电动重卡行业专题研究:电动重卡方兴未艾,加速渗透奇点已至

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(报告出品方:中信证券

电动重卡行业方兴未艾,新老玩家群雄逐鹿

新能源重卡进入萌发期,主要受“双碳”政策驱动

新能源重卡进入萌发期,渗透率提升至 5%。根据中汽中心数据,2022 年新能源重卡 零售销量为 2.5 万辆,同比+142%。2022 年 12 月新能源重卡销量提升迅猛,单月渗透率 提升至 17%。2021 年 6 月之前,新能源重卡量产较少、在重卡中销量占比不足 1%,6 月 后销量节节攀升、渗透率提升趋势明显。2022 年受重卡行业下行周期、销量同比下滑的 影响,新能源重卡销量同有波动,但渗透率提升的趋势不变,2022 年累计渗透率约 5.3%, 远超去年同期水平(2021 年累计渗透率约 0.75%)。

2021 年中起新能源重卡渗透率加速提升,主要受“双碳”战略下对高排放企业碳排 放限制驱动。2021 年中起新能源重卡渗透率加速提升主要受政策驱动:“双碳”战略对钢 铁厂、煤矿、水泥等高排放企业的碳排放指标具有较为严格的限制。2022 年新能源重卡 上牌量前 15 名城市中的唐山市、邯郸市等均为钢铁生产大市,钢铁生产污染较重。高排 放的企业将燃油重卡替换为新能源重卡后,能够满足监管的碳排放指标需求,从而提升企 业的开工率,因此短期销量提升较快。此外,国家及各地市开始逐步出台支持政策,例如: 四川宜宾、河北唐山、内蒙古包头等被明确为新能源汽车换电重卡特色类试点城市。

新能源重卡的动力类型仍以纯电动为主

新能源重卡中纯电动重卡占九成左右。目前重卡动力类型仍以柴油为主,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%。在新能源重卡中,纯电动 重卡占比 89%,2022 年累计零售销量约 2.3 万辆;燃料电池重卡占比 10%,2022 年累计 零售销量超 2400 辆;混合动力等其他新能源重卡占比不足 2%。目前新能源重卡的动力类 型仍以纯电动为主。

补能方式:充电和换电各占一半,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%。这一比例和乘用车呈现出 较大差异,乘用车基本以充电为主要补能方式,出现这种差异的原因在于重卡的电池带电 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,从 2021 年到 2022 年换电重卡的占比有逐步提升的趋势。

电动重卡使用场景与传统重卡类似,但主要是企业用户购买

电动重卡中牵引车占六成,使用场景中运输:工程约 2:1。从车辆类型来看,2022 年销售的纯电动重卡中牵引车(含牵引车和半挂牵引车)占 57%,主要用于物流运输;自 卸车占 25%,混凝土搅拌车占 9%,主要用于工程建筑;清扫车等专用车合计占比 7%。 根据现有的销量结构来看,电动重卡用于运输:工程:其他专项用途的比例约为 6:3:1。

电动重卡使用场景与传统重卡类似,但运输半径更短、且主要是企业用户购买,两者 相比的异同如下: (1)车辆类型:传统燃油重卡中用于物流运输、工程建筑、专项用途的比例为 6:3: 1,而新能源重卡的这一比例与传统重卡高度类似,新能源重卡已广泛渗透入重卡的各种 车辆类型。 (2)使用人群:传统重卡中 70%以上为个人所有,仅不到 30%的重卡为企业车队或 集体采购。而电动重卡由于目前购买价格仍较为高昂,个人重卡司机难以负担。大型企业 用户资金较为充裕,有运营条件,且有较强的节能减排需求,因此当前电动重卡的主要购 买群体主要为大型的企业客户。 (3)运输半径:传统重卡会涉及跨省运输场景,常见的卡车最大运输半径至少在 1000 公里以上,装备副油箱的卡车单次最长运输半径可达 2000-3000 公里。而电动重卡目前受 制于续航里程和充换电设施尚不完备等原因,目前主要用于短途运输和固定场地的使用, 运输半径在 200-300 公里以内。实际上,个人所有的重卡是运输的游击队,很少有固定线 路,而企业用户往往有固定线路。运输半径短和固定路线也是电动重卡之所以主要在企业 用户中更为流行的原因。 (4)日均里程:传统重卡日均运营里程在 200 公里以内占 20%,200-500 公里的占 60%,仅有 20%的传统重卡日均运营里程在 500 公里以上。新能源重卡在实际工作强度这 一点与传统重卡没有差距,但多为固定场景或点对点运输。

