文|能鏈研究院
在汽車工業(yè)發(fā)展的百年歷史中，加油站書寫下了濃墨重彩的一筆。
隨著福特大批量流水線生產(chǎn)汽車后，家庭汽車的神話得以實現(xiàn)，走向千家萬戶。
然而，當時汽車加油卻是一件極其繁瑣的工作。
汽油都是存放在油罐或者容器內(nèi)，由零售商對外售賣。車主加油時，則將汽油倒入油箱，這個過程需要三個人共同完成。
隨著汽車數(shù)量大幅增長，原有的模式已經(jīng)無法滿足需求，更加高效、便捷的加油方式成為了需求痛點。
1905年，美國密蘇里州圣路易斯的商人哈利·格倫納與克雷姆·雷辛格，資興辦了世界上最初的“圣路易斯汽車加油站”，他們采用重力注油罐連通一根橡膠軟管給汽車加油，極大地方便了路過此地的駕駛員。 加油站為出行提供必要保障，對整個交通業(yè)的發(fā)展起到了至關重要的作用。
隨著新能源車滲透率的不斷提升，加油服務同樣也在轉型，充電樁承擔了加油站的角色，市場對充電樁需求飛速提升。 可以說，充電樁是完成能源轉型，降低交通碳排，助力碳中和過程最后一環(huán)的“槍手”。
01 慢充與快充
手持充電槍，對準接口，啟動按鍵，電能從電網(wǎng)端，經(jīng)過變電箱，配電箱，接入到充電樁，電量源源不斷涌來。最終通過充電樁完成補充能量、降低碳排的任務。
資料來源：能鏈智電
由于充電樁接入的電力是交流電，并且高于電池電壓，出于安全和效率的考慮，需要變壓、整流（AC(交流電)轉化為DC(直流電)）后才能進行充電。
因此，衍生出兩種主要的技術路徑：一是交流充電樁、二是直流充電樁。 （1）交流充電樁
交流充電樁也可以稱為慢充，需要車載充電機進行變壓、整流后輸出直流電。交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。相當于只是起了一個控制電源的作用。
由于車載充電機比較小，功率小，充電過程較慢。
以常用的7KW家用充電樁為例，根據(jù)充電量(W)=功率(P)×充電時間(t)公式，我們可以計算得出一輛56KW的新能源車充滿電時間大概需要8個小時。
因此，其應用于不需要快速充電的場景，如私人充電樁、地下車庫。
交流充電樁結構較為簡單，成本較低。主要由控制主板、電能輸入輸出回路、充電連接器、人機交互單元等部件組成。主板占成本接近30%，其次為槍線及殼體，成本占比也分別為30%左右。主板起到計量和保護功能，殼體提供支撐和人機交互，充電槍負責充電。
（2）直流充電樁
直流充電樁通常稱為快充，本身自帶充電模塊，可以完成變壓、整流，將輸入的交流電轉化為充電所需的直流電，完成充電過程。 快充通過并聯(lián)的方式，直流充電樁功率更高，充電時間較短。比如，用4個15KW充電模塊并聯(lián)，達到60KW的功率。
根據(jù)公式：充電量(W)=功率(P)×充電時間(t)，以60KW功率的充電樁為例，56KW新能源車充滿理論上差不多1個小時，而交流充電樁則需要8個小時。
因此，其應用于充電時間要求較高的場景，如出租車、公交車、物流車以及乘用車等公共充電樁。 快充無疑抓住了新能源車的需求痛點——充電慢的問題。如果能像燃油車一樣，花幾分鐘將車開進充電站完成補能，這種體驗與排隊等候、充電幾小時的實際情況判若云泥。 各大車企均在努力提高充電功率縮短充電時間，提高快充站的利用率。
02 快充的問題及解決方案
（1）液冷設備至關重要
根據(jù)公式：功率(P)=電壓(U)×電流(I)，提升效率的技術路徑主要分為兩條，也就是提高電壓：高壓快充（以比亞迪（002594.SZ）為代表）和提高電流：大電流快充（以特斯拉(TSLA.US)為代表）。
高壓快充將電動車平臺由400V升級至800V，可實現(xiàn)400kW超充，僅需5分鐘實現(xiàn)續(xù)航200-300km，后續(xù)將向上演進到1000-1500V。大電流快充支持200kW快充，需充電10分鐘實現(xiàn)續(xù)航200-300km。
2021年比亞迪、吉利(00175.HK)、長城(601633.SH)、小鵬（XPEV.US，09868.HK）、零跑（09863.HK）等相繼發(fā)布了800V高壓技術的布局規(guī)劃，理想（LI.US，02015.HK）、蔚來（09866.HK,NIO.US）等車企也在積極籌備相關技術。
不過，超充要求電纜需承受400-600A大電流。
電流越大，電線的發(fā)熱量也越大，需要快速散熱，否則安全便存在較大隱患。工信部指出：對于額定電壓為750/1000/1500V的直流充電接口，額定電流（持續(xù)最大工作電流）值為200、250、300、400、500、600、800A，充電樁必須具備主動冷卻裝置。
