換電重卡電池運營市場發展分析

戴寶林

摘 要：本文通過分析近年換電重卡市場發展的數據，結合國家政策的引導和推動，對未來換電重卡數量、電池數量、電池儲能量等的市場情況進行了分析計算，說明了換電重卡電池儲能微電網對我國能源供給結構的重要補充作用和對清潔能源有效利用的重要價值。同時也通過分析電池運營的資金、技術等行業門檻，對未來可能的電池運營行業生態進行了預測，提出了“南有啟源芯動力，北有長江豪能匯”的競爭發展格局，并以長江豪能匯為例對行業頭部企業可能的投資和電池儲能規模進行了分析預測。

關鍵詞：換電重卡 電池 儲能 市場預測

1 背景

1.1 國家政策

換電模式新能源汽車因其在補給時間、購車成本、電池壽命等方面的優勢[1]，得到國家政策的大力支持。2021年10月，《關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》[2]首次提出在宜賓、唐山、包頭三座城市進行換電重卡試點。2021年11月發布《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》[3]，為新能源汽車產業發展作出方向性指引。良好的性價比使換電模式成為重卡電動化的重要路徑，重型卡車電動化開始出現爆發式增長[4]。2023年6月發布《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》，指導加強換電站基礎設施的建設。2023年11月發布《關于啟動第一批公共領域車輛全面電動化先行區試點的通知》，確定唐山、鄂爾多斯等15個城市為此次試點城市，鼓勵探索形成一批可復制可推廣的經驗和模式。

1.2 全國重卡數量

國家統計局數據顯示[5-6]（見表1），自2015年以來重卡存量一直保持穩定增長，截至2021年底，全國存量重卡（民用重型載貨汽車）數量為907.09萬輛[5]，2022年底重卡數量為894.15萬輛[6]，首次出現減少趨勢。中國汽車工業協會發布的產銷數據顯示，2023年1月～10月重卡累計銷售78.8萬輛，同比增長37.9%；其中10月銷售8.1萬輛，同比增長68.5%，趨勢向好。因此，截至2023年10月，我國重卡的存量約為973萬輛。

2015年-2022年我國重卡存量的增長趨勢表現為線性增長（圖1），擬合的線性增長函數為：

擁有量（萬輛）=58.392×年份-117134

公式1

由公式1計算可得，2023年我國重卡存量的估算值為995萬輛，接近一千萬輛。為便于計算，本文的數據計算分析以1000萬輛重卡市場總容量為基礎。

1.3 全國新能源重卡銷量

從銷量來看，2022年國內純電動重卡銷量為19312輛，其中換電重卡占比為47.0%，相較于2020年的純電動重卡銷量2584輛和換電重卡占比23.7%有顯著增加，說明換電重卡開始步入良性增長軌道[2]。進入2023年度，各地促進新能源重卡發展的政策紛紛出臺，車電分離等新型商業模式的出現也降低了換電重卡的購車成本，使新能源重卡的銷量快速提升。

根據終端上牌數據，2023年1-10月新能源重卡累計銷量同比增長38%；其中10月實銷3463輛，同比翻一番，環比增長9%；11月實銷4632輛，同比增幅達126%，環比增長36%。2023年10月和1-10月累計各種技術路線新能源重卡車型銷量及同比、占比見表2。

可見，純電重卡在不同技術路線的新能源重卡中保持著90%的占比。而換電重卡與充電重卡的對比，從1-10月的整體銷量看接近1：1。但隨著國家和各地方政府陸續出臺加強換電站基礎設施建設和促進“車電分離”新商業模式試點示范的政策文件，未來換電站數量增加，必然帶來換電重卡的快速發展。因此，有理由相信未來換電重卡在純電重卡中仍將占據主要地位。

2 數據分析

2.1 換電重卡市場總容量

以我國共有1000萬輛存量重卡計算，按照我國油車重卡的平均使用年限約7年，預計未來7年內，全部重卡車型將完成一次更換，即約有1000萬輛的重卡市場。

考慮到電車重卡和氫能、液化天然氣（LNG）、壓縮天然氣（CNG）、甲醇等新能源重卡的碳減排優勢，在政策推動下，油車重卡的市場占比將進一步萎縮，新能源重卡在重卡市場中的滲透率將不斷上升，同時也將進一步體現出購置成本降低和電能消費的經濟優勢。粗略估計到2030年，電車重卡將在全國重卡存量中占據約70%，即700萬輛的市場空間。其余30%的市場份額將由油車和其他新能源重卡各占一半，即油車重卡約有150萬輛，氫能、液化天然氣（LNG）、壓縮天然氣（CNG）、甲醇等新能源重卡約有150萬輛。

中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高2023年7月在采訪中表示，新能源車市場占有率目前已經到36%，此前估計2030年新能源車市場占有率能達到40%，現在來看翻一倍都是有可能的。按他的估計，2030年新能源車市場占有率可能達到70%-80%。對新能源貨運重卡，歐陽院士曾在2023年3月中國商用車論壇上表示，預計到2025年市場滲透率將超過10%，到2030年左右力爭接近50%。到2030年預計純電重卡會占到新能源重卡的70%，其中換電重卡又會占到純電重卡的70%-80%。