新玩家涌现群雄逐鹿,尚未形成稳定格局

电动重卡行业新玩家涌现,群雄逐鹿。电动重卡的格局和传统重卡格局差异较大。根 据中汽协数据,传统重卡集中度较高,CR5 超过 80%,龙头企业为中国重汽一汽解放 等,且格局较为稳定。根据中汽中心数据,电动重卡行业集中度相对较低,2022 年电动 重卡行业的 CR5 为 58%,去年同期为 53%,同比提升 5pcts,行业集中度有所提升。2022 年电动重卡行业销量的前三名为三一集团、徐工重卡和汉马科技(吉利商用车参股),市 场份额占比为 18%、12%和 11%,三者去年同期的销量份额为 16%、7%和 7%;而去年 市场份额 15%的宇通集团(宇通重工)今年份额跌至 9%,市场份额仍有波动。

产品同质化较高,尚没有形成明确差异化。目前的电动重卡产品同质性仍较高,以 2022 年部分热销电动重卡为例:电机性能上,热销电动重卡的最大功率约 360-400kW,最高时 速在 85-90km/h 左右;电池性能上,电池包多为 282kWh 的磷酸铁锂电池,供应商以电池 头部供应商宁德时代居多,续航里程在 200 公里左右。重卡作为生产力工具,用户最为注 重的即为高性价比、动力系统稳定性和低能耗表现,国内电动重卡的“三电”系统差异较 小,产品尚没有形成明确的差异化。

电动重卡行业目前还处于较为早期的阶段,尚未形成稳定的竞争格局。随着重卡行业 进入新的增长周期、电池技术的进一步发展及相关充换电基础设施的进一步完善,电动重 卡渗透率有望快速提升,各行业玩家建立各自的竞争优势,行业格局可能发生较大变化。 在电动重卡渗透率逐步提升的过程中,我们认为对于电动重卡玩家而言最重要的竞争动因 和关键要素如下:

(1)高性价比:性价比为重卡购买者考虑的最重要因素之一。“性价比”可以拆分为 两部分:首先是降低初始购买成本。拥有技术降本和更高成本控制能力的企业能够提高重 卡的“性价比”,获得购买者的青睐。“性价比”的另一部分就是降低重卡的使用成本。燃 料费用约占电动重卡总拥有成本(TCO)的 20%,更低的能耗表现可以降低燃料费用,同 样也为关注的重点。降低能耗依靠企业的热管理、电驱电控、及动能回收等降能耗技术, 这一点主要依靠公司的技术研发能力。

(2)稳定的运行素质:重卡作业时间长、部分作业环境恶劣,且经常故障或维修会 严重影响重卡的运行效率,因此重卡对于稳定的运行素质有更高的要求,而品牌的历史表 现则是稳定运行素质的很好背书。

(3)完备的充换电设施及服务:电动重卡目前还受制于充换电设施不够完备等因素, 运行场景有限。而优先搭建更多充换电设施的企业能够给重卡司机提供更多选择,因此和 相关生态伙伴有更深入合作的企业以及有更强服务意识的企业更有机会获得竞争优势。

(4)其他机械素质:电池、电机及其他底盘结构件的机械质量表现关乎行车稳定性、 安全性及驾驶舒适性等各方面,目前电池企业的电池技术发展较为成熟,但其他底盘结构 件同样考验重卡车企的技术能力,因此车企和产业链上下游的合作和自身的技术研发能力 同样至关重要。

我们认为用户对电动重卡最为关注的要素为高性价比、稳定的运行素质以及完备的充 换电设施及服务等,因此对于电动重卡玩家而言最重要的竞争要素包括技术研发能力、品 牌形象定位以及产业链合作能力,优先研发出优质产品和形成合作网络的玩家将获得竞争 的先机。

节能减排环保政策要求下,重卡新能源化为必然趋势

重卡新能源化是环保减排的必由之路

商用车保有量占比为 10%,而碳排放占比超 60%。重卡等商用车由于年均行驶里程 更高、柴油消耗总量更大,其污染排放水平远超出乘用车。根据中汽中心数据,2021 年 中国汽车保有量中商用车占比约 10%,而产生的碳排放却超过 60%。换言之,商用车单 车减碳空间是乘用车的 14 倍。因此,商用车新能源化是实现双碳战略的必由之路。此外, 根据生态环境部发布的数据,2022 年重卡等柴油货车的氮氧化物、PM 颗粒物等污染物(导 致雾霾的主要因素)的排放量也远在乘用车之上,纯电动重卡作为“零排放”车辆在环保 上具有多重效用。

