在中国力争早日实现“双碳”目标的背景下，发展新能源汽车是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。当前，新能源汽车补能方式可分为两种，即充电模式和换电模式。新能源汽车换电技术在无法安装充电桩的区域，以及需要迅速补能的场景中具有显著优势，尤其对于商业用途车辆，如出租车和网约车，以及封闭场景的商用车辆。未来，通过技术创新、产业链多方合作、政策支持和市场需求推动，中国换电行业有望实现更加高效、智能和可持续的发展，进一步推动新能源汽车普及和绿色交通的发展。
弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan，简称“沙利文”）持续关注中国换电行业，正式发布《换电行业的创新与协同—中国换电行业发展白皮书》。该报告旨在分析中国换电行业在新能源汽车市场规模加速增长的背景下，中国换电行业的发展现状、发展特点、驱动因素及未来发展趋势等。
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中国换电市场概述
换电：实现汽车快速补能
新能源汽车补能方式分为两种，即充电模式和换电模式，其中换电模式是指通过集中型充电站对大量电池进行集中存储、充电、统一配送，并在换电站内对电动汽车进行电池更换服务。换电模式通过将新能源汽车的电池进行更换，以满足车主的续航需求，是一种将车和电池分离进行补能的模式。不同于充电模式，换电模式可以降低用户初始购车成本，节省车主的补能时间。
新能源汽车补能方式分类
来源：沙利文分析
新能源汽车换电模式按照电池更换的方式可主要分为整包换电（即底盘换电）和分包换电（即侧方换电和分箱换电）。分箱换电采用模块化的标准电池，可实现多种车型的兼容和换电的标准化。采用分箱换电的换电站成本相对低，但换电耗时较长，主要从前端、后端进行电池替换。整包换电相对分箱换电更换速度更快，但受制于电池包形状、大小不统一的问题，标准化难度较大。
中国换电行业乘势而上
中国换电模式自2011年正式引入，于2008年北京奥运会新能源公交车换电示范性项目中，中国已开始第一次尝试换电模式补能。2011年至2014年，多地相继推出公交领域的换电示范性项目，2014年后B端乘用车开始参与换电。随着示范项目的成功探索、国家新能源战略明确，新能源汽车行业爆发。随着换电技术的进步，市场进入快速扩容期。2020年新能源汽车行业迎来快速发展期，B端、C端乘用车需求快速增长，换电模式的总体需求进一步增加。未来中国换电行业将带领新能源汽车逐步摆脱补能焦虑，助力基础硬件系统逐步成熟，实现硬、软件智能化结合，决定产品竞争力。
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换电模式的优势分析
新能源汽车换电技术在无法安装充电桩的区域，以及需要迅速补能的场景中具有显著优势，尤其适合商业用途车辆，如出租车和网约车，以及封闭场景的商用车辆。其具体优势如下：
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快速续航增加
通过换电，电动车辆可以在很短的时间内更换新的电池组，从而实现续航快速增加。相比传统充电需要等待几个小时，换电可以在几分钟内完成，节省了用户的等待时间。
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灵活性
换电站的布局相对充电桩更加灵活，可以安装在更多地方，甚至可以在临时场景中快速搭建。这对于一些无法布设充电桩的区域或有临时补能需求的场景非常有益。
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提高车辆使用率
商用车辆如出租车和网约车，通过换电技术可以减少充电时间，提高车辆的使用率，从而增加收益和效率。
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解决高速长途续航问题
对于高速长途行驶的商用车辆，换电技术可以提供一种快速增加续航里程，提升车辆的运营能力及经济效益的解决方案。
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中国换电行业发展契机
在政策扶持以及消费者观念的改变下，中国新能源产业进入了高速发展期，新能源车的销量规模不断上涨，但是传统充电模式仍存在一些问题还亟需解决。
与燃油车相比，纯电动汽车的动力系统受到更大的制约，集中表现在里程焦虑和充电难两个方面。尽管动力电池的能量密度不断提升，百公里能耗不断降低，但是到目前为止，据沙利文统计，市场主流纯电车型的实际续航在450-600公里，纯电汽车用户的里程焦虑尚未消除。未来，随着电池技术的进步，纯电动车的续航有望提升至1,000公里左右，但技术突破需要一定的时间且长续航电动车的成本问题依旧是一个挑战。此外，由于电池的性能不稳定，比如受到温度影响极大，随着温度的下降，电动汽车的续航里程也会大幅缩减。
目前，充电桩的网络布局和充电速度远没有达到与加油站同样的密度和效率，车桩比远未达国家预期水平。在动力电池尚未成熟的前提下，加大充电站和换电站的布局密度是十分有效的措施。充电基础设施布局投入较大，充电基础设施在政府的支持下将逐步向规模化发展，但短期内依然难以有明显的改善，特别是在低线城市以及农村地区。虽然中国充电桩保有量在过去几年经历了高速增长，但目前大部分公共充电桩都集中在发达沿海地区以及内陆地区的一、二线城市。根据沙利文统计，截至2022年底，广东、江苏、上海和福建的充电桩保有量共计95万台以上，在全国的占比接近50%。
目前，国内许多老旧小区在建设之初没有配套相关的新能源汽车充电基础设施，后期安装充电桩需要闯过多道“难关”。例如，一些老旧小区没有规划专门的停车位置，以及缺少固定的车位，居民难以进行充电桩的安装。此外，受基础配套薄弱、居民意愿不一致、费用问题、充电安全问题等因素影响，这些小区安装公共充电桩的阻力也较大，这进一步阻碍了新能源汽车的渗透。
中国新能源汽车行业发展痛点
来源：沙利文分析
