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换电模式迎风口 规模化发展仍需时日

2021-06-22 浏览次数:1,501 次 财经网

日前,据央视报道,工业和信息化部和国家能源局对外表示,从今年下半年开始,我国将在全国范围内开展新能源汽车换电模式应用试点,各城市申报试点工作方案在5月底前完成申请。

这次新能源汽车换电模式应用试点是由工业和信息化部、国家能源局联合组织开展的,具体内容包括换电模式车辆推广目标,鼓励在公交、出租、城市物流配送、港口、矿山等公共领域率先试点,在私人领域推动商业化运营等七大方面。

同时,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了《电动汽车换电安全要求》推荐性国家标准,将于11月1日起开始实施。标准规定了可换电电动汽车所持有的安全要求、试验方法和检验规则。作为汽车行业在换电领域制定的首个基础通用类国家标准,《电动汽车换电安全要求》的发布和实施意味着换电模式将有据可依。

充电依然焦虑

新能源汽车产销的迅速增长的同时,充电难、电池衰减等问题日益凸显。

中汽协发布的最新数据显示,2021年5月,新能源汽车产销均达21.7万辆,同比分别增长1.5倍和1.6倍,刷新当月历史记录;其中纯电动汽车产销分别完成18.1万辆和17.9万辆,同比分别增长1.8倍和1.7倍;1-5月新能源汽车累计产销双双达到95万辆,同比增长224%。至此,新能源汽车保有量即将突破600万大关。

电动汽车,电池,换电

鉴于当前市场强劲的恢复势头,中汽协方面预计,新能源汽车2021年全年销量预计为200万辆左右,比2020年大增46.3%。在度过2019年和2020年补贴退坡的震荡期后,新能源车市逐步由政策驱动转向市场驱动,有望再度延续高速增长的态势。

而目前,充电基础设施建设仍然处于相对滞后的状态,成为新能源汽车增长的一块主要短板。

据中国充电联盟统计,2021年1-5月,充电基础设施增量为18.9万台,公共充电基础设施增量同比上涨125.2%,随车配建充电设施增量同比上升142.9%。两项增速数据均低于同期新能源汽车销量的增长率。截至2021年5月,全国充电基础设施累计数量为187.0万台,同比增加43.9%,车桩比为3.2:1,距离1:1的理想目标尚有一定距离。再考虑到目前充电设施分布不均衡(前十省市建设的公共充电基础设施占比超七成)、以及公共充电桩利用率不足的问题,足见充电桩建设仍有较大缺口。

补能效率偏低也是充电模式面临的主要难题。以目前上市的部分车型为例,小鹏P7、大众ID.4 X的快充时间(30%充至80%)达到30分钟,比亚迪汉的快充时间需25分钟,即便是搭载闪充技术和800V高压电平台的北汽极狐阿尔法S,也需要15分钟的快充时间。这与燃油车的加油效率相比仍有一段距离。

再者,未来新能源汽车普及,若在夜间用电高峰期集中充电,会导致电网负荷增大,影响日常用电,这也成为充电模式被诟病的一大因素。

此外,频繁的使用和充放电造成电池容量衰减,实际续航里程缩水,车辆随之严重贬值;而电池成本占到整车接近40%,维修和更换费用高昂,技术迭代升级快,这进一步使得消费者对购买新能源汽车“望而却步”。

中消协发布的《2020年全国消协组织受理投诉情况分析》显示,新能源汽车投诉主要问题有:一是续航里程“打折”,充电速度与宣传不符。二是电池质量问题突出,电池故障、充电故障较常见。三是变速箱异响、变速箱顿挫、动力消失等问题较多。车辆“自燃”概率虽低但安全性令人担忧。四是售后服务水平不高,充电故障等问题多次维修不能彻底解决。其中,充电相关的投诉被多次提及。

如今,充电模式应用已颇具规模,充电设备安装和运营成本偏低,但上述一系列局限极为影响新能源汽车的用车体验,成为消费者犹豫是否购买新能源汽车的主要因素。

2020年和2021年,“充电桩建设”被写入《政府工作报告》,作为新能源汽车发展的重要前置条件。与此同时,换电模式作为替代方案,有望解决补能效率和电池衰减问题,也开始得到更多企业和机构的关注。

换电再成风口

实际上,换电模式并非近年来才出现的新风口。

早在2011年,国家电网便牵头试点换电模式,明确了构建“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的电动汽车运营模式。在该模式中包括了两项基础设施:集中型充电站集中存储电池、集中充电、统一配送,电池配送站则对新能源汽车进行电池更换。为实现目标,国家电网一面推动相关部门对公司充换电站建设模式和技术标准的鉴定认证,一面与经营区域内的地方政府和国内主要车企签订合作协议,开展换电站的示范运营和电池租赁试点。

国家电网认为,就充电模式而言,交流充电时间过长,直流充电(快充)带来的负荷对电网而言是巨大的考验;而换电模式可实现大规模电能的迅速补给,同时便于电池维护和延长寿命。

然而,汽车行业对国家电网打造“智能充换电服务网络”的设想提出质疑,运营模式开放度不足、电池标准化不足、车企参与意愿不高、用户对电池租赁接受度低、换电站建设成本更高等瓶颈,都限制了换电模式的进一步发展。随后,国家电网也调整战略,改为“主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用”。至此,充电在新能源汽车补能方式中占据了主流地位,换电模式暂时陷入低潮。