重卡新能源化是能源安全可控的重要选择

能源独立是可持续发展的关键要素,我国目前能源呈现多煤、贫油、少气的格局,对 外依存度较高。能源独立与供应链安全是国家工业体系的核心竞争力体现和可持续发展的 关键要素。近年来能源危机、疫情以及经济周期波动,与地缘政治的紧张局面相交织,大 国间竞争博弈深化,区域经济面临再平衡。自 2021 年起原油价格持续攀升,截至 2022 年 11 月,原油进口价格已经达到 676 美元/吨,能源供应持续收紧。我国原油的对外依存 度已超过 70%,天然气的对外依存度也接近 50%,能源独立程度尚有提升空间。

我国石油进口总量位居世界第一,应对国际油气市场波动的调节能力有待加强,长期 来看需要绿色转型。中国目前已成为世界最大石油进口国,据 BP 统计数据,2021 年中国 石油平均进口量为 1272 万桶/日,2016-21 年 CAGR 为 6.7%,在所有石油进口国中位列 第一,基本与全欧洲石油进口量持平,并保持稳步增长态势。中国作为世界上最大的能源 进口国,在石油天然气等领域对外依存度同样较高,短期我国通过在能源运输路径以及能 源合作伙伴上的多元化布局,可以有效抵御短期全球能源供应端的风险波动。长期看,依托技术进步提升能效并开发新型能源,加快构建并完善国家能源应急储备体系,基于“双 碳”背景逐步完成向清洁可再生能源的转型升级,将是我国能源体系实现自主安全可控的 根本路径。

重卡作为柴油的重要消耗者之一,其新能源化也是促进我国能源安全可控的重要选择。 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。我国商用车燃油消耗量巨大是我国石油对外依存度 居高的主要原因之一,其新能源化也是促进我国能源安全可控的重要选择。

国家及各省市已出台多项新能源重卡支持政策

“碳达峰”要求 2030 年商用车二氧化碳排放强度下降 20%,重卡降低排放、向新 能源化转型为环境保护和政策要求下的必然趋势。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。2022 年 11 月,国务院生态环境部等发布《柴油货车污染治理攻 坚行动方案》,明确要求到 2025 年全国柴油货车氮氧化物排放量下降 12%,新能源和国六排放标准货车保有量占比力争超过 40%。在碳达峰、碳中和及《柴油货车污染治理攻坚 行动方案》等各项环保政策和计划的要求下,重卡降低排放、向新能源化转型为环境保护 和政策要求下的必然趋势。

2023 年 1 月公共领域车辆全面电动化试点开展,增量可达百万级,环卫车、城市物 流车等有望明显受益。2023 年 1 月 30 日,工业和信息化部等八部门联合发布《关于组织 开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》,试点期为 2023-2025 年,公共领 域车辆包括公务用车、城市公交、出租(包括巡游出租和网络预约出租汽车)、环卫、邮 政快递、城市物流配送、机场等领域用车。主要目标包括:(1)车辆电动化水平大幅提高。 试点领域新增及更新车辆中新能源汽车比例显著提高,其中城市公交、出租、环卫、邮政 快递、城市物流配送领域力争达到 80%。(2)充换电服务体系保障有力。新增公共充电桩 (标准桩)与公共领域新能源汽车推广数量(标准车)比例力争达到 1:1,高速公路服务 区充电设施车位占比预期不低于小型停车位的 10%。(3)新技术新模式创新应用。根据通 知的要求,2023-2025 年间试点地区公共车辆电动化水平将大幅提高,如北京等地作为试 点城市则要求公共领域新能源汽车新增 10 万辆。

多省市已出台具体的新能源重卡支持政策,政策工具以资金补贴、路权开放、渗透率强制要求等为主。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。除此之外山东、河 南、海南等多省市均已出台具体的新能源重卡支持政策,以路权开放、政策补贴、渗透率 强制要求为主。以雄安新区为例,《河北雄安新区新能源重卡推广应用实施方案(2022-2025 年)(试行)》明确:到 2023 年底,新区力争推广新能源重卡数量达到 500 辆,比例为 20%; 到 2025 年底,力争推广新能源重卡的数量达到 3500 辆,比例为 60%。《方案》还详细要 求了规范新能源车辆和企业备案;开放路权并允许新能源重卡增时作业;依托重点工程项 目示范带动;加快充电桩、换电站及加氢站等配套设施规划建设等。

