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文｜能链研究院
“危”与“机”并藏于细节当中。
2022年全年，中国新能源汽车整体销量达到688.7万辆，同比增长93.4%，新能源渗透率达到25.6%。
细分市场来看，相较于乘用车，目前我国新能源商用车整体渗透率仍相对较低。复杂的应用场景、高昂的电池成本制约了商用车的发展。
其中，乘用车的渗透率达27.6%，商用车的渗透率为10.2%。
而新能源重卡，渗透率仅为5%。
重卡保有量虽仅占整体汽车保有量的3%左右，但其二氧化碳排放量约占整体汽车的40%左右。
这意味着，重卡减碳空间远高于乘用车，也意味着，重卡减碳势在必行。
在顶层设计指引下，各省市换电政策相继推出，刺激换电基础设施规模化、标准化运营。电动重卡经济性和续航里程将显著提升，电动重卡会逐渐转向市场驱动。
重卡换电模式未来渗透率将显著提升。
01 交通减碳核心
重卡以柴油为主要燃料，而柴油碳排放位列各类型能源之上。
据ICET（能源与交通创新中心）数据显示，主要商用车类别中重卡及半挂牵引车油耗远超其他车型，平均超过35L/100km，同类轻卡则不到10L/100km，与多数私家车在相同量级。
与其他汽车相比，重卡油耗高，行驶里程也更高，总体二氧化碳排放量规模更大。
根据国家统计局数据，交通运输及仓储邮政行业的柴油消耗量占中国整体柴油消耗量的70%左右，重卡为柴油的重要终端消耗者。
公安部交通管理局数据显示，2022年，我国汽车保有量为3.19亿辆。目前重卡保有量在900万辆左右，重卡保有量仅为汽车保有量的3%左右。
同济大学教授，国际汽车工程师学会会士韩志玉指出：商用车是汽车行业碳排放的主要来源，在汽车能源周期碳排放的占比高达60%（2020-2035年），其中重卡对碳排放的贡献最大，高达40%左右并将持续提升。
因此，重卡是交通领域减碳的重中之重，势在必行。
02 换电重卡，“舍我其谁”
从动力类型来看，现阶段，重卡仍以柴油为主。2022年柴油重卡占比87%，天然气重卡占比8%，新能源重卡占比5%。
新能源重卡以纯电动力电池为主，占比89%，2022年销量约2.3万辆；燃料电池重卡占比10%，2022年销量超2400辆；混合动力等其他新能源重卡占比不足2%。
电动重卡以锂电池为主，核心要点便是性价比，大多数采用磷酸铁锂电池。电池包多为282kWh，续航里程在200公里左右。电池头部供应商宁德时代一家独大。
未来，燃料电池重卡将以氢燃料电池为主。虽然颇具看点，但从全生命周期成本的角度来看，短期内，难以撼动动力电池的地位，新能源重卡仍以纯电动为主。
从补能方式来看，乘用车主要依赖于充电。而纯电重卡，充电和换电各占一半。并且，换电重卡占比有提升趋势。
2022年，纯电动重卡中以换电为补能方式的占55%，以充电为补能方式的占45%。
一方面，重卡的电池带电量更大、在同样充电速率下需要更长的补能时间，而换电速度较快、符合重卡对于效率的要求。
换电重卡更换一次电池平均只需要5~10分钟，比充电减少98%的时间消耗，显著提高运行效率。快速充电将加剧电池老化，缩短电池寿命，换电则不会。
另一方面，从经济性的角度来看，换电模式可以大幅降低购置成本，具备极大的吸引力。
目前电动重卡价格仍比较高昂，主要原因为电池在电动重卡BOM成本中占比很高。锂价飙升，给电动重卡的成本带来了巨大压力。
广发证券估算，按照通常情况下日均往返3趟，每趟120km的行驶里程测算，5年生命周期内换电重卡比燃油重卡总能费用节省约1/3左右，每年能源费用节省超10万元。若按全生命周期静态成本比较，换电重卡总成本较燃油重卡约低25万元以上。
随着碳酸锂价格见顶和产业链的规模效应提升，电动重卡的成本有望继续下降，电动重卡的经济性会有更好的表现。
此外，换电重卡还可以将电池生命周期价值最大化，减少电池维护成本，且在最终环节便于回收利用。还可以参与电网端削峰填谷，降低电网负荷，增加收益的同时助力碳减。
换电模式使得多方参与主体实现共赢。上游零部件、设备，中游整车厂服务商，下游物流运输、企业、港口矿区等均将受益。
据广发证券测算，典型换电重卡运营，在日均50车次服务频率、1.3元/kWh换电服务费条件下，单站年运营毛利可达170万元，投资回报期约6年，IRR约为11%。整体来看，换电站运营方具备可观经济效益。
重卡换电模式在不断摸索后，应用场景越发成熟。
具体来看，换电重卡主要应用场景包括：
（1）封闭场景。