在超級快充需求推動下，各企業(yè)紛紛投入液冷超充研究。國內(nèi)開發(fā)出液冷超充技術的企業(yè)包括中航光電(002179.SZ)、沃爾核材(002130.SZ)、日豐股份(002953.SZ)、巴斯巴等，國外企業(yè)主要包括菲尼克斯、灝訊、特斯拉等。
永貴電器(300351.SZ)處于行業(yè)領先地位，其液冷超充槍已率先實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，客戶包括吉利、華為、理想等。
（2）制約快充發(fā)展最核心的在于電網(wǎng)的負荷能力
據(jù)報道，北京電網(wǎng)用電負荷達到2451萬千瓦。假設未來快充普及，一個直流充電樁功率為120KW，高峰期有20萬輛新能源車同時充電，總功率將達到2400萬千瓦，接近北京電網(wǎng)負荷。預計2025年，北京新能源車保有量將達到200萬輛。雖說有快充可以大量節(jié)約時間，可歸根道理，電網(wǎng)承受不住大量快充的需求。
現(xiàn)階段超充只能作為應急輔助的充電方式。未來，虛擬電廠接入、V2G技術、光儲充一體化等技術的發(fā)展將有效降低快充對電網(wǎng)的沖擊，有效擴容，增加電網(wǎng)的消納能力。
（3）成本也是阻礙快充發(fā)展的瓶頸之一
直流充電樁內(nèi)部組成模塊比較多，體積比較大，其充電槍頭是九孔的。交流樁的模塊相對較少，體積比較小，其充電槍頭是7孔的。
成本上來看，以60kw直流充電樁為例，僅充電模塊一項，直流充電樁較交流高出2萬以上。
直流充電樁（以60kW為例）設備單價超過4萬元，相比之下，7KW私人交流充電樁平均單價大約1500元。直流樁高昂的價格無疑阻礙了快充技術的滲透率。
不過，隨著國內(nèi)技術發(fā)展，充電功率逐步提升，通過規(guī)模效應促進充電模塊價格持續(xù)下降，大功率直流充成為主流模式更加具備經(jīng)濟性和實用性。
03 充電樁產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
充電樁產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游：零部件和充電設備，中游：建設運營商，下游：應用市場。
其中，充電站建設中，主要成本來自充電樁硬件設備。具體拆分充電樁硬件設備，以常見功率120kW左右的直流充電樁為例，其設備構成包括充電模塊、配電濾波設備、監(jiān)控計費設備、電池維護設備等。
（1）充電模塊IGBT是核心
充電模塊占比最高達50%。其中，細分成本來看，功率器件（30%）、磁性元件（25%）、半導體IC（10%）、電容（10%）、PCB（10%），其他如機箱風扇等占15%。
這里的功率器件指的是IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）。其工藝復雜，加工難度較高，目前主要依賴進口。以英飛凌、ABB、三菱、西門康、東芝、富士等海外企業(yè)為代表。
隨著國內(nèi)對IGBT的需求上升，我國企業(yè)加大資本投資力度，積極開展相關領域的研究，推進國產(chǎn)化替代?，F(xiàn)階段，已經(jīng)陸續(xù)形成IDM模式和代工模式的雙通道產(chǎn)業(yè)鏈，斯達半導等頭部企業(yè)已具備自主生產(chǎn)能力。
（2）充電樁競爭較為激烈
除IGBT外，其它元器件設備基本可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。主流充電樁制造商特銳德（300001.SZ）、許繼電氣(000400.SZ)等均可生產(chǎn)功率模塊器件，對外采購斷路器、接觸器、電纜等標準化電氣附件后，完成一體化生產(chǎn)。
因此，充電設備本身的技術壁壘不高，產(chǎn)品不存在顯著技術差異，行業(yè)生態(tài)主要依賴政府扶持，在行業(yè)發(fā)展初期補貼收益較高?，F(xiàn)階段，參與行業(yè)競爭的企業(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模參差不齊，競爭激烈，導致價格下降，毛利率持續(xù)下滑。
（3）充電樁運營以民營企業(yè)平臺商為主、國企運營為輔
充電樁的投建和運營業(yè)務有重合部分，前期會產(chǎn)生大量資本開支，投資回收期長，對運營商資本壓力較大。
目前主流商業(yè)模式包括運營商主導模式、車企主導模式、第三方充電服務平臺主導模式三種。其中，專業(yè)化運營商模式為主要的運營模式，該模式優(yōu)點在于管理效率高，缺點在于收入來源較為單一，主要依賴于服務費。
