电动化——工程机械行业的未来之路

科技 2025-01-04 16:05 北京

随着全球能源储备的紧张以及环境保护需求的日益迫切，我国作为发电量和技术领先的国家，积极推动新能源发展，以实现碳达峰和碳中和目标。工程机械作为碳排放和能量消耗大户，成为新能源推广的重点领域。尤其是挖掘机和装载机等高碳排放产品，更是推进电动化的首要对象。

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本文约5200字，阅读时长约10分钟

一、电动化背景下的行业转型

1.1 国家战略与环保诉求的推动力

图1 中国能源结构比例图

图2 2023年中国与G7国家发电量对比图

中国能源储备以化石能源为主，但储备量相对有限。为了保障能源安全，新能源的快速发展成为国家战略的核心。电动化不仅能够优化能源结构，还能够减少对传统能源的过度依赖。

中国在高压输电、发电结构优化以及新能源汽车领域积累了丰富经验，为工程机械电动化提供了坚实的技术基础。尤其在发电量方面，中国居于全球首位，为电动化设备提供了可靠的能源保障。中国的发电量从一个追赶者，到如今年发电9.45万亿，是美国的2.15倍。

工业化进程带来的环境问题日益严峻。为了应对全球气候变化，中国提出了“碳达峰”与“碳中和”目标。这些目标要求各行各业，特别是高能耗的工程机械领域，必须加快向清洁能源的转型。为实现碳达峰、碳中和目标，减少化石能源排放，发展新能源是必由之路。目前我国既是全球主要的碳减排贡献国之一，同时也是全球最大的碳排放国之一。

1.2 工程机械的碳排放现状

表1 工程机械设备碳排放量指标(资料来源：中华人民共和国生态环境部官网)

工程机械在碳排放和能量消耗方面占比显著，占比高达10%以上。是推进能源和环境改善的首要对象。挖掘机和装载机在工程机械品类中碳排放和污染物排放占比高，这些设备的升级成为行业转型的关键。

二、现阶段行业的电动化进展

自2020年以来，国家提出节能环保作为重点发展方向，并制定了《中国制造2025》规划，将节能与新能源列为关键领域。过去四年，国家陆续出台了一系列政策，推动绿色化和电动化，明确了具体目标和实施路径。然而，中国工程机械行业的电动化标准尚处于起步阶段，标准化体系与法律法规的缺失依然是亟待解决的问题。

图3 四大产品电动渗透率情况

近年来，电动化在工程机械行业的应用取得了快速突破。以装载机为例，尤其是2024年1至9月，渗透率已达到20.8%。值得注意的是，自2024年6月份以来，行业渗透率稳定在25%以上。这一增长速度令人振奋。

数据显示，截至2024年1-8月：

· 叉车（不含堆高机）的电动化渗透率已达到30.1%；

· 装载机渗透率为20.8%；

· 重型卡车为10.7%；

· 混凝土搅拌车则达到了46.3%。

相比之下，挖掘机和矿用设备的渗透率仍然很低，例如纯电动挖掘机2024年1-8月累计销售仅约50台，大多数为拖线供电模式。矿用设备方面，百吨级以上的纯电动矿机渗透率更低，仅在新疆等地少量试点。

同时，由于国际市场需求的多样性，不同国家对设备电压及认证要求存在显著差异，这也为企业的全球化发展带来了挑战。例如，一些欧洲及北美市场的高端认证标准对国内企业提出了较高的技术门槛。中国企业在出口电动化设备时需克服技术适配难题。并且，国际知名企业在电动化技术领域积累深厚。中国工程机械企业尽管在市场规模上占据优势，但在核心技术和品牌影响力方面仍需加强。

三、电动化的机遇

电动化的机遇可以概述为政策支持、汽车电动技术的引进、能源服务体系的建立和电动主场的确立。

中央及地方政府频频出台补贴政策，支持工程机械电动化。包括购置补贴、税收减免和基础设施建设补贴等措施，为行业提供了发展动力。

工程机械行业逐步吸收新能源汽车领域的先进技术，如电池管理系统（BMS）、高效电机设计等。传统的液压驱动系统正在被高效、可靠的电驱动系统取代，为全行业的技术进步提供了动力支持。