通过 TCO 模型可以量化电动重卡的竞争力

中国重卡司机工作强度高,薪资待遇较差,成本敏感度高。根据中国物流与采购联合 会发布的《2021 年货车司机从业状况调查报告》,现阶段中国重卡司机群体中 70%以上为 个体经营,用工形式灵活、自负盈亏;仅有不到 30%的重卡司机受雇于企业。重卡司机工 作强度较高,57.3%的货车司机月均行驶里程在 5000-15000 公里之间,65%的货车司机 日均工作时长在 10 小时以上。虽然重卡司机从事着高强度的工作,但是月收入的众数仅 在 5000-10000 元人民币,因此大部分重卡司机对于成本敏感度高。

加速渗透的奇点已至:经济性是重卡运营最重要指标,而 2022 年电动重卡经济性已 优于燃油重卡。重卡作为物流运输和工程建设的重要生产工具,对于使用成本提出了非常 严格的要求,进而实现单位收入下更高的盈利能力。TCO(Total Cost of Ownership,全 生命周期成本)是衡量重卡经济性水平的一个重要的通用指标,也是重卡运营过程中最重 要的量化因素,可以分为初始购置成本、运营成本和其他维护成本三大类。目前主流重卡 动力类型仍是燃油重卡,新能源重卡中除电动重卡之外,氢燃料电池重卡同为零排放车辆、 且燃料电池能量密度高、续航长也受到了很多关注,因此我们对目前的燃油重卡、电动重 卡和氢燃料电池重卡 TCO 进行测算,来衡量几种不同动力类型重卡的经济性。

测算的主要假设如下:(1)以半挂牵引车为例进行测算,目前电池包价格仍较高昂、 不同续航电动重卡价格存在一定差异,因此假设中短续航电动重卡(续航 200-300km)整 车价格 90 万元、长续航电动重卡(续航 400km 以上,如特斯拉 Semi)为 140 万元。假 设中低端燃油重卡整车价格约 35 万元,高端燃油重卡(如戴姆勒 Actros 等)约 60 万元, 氢燃料电池重卡约 140 万元。(2)以单班运行为基础,假设每辆重卡年度行驶里程 12 万 千米。(3)假设柴油价格为 7 元/L(以近期柴油价格为基准),充电价格为 1 元/kWh(考 虑到充电站加收服务费,略高于目前国内电价平均水平),加氢价格为 35 元/kg(目前加氢 站运营仍不成熟,且由于各地补贴政策不一终端加氢价差异较大,故以范围内的中低值为 参考)。(4)满载情况下,中低端柴油重卡平均能耗为 34L/百公里,高端燃油重卡能耗表 现稍好、为 31L/百公里;中短续航电动重卡能耗为 150kWh/百公里、长续航电动重卡能耗 为 125kWh/百公里;氢燃料电池重卡能耗为 7kg/百公里。

相对低廉的使用成本或将提高电动重卡吸引力。按照重卡单班运行测算,中短续航电 动重卡目前的 TCO 最低,为 457 万元,长续航电动重卡 TCO 约 480 万元,电动重卡 TCO 表现均优于燃油重卡(约 490 万元)。氢燃料电池重卡由于制氢储氢等成本仍较高,现阶段没有较好的经济性表现,TCO 约 573 万元。燃油重卡的燃料成本占比仍在 30%以上, 而电动重卡的燃料成本占比在 20%左右,从燃油重卡切换为电动重卡每年可省 12 万元燃 料费,全生命周期共可节省燃料费用约 70 万元。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,而锂价从 2020 年的 5 万元/吨飞涨至 2022 年的 55 万元/吨,给电动重卡的成本带来了巨大压力。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。电动重 卡未来很有可能因为更低的使用成本、更高的性价比成为更多卡车司机的选择。

充换电设施建设将是电动重卡大规模应用的底层基石。电动重卡虽然已经实现全生命 周期的成本平价,但还有续航里程较短、充电时长较长、充换电设施不充分等因素影响其 大规模商业化应用。随着续航里程的增加、充换电设施的逐步建设,电动重卡的便利性也 会有更好的表现,为电动重卡的大规模应用提供更强的底层基础。

电动重卡发展技术路线探讨

电动重卡有着低排放环保、可大幅降低使用成本等优势,但由于其处于发展早期,其 发展过程中可能面临的一些问题仍存在争论: (1) 技术路线争论:锂电池重卡还是氢燃料电池重卡将会是更好的新能源重卡路 线? (2) 补能方式争论:电动重卡将会以充电还是换电为主要的补能形式? (3) 载重效率争论:电池包的重量对于卡车本身的载重造成挤压,锂电重卡如何 应对? (4) 对低温下稳定行驶能力的质疑:锂电池不耐低温,电动重卡是否具备生产力 工具所必须的稳定行驶能力? 下文我们将对这些问题进行逐一分析和解答。

