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01
换电重卡高速发展，助力实现双碳战略目标
（一）重卡占汽车保有量约3%，其二氧化碳排放量占比约47%
根据公安部及中国汽车流通协会，截至2022年6月底，汽车保有量3.10亿辆，我们估算其中乘用车保有量约2.6亿辆，商用车保有量约4000万辆以上。商用车中，半挂牵引车、重型货车、重型货车非完整车辆等合计为重卡，根据广发汽车小组2022年中期策略报告，全国重卡保有量或不低于960万辆。我们据此估算重卡保有量约占商用车保有量的24%、约占整体汽车保有量的3%。
重卡平均单位行驶里程碳排放量远高于其他车型。基于年平均行驶里程、平均油耗等指标，我们测算出重卡车型的平均单位行驶里程碳排放量远高于其他车型，例如半挂牵引车单位里程碳排放量高达1224g，而私家车排放水平仅在200g+左右，与轻型货车在同一数量级。承运各类重型负载是重卡行驶里程、平均油耗双高的主要原因。重卡细分车型中的牵引车一般用于和半挂车组合，承运各种负载需求，多用于长途货运；整体式货车与自卸式货车多用于城市渣土、矿石等运输，两类车型实质类似，区别在于自卸式货车带有液压升降系统。通常各类重卡需要承受较大负载任务，且多进行百公里以上的中长距离运输，需要更多燃料提供足够动力。
从全年碳排放角度来看，我们简单测算乘用车、重卡及非重卡商用车三类车型碳排放水平，总体来看，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47%。未来新能源重卡推广对降低二氧化碳排放量的重要性逐步凸显。
（二）排放标准升级，新能源重卡销量翻倍以上增长，5月渗透率提升至3.8%
在政策推动下，新能源重卡渗透率不断提升。根据电车资源数据，2022年1-5月新能源重卡销量（含总质量在12吨以上的牵引车、自卸车、搅拌车、环卫车等，不含出口和军车）同比分别为1286%、690%、337%、269%、387%；相比来看，重卡整体销量同比下滑，今年1-5月平均月度同比低于-50%，甚至出现月度加速下滑态势。渗透率来看，2022年1-5月新能源重卡渗透率分别为2.4%、1.6%、2.0%、2.6%、3.8%，政策推动下渗透率不断提升。
02
换电模式是最有可能迅速实现重卡电动化的途径
（一）车电分离实现快速满电，解决初始购置车辆成本过高问题
除电池资产外，低成本电力资源、特许经营权、整车-设备-运力的匹配能力均是换电重卡玩家重要的资源禀赋。理论上，整车厂商、电池厂商、电网企业、运力商、业主方均可参与电池资产管理环节，对于换电站运营同样如此；当前处于各方比拼资源禀赋跑马圈地时期，产业链中竞合关系时有变化。
整体来看，重卡换电模式本质是将电池生命周期价值最大化，进行产业链各环节利益再分配，助力多方参与主体实现共赢。电池企业可增加电池销量，且在最终环节便于回收利用；设备供应商可拓宽市场界限，增加业务量；整车厂商可开拓多样化电池渠道，同时减少电池维护成本；电网端可削峰填谷，有利于降低电网负担；用户可减少购置成本，并实现高效补能；整体助力实现双碳目标。
（二）高柴油价格下，重卡运营、换电站运营商均有可观利润回报
（1）从运力商角度分析，纯电重卡运营往往需要结合换电设施与电网配套工程，经济性是运力商考量是否采用换电重卡的关键因素。卡车作为重要生产资料，用户对其车辆可靠性、运行效率、运输成本等要求较高。据卡车之家，典型卡车TCO成本中购车成本主要包含购车费、手续费、保险费、购置税等，养车成本中燃油费为比重最高项目，且与车辆阶段性能及司机驾驶习惯有关；此外还包括过路费、维修保养费、轮胎更新费等。
我们以矿场40吨位重卡为例，测算换电重卡相对燃油重卡经济性，核心假设包括：①参考卡车之家各类重卡报价，假设业主购置换电重卡裸车成本与传统燃油车辆基本持平，含电池版的换电重卡价格较高。②油电差价形成经济性基础，参考最新柴油价格走势及电价水平，假设燃油重卡油价成本7.5元/L，换电重卡电价成本1.3元/kWh。