电动化在工程领域已经经历了多次浪潮，包括汽车电动系统向工程系列的渗透、能源体系的建立以及电动主场的确定。

电动化为企业带来了重新构建核心产业链的契机。例如，徐工通过与比亚迪弗迪电池合作，一期项目15Gwh已投产，二期15Gwh土建施工已完成。电动化的推进有助于工程机械企业摆脱对传统发动机供应商的依赖，实现从零部件到整机的产业链整合。而且，电动化吸引了众多新势力入局，例如博雷顿、长城重工等公司已在电动装载机领域占据一席之地。这种新格局的形成，为行业注入了新的竞争活力和技术动力。

表2 2024年部分新能源产品市场规模预测

3.1 机遇-市场潜力与格局重塑（存量&增量）

图4 2023-2024年我国电动装载机销量

图5 全国挖掘机市场总量

政策引导和经济性引导推动了新能源装载机的快速增长，主机厂和制造商主导了增量市场，但也伴随着挑战。存量市场受排放标准和环保政策影响，老旧设备价值下滑。通过新能源改造升级，可以还原老旧设备价值，创造市场机遇。

中国工程机械保有量巨大，随着行业进入存量更新周期，叠加大规模设备更新系列政策，工程机械电动化潜力巨大，以装载机为例，预计2030年新能源装载机需求量在4万台以上，市场规模在250亿以上。截止到2023年底，中国工程机械主要产品保有量为862万～934万台。其中：叉车432.2-468.2万台；液压挖掘机191-206.9万台；装载机86.6-93.8万台；混凝土搅拌运输车56.2-60.8万台；塔式起重机30.6-33.1万台；轮式起重机28.7-31.1万台；

3.2 机遇-核心零部件方面

我国工程机械电动化产业成熟，得益于电动汽车产业的崛起，随着“三电”技术逐步成熟，电池、电机、电控等核心零部件的产业化规模逐步加大，制造成本不断降低，促使电动产品成本降低，电动产品价格被市场接受。目前，我国已拥有一批优秀的电池、电机、电控企业。

3.3 机遇-电动化成本优势

6吨锂电装载机、混动装载机、氢能、甲醇运营成本分析

以6吨装载机为例：

与传统燃油机械相比，电动工程机械的能耗更低，电动工程机械结构相对简单，没有发动机、变速箱等复杂的机械部件，无需定期维护，从长期看，这有助于降低运营、维护和人工成本。

通过对比燃油、拖电版、电池版工程机械的使用成本，发现拖电版可节省60%的能源使用成本，电池版可节省36%。

四、电动化的挑战

自2019年国内装载机电动化启程，每年均有新进品牌厂商，2023年电动装载机渗透率大幅增长，叠加政策利好、经济效益等预判电动装载机将飞速发展，传统工程机械制造商和造车新势力企业纷纷进入，截至2024年9月底，电动装载机生产厂家已达34家，电动装载机市场开局即进入红海争夺。

4.1 挑战-市场恶性竞争，电装质量无法保障

部分品牌为了追求较高的市场份额，采取了激进的商务政策，传导至终端反映在价格上是低价竞争、无底线竞争，产品质量与后市场质量大打折扣，行业正处于亚健康状态。以装载机为例，目前国内从事生产的企业由传统的24家增加至34家，市场竞争已进入“红海”阶段。此外，不同地区对电动设备的补贴政策差异较大，也导致市场表现不均衡。电动设备价格近年来持续下降，例如，电动装载机的价格从最高的120万元降至当前的约60万元。然而，电池成本的降幅远未跟上整机价格的下滑，对企业利润空间造成一定挤压。

4.2 挑战-运营模式

近年工程机械下游相关行业不景气，客户面临经营利润大幅下降、甚至亏损的情况，对设备价格较为敏感，由于电动产品价格高于燃油产品，需要代理商转变经营思路，创新运营模式，改变以单纯的设备销售的经营模式、盈利模式；因客户结构变化，代理商也需要提升大客户公关能力。

4.3 挑战-购置成本高、运营成本不确定

工程机械作为生产工具，减排、降噪、智能化等并非是客户购买的首要考虑因素，租赁商/用户更加看重设备的总持有成本和回报，然而目前电动产品还存在购置成本高、运营成本不确定的问题。

电动工程机械降本优势在长时间作业时才能体现出来，工作时间短会使电动设备降本效果大打折扣。

如今工程机械仍在下行周期，客户开工量不足，电动工程机械能否实现充足作业量是个疑问。

由于电池成本较高，导致新能源整车成本远高于传统动力产品；

工程机械液压系统占比较高，电驱液压作业效率差，需要配备更多的电池，进一步增加成本。

电动工程机械的优势是拥有更低的后期运营成本，但是在全天候不间断地高负荷作业工况下，设备更新替换频率加快，短期替换条件下，相比油车并无明显成本优势。

4.4 挑战-技术仍需升级

尽管国内在电池、电机、电控领域取得了一定突破，但在高端市场的认证标准及核心零部件性能上，仍需进一步提升。电动工程机械产品在特殊环境，如极寒、重载矿山等环境作业还存在电池大功率放电能力弱、三电零部件极寒环境适应性差、续航时间短等显著问题，“三电”技术仍需提升与突破。面临大型客户对安全和合规性的高要求，代理商需要联合力量解决供应链问题。