封闭场景主要包括港口、钢厂、煤矿等，具有作业区域固定、作业路线不固定的特征。
该场景下，重卡常处于24h连续作业状态，日均行驶里程约80km，具有高频次、高负荷、对运输效率要求高等作业特征。
使用换电重卡可实现能源的快速补给，能够满足对运输效率和作业强度的需求，且建设一座换电站即可覆盖整个封闭区域的服务需求。
此外，在货物装载与卸载环节，燃油车处于怠速状态。而货物运输环节，车辆常处于低速状态。
在此工况下，发动机热效率低、燃油经济性差、污染水平高，而使用换电重卡可以解决以上问题，降低车辆造成的大气污染。
（2）短倒运输场景。
该场景多涉及煤矿电厂间短途运输、城市渣土运输和铁路公路接驳运输，单程距离短、线路固定。短倒运输场景下，重卡每天往返约4~6次，基于路程差异，换电重卡单块电池可支撑1次往返，或者1次单程，保障运输效率。
（3）干线中长途运输。
据统计，高速公路货物周转量占货车货物周转总量的比例高达40%以上，重卡是高速公路运输的主力。
因此，高速公路等干线中长途运输是重卡的主要应用场景之一。干线中长途运输场景下，重卡日均行驶里程可达800km以上，对运输效率要求较高。
使用换电重卡能够满足对运输效率的要求，且换电站可以与加油站同样布局于高速公路服务区内，几乎无需新增土地规划，容易实现推广应用。
细分应用来看，据科尔尼调研数据，未来拖头车、自卸车、载货车、专用车在各自适用场景均有较高的电动化渗透潜力。包括区域运输、公路货运重载、工地重载、工地标准载重、公路货运标准载重、重型环卫作业重型危险品运输、重型建筑工地运输及特种作业等。
换电最佳商业化场景集中在重卡领域，未来换电模式将是加速实现重卡电动化的重要途径。
现阶段，新能源重卡充电基础设施建设仍存在短板，重卡换电站占地面积大，需要土地政策配合。不同厂商之间的车型和换电站无法兼容等问题，这些因素无疑制约新能源重卡的发展。
在顶层设计指引下，各省市换电政策相继推出，刺激换电基础设施规模化运营，加速制定换电行业标准。
03 广阔的蓝海市场
2021年10月，工业和信息化部启动新能源汽车换电模式应用试点工作，其中四川宜宾、河北唐山、内蒙古包头被明确为重卡特色类试点城市。
2022年8月，国家发展改革委等发布《关于印发工业领域碳达峰实施方案的通知》：到2030年，当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右，乘用车和商用车新车二氧化碳排放强度分别比2020年下降25%和20%以上。
顶层设计指引，试点城市示范效应下，全国各地换电政策如雨后春笋般涌现。
7月28日，北京市城市管理委员会印发《2022年度北京市电动汽车充换电设施建设运营奖补实施细则》，细则指出，对2020年10月1日起至2022年5月31日建成投运的社会公用充电设施、换电设施给予运营奖励支持。
8月5日，北京市城市管理委员会发布了《“十四五”时期北京市新能源汽车充换电设施发展规划》，规划明确，推动换电站建设，鼓励车电分离模式发展：推进换电站规划选址工作，遴选储备符合条件的建设场地，对符合条件的换电站给予运营补助。
9月26日，上海市发改委等10部门印发《上海市鼓励电动汽车充换电设施发展扶持办法》，对港口、物流、环卫、出租车等特定公共服务领域的换电站给予设备补贴支持。
6月27日，广州市工业和信息化局发布《关于做好2019-2020年度电动汽车充电基础设施建设项目核实及中央奖励资金补贴安排的通知》。文件中提出，对2019-2020年期间满足条件的充换电设施，补贴标准为直流桩120-300元/千瓦、交流桩20-60元/千瓦、换电设施600-800元/千瓦。
湖南、广西、内蒙、四川、山东、江苏、安徽、江西、河南、山西、青海、新疆等省市纷纷出台换电利好政策，换电模式在全国范围遍地开花。
欧阳明高认为：“重卡电动化在2022年起步，2023年还会高速增长，预计增速会达到90%-100%，今后换电会超过50%甚至达到70%。”
在市场刚需与行业政策的双轮驱动下，让新能源重卡产业拥有了广阔的蓝海市场。
经过市场验证，换电模式应用场景丰富，经济性优异，具备大规模推广的基础条件。
电动重卡经济性和续航里程将显著提升，电动重卡会逐渐转向市场驱动。
参考资料：
[1] 中信证券，《电动重卡方兴未艾，加速渗透奇点已至》[2] 广发电新，《新能源汽车专题之九：经济性助推产业化，换电重卡开启发展元年》[3] 科尔尼(A.TKearney)，《2022年中国重型电动卡车行业报告》