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。综合考虑车辆购置成本、能源成本、维保成本等方面，换电重卡全生命周期总成本普遍低于燃油重卡。当前技术可实现五分钟内快速换电，换电重卡经济性主要取决于车辆购置价格、油电差价、行驶里程、电池租赁成本等因素，在运营里程数较高、电价优势较大的情况下，换电重卡经济性优势将更加凸显。
（2）从运营商角度分析，换电站盈利条件受多因素影响，当前已实现合理盈利水平。梳理完整项目流程：①换电站运营商向上游采购电池设备、换电设备、投资建设换电站并储备电池；②下游企业向上游主机厂定制重卡，支付在换电站充电时产生的能源费用。目前一般由换电站运营商在政府主管部门协调及政策支持下，进行港口、矿山、物流园、施工场地等场景的开发及推进。在换点运营商主导下，运输企业进行经济性评估后，向主机厂定制重卡，进一步将换电模式在项目中落地实施。
高油价下不仅运输企业受益于换电模式，换电站运营商也能实现稳定合理的收益水平。重卡换电站运营商需承担换电站建设、电池投资、线路及其他投资等多个部分，据G20换电产业联盟，乘用车换电站投资额约为500万元，而重卡换电站单站投资额约为1010万元；整体来看，重卡换电场景固定，且换电频次较高，我们对典型重卡换电站运营进行成本分析，以不含车载电池投资的单站为例，核心假设如下：①重卡换电站投资主要为设备及基础投资、电池储备，单站建设投资假设为989万元，折旧年限为10年；②重卡换电站理论最高服务次数每日可达200次以上，但目前尚处于发展阶段，保守假设实际服务次数为50次；③度电服务费1.3元/kWh，度电成本0.7元/kWh，测算得出包含租金、人工、维修保养等费用在内的年运营成本约为收入的70%。
基于以上假设，测算得出典型换电重卡运营IRR约为11%，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。整体来看，换电站运营方具备可观经济效益。进一步考虑换电次数和换电服务费对重卡换电站盈利水平的影响可知，随换电次数增加，项目回报率将明显提升；换电服务费增加也能够提升收益水平。未来随市场发展及竞争加剧，换电服务费或将下行，具备电价优势的发电及电网企业未来或更具竞争力，预计换电服务费与服务车次双高的情况较难出现，运营商在实际运营中可通过寻求换电车次与服务费的平衡以保证良好收益。
（三）国家及地方同步推动，5月换电占比51%，或成为新能源重卡主要模式
政策发力换电模式，各类规范标准逐步完善。我国过去十多年以来电动车换电行业政策经历多次转变，早期以换电为主、充电为辅，强调集中充电、统一配送。
2013年后政策主导快充兼顾慢充，换电模式为辅。2019年重提换电及车电分离消费方式，工信部在《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》征求意见稿中提出鼓励开展换电模式应用。随后换电标准问题被多次提上日程，全国层面的换电系统标准研究与制定工作逐步推进。2021年10月，工信部启动新能源汽车换电模式应用试点工作，纳入此次试点范围的城市共11个，包括综合应用类8个（北京、南京、武汉、三亚、重庆、长春、合肥、济南），重卡特色类3个（宜宾、唐山、包头），目标推广换电车辆10万辆以上，换电站1000座以上。
（四）电池标准及换电站建重视度不断提升
该标准重点解决城市级新能源重卡换电应用场景下，换电电池包物理尺寸、动力接口无法互换的推广瓶颈。2022年6月21~22日，电动商用车换电标准起草组第七次会议在苏州召开，包括商用车整车、动力电池、换电机构和连接器生产企业、换电站运营企业、换电站检测机构等在内的多名专家现场参会讨论商用车换电标准方案。目前江苏正全面促进新能源汽车换电模式创新应用，推动新能源汽车与能源深度融合发展。在全国布局试点、各省市同步推进的背景下，换电重卡有望驶入发展快车道。