2020年以来，我国换电行业进入政策红利期，国务院、发改委、工信部等多部门相继出台相关政策，引导与支持新能源车换电行业的发展，制定行业的目标规划和规范要求，建立换电汽车监管平台，健全换电技术标准体系，形成换电产业生态，构建换电政策支持体系。未来针对换电行业的痛点终将被解决。
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中国换电行业发展现状
当前中国新能源汽车行业高速发展，新能源汽车保有量持续走高。虽然目前国内新能源汽车补能模式以充电为主体，但是换电模式凭借能够快速高效解决里程焦虑、提升运营收益、降低购置成本等优势，在新能源补能市场保持高速增长。
按照不同的用途，换电电动车分为商业用途换电车和私人用途换电车。其中商业用途换电车是指用于商业和运营场景，主要从事营利性道路运输经营活动的电动车，主要类型包括网约车、出租车、卡车、公交车、面包车、客车、共享汽车或租赁汽车等。而私人用途换电车主要用于家庭及个人日常出行。
应用场景的不同带来了商业用途车相对于私人用途车消费者的需求差异。私人用途车更多地专注于乘坐体验、驾驶体验、方便程度、设计概念等注重体验感的特征。而商业用途车由于频繁长途驾驶的需求，对于及时、高效地补能和产品性价比尤为关注，较高的换电频次突出商业用途车在运营成本方面的重视。同时，商业用途换电车应用广泛，补能要求及场景需求在不同细分领域中不尽相同，因此商业用途换电车的发展相比于私人用途换电车将更有针对性，发展前景广阔。
中国换电站数量
2019年以来，中国地方政府针对电动汽车市场的换电方案频频出台相应的配套政策和行业标准，推动中国电动汽车换电站的数量迅速增加。2021年，中国换电站的数量为1,406座。在中国政府的大力支持和一系列行业标准的建立的背景下，预计未来几年中国换电站的建设将加速。2022年到2026年，中国换电站的数量预计将从大约1,950座增加到69,500座，年复合增长率为144.3%。完善的换电基础设施网络将为换电模式的发展奠定基础。
中国换电站数量，2019年-2026年预测
来源：沙利文分析
中国商业用途的换电车保有量
相较于私人用途车，商业用途车作业路段相对固定，且换电站通常远离租金较高的繁华地段，其建设成本较低、利用率较高。换电模式在商业用途车领域应用已成为行业发展重点。随着商业用途车换电模式不断得到验证，预计换电商业用途车未来将进入高度发展状态。
2021年，换电网约车的总保有量约为9.3万辆，占所有商业用途换电车的49.0%，其次是换电出租车（42.3%），换电卡车（6.9%）和其他换电车（1.8%）。2021年5月，中国工业和信息化部发布《推进公共领域车辆电动化行动计划》，提出到2035年，公共领域车辆将全面实现电动化，燃料电池汽车将实现商业化，这为商业和运营车辆的换电应用提供了机会。
中国商业用途的换电车保有量
2019年-2026年预测
来源：沙利文分析
未来，预测商业用途换电车的总保有量将从2022年的约40.3万辆增加到2026年的约296.9万辆，复合年增长率为64.7%。其中换电网约车的增长速度最快，达73.6%，其次是其他换电车（66.6%），换电卡车（61.2%），换电出租车（46.1%）。
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中国换电行业发展展望
未来中国将通过技术创新、多方合作、政策支持和市场需求推动，使换电行业实现更加高效、智能和可持续的发展，不断推动新能源汽车普及和绿色交通的发展。
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规模化建设换电网络
随着新能源汽车的普及和市场需求的增长，换电行业将继续推进规模化换电网络建设。更多的换电站将在城市和高速公路等区域布局，以满足用户的充能需求。这将促进新能源汽车的普及和使用便利性的提高。
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技术创新和设备升级
随着技术的不断进步，换电设备将更加智能化和高效化。例如，自动化换电系统、远程监控和管理系统等将不断升级和改进，提高用户的换电体验和服务效率。
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多样化服务模式
除了传统的商用车辆和运营车辆，换电行业将逐渐拓展到个人消费者市场。换电运营商将提供更多的服务模式，如会员制度、预约换电、移动换电车等，以满足不同用户的需求和习惯。
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循环经济与可持续发展
换电行业将注重电池的回收和再利用，促进循环经济的发展。通过建立完善的电池回收体系，将废旧电池进行再生利用，减少资源浪费和环境污染，实现可持续发展的目标。
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跨行业合作与整合
换电行业将进一步与能源公司、充电桩运营商、汽车制造商等行业进行合作与整合。这有助于形成更完整的产业生态系统，提供一站式的能源服务，并共同推动新能源汽车产业的发展。
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政策支持与法规规范
政府在推动新能源汽车发展方面发挥着重要作用。政策支持和法规规范将为换电行业提供稳定的发展环境和市场保障。政府将会出台更多支持换电行业的政策，包括电网接入、补贴政策、土地使用等方面的支持措施。
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智能化与数字化
随着人工智能、物联网和大数据等技术的发展，换电行业将朝着智能化和数字化方向发展。智能化管理系统将能够实时监测和优化换电站的运营，提高能源利用效率和用户体验。同时，数字化技术还可以提供更详细的数据分析和预测，用于优化换电网络的布局和运营策略。
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国际化发展
换电技术和服务模式也将在国际市场得到推广和应用。一些新能源汽车企业已经在海外市场开展换电业务，未来随着全球新能源汽车市场的快速增长，换电行业将面临更广阔的国际化发展机遇。
