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充电桩:新基建重点方向

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2020-04-06

  充电基础设施建设是“新基建”的重点建设方向。新基建所覆盖的领域主要包括以下七项:5G基站、人工智能、工业互联网、大数据中心、特高压、充电桩以及城际高速和轨道交通。伴随新能源车近年的高速发展,充电桩作为新能源车产业链的重要环节,有望在“新基建”发力下加速发展。

  同时国网对于充电桩的布局也在加码,2020重点工作任务中多次提到充电行业。重点工作任务中强调:“大力拓展专用车充电市场,积极推广智能有序充电,车联网平台接入充电桩100万个,覆盖80%以上市场和用户。

  近日从国网电商平台获悉,国网电动汽车2020年第二次充电桩设备采购项目已开标。这是国网电动汽车有限公司今年第二次招标,此前一次招标为2020年建设施工框架采购项目。国网系统内部人士表示,由于此前充电桩行业存在无序建设的情况,建设和运营情况均不甚理想,今年国网公司下了非常大的决心去主导这一轮充电桩建设布局,下一阶段预计还将公布更多的计划。

  伴随新能源汽车市场发展,充电桩市场快速增长。2014-2019年,中国充电桩数量经历了从3万个到121.9万个的爆发式增长,CAGR 110%;其中,直流充电桩占比约为16.2%,对应公共直流充电桩数量累计值达到28.3万个。

  充电基础设施作为新能源汽车行业发展的重要基础,长期滞后必将阻碍新能源汽车行业的成长。在确认为新基建的重要组成部分后,充电桩的建设量将快速提升,目前车桩比约为6:1,按照发改委和交通部的规划,充电桩目前仍存在200万根左右的缺口。

  充电桩建设的大规模重启,将成为新能源汽车市场进一步发展的重要基础,推动新能源汽车行业整体持续快速发展。

  根据功能划分,充电桩产业链从建设到运营涉及充电设备制造商、充电建设运营商、以及整体解决方案商,国内充电产业链上的这几类从业者往往身份重合、同时涉足多个功能领域,一些硬件制造商目前也开始涉及建桩运营业务。其中,国电南瑞、许继集团、特锐德、奥特迅等设备制造商,以及比亚迪、特斯拉等电动汽车制造商是推动充电技术进步的主体。

  2014年民间资本涌入充电桩行业后,尽管一些业务模式暂未为企业带来稳定的收入、或者停留在实验和理论探讨阶段,但未来得益于电动汽车的快速放量,这些带有互联网思维的经营理念最终有可能迎来爆发,从而拓展充电桩行业的盈利模式和空间。

  目前,随着互联网企业、科技公司、初创公司、以及诸多社会资本的介入,我国的充电桩行业已经形成了国有、民营、混合所有制并存的产业格局。

  在上一轮洗牌下剩下的运营商2019年开始加速充电桩建设。公共充电桩运营领域,特锐德、星星充电和国家电网市场份额位居行业前三。截止2019年10月,全国规模化运营厂商(充电桩保有量≥1000个)22家,占充电桩保有量99.5%。前三大分别为特来电、星星充电和国家电网,保有量33.3万个,占比69.6%,前十大保有量44.4万个,占比93.0%。其中特来电(特锐德子公司)是国内最大的充电桩运营公司,市占率领先于同行,公共桩占比29%。

  根据充电桩设备收入来计算,目前市场份额占比较高的公司包括国电南瑞、特锐德、易事特、万马股份等,国网充电桩建设大规模开启后,头部企业将率先受益。

  从区域上来看,充电桩保有量基本与新能源汽车的销量和保有量呈现正相关的关系。排名最靠前的省份是广东、江苏、北京等,保有量均在5万以上。

  充电桩是为电动汽车充电的专用电力设备,由桩体、电气模块、计量模块等部分组成,一般具有电能计量、计费、通信、控制等功能。充电桩主要安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)、居民小区停车场或充电站内,输入端与交流电网直接连接,输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。

  按充电方式分,可分为直流桩和交流桩两类。交流桩:俗称慢充桩,需通过车载充电机为电动汽车充电,功率小,充电速度较慢,但成本低,多用于小区充电桩。直流桩:俗称快充桩,直接为电动汽车充电,功率大,充电速度快,但成本较高。

  根据GGII数据,直流充电桩平成本为0.8元/W,以目前市场主流的60kW直流充电桩为例,其成本约5万元/个;其中,IGBT成本占比约为20%,历史充电桩统计中直流桩占比约为15%~18%,对应中国充电桩行业2019年市场规模约为10.5亿元;根据中国充电联盟预测值测算,预计2020年市场规模有望达到6.8亿元。

  充电桩主要零部件包括充电模块、主控制器、绝级检测模块、智能电表、刷卡模块、通信模模块、空气开关、主继电器和辅助电源开关等。

  充电模块门槛较高,参与充电桩制造的上市公司中,以配电、UPS、电源系统等制造商为主,这些产品的特点是都涉及到了交直流转换和电能质量的控制,这与直流充电模块的核心技术本质上是相同的。

  充电模块制造商,实际上都具有直流充电桩制造的核心优势。各个企业之间产品的主要差距,在于充电模块的转换效率。目前转换效率主要为94%-97%,均处于较高水平。各个企业之间的技术水平稍有差距,但是总体上看差距不大。

  充电桩也是对功率半导体增长的驱动力之一。根据英飞凌的统计,一个100kW的充电桩需要的功率器件价值量在200-300美元。目前汽车充电桩的核心功率模块有两种:一种是采用IGBT芯片;另一种为采用MOSFET芯片。

  国家能源局在《电动汽车充电基础设施建设规划》草案中提出,到2020年国内充换电站数量将达到1.2万个,充电桩达到450万个。中国产业信息研究院数据预计到2020年国内充电桩功率器件市场规模有望超过35亿元。

  充电桩高功率快充是趋势。当前慢充功率7kW/14kW,单价在千元级;快充30kW/60kW,单价在万元级;未来TeslaV2功率120KW,V3功率250KW。慢充体系更多由主机厂、4S店、运营场景资源等组成。普通快充存在运营壁垒,未来能提供智能解决方案的公司比例会提升。

  超高功率快充有技术壁垒,目前全球掌握该技术的有特斯拉和onity,后者是保时捷、BBA等车企的供应商。

  2019年,特斯拉已在全球建立1604座超级充电站,14081个超级充电桩,而2017年只有约800座超级充电站,5000多个充电桩,两年时间数量接近翻倍。中国地区,Tesla的充电网络已经覆盖了130多座城市,超充电桩数量已累计突破1700个,搭配超过2100个目的地充电桩。

  受益于我国电动汽车充电桩规划、政府补助以及新能源汽车应用的快速增长,我国新能源汽车充电设施行业面临巨大的发展空间。随着新基建加速落地,充电桩的招标和建设主体回归国网,市场份额将进一步向头部企业集中。后续地也有望延续或加强前期充电桩补贴,充电桩行业景气度在政策扶持下正逐步提升。

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