一文读懂工程机械电动化
文章来源: 方元明鑫机电 发布时间: 2022-02-23 阅读:0

01 工程机械电动化发展驱动

       政策角度:是碳中和政策的实现路径。从1992年《联合国气候变化框架公约》明确提出发达国家应对气候变化负主要责任,到2020年欧盟委员会公布《欧洲气候法》草案,以立法形式明确2050年实现碳中和的目标,中国2030年碳排放达峰,2060年前实现碳中和。随着气候问题日渐严峻,国际各界对碳排放的关注推上了新高度,工程机械作为非道路移动机械如何降低碳排放量,实现能源改革成为政府和社会各界的关注焦点。国家部委、地方政府提出对一系列政策支持新能源技术在工程机械领域的应用落地。

表1 国家部委针对工程机械排放控制相关文件

640-1.png

表2 地方政府推出限制使用高排放非道路移动机械相关政策

640-2.png

       产业角度:是产业升级的必经之路。在过去的很长一段时间内,我国工程机械行业一方面加快步伐攻克国外设备的核心技术难题,另一方面以国内市场需求为导向加快产能提升,过去高耗能、环保标准低的工程机械设备为我国的经济发展做出了不可忽视的贡献,而伴随供给侧结构性改革和绿色发展的理念要求,以电动化为代表的新能源工程机械设备成为实现工程机械产业转型升级的必经之路。

       环保角度:是节能减排的重要环节。根据生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2021)》数据,汽车是污染物排放总量的主要贡献者,排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物等四项主要污染物均超过 90%。其中柴油车氮氧化物排放量超过汽车排放总量的 80%,颗粒物排放量超过 90%。虽然非道路移动源数量少但单位车辆的各项污染物排放均远超机动车,工程机械的二氧化碳排放量占非道路移动源排放总量的 31.3%。因此工程机械的电动化是实现节能减排的重要环节。

图表1:非道路移动源NOx排放量占比

640-3.png

02 工程机械电动化渗透率不断提升,预计到2035年工程机械电动化渗透率达30%

根据电动车乘用车的发展规律来看,初期电动乘用车由于市场接受度、电池成本、电控技术等因素制约发展缓慢,伴随电池技术攻克、电池成本下降,以及市场上对电动化设备的投资回报周期得到验证,客户对电动设备的接受度越来越高,电动设备迎来销量的爆发点,此后销量呈高速增长。

图表2:纯电动工程机械销量及渗透率预测(千辆)

640-4.png

      未来3年电动工程机械发展缓慢,渗透率不足4%,但经过电动工程机械设备3年左右的购车价差回收周期得到验证,以及各电动工程机械产品的不断问世后,预计2030年左右,电动工程机械的销量爆增,超过10万辆,电动化工程机械的渗透率约为15%。到2035年预计纯电动工程机械销量超过25万辆,电动化工程机械的渗透率约为30%。

03 电动化催生行业新玩家和新模式

      “三电”系统是工程机械电动化的核心,随着工程机械电动之风越刮越大,工程机械行业价值链环节催生出了新玩家,这些跨境玩家主要围绕“三电”系统周边,包含电机、电控、电池生产商、电池租赁公司、三电系统维修厂家等。在传统工程机械价值活动之上,这些新玩家的加入也带来新的业务模式变化,不同与传统燃油工程机械,为保证稳定的能源供应和更低的电池使用成本,电动工程机械衍生出车电分离模式,即由专门的公司提供电池的租赁、充电、更换、维护、配送等服务。对主机厂而言,设备能源的变革要求主机厂更加聚焦于电子零部件和集成电子系统。

04 国内外行业各龙头纷纷布局电动化市场,部分产品已经亮相市场

       丰田本田联合研发搭载MPP换电系统的纯电动挖掘机

       日本本田公司联合小松公司联合研发纯电动挖掘机,预计2022年3月31日上市。该电动挖掘机搭载了MobilePowerPack(简称MPP)换电池系统,该系统具备兼容性,能实现电动摩托车和电动挖掘机的充电基础设施共享,减少电动化对基础设施的改造压力。

中联重工新能源产品齐亮相

       2021年11月,中联重工举行新能源产品发布会,8大系列16台新能源产品集中亮相,包括全球首款纯电动泵车、全球首款60米级别的混合动力泵车、全球最大118吨非公路纯电动宽体自卸车等。

三一重工电动化产品国内国外齐开花

       截止上月三一重工共推出26款电动化产品,覆盖挖掘机、起重机、搅拌机、自卸车及路面机械,并根据不同国家和地区客户需求及排放标准,累计推出70余款国际化产品。此外三一重工研发的第一座智能换电站亮相,5分钟以内完成换电任务,适配重卡、自卸车、搅拌车、装载机等多种车型,可满足三一各类电动装备换电需求。

05 电动化之路道阻且长

       复杂且恶劣的作业场景对电动化设备提出更高要求

       工程机械电动化设备不同于电动乘用车,工程机械设备的工作环境恶劣,工作场景复杂,高振动强度、大量粉尘、高温极寒天气等因素都对电动工程机械的“三电”系统提出了更高要求,目前低密度电池无法满足工程机械长时间持续作业。而且由于工程机械设备的产品系列繁多,设备型号不一,电池、充电设备、换电设备等如何适应不同的作业场景和机型完成能源供应也是当前面临的难题。

        机主群体对新产品的接受需要市场培育

        工程机械设备机主以中年群体为主,一方面工程机械电动化带来的商业模式变革、操作习惯变化需要一定的适应时间;另一方面电动工程机械尚未量产,市场上关于电动工程机械的使用感受,维修保养费用,售后服务等还缺乏用户反馈,机主群体接受新设备还需要经过用户口碑的宣传、主机厂的培训等市场的培育过程。

       更高的设备初始购买价格成为客户的购买顾虑之一

       工程机械电动设备作为生产性物资,经济效益是客户关注的重点。目前国家虽然在政策方面支持新能源工程机械设备的发展,但还处于起步阶段的纯电动工程机械与传统燃油设备相比电池成本较高,加之部分工程机械本身价格高昂,再结合购买者面对未经验证的购车差价回收周期,因此电动工程机械设备的初始购买价格成为客户购买的顾虑之一。目前国家还未从财政补贴角度给予电动化工程机械支持。