1-技术路线:锂电重卡是目前进展最快、确定性最高的新能源重卡路线

氢燃料电池能量密度高,减轻续航里程焦虑。新能源重卡目前是以锂电池为动力的纯 电动重卡为主,续航集中在 100-300km,当前续航最长的锂电重卡产品续航约 800km。 而以氢燃料电池为动力源的重卡续航集中在400-500km,最长续航可以达到1000km以上, 覆盖绝大多数重卡使用场景,能很好地减轻续航里程上的焦虑。

氢燃料电池重卡现多在山西等化石能源丰富省份推广,主要受制于“绿氢”渗透率较 低、制氢和运氢成本较高等因素。氢燃料电池重卡目前使用的瓶颈并非在整车的动力总成 端,而在于整个能源体系。制氢方面,当下绿氢渗透率不高,主要依靠工业副产氢或化石 能源制氢。储氢运氢方面,主要以 20MPa 管束车运输和液氢槽罐车运输为主,成本约 10-20 元/kg。受制于运输成本,加氢站氢气基本都来源于本地。所以山西、山东、陕西、内蒙古 等传统化石能源丰富省份有大量副产氢,可以就地运氢加氢用氢,具备天然优势。而其他 省份的氢能推广应用却相对困难很多,成本也大幅提升。因此氢燃料电池的广泛推广应用 还需“绿氢”的渗透率提高,以及制氢、储运氢成本的整体下降,而这牵扯到整个能源体 系和基础设施的完善。

锂电重卡技术成熟,具备发展先机。锂电池作为动力电池的技术已非常成熟,在乘用 车上得到反复试验和验证、具有很高的确定性。将锂电池用于重卡不需要额外的技术研发 成本和突破性的技术变革,而氢燃料电池目前市场存量仍较低,技术还有待进一步发展和降本,存在一定的不确定性。因此锂电重卡路线为当前发展最方便、进展最快、确定性最 高的技术路线,已具备发展先机。 2030 年前锂电重卡具备更优的成本表现。目前对锂电重卡 TCO 影响最大的变量为电 池价格,而电池价格主要与锂价息息相关。2021 年锂矿越过供需平衡点,锂价从 2020 年 的 5 万元/吨飞涨至 2022 年的 55 万元/吨,在 2022-2025 年间锂矿供给逐步提升,并有望 在 2023 年恢复供大于求状态,锂价有望恢复常态。锂价下降叠加政策上给予的补贴优惠 等将给予锂电重卡很高的成本优势。而对氢燃料电池重卡 TCO 影响最大的因素为终端氢 气价格,目前终端氢气价格在补贴后为几十到上百元不等。

如果平均制氢成本可降至 20 元/kg,终端氢气价格也有望大幅下降,氢燃料电池的经 济性将有比较明确的 TCO 经济性。我们以电动重卡售价和柴油价格为关键变量对电动重 卡和传统柴油重卡的成本差进行敏感性分析测算:以终端氢气价格和柴油价格为关键变量 对氢燃料电池和传统柴油重卡的成本差进行敏感性测算。测算结果如下:在柴油价格高于 6.5 元/L 的情况下,电动重卡的售价低于 110 万元即可实现更优的成本,按照目前的锂价 电动重卡售价已经可以达到这一水平。过去十年柴油价格主要集中在 5-8 元/L,而在这一 区间,终端氢气价格要低至 15-25 元/kg 才能实现成本的平价。到 2030 年,如果平均制氢 成本可降至 20 元/kg,终端氢气价格也有望大幅下降,氢燃料电池的经济性将有比较明确 的 TCO 经济。因此,目前锂电重卡 TCO 成本已优于燃油重卡,而氢燃料电池重卡预计约 2030 年实现成本平价,2030 年前锂电重卡都具备更高的成本优势。

综上,我们认为锂电重卡是目前进展最快、确定性最高的新能源重卡路线,且具有很 强的成本优势,短期内新能源重卡将仍以锂电重卡为主。2030 年后氢燃料电池重卡有望 实现平价,有望在锂电重卡具备天然劣势的超长距离运输场景下加速渗透。

2-补能方式:现阶段换电优势更大,快充速率提升后充换电有望“分庭抗 礼”

现阶段换电重卡可以降低购车成本、提升运营效率,更具优势。2022 年换电重卡在 纯电动重卡中约占 1/2,2021 年销量占比约 1/3,占比提升显著。换电重卡目前具备一定的优势:(1)车电分离,租用电池可降低购车门槛;(2)无需担忧电池衰减;(3)换电仅 需 3-5 分钟,提升运营效率。在固定线路建设换电站,还可以减少电池重量,减轻续航焦 虑,同时提高盈利性。但是随着电动重卡长期的推广,换电标准不一致会给其规模性扩张 带来一定的难度。