回顧新能源汽車的發展歷史，從2005年到2015年，新能源汽車用了11年滲透率才突破1%，從2016年到2019年，用了3年多滲透率從1%快速提至5%[7]。然而，新能源重卡自2016年銷售341臺、在重卡市場的滲透率0.047%開始，滲透率從2020年的0.2%快速提高到了2022年3.7%[8]，2023年8月達到5.74%，10月達到為6.2%。可見，新能源重卡僅用了8年多的時間，完成了新能源汽車14年走完的發展過程。因此，在國家“雙碳”政策的強勁推動下，我們有理由樂觀地相信新能源重卡發展非常快速，到2030年有望追上新能源汽車的平均市場占有率水平70%-80%，而其中90%都是純電動，純電重卡的市場占有率約為60-70%。

根據表2中2023年1-10月的純電重卡銷售數據，換電重卡與充電重卡銷售量各占50%，而隨著各大企業換電站的規劃逐漸落地，投入運營的換電站快速增加，換電重卡還將有很大的市場發展空間。因此，本文預計到2030年，換電重卡在電車重卡中的占比約為60%～70%，即700萬輛電車重卡中有約420～490萬輛是換電重卡。下文按照420萬輛換電重卡來進行分析計算。

2.2 電池和換電站需求總量

考慮到電池充電周轉的時間，為了保證換電重卡的順利換電，通常換電站電池需多于其服務的重卡車數量，車與電池的數量比約1：1.2。即420萬輛換電重卡，需要配備約500萬個對應的電池包。

配備282kWh電池的重卡一天需要換電3-4次[8]。雖然換電過程只需要3-5分鐘，但加上服務時間，目前換電站服務一臺車的平均時間約為8.5分鐘，即一小時服務7輛車。如果換電站一天24小時滿負荷無故障運行，可以完成168車次的換電，服務的換電重卡車數量約為50輛。但現實場景下受各種因素的影響，換電站的運營負荷約為80%，每個換電站對應服務40輛車，約需配備47個電池包。以此計算，市場總量的500萬個電池包將分布于約10.6萬個運營換電站中。

考慮到換電站在不同運營場景下的規模類型差異，不是所有換電站都滿足一小時服務7輛車提供7塊電池同時儲備1塊電池進行充電的標準運營能力，即“7+1”標準站。根據不同運營場景，還可能存在“3+1”或“5+1”定制站。如果有30%的換電站為“3+1”和“5+1”定制站，且兩種定制站數量相等，那么實際運營的換電站數量約為12.5萬個；如果有50%的換電站為“3+1”和“5+1”定制站，且兩種定制站數量相等，那么實際運營的換電站數量約為13.8萬個。

因此，實際需要的重卡換電站數量約為10.6～13.8萬個。

2.3 電池資產總量

目前市場上的換電重卡電池主要有三種規格：282kWh、350kWh和423kWh，按照1200元/kWh[9]計算，對應的電池價格分別為33.84萬元、42.00萬元和50.76萬元。如果三種規格電池市場占有率分別按40%、40%、20%計算，則500萬個電池包需要的資金約為2.02萬億元。如果三種規格市場占有率分別按50%、40%、10%計算，則需要的資金約為1.94萬億元。綜合來看，未來換電重卡的電池資產規模約為2萬億元。即使考慮到未來電池價格下降[9]，當降價幅度不超過50%時，電池資產規模也在萬億元以上。

2.4 電池運營商分析

從競爭格局看，換電重卡整車企業頭部效應明顯[10]，這種效應也將延續到電池運營階段。整個換電重卡電池運營約需2萬億的投資規模，重資產、資金密集型的電池運營商，很大可能將形成以央企為主，國企為輔，民企、外企和其他企業為補充的行業生態，初步估計央企占約60%的市場，各地方國企約占30%，民企、外企及其他企業約占10%。從資金實力和近年的發展速度來看，未來有望在超過萬億投資的市場中，形成三家央企三足鼎立的局面，三家央企分別將以40%、40%和20%的比例共同瓜分約60%的電池運營市場。這也意味著，最大規模的電池運營商，市場占有率約為24%，所需的投資規模約為4800億元。目前來看，上海啟源芯動力、北京長江豪能匯有望成為行業頭部的Top3之一。

2.5 電池儲能規模分析

以全部500萬塊電池來統計，如果282kWh、350kWh和423kWh三種規格電池在市場上的占有率分別為40%、40%、20%，電池總容量約為16.9億千瓦時，是世界裝機容量最大的水電站三峽電站2020年日平均發電量3.063億千瓦時的5.5倍，占其全年總發電量1118億千瓦時的1.51%；超過三峽集團2021年日平均發電量9.953億千瓦時約70%，占其年度發電總量3633億千瓦時的0.464%。如果此三種規格電池在市場上的占有率分別為50%、40%、10%，則總電池容量約為16.2億千瓦時，是三峽電站2020年日平均發電量的5.3倍，占其全年總發電量的1.45%；超過三峽集團2021年日平均發電量約62%，占其年度發電總量的0.445%。整體來看，電池總容量規模約為16.2～16.9億千瓦時。