2014至2018年,新能源汽车得到迅速的发展,年销量一举突破120万,而充电模式暴露的问题也随之增多,例如充电桩建设不及预期、利用率差、补能效率低等。在这种情况下,换电模式作为互补性方案再次重回视野。

尽管换电模式自身存在缺陷,但其补能时间一般仅需要几分钟,跟燃油车不相上下,远优于动辄需要半小时以上的充电模式。同时,通过换电模式将实现车电分离,汽车电池由“买断制”变为“租赁制”,使电动车的购置成本低于同级别的燃油车。车电分离之后,用户也不用担心电池容量衰减和使用寿命的问题,新能源车保值率低的现状也将有所扭转。另外,从供电角度来看,换电模式下电池充电时间较为灵活,能够更好地配合电网运营,平抑用电峰谷波动。

意识到换电模式的一系列优势,主要车企开始投身于其中:2018年5月,蔚来建成首座换电站,供个人用户使用;2019年11月,北汽集团与奥动新能源签订战略合作协议,将围绕纯电动出租车换电运营的建设和推广应用展开合作;2020年8月,蔚来发布电池租用服务BaaS,实现了换电模式下的商业模式创新;2020年9月,吉利科技集团亮相智能换电站,计划在重庆两江新区率先落地运营。

同时,政策法规也开始给予换电模式便利。2020年4月,财政部、工信部、科技部、发改委联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》中规定,新能源汽车的补贴前售价必须在30万元及以下才能继续享受国家补贴,而换电款车型不受此限制。紧随其后,工信部部长苗圩在两会期间表态“鼓励换电模式发展”。

同年11月,国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》进一步明确提出,大力推动充换电网络建设,鼓励开展换电模式应用。

2021年,工信部对外表示将在全国范围内开展新能源汽车换电模式应用试点,进一步点燃了行业对发展换电模式的热情,使之成为近两年新能源汽车产业中的一大风口。

双线协同互补

在乘用车领域,换电模式目前主要应用于网约车、出租车场景,以及部分高端车型。

数据显示,截至2021年5月中旬,国家平台中接入的电池快换车辆共计有15.59万辆,比2019年增长超过30%,其中私人乘用车约7.88万辆,占到总数的近一半。

其中,北汽新能源是积极推广换电模式实现规模应用的主要车企。该公司已在北京等19个城市投放近2.5万辆换电式电动车,累计建成配套换电站250余座。在北京市,北汽新能源投放了换电出租车超过1.4万辆,建成147座充换电站,在城区平均服务半径2.78公里、实现24小时不间断运营。

在换电技术的基础上,蔚来凭借BaaS电池租赁服务跑通了车电分离的商业模式。据蔚来董事长兼CEO李斌透露,目前已经有55%以上的用户选择电池租用的模式,其产品已经具备了可充、可换、可升级的能力。该公司计划,将在今年年底前实现累计建成500座换电站的目标。

中石化也加入到换电市场当中,利用其庞大的加油网络逐步导入换电基础设施。中石化董事长张玉卓表示,中石化计划到2025年建设充换电站达5000座,巩固交通能源市场主体地位。

此外,吉利汽车、上汽集团、东风汽车、长安汽车均在筹划布局换电市场。

随着主要龙头企业的入场,这一市场的“蛋糕”有望进一步做大。不过,从现有规模来看,换电模式距离大规模普及还有较远距离。

据中国充电联盟统计,截至2021年5月,换电站总量共计有644座,其中主要聚集在北京市、广东省、浙江省等经济发达地区。从运营主体来看,奥动新能源运营有314座换电站,蔚来运营有223座换电站,分居一、二名。相较而言,国内运营的充电站达到6.5万座,仍占据主流地位。

换电站建设成本高是一大难题。根据广发证券发展研究中心的测算,一座充电站的初始投资成本为366万元,而换电站达到560万元;假设以7%的利用率计算,充电站收回投资需要7.54年,而换电站需要13.11年。

换电模式最关键的限制因素,是不同品牌车型的电池缺乏统一标准,不能通用,这使得换电站只能对有限车型开放使用,规模效益难以发挥出来。而标准化又会关系到车企和电池供应商的技术壁垒问题,因此短期内很难解决这一问题。

鉴于不同补能模式的各有利弊,《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出,积极推广智能有序慢充为主、应急快充为辅的居民区充电服务模式,加快形成适度超前、快充为主、慢充为辅的高速公路和城乡公共充电网络。对于换电模式应用,则持以“鼓励开展”的态度。

某汽车行业分析师对财经网汽车表示,充电与换电不是竞争关系,而是协同互补的关系。其中,发展更为成熟的充电模式将依然是电动汽车补能的主流模式。目前,如大功率快充技术(如广汽埃安的石墨烯基超级快充电池)和长续航电池技术(如比亚迪刀片电池、宁德时代千公里续航电池),甚至氢能技术,都已经进入开发甚至应用阶段,所谓充电焦虑的问题在不久后将得到极大改善。至于换电模式,考虑到基建投资成本高、换电电池标准化程度低的问题,它可能更多用于营运车辆,而非私人用车,与充电模式互为补充。

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