快充技术突破,充电重卡仍有望和换电重卡“分庭抗礼”。目前电动重卡的充电时间 约 1~2 个小时,对于重卡的运营效率造成一定的影响。但电池快充技术在不断突破,已颇 有成效:特斯拉 V4 超充桩将拥有 1MW 支流快充能力,有望实现 1C 级别补能速度,充电 30 分钟即可恢复 70%的续航。国内的巨湾技研公司也已经研发出具备 3C 补能速度的重卡 电池,充满 80%的电仅需 15 分钟。此外,充电站在规模性扩张和建设服务成本上都具有 一定的优势。因此,长期来看随着快充技术的突破、充电速率的提升,充电重卡仍有希望 和换电重卡“分庭抗礼”:我预计短期换电重卡在中国市场增速会更快,但超快充的充电 重卡在长期可能扮演更为重要的角色。

3-载重效率:电动重卡足以满足半数以上场景的需要

理论上,电动重卡在载重效率上存在一定的矛盾性。重卡想具备实用性就要有一定的 续航里程要求,在电动重卡中这意味着更高的带电量和更高的能量密度,更高的带电量会 增加电池重量、挤压载货重量,进而影响电动重卡的盈利,这就是电动重卡在可用性的底 层需求和盈利最终需求上的矛盾。

实际中,电动重卡足以满足半数以上场景的需要:运输半径上,电动重卡更适用于固 定场景、中短途运输;运输货物上,适用于普通货物或高价值重物的运输。从运输半径来 看,80%的重卡日均行驶里程在 500km 以内。现有电动重卡续航里程多在 200-300km 之 间,特斯拉的 Semi 续航可达 800km,我们认为未来 3-5 年主流电动重卡续航里程有望达 到 500km,可以覆盖绝大多数中短途和固定场景运输。从运载货物价值来看,由于电池包 的重量会挤占一定载货量,因此电动重卡对低价值重物运输的适用性相对较低,更适用于 生鲜蔬菜或其他普通货物,以及运载高价值重货。

4-锂电池的低温工作性能:龙头企业已有低温动力电池落地

传统锂电池在低温情况下性能表现大幅降低。低温环境下,电解液的黏度增大,导致 锂离子电池的导电率下降,以及电解液与负极、隔膜之间的相容性变差,如此等等因素都 导致锂电池在低温下的性能表现不佳,电池的能量密度、安全性、循环寿命等都会受到影 响,在-20℃时磷酸铁锂电池效率只有室温时的 55%左右。这一特性导致低温下纯电动车 续航减少,充电效率变慢,运行不稳定,如发生在重卡上则将严重与效率至上的要求相违 背。 锂电池技术持续迭代,龙头企业已有低温动力电池落地。目前采用隔膜、电解液、正 负极材料等多种方式的低温动力电池技术研发已经取得一定进展。锂电池龙头企业宁德时 代 9 月发布 MTB 技术落地国家电投换电重卡车型。宁德时代的 MTB(Module to Bracket) 技术将模组直接集成到车辆支架/底盘,系统体积利用率提升 40%,重量减轻 10%,增大 车辆载货空间,提高载货重量;系统密度可达 170Wh/kg,电量可在 140-600kWh 的区间 自由配置。MTB 电池包能保证-35℃~65℃的宽温度工作区间,采用智能化热管理,应对 多种恶劣环境。

从龙头企业看纯电重卡发展趋势,预计中国电动重卡 2025 年渗透率可达 16%

标杆产品特斯拉电动重卡 Semi 交付,实测满载 37 吨续航 800km,已达 到大范围商业化运行的标准

特斯拉首款电动重卡 Semi 于 12 月 2 日交付:实测满载 37 吨续航 800km,暂未公 布售价与量产计划。特斯拉首款电动重卡 Semi 在 12 月初首次于内华达工厂量产交付,交 付客户为百事子公司 Frito-Lay。本次交付仪式上,特斯拉展示了 Semi 的真实道路测试续 航结果:在满载 8.2 万磅(约合 37 吨)的负载下具备 500 英里(约合 800 公里)的续航 能力。本次实测路线为从特斯拉弗里蒙特工厂到圣地亚哥,途中还经历了近 1200 米海拔 的爬坡。

