋势。

图7:部分省会城市充电服务费上限与实际充电服务费对比

资料来源:中国电动汽车百人会、招商银行研究院

3.盈利前景:行业存在结构性机会,公交车和长途高速充电站市场空间最大

为了测算充电运营的各细分市场规模,我们做如下假设:

(1)仅考虑充电服务费,不考虑其他广告收入,充电服务费取 0.6 元 /kWh。

(2)百公里电耗的数据,参考市场典型代表车型,例如乘用车的比亚迪e6,取平均数值,日均行驶里程参考公开的统计数据;

(3)征收服务费比例的假设为:车辆总数中通过公用充电桩充电的部分,私人乘用车以居住地充电为主,因此该比例为15%,其余车均假设比例为80%。基于充电设施发展指南各类新能源车数据,测算可得到2020年公交车充电运营市场规模占比在40%以上,是最大的细分领域。

表 3:充电服务费市场规模最低值测算

资料来源:电动汽车充电基础设施发展指南、招商银行研究院

大功率快充且路线相对固定的充电站服务利用率有保障,具有一定结构性机会,重点看好公交车和长途高速充电站市场。利用率角度,B2B运营是目前对利用率最有保障的模式,目前公共桩中 80% 以上的充电量由运营车辆贡献。由于公交车、城际大巴等运营车辆充电需求有保障且比较固定,对应的大功率充电设备(即120kw及以上)利用率已可接近10%,盈利能力良好。此外,长途高速充电站也是高速公路上电动车缺电时的必然去处,快充是刚需,而且车流量大,充电桩利用率有保障,市场空间也同样广阔。大功率快充设备初始投资壁垒更高,往往是运营商与国企或公交公司合作共建,竞争格局也相对较好。从利用率角度考虑,公共慢充与分散式充电站利用率提升至8%以上难度较大,依靠单一充电服务的模式实现盈利的难度也很大。

表 4:运营车辆充电服务需求特性

资料来源:公开资料、招商银行研究院

公交充电是最大的细分市场。上海市充电设施公共服务市级平台数据显示,2018年充电量中74.4%流向了公交专用充电桩。上海市作为充电桩最大市场之一,充电量流向证明了公交车充电服务是市场份额最大的细分场景。

图8:上海市2018年充电量流向占比

资料来源:上海充电设施公共服务市级平台、招商银行研究院

公交充电是利用率唯一达到盈亏平衡点的运营场景。从使用场景来看,公用交流充电桩达到7%的水平难度较大;直流充电桩已接近盈亏平衡点,尤其对应公交充电的大功率专用充电桩(120kw),使用率比较有保障。根据上海市数据,公交专用充电桩2018年使用率为9.48%,已经可以实现比较好的盈利水平,相比而言物流专用、小区专用、单位专业等场景的利用率远不到盈亏平衡点。

图9:上海市2018年各场景充电桩利用率

资料来源:上海充电设施公共服务市级平台、招商银行研究院

综上所述,充电运营行业存在结构性机会,公交车和长途高速充电站不仅市场空间最大,利用率也有保障,盈利能力较强。

4.竞争格局:充电运营集中度高,特来电规模效应持续扩大

公共充电桩运营环节的玩家主要分为国资企业和民营企业。国资背景运营商有国家电网、普天新能源、南方电网和上汽安悦,其中国家电网、南方电网本身以电网基础设施为主业,拓展充电桩运营业务的主导优势明显;民营企业有特来电、星星充电、云杉智慧、深圳车电网等,其母公司大多以充电桩制造或动力电池材料为主业,技术能力与充电桩运营相关性强。对于参与充电运营的整车企业例如特斯拉、小鹏、上汽安悦等,公共桩的建设不仅能更好地完善车主服务、促进汽车销售、提升品牌形象,也可能挖掘新的盈利点。