4.5 挑战-后市场能力

随着工程机械电动渗透率的提高，对代理商管理能力、服务维修能力、后市场经营能力也有着更高的要求，需要掌握更多电动化设备知识和技术，如电池管理、充电设施安装维护、电气电控维保等。

4.6 挑战-电动产业标准体系

电动产业标准体系的完善是一个动态的过程，需要政府、企业、科研机构等各方共同努力，以适应不断变化的市场需求和技术发展。

随着工程机械电动化的快速发展，以下标准仍需关注和改进：

2024 年 8 月 5 日，市场监管总局在江苏徐工召开电动工程机械标准稳链经验交流现场推进会，并发布了《土方机械高原隧道用纯电动液压挖掘机》等首批 7 项电动工程机械国家标准，涵盖术语、整机、能耗试验方法、动力电池安全等产业链各个方面，填补了电动工程机械标准体系空白。

随着工程机械电动化的快速发展，以下标准仍需关注和改进：核心技术标准、安全标准

环境适应性标准、充电设施标准、智能控制和通信标准、维修和保养标准。

五、电动化的风险

5.1 对电敬畏之心的缺失

当前市场上存在对电力应用风险的低估，认为电动化简单易行。然而，电力应用尤其是高压、大容量电力存在极高的安全风险。因此，应强调对电力应用的敬畏之心，确保安全是电动化进程中的首要任务。

5.2 对技术进步的迷信

新能源是低密度能源，将其压缩成高密度能源存在技术挑战和安全风险。过度追求高密度储能可能导致安全隐患。因此，电动化进程应关注如何高效、安全地使用低密度能源。

5.3 新兴技术与落后观念的矛盾

电动化进程需要观念上的革新，不能沿用传统石油能源的思路来推动电动化。应摒弃将低密度能源压缩成高密度能源的过时观念，转而关注如何更好地利用低密度能源。

六、电动化未来的发展路径

2025-2030年新能源工程机械将进入快速发展期，2030年后进入稳定发展期；2030年预计中国新能源工程机械渗透率达到30%，2035年预计渗透率达到45%以上；市场规模可达1200亿元。在政策驱动与市场需求的双重推动下，电动化将成为行业发展的主要方向。与此同时，进一步优化全产业链生态体系，推动关键零部件的自主研发，并完善国际化认证标准，将成为企业在未来竞争中胜出的关键。

未来新能源工程机械行业标准、法律法规将进一步完善，行业进入良性发展通道。包括价格体系的完善，避免低价竞争，通过技术提升和服务优化塑造产品差异化优势。构建从销售到维保的完整服务链条，提升用户体验和品牌忠诚度。从而保证后市场生态建设良好。未来的产品竞争将集中体现在企业对电动化、智能化、网联化、共享化的自主掌握及商业化应用。电动化进程更加需要注重安全、高效、可持续的发展。应加强技术创新，提高电池储能技术、充电设施技术等关键技术的安全性和可靠性。同时，需要推动政策、法规、标准等方面的完善，为电动化进程提供有力保障。电动化进程中的风险与挑战不容忽视，需要市场、技术、政策等多方面的共同努力来推动电动化进程的健康发展。

电动化已成为工程机械行业不可逆转的趋势。在国家政策支持和市场需求驱动下，中国工程机械企业正加速电动化转型。尽管行业在技术、市场和运营方面仍面临诸多挑战，但通过技术创新、市场优化和国际化合作，中国工程机械行业有望在未来实现全面升级，助力全球绿色发展。电动化在工程机械领域既带来了显著的机遇，也面临着诸多挑战和风险。为应对这些挑战和风险，需要政府、企业、科研机构等各方共同努力，推动电动化技术的不断创新和完善，加强电动产业标准体系的建设，同时提高市场对电力应用的敬畏之心，确保电动化进程的稳健推进。

以上内容根据刘鹏、孟龙、龙小平在2024中国工程机械营销大会&后市场大会分论坛“新能源专场论坛”的发言整理而成。

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