外观:金属科技风炫酷外观,“子弹头”设计风阻系数低于 0.4Cd。Semi 于 2017 年 首次发布,从发布到量产经历了 5 年。此前特斯拉的量产车型 Model3、Model Y 等均为 乘用车,Semi 的量产也意味着特斯拉正式大跨一步到商用车领域,作为行业龙头将有力 带动商用车领域的新能源化转型。Semi 的外观延续了特斯拉一贯的金属科技风,车头采 用流线型的“子弹头”设计,风阻系数低于 0.4Cd,远低于传统重卡 0.7Cd 左右的风阻水 平,进而帮助整个车体实现更低的能耗水平,达到更长的续航能力。

内饰:Semi 驾驶座位于中央、两侧配有中控大屏,区别于传统卡车的并排两座。传 统卡车的驾驶舱基本为两个座椅,主驾驶与副驾驶并排。而 Semi 却将驾驶座置于中央、 并在左右两侧均配有中控大屏,及时提供导航及车辆信息;整个中控台几乎没有实体按键, 行车所需的功能都集成在了方向盘和两侧的显示屏中。车舱前方及左右两侧车窗面积增大, 旨在为卡车司机提供更好的视野、减少视觉死角,为连续作业的卡车司机提供更好的驾驶 环境。

智能驾驶:标配辅助驾驶功能,“车队模式”有望大力降低人力成本。在 2017 年的首 次发布会上,特斯拉表示 Semi 将配备卡车版的 Autopilot 智能辅助驾驶系统,将包括自动 紧急制动、前方碰撞警告和自动车道保持辅助等功能。此外,由于卡车具有生产工具属性, 对于行车的安全性和可靠性都有更高的要求,Semi 的辅助驾驶还有保险功能,即当 Semi 长时间接收不到驾驶员的操作信号时会自动拨打紧急电话。同时,由于载货质量的不同、 Semi 的整体重量可能发生变化,特斯拉还在 Semi 上装配了牵引力控制系统,可以相应向 各个车轮传输正扭矩或负扭矩以及对所有制动器进行单独控制,进而尽量防止发生侧滑、 意外偏转等情况发生。此外,特斯拉 Semi 也将支持“车队模式”,即在多辆 Semi 共同行 驶的情况下,可以实现仅需第 1 辆车有人驾驶、其余车辆在后方自动跟随,不仅大幅节省 驾驶员的精力、还能降低人力成本。同时在“车队模式”下也能通过第一辆车的“破风” 效应,降低后车风阻、实现更低的能耗。

运动性能:跑车级三电机配置,动力性能强大。Semi 采用了和 Model S/X Plaid 同样 的三电机动力系统,由 1 个行驶驱动单元和 2 个加速驱动单元组成。行驶驱动单元在公路 行驶中始终接入,维持运动;2 个加速驱动单元用于提供加速扭矩。整个系统通过自动离 合控制平滑调节,不需要司机手动介入。满载 82,000 磅重(约 37 吨)的 Semi 电动卡车 由三个橄榄球大小的电机带动,其中单个电机的动力就已超越一台柴油发动机。满载情况 下,Semi 从零到百公里加速时间仅需 20 秒,传统卡车则需要 45 秒左右。在交付仪式的 实测视频中,满载的 Semi 在 6%坡度的上坡中,轻松超越一台柴油机卡车。

能耗效率:技术复用、子弹头外形设计,综合能耗小于 2kWh/英里。Semi 采用了多 种降低能耗技术:(1)复用了特斯拉乘用车上高效率的三电及热管理系统技术积累;(2) 下坡时采用动能回收刹车提高能量使用效率,同时避免长时间下坡中刹车片过热引发安全 问题;(3)Semi 车头采用了创新的子弹头型设计降低风阻。乘用车技术复用与子弹头外 形设计,使得 Semi 综合能耗小于 2kWh/英里。

补能效率:1000V 架构搭配 1MW 超充,极致的补能速度将打消电动卡车补能担忧。 交付仪式上,特斯拉提到了 Semi 采用了 1000V 架构,并公布了下一代 V4 超充桩。V4 超 充桩拥有 1MW 支流快充能力,采用了全新的浸入式液冷技术,将导体浸润在冷媒中,同 时两端配有隔绝来保证安全。根据 Semi 500 英里的续航里程、<2kWh/英里的能耗,我们 预计 Semi 带电量不超过 1000kWh,在 1MW 超充下有望实现 1C 级别补能速度。