表 5:公共桩产业链部分公司

资料来源:招商银行研究院 

充电运营环节集中度高,CR3达75.2%。截止2019年5月,充电桩规模化运营企业(充电设施保有量≥1000台)共18家,其他企业运营的充电桩数量极少。特来电、国家电网和星星充电分别以13.11万台、8.78万台和8.28万台的保有量位居前三甲,三家市占率之和高达75.2%。

图10:充电桩运营商TOP10保有量(万台)

资料来源:充电联盟,招商银行研究院

图11:充电桩保有量运营商市占率

资料来源:充电联盟,招商银行研究院

特来电用户在公共桩用户中占比过半(约58%),规模效应持续扩大。特来电是市占率最高的充电桩运营企业,其母公司特锐德是中国最大的户外箱式电力产品系统集成商,也是中国最大的箱变研发生产企业。基于在电气设备智能制造的技术积累,母公司成功开拓了新能源汽车充电网,并进一步衍生至充电桩的运营,从2014年开始布局新能源汽车充电桩业务。截止2018年,特来电公共充电桩利用率约3.5%,略低于行业平均的4%,但该利用率低主要在于特来电充电桩建设步伐较快,使用效率滞后于充电网络建设的迸发。此外,近两年充电量的复合增速达到195%,远大于充电桩保有量的增速,预计未来利用率会不断攀升。另外,特来电APP注册用户数达124万,新能源汽车保有量261万辆,其中还有约47.7万辆新能源车配有私人桩,假设私人桩持有者较少使用特来电APP,即模糊计算约58%的纯公共桩使用车主是特来电APP的用户,且复合增速达到112%。无论是充电量的高增长或是用户数的持续增长,都得益于前期的充电桩建设,规模效应开始起作用。特来电通过快速布局充电网形成的规模优势是公司业务发展的重要竞争壁垒。由于充电桩的建设受到场地、区域电网容量的限制,在特定区域内能够运营的充电桩数量有限,存在地理位置垄断;同时,抢占充电桩行业布局先机需要巨大、持久的资金投入,进入壁垒较高。未来,充电网将成为各种车辆、能源等数据和信息的入口,充电网的规模优势将带来极具价值的数据垄断,可能为公司创造新的利润增长点。

特来电采用“共建共享”的运营模式,通过联合政府、车企、分时租赁运营商、网约车平台等社会各界资源和资金,通过共建的方式快速在全国各地铺设充电桩网络。领先的产品研发能力、世界上最大的充电大数据运营平台以及优秀的平台运营能力助力特来电成为全国充电桩市占率最高的企业。

特来电已实现盈亏平衡,预计2019年开始盈利。特来电通过在充电领域四年多积累的产品技术优势和投建运营经验,不断提高投建运营效率和市场占有率,同时创新共建商业模式、打造共建共享平台。2018年特锐德充电运营收入5.31亿元,同比增长153%;充电设备销售及共建业务收入7.51亿元,同比增长106%。充电板块全年实现盈亏平衡。由于用户和充电量的增速显著高于充电桩的建设速度,预计从2019年开始特锐德充电板块开始盈利。

图12:2016-2018年特来电充电量(亿度/年)

资料来源:特锐德2018年报,招商银行研究院

图13:2016-2018年特来电APP用户数(万)

资料来源:特锐德2018年报,招商银行研究院

国家电网是我国充电标准的主要制定者之一,强大背景使其在充电桩行业具有绝对的话语权。此外,国网资金优势明显,公司2006年开始进入电动汽车充电设施投资领域,现在已经实现了覆盖1.4万公里、13个省、95个城市的高速公路快充网络。国网将在“两纵两横一环”高速公路城际快充网络的基础之上,建设七纵四横两网格高速公路快速充电网络,到2020年,在全国将累计建成公共快充站1万座,充电桩12万个。短期来看,国网将仍然保持领先地位;长期来看,随着电力行业规范更加成熟,社会投资将会成为充电投资的重要组成部分,相应国网的份额将会降低。

星星充电是近几年市场规模增速最快的充电运营商,从2017年市场份额13.6%到2019年5月的20.7%,份额已经与国家电网相当。星星充电过去几年一直盈利,主要盈利来源于充电设备的销售,充电桩运营业务的盈利规模并不大。

