碳中和:中國工程機械電動化未來已來

   日期:2022-11-23     瀏覽:12    
核心提示:自2021年兩會以來, 碳達峰和碳中和成為全社會關注的重點議題,也讓高質量發展成為各行各業的必由之路。在新一輪產業變革的背景下
自2021年兩會以來, 碳達峰和碳中和成為全社會關注的重點議題,也讓高質量發展成為各行各業的必由之路。在新一輪產業變革的背景下,工程機械產品的節能減排形勢尤為嚴峻。在剛剛過去的2020年,國家工信部也發布了《推動公共領域車輛電動化行動計劃》,推進工程機械電動化,加快工程機械行業向新能源轉型已是大勢所趨。

 

據統計,2020年中國工程機械市場銷量50余萬輛,五年的年增長率超過20%,其中挖掘機和裝載機產品占80%以上,未來電動化潛力巨大。然而,工程機械市場的電動化尚處于起步階段,可謂機遇與挑戰并存。
 

新能源化尚處于起步試水階段

 

雖然有人將2020年稱為工程機械電動化元年,但其實目前只有部分國內外第一梯隊企業有所布局,主要從挖掘機產品切入電動化,牽頭開展了零星電動產品試點項目。整體看來,當前電動工程機械產品的滲透率尚不足1%。通過橫向比較其他細分市場,我們能夠發現,工程機械市場電動化相較其他車輛依然比較落后,在政策支持方面仍具有較大提升空間。

 

目前,乘用車和公共領域車輛等板塊都明確了未來5到15年電動化的占比目標,并在2022年前給予專項補貼。盡管工信部發布了關于政協十三屆全國委員會第三次會議1535號提案答復函,提到將加快推進工程機械電動化,但尚未設立具體目標或補貼。短期內,工程機械的相關政策仍將以減排為重點。綜上所述,到目前為止中國工程機械電動化進程的主要推動力還是主機廠的相關舉措以及客戶需求,而非政策法規。

 

 

電池是成本節降突破口

 

有“油老虎”之稱的挖掘機、裝載機等工程機械產品,若想在碳排放和新能源浪潮中加速變革進程,就不能不考慮轉換成本這一核心因素。根據我們的訪談和分析,即使是目前較為領先的小型純電動工程機械,其總擁有成本(TCO)追平柴油動力的工程機械尚需3年左右的時間。如果產品經濟性得到持續改善,TCO平衡周期尚有縮短空間。如果當前采購成本比例能下降22%,就能將TCO平衡周期從3年縮短至1年(參閱圖1)。


通過對電池、電機電控和液壓等其他工程機械關鍵零部件的分析,能發現電池是工程機械實現成本節降的關鍵突破口——這幾大類工程機械零部件中,電池的技術成熟度最高,但經濟性最低。在相關專家和工程師看來,導致工程機械電池成本居高不下的原因主要有二點:

 

原因一

 

工程機械需要更大的電池容量和能量密度,導致更高的成本。而成本較低的電池技術路線通常能量密度低,電池占用空間大,并不適于工程機械;

 

原因二

 

惡劣的施工環境。盡管電動技術在乘用車領域應用已非常成熟,但高振動強度等施工環境對于電池這類電子電器部件要求尤為嚴苛。

 

但工程機械電動化的前景依然樂觀,在技術升級換代的推波助瀾下,預計電池成本有望在未來每年下降5—10%,這意味著即使電池成本下降,經過7年左右時間,電動工程機械的TCO平衡周期也將縮短至1年以內(參閱圖2)。


此外,從用戶和消費者端來看,工程機械行業電動化的推動者尚須足夠耐心。

 

原因一

 

客戶對成本敏感,并且擔心新技術維護費用高,在實現TCO平衡尚須數年,且技術成熟度不足的情況下尤其如此。

 

原因二

 

由于客戶通常是中年群體,對新業務模式和更換電池等新操作需要過渡和適應。主機廠需給予客戶足夠時間來適應電動機械的新變化,且可以通過在排放、噪音和振動方面提供更好的電動工程機械用車體驗,來說服、教育和轉化潛在客戶。

 

 

工程電動化的未來新動向

 

隨著未來環保趨勢的愈發嚴格以及更多相關政策的逐步推進,工程機械電動化大勢所趨下,出現了諸多新動向。

 

動向一

 

 

從整個產業鏈來看,工程機械的電動化進程必將在價值鏈上催生出諸多新玩家與新模式(參閱圖3)。

圖片

生產制造節,電池供應商和其他電子電器部件供應商將逐漸取代傳統油氣零部件供應商,而主機廠也會轉型,對部分電子電器部件和集成環節進行創新。

 

產品銷售環節,銷售渠道重心將由經銷商向租賃形式轉移,呈現出經銷商、租賃公司、直銷等多種模式并存的情景。

 

售后服務環節,承擔電池維護、更換、配送等工作的電池服務商將與經銷商、小型配件店和保險公司一起,探索車電分離等新的業務模式。

動向二

 

 

雖然 “換電模式”已經在重卡領域得到驗證,但由于工程機械的特殊性,換電模式依然有待探索。在政策和市場的推動下,不少整車廠布局電動重卡“換電模式”,其優勢主要有三:

 客戶無需承擔電池成本,可享受更低價格;

 重卡可以24小時不間斷作業;

 主機廠可從電池公司租賃電池,無需承擔電池部分的投資。

然而,由于不少工程機械的使用場景是偏遠地區,并且需要借助額外運輸工具才能移動,換電模式需要增設電池配送服務。同時,工程機械對標準電池設計與集成要求高,電池制造和換電模式最終需由主機廠牽頭,而非電池企業。因此,工程機械想要滿足“及時、定期和當場”三大換電關鍵要素,還需要諸多實踐與探索。

 

動向三

 

 

BCG研究預測,在不同型號和品類的工程機械產品中,小型產品和大型產品中的挖掘機與裝載機品類,將在該市場中率先實現純電動化(參閱圖4)。這主要由于下游需求驅動,上述兩個品類占中國市場工程機械總銷量的80%以上,其中小型產品將較先發展,這主要是因為其技術準入門檻較低,而大型產品中適用于港口、礦山等封閉和固定工作環境等應用場景的細分品類也將率先進行電動化。對于那些不會率先進行純電動化轉型的產品,短期內仍將聚焦減排,以提高液壓系統和發動機效率為主,同時也將探索插電、混動等轉型路徑。

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基于上述分析,BCG預測中國純電動工程機械市場將在2025—2026年達到爆發點,到2035年,純電動工程機械的滲透率或將達到30%(參閱圖5)。

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我們的預測主要基于以下三大關鍵假設得出:

 

中國純電動工程機械市場的增長曲線與電動乘用車市場大致趨同:前期將緩慢爬坡,達到臨界點后迅猛增長。

 中國純電動工程機械的增長爆點將出現在2025—2026年間 ,主要原因是當前電動產品TCO將在未來3年內陸續實現平衡。屆時市場上對于電動機械產品的認可度將顯著提升。

 在各類工程機械產品中,挖掘機和裝載機最為暢銷,因此將是電動化轉型的優先選項。

 

 
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