以發展勢頭迅猛、有望成為行業Top3之一的長江豪能匯為例，500萬塊電池總量中將持有120萬塊電池，如果282kWh、350kWh和423kWh三種規格電池持有量分別為40%、40%、20%，總電池容量約為4.049億千瓦時，超過三峽電站2020年日平均發電量32.2%；占三峽集團2021年日平均發電量的41%。如果此三種規格電池持有量分別為50%、40%、10%，則電池總容量約為3.880億千瓦時，超過三峽電站2020年日平均發電量26.7%；占三峽集團2021年日平均發電量的39%。綜合估算，一家頭部企業擁有的電池總容量可以達到3.880～4.049億千瓦時。

換電重卡電池儲能容量大、分布廣，將形成分布式微電網。換電重卡電池與電網雙向充放電的車網互動式智慧儲能，為我國的能源儲備提供了一種成本低、安全性高的需求側分布式儲能新途徑[4]，將成為我國電網的有益補充。

3 未來展望

3.1 電池儲能微電網

經過以上分析可以預見，隨著2030年碳達峰目標的時限逐漸臨近，在未來七年內，伴隨著舊車報廢更換新車，同時國家和地方政策的大力推動下，重卡將完成整個行業的更新迭代，以純電重卡為主的新能源重卡將成為行業主要車型，而換電重卡因其更靈活的商業模式，將在純電重卡中占據主要地位。至2030年，換電重卡將達到約420萬輛。

與此相對應的是約10.6-13.8萬個重卡換電站的約500萬塊重卡電池在市場上流通使用，其所形成的微電網儲能規模將達到16.2～16.9億千瓦時，而電池運營的頭部企業一家即可擁有120萬塊重卡電池，儲能量達3.880-4.049億千瓦時，每日可對外輸出電量超過一個三峽電站的日平均發電量。換電重卡的電池儲能網，結合水力、光伏、風力發電等可再生能源發電技術，將為我國提供超過5個三峽電站日發電量的清潔能源供應能力，是解決當前光伏發電、風力發電不穩定、難利用問題的重要途徑。

如此大規模的分布式能源網絡，將逐步與能源、交通、信息等網絡進行深度融合，形成綠色可持續的商業生態圈[2]，同時也會帶來更復雜的能源調度管理和能源安全問題。電池位置隨著車的行駛而實時變化，電池電量也伴隨著充放電過程在實時變化，如何在保障換電重卡車運營使用的前提下，計算出當次行駛可以額外供應電力消費的電量，并與需求方建立廣泛而及時的通訊和供需匹配，需要非常強大的能源管理系統和網絡的支持。而大量能源供應節點的消費和支付過程，也需要建立完善的信息安全保障，向各類電力需求方提供可信、安全、清潔的能源消費服務。

3.2 運營商生態

在當前能源危機的國際局勢和實現“雙碳”目標的政策壓力下，面對發展前景廣闊的換電重卡電池運營市場，國內各大傳統能源企業紛紛開始布局。

在南方，國家電力投資集團有限公司成立上海啟源芯動力科技有限公司，專注于“綠電交通”領域的綜合智慧能源服務，已在全國 31 省市區全面布局超 100 座重卡充換電站。在北方，中國長江三峽集團有限公司成立了北京長江豪能匯新能源科技有限公司，專注于新能源換電重卡項目的開發、建設、運營等，強勢推動新能源產業的發展。未來，重卡換電站及電池儲能運營將很可能形成“南有啟源芯動力，北有長江豪能匯”的競爭格局。

3.3 頭部企業分析

換電站建設、電池購置運營的大量資金背后，還有電池儲能微電網智慧化管理所需要的高精尖人工智能算法，行業準入門檻相對較高。因此，參與競爭成為行業頭部企業，必須具備三個主要條件：雄厚的資金、高精尖信息化技術和強大的資源整合能力。目前，北京的國家電力投資集團公司與武漢的中國長江三峽集團有限公司，同為央企，分別通過與高科技公司或產業上下游企業聯合成立公司的形式，整合產業資源，布局電池能源運營，已然呈現出“北國家電投，南長江三峽”二分天下的態勢。

作為長江三峽布局綠電交通領域開展換電重卡電池銀行服務的運營公司，長江豪能匯成立目標即是成為行業頭部企業，這意味著長江豪能匯需要建設約2.5～3.3萬座換電站，購入120萬塊電池，服務于100萬輛換電重卡，同時擁有3.880～4.049億千瓦時分布式儲能能力。不考慮換電站的建設投資，僅電池購置就需要至少4400億元。若按照10年投資周期，每年約需投入440億元；若按照7年投資周期，每年約需投入630億元。這些資金及背后科技和人才資源的投入，將快速形成行業龍頭效應，帶動上下游產業的融合發展，為我國新能源的利用提供一種需求側儲能模式，從而將為我國綠電交通行業打造一種全新商業范式。

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