5.业务建议

(详见原文报告,如需报告原文请以文末联系方式联系招商银行研究院)

6.风险分析

6.1政策加码导致供给过剩

2015年 10月国务院办公厅发布《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》,其中对2020年充电桩设施做了明确规划:到2020年建成480万个分散式充电桩,其中用户专用充电桩430万个,分散式公共充电桩50万个。

图14:2020年充电基础设施分场所建设目标

资料来源:《电动汽车充电基础设施发展指南》,招商银行研究院

2016年初财政部、科技部等五部委在《关于“十三五”新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》中指出,将会根据各省新能源汽车推广数量,对充电设施建设运营、改造升级、充换电服务网络监控系统建设等进行奖补。2016-2020年各省级行政区完成标准新能源车推广量任务后即可获得基础补贴,超出门槛的部分按相应标准增加奖励,并设置补贴上限。具体来看,五年内大气污染治理重点区域和重点省市的一类地区中央财政基础补贴5.3亿元/省,中部和福建省等二类地区基础补贴3.5亿元/省,其他地区基础补贴约2亿元/省,各省级行政区五年内补贴上限均为8亿元/省,合计中央财政基础补贴约104亿元,补贴上限约248亿元。上海、海南、武汉、合肥、北京、深圳等省市也依次出台关于充电桩行业较强的补贴政策,其中,涉及基础设施或充电设备的,一般按照20%-30%的投资额进行补贴,或者200-600元/kW给予补贴;涉及运营度电补贴的,一般按照0.1-0.6元/kWh进行补贴。2019年新能源汽车补贴政策中明确指出,过渡期后地方财政需将对新能源汽车的购置补贴转为用于支持充电基础设施建设和配套运营。预计充电基础设施建设与运营的补贴力度会持续加大,将取代车辆购置补贴成为新能源汽车财政补贴的主要去向。

表 6:“十三五”新能源汽车充电设施奖励政策

资料来源:《关于“十三五”新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》,招商银行研究院 

截止2019年5月,全国充电基础设施累计97.6万台,同比增加71%。其中,公共桩保有量40.1万台,建桩增速从2019年开始明显加快,5月保有量同比增速达51%。然而目前充电桩整体的利用率只有4%,即使直流桩利用率也只在9.5%。在已有充电桩补贴政策基础上,新的新能源汽车产业补贴也明确指向充电设施环节,将极有可能促进新一批充电桩制造与运营环节的企业或项目产生,利用率有继续下降的可能,存在较大的充电桩供给过剩风险。

图15:我国充电桩保有量(万台)

资料来源:GGII,招商银行研究院

图16:私人/公共桩保有量(万台)

资料来源:GGII,招商银行研究院

6.2外资扩张风险

以特斯拉和宝马为首的外资正在大举扩张其在中国的充电桩版图。

特斯拉在中国近百个城市建成超过1400个目的地充电桩。宣布预计2019年底其V3超级充电桩将正式进入中国市场,中国将是继美国后第二个引入V3超级充电桩的国家。V3超级充电桩支持高达250kW的峰值充电功率,以Model3长续航版为例,5分钟充电量可行驶120公里,特斯拉车主的充电时间有望减少50%。我国大功率充电相对较慢,具有代表性的“小鹏超级充电桩”额定功率120kW,但车辆验证实际功率仅在90kW左右。特斯拉超级充电桩的使用便利性远超国产充电桩,国产落后产能存在被淘汰的风险。

6月中旬宝马、大众和戴姆勒等7家巨头联合成立的充电基础设施平台Hubject与四家中国本土关键充电运营商合作,新增运营3.5万根充电桩。此外,宝马集团在2018年初就设定了2018年底要建设8万多个即时充电桩、2019年10万个的目标。虽然数据还有待考证,但两次相关的行业动作都表明宝马进军我国充电桩的想法依旧。

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