电动重卡在美国的渗透速度可能会快于中国

特斯拉 Semi 作为一款各项表现都非常突出的电动重卡产品,基本标志着电动重卡大 规模量产的时机已成熟。但中美两国的运输环境有较大区别,可能导致电动重卡在美国的 渗透速度会快于中国,而这一点主要是由两个国家的重卡运力结构、运输半径、运力成本 不同所导致的。 在重卡经济性表现方面,电动重卡在中国两国均有突出表现。我们对中国和美国重卡 的年度燃油/电费成本分别进行测算:(1)中国柴油重卡平均年度柴油费约 24.5 万元人民 币,占当年使用成本的 35%,电动重卡年度电费可以低至 12.5 万元,意味着燃料成本降 低了 50%。(2)美国柴油重卡平均年度柴油费约 4.7 万美元,占当年使用成本的 36%,电 动重卡年度电费可低至 1.6 万美元,燃料成本降低了 70%。可以见得,在中美两国燃料成 本均占重卡使用成本的 1/3 以上,且电动重卡的经济性优势均较为明显。

在重卡运输的运力结构、运输半径和人力成本方面,中美有较大不同。 (1) 运力结构:中国公路运输行业三方化程度偏低,层层转包、车辆挂靠现象严 重,底层运力以个体为主。美国 70%的物流运力由公路运输构成,公路运力 规模集中度高,由大企业主导式,以大合同物流、大车队形态为主,有更高 的成本承担能力。 (2) 运输半径:美国 80%的公路运输路线都短于 250 英里(约 400 公里),且城 市间点对点运输较多。而中国有运输半径 1000 公里以上的跨省运输。 (3) 人力成本:中国重卡司机人力成本相对较低,卡车司机年薪约 12 万元;由于 中国重卡司机 70%以上为个体经营,司机自负盈亏、工作强度很大,部分司 机甚至靠超载和疲劳驾驶获取超额利润,对于成本高度敏感。美国重卡司机 供小于求,2022 年美国卡车司机缺口一度超过 8 万人;且美国人力成本更高, 卡车司机年薪约 14 万美元;由于司机多在车队内工作,工会话语权较高,能 一定程度上保护卡车司机权益,新能源重卡的舒适性等有一定吸引力。 (4) 电动重卡供给:美国已有特斯拉 Semi 这样的优质供给。中国锂电重卡目前处 于“油改电”阶段、正向研发较少。 综上,虽然电动重卡在中美两国均有较好的经济性表现,但是美国的运力结构、运输 半径、运力成本等方便都有更适宜电动重卡发展的土壤,且美国已有特斯拉 Semi 这样的 优质电动重卡供给,有利于形成标杆效应促进行业的蓬勃发展,因此我们认为电动重卡在 美国的渗透速度可能会快于中国。

电动重卡将在优势场景下快速渗透,预计 2025 年中国渗透率可达 16%

电动重卡在不同场景的渗透速率主要受政策要求、运输半径和运载货物价值影响,将 在优势场景下快速渗透。重卡按照车型可以分为牵引车、载货车、自卸车、专用车等多种 类型,按照使用场景可以分为三大类:物流运输、工程建筑和其他专用车。电动重卡在不 同场景的渗透速率主要受以下几个因素影响: (1) 政策要求:钢厂、矿区等重污染重排放企业或园区有减排强制要求,因此会 较为积极地购入电动重卡以保证开工率。 (2) 运输半径:电动重卡目前续航里程多在 200-300km 之间,特斯拉的 Semi 续 航可达 800km,我们认为未来 3-5 年多数电动重卡续航里程可超 500km,但 在一些跨省的长途运输中仍不占优势。 (3) 运载货物价值:虽然 TCO 更低,但是电动重卡价格比传统重卡更高,对于司 机的现金流提出更高要求;此外电池包的重量会挤占一定载货量,因此电动 重卡不那么适用于低价值重物的运输,更适用于运载高价值货物。 根据以上三点主要影响因素,我们认为短期内电动重卡会在政策要求较高的煤炭钢材 园区内运输、环卫车等城市内专用车场景下优先渗透。在 2025-2030 年,随着电动重卡经 济性和续航里程的提升,电动重卡会逐渐转向市场驱动,在以下场景渗透率会优先得到提升:(1)政策要求较高、且盈利要求不高的环卫等城市内专用车场景;(2)运输半径 200 公里以内的城市内园区内短途运输场景。其次为:(1)运输半径 200 公里以内的工程建筑 场景;(2)运输半径 200-500 公里的生鲜及普通货物运输、高价值重货运输场景。综上我 们认为,2025 年电动重卡的销量可达 19 万辆,渗透率约 16%,到 2030 年电动重卡的渗 透率有望达到 35%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

详见报告原文。   

精选报告来源:【未来智库】

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2023-02-15 08:33

$亿纬锂能(SZ300014)$ 锂电为新能源重卡最确定的,发展最快。semi的推出使得美国的电动重卡渗透率比中国快