广州、重庆、唐山等12个城市发布了具体换电站规划目标。广州市计划到2025年建设换电站达400个，重庆市计划到2023年换电站建成200座以上，江苏无锡计划到2025年建成公共换电站70座，安徽省计划到2025年建成换电站180座，武汉市计划至2023年底建成换电站100座等等。重庆市对中重型卡车换电站，按换电设备充电模块额定充电功率，给予400元/千瓦的一次性建设补贴，单站补贴最高不超过80万元；唐山市计划在试点期内，落地运营换电重卡2600台，建成投运换电站不少于60座；宜宾市计划到2025年建成60座换电站，推广换电重卡3000辆，对换电重卡车辆按每度电300元给予购置补贴。
03
经济性带动渗透率迅速提升，设备市场成倍增长
（一）顶吊换电、侧向换电各有优劣势，现阶段前者更为常见
从技术路径来看，重卡与乘用车有较大区别，目前重卡换电技术主要有三种形式：顶吊式换电、单侧换电和整体双侧换电。
顶吊式换电是最早商用化的换电方案。该种方式使用钢索调用电池包，接近落座时，利用钢索柔性，实现误差兼容。顶吊换电模式技术简单、成本低、对驾驶技术要求高。顶吊式换电由于高驾驶技术的要求，适合司机经过严格系统培训的封闭式场景，如矿山、港口等。在该类场景中，司机的专业性得以最大化应用，充分发挥司机技术优势。顶吊式技术代表性企业为玖行能源，单车换电5分钟，拥有电池智能云端监管平台，重卡可依需求选择不同电量电池包。
侧向换电是由机器人刚性抓取电池进行对位，误差兼容小，对智能化技术和准度要求高，因而成本较高，对司机驾驶技术无较高要求。侧向换电技术是目前市场应用最广的换电技术，徐工、北汽等多是采用该模式。单侧换电不需要司机极高的专业性，智能化程度高，适合在城市中的牵引车、搅拌车等车型。例如金茂科易的单侧换电系统方案为全自动换设计，5-6分钟实现无人换电，整合分析换电车辆和电池信息实现隐患提前预警干预。
整体双侧换电过程中电池不占用货箱空间，适用于双侧布置电池的车型，但是对机器人及电池存储充电仓的需求翻倍，使得其成本在三种模式中最高。整体双侧换电货箱不被电池占用，适合矿卡车等受到车辆轴距限制，只能布置双侧电池的场景。国家电投河南公司的首座充换电站采用的便是整体双侧换电技术，激光定位，人工确定启动，最快3分钟完成换电过程。
（二）封闭作业、短倒运输、干线运输是较适合换电重卡的场景
在充换一体模式系，充电、换电等装置集中放置在同一位置。充换电站的用电容量大，线路及配电设备建设投资大；电池需要与充、换电站设备绑定。整体来看换电模式适用于作业场所相对固定、运营周期长、车型单一的场景，例如港口、园区、矿山、电厂、钢厂等封闭场所，以及城市渣土运输、干线物流运输等场景。在矿山砂石短倒、钢铁厂运煤、电厂运煤、铝厂运料、港口集装箱运输一般采用牵引车，城市建筑废料、渣土清运、填海工程一般采用泥头车。矿山矿石运输场景中宽体矿卡采用较多。
具体来看，换电重卡主要应用场景包括：封闭场景。该类场景主要包括钢厂、煤矿、港口等，作业区域不固定但路线固定，重卡常常处在高频率、高负荷和高效率的二十四小时连续作业状态。封闭场景下使用换电重卡可实现高效补给，通常情况下建一座换电站可解决整个区域的服务需要。若使用燃油重卡，在装卸货环节将面临燃油机怠速，热效率低、经济性差、污染水平高等问题。在双碳背景下，面对碳排放压力，该场景内企业规模化应用新能源重卡，尤其是换电重卡，将有效降低运输成本，实现更好的经济效益。
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。干线中长途运输。重卡作为高速公路主要运力之一，高速公路中干线是其重要运营场景。在干线中长途运输中，运输效率要求高，要求重卡日均行驶里程在800公里以上。换电重卡可以满足高效补能需求，换电站可与加油站布局在同样服务区内，缓解新增土地规划压力。
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。
（三）换电重卡渗透率持续提升，2025年新增换电站或超4500座
我们通过对换电重卡渗透率以及重卡换电站换电次数的估测，来测算换电市场规模。预计2025年新能源重卡渗透率有望达到20%，其中换电重卡占比预计可达70%，对应2025年换电重卡销量将超过20万辆。换电重卡需求增加将带动换电站和动力电池等多方价值主体需求，预计2025年新增重卡换电站规模将达到4500+座，当年新增设备市场空间预计超过200亿元。若换电重卡渗透率持续提升，设备市场空间将进一步打开。