車企主導模式主要適用于較為成熟的電動汽車企業(yè)當中，用于給車主提供更優(yōu)質的充電體驗，該種模式對資金和用戶數(shù)量有較高要求，主要有車企自建樁與合作建樁兩種建設方案。
在第三方充電服務平臺主導模式下，充電平臺一般不直接參與充電樁的投資建設，多為輕資產(chǎn)運營。通過自身資源整合能力將各大運營商的充電樁接入自家SaaS平臺，提供智能化管理，大數(shù)據(jù)服務。協(xié)助運營商“引流”并提供后續(xù)運維服務，盈利來源為運營商服務費分成及相關增值服務費。
目前充電樁運營商的盈利主要來源于服務費、電力差價和增值服務。其中，收取充電電費和服務費是大部分運營商的最基本盈利方式。
增值服務包括廣告保險、租賃、維修等服務，盈利狀況一般。充電樁運營商仍需拓展除充電業(yè)務以外的盈利方式，提升增值服務以增強用戶黏性以及提高客單價。
國內(nèi)充電樁市場發(fā)展經(jīng)歷多個階段，在經(jīng)歷早期野蠻生長，資本跑馬圈地后競爭越發(fā)激烈，行業(yè)標準設立后市場逐步出清?，F(xiàn)階段，行業(yè)逐步趨于穩(wěn)定，形成以民營企業(yè)平臺商為主、國企運營為輔的局面。
截至2022年9月，特來電、星星充電、云快充、國家電網(wǎng)四家運營商貢獻63.7%的市場份額。
04 充電樁新增千億市場
（1）國內(nèi)充電樁增量穩(wěn)步推進
中汽協(xié)預測2022年新能源汽車銷量670萬輛，同比增長90.3%。2023年中國新能源汽車900萬輛，同比增長35%。
一方面，隨著新能源車滲透率的提升，充電樁需求同比上升。另一方面，更低車裝比的發(fā)展趨勢，有利于充電樁釋放需求。
截至2022年9月，我國新能源汽車保有量達1149萬輛，充電樁保有量達448.8萬座，車樁比下降到至2.56∶1。不過，仍舊無法滿足市場充電需求，在政策和市場雙重驅動下，充電樁產(chǎn)業(yè)鏈有望迎來加速發(fā)展。
天風證券預測，中國市場空間2022年估計市場規(guī)模200億+，未來2-3年復合增速20%-40%之間。
（2）增量主要看海外
歐洲市場是僅次于中國的全球第二大充電樁市場，2021年歐洲公共充電樁全球市場份額約24.5%。當前，歐洲充電樁的建設進度慢于新能源車，據(jù)IEA統(tǒng)計，截至2021年歐洲新能源車保有量為550萬輛，公共充電樁保有量為35.6萬座，公共車樁比高達15:1。主要的充電樁存量也以慢充為主，占比為86%。
美國公共車樁比例與歐洲市場類似。據(jù)IEA統(tǒng)計，截至2021年美國新能源車保有量為200萬輛，公共充電樁保有量為11.4萬座（充電站3.6萬座），公共車樁比達17:1。慢充占比略低于歐洲市場，約為81%。
歐美車樁比較高，無法匹配快速增長的新能源車，未來有較大提升空間。天風證券預測美國市場空間目前規(guī)模超30億，未來2年有望持續(xù)翻倍增長，歐洲市場空間目前規(guī)模近30億，未來2-3年復合增速有望達60%+。
中泰證券測算中國及歐美充電樁市場規(guī)模有望從2022年402億元增長至2025年1674億元，CAGR達60%，新增千億的市場空間。
價格上看海外交流樁單價在0.65-0.7元/W，直流樁單價在1.2-1.4元/W，是國內(nèi)的2-3倍價格，國內(nèi)企業(yè)出海將有較大的毛利和凈利提升空間。
海外充電樁市場與國內(nèi)市場對充電樁的分類、認證標準、消費者偏好、收費方式、利潤讓渡等方面存在差異，國內(nèi)企業(yè)出海面臨著文化差異與產(chǎn)品認證門檻，對企業(yè)海外市場的了解度要求較高。
因此，需要企業(yè)不單單具備技術硬實力，也要盡早布局海外市場，與海外廠商建立緊密的合作關系。只有軟硬實力結合能力較強的企業(yè)方能脫穎而出。
炬華科技(300360.SZ)，道通科技(688208.SH)、盛虹股份(300693.SZ)等已經(jīng)通過海外驗證，開始批量交貨。
國內(nèi)企業(yè)憑借中國制造優(yōu)勢，在毛利率方面顯著占優(yōu)，逐步發(fā)揮品牌效應，加強渠道建設，有望迎來高速發(fā)展。
參考資料：
[1]英大證券《充電樁行業(yè)深度研究報告》
[2]華安證券《出海與快充邏輯加速演進，把握充電樁上游元器件機會》
[3]天風證券《交流樁重渠道品牌，直流樁看中國制造業(yè)紅利》
[4]艾瑞咨詢《中國公共充電樁行業(yè)研究報告2020年》
[5]能鏈智電《充電樁介紹》