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换电这项被特斯拉扔掉的技能能解救电动车

放大字体  缩小字体 2020-01-14 05:32:01 作者:责任编辑NO。魏云龙0298

作者 | 路梦怡来源 | 《财经国家周刊》理论上换电有一大堆优势,为何就是推广不起来?《财经国家周刊》记者近期做了一个小调查,...

作者 | 路梦怡

来源 | 《财经国家周刊》

理论上换电有一大堆优势,为何就是推广不起来?

《财经国家周刊》记者近期做了一个小调查,问了一些朋友一个问题:为啥不买电动车?

10个人里面,9个的答案是:充电不方便,充电桩太少,充电时间太长。

这是老生常谈的问题了,除了等着充电桩建起来,充电技术快起来,好像也没什么好办法。

不过最近,记者和一些行业专家、车企老总交流时发现,他们都提到了一个既老套又新鲜的处理方法——换电池。

专业说法,就是车电分离,车和电池做成两个完全独立的模块,快没电的时候,找个换电站,空电池卸下来,换一块满电的电池,整一个完整的过程3分钟左右就能搞定。

为什么说老套又新鲜?因为电动车换电技术早就有了,比如特斯拉,2013年就推出了90秒换电池技术,但还没开始推广,就因为各种问题,被迫转向现在的超级充电。

在国内,现在有换电业务的电动车企,也寥寥可数,稍微有点名气的,也就北汽、蔚来、力帆三家。很多人都不知道,电动车还可以换电池。

既然这么多车企都没搞起来,为什么还说“这项被抛弃的技术”,能解决电动车充电难题?

蔚来的汽车换电站

“黄”了一家又一家

换电不是一拍大腿想出来的方案,也不是特斯拉和马斯克提出的。更早的“先烈”,要追溯到2007年新能源车刚开始推广的时候。

当年,一位叫沙伊·阿加西(Shai Agassi)的以色列人提出了电动汽车的换电技术,并且创办了一家叫Better Place的换电公司。

“换电先驱”沙伊·阿加西

这位老哥是个神人,4岁学编程,23岁开始连续创办了3家软件公司,33岁他的公司被软件巨头SAP以4亿美元并购,成为SAP最年轻的董事会成员,一度有望当上CEO。

凭借前期积累的口碑和资源,2007年从SAP出来,创立Better Place之后,阿加西获得了不少投资人的青睐,拿到了以色列集团、摩根士丹利等3亿美元的启动资金。

之后,Better Place还先后拿下了日产、雷诺的10万辆电动车合作协议,总计融资8.5亿美元,估值一度达到22.5亿美元。

Better Place的换电站

但因为换电站的投入实在太大,各地的技术也没有一致标准,再加上当时电动车得不到汽车厂商的支持,日产、雷诺的订单也没有兑现,服务受限,钱烧光后,Better Place在2013年被迫宣布破产。

特斯拉2013年搞换电的失败经历,和Better Place差不多,而且其自动换电池技术看起来更完善,93秒搞定,马斯克在公开演示中,特地用一台汽油车来对比,两辆特斯拉Model S都换完电池出站了,汽油车还没加完油。

2013年特斯拉展示的换电技术,速度完胜加油

但因为建设成本实在太高,特斯拉一个换电站,不算后期维护运营费用,光建站成本就要50万美元,车主换一次电池也贵得惊人,要60~80美元,四五百块人民币,没人用,慢慢的,特斯拉也不提了,专心搞起了超级充电站。

国内也有吃螃蟹的人。2010年,我国刚开始推广新能源车,百城千辆工程起步,那时候Better Place搞得正火,国家电网也提出“换电为主,插充为辅,集中充电,统一配送”的发展思路。

浙江电网是落实这一思路的重要单位,一位参与该项目的重要人物叫聂亮,圈内称“国内换电市场应用领域第一人”,后来做了家换电企业叫伯坦科技,2010年他带领团队开发完成基础换电技术储备,并带队搞起了智能充换电服务网络浙江工程建设。

国家电网在杭州试点的换电站

在此基础上,在杭州,国家电网专门搞了30辆出租车试点,验证了“车电分离,里程计费”的商业模式,杭州也因此在圈内得了个“中国换电之都”的名号。直到现在,很多车企和换电企业用的自动换电设备和技术,也还是以国家电网在杭州搞的这一套标准为基础。

但充电桩建设慢慢起来后,主导换电的国家电网也转向了。2013年初,国家电网宣布开放充电市场,暂停换电业务的推广。

之后,全国充电桩数量以年均7成的复合增长率快速增长,到2019年上半年已经超过100万台,但换电技术和换电站的发展,却长期陷入了冷冻状态。

国家政策已经吹暖风了

一些换电企业人士分析,国家电网当时中途转向,除了换电本身的普及难题,一个重要原因就是“响应”政策号召,推动以充电桩为核心的新能源汽车产业基础设施建设。

2009年开始,我国顶层设计推动新能源汽车产业高质量发展的时候,一个最关键也是最有效的政策,就是财政补贴,但国家出台的新能源车和动力电池补贴,基本都是针对整车的,没有备换电池,这就导致一块没有补贴的动力电池,和一台电动车价格差不多。

另外,国家和地方出台的大多数基础设施补贴,也集中在充电桩等充电设施上,没有涵盖换电设备和换电站。比如,2013年国家四部委联合发布的《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》,明确指出“对示范城市充电设施建设基于财政奖励”的充电优先发展的路线。

不过有必要注意一下,虽然之前几年政策动静不大,但从2019年开始,决策层显然已经注意到换电技术的价值,并出台支持政策,将换电和充电两种补能方式放到了一起表述。

比如2019年6月,国家发展改革委、生态环境部、商务部联合发布《推动重点消费品更新升级 畅通资源循环利用实施方案(2019年-2020年)》,其中提及要发展车电分离消费模式的新能源汽车产品,支持“充换电”设施的建设。

政策文件表述已有所变化

之后的7月底,工信部装备司由副司长罗俊杰带队,到杭州去实地考察某换电站项目,顺便还召集北汽、蔚来、时空电动、伯坦科技、奇瑞、国家电网、中汽协等相关企业和组织,研讨了电动车换电模式的发展。

根据参会企业的说法,工信部调研组成员对换电模式的核心态度是“很多优势”,认为已经到了推动车电分离相关法规制定的时机。不过暂时不统一电池标准,先“让市场用脚投票”。

工信部装备司到杭州调研换电站

将近5个月后的2019年12月3日,工信部的政策文件开始有所体现了,事关新能源汽车产业高质量发展方向的重要文件——《新能源汽车产业高质量发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中的完善基础设施建设部分,提出了“合理布局充换电基础设施……鼓励开展换电模式的应用”。

12月25日上午,工信部副部长辛国斌一行还带队调研某新能源企业,并在之后的换电模式研究座谈会上表态,充电与换电都是新能源汽车的能源补给方式,两者不是对立的关系,各有优势和特点,应鼓励包括充电、换电在内的各种新能源汽车电能补给模式共同发展,不断的提高新能源汽车的使用便利性。

理论上,换电有一大堆优势

之前尝鲜失败的企业,基本上把换电模式的劣势里里外外展示了个遍,那么产业界和决策层认为的“优势”,又从何而来?

理论上,主要是技术和经济性上,换电的优势真的是一堆又一堆。

首先,换电模式可以大幅节省电动车充电时间,让电动车真的赶超燃油车。

特斯拉90秒换电快是快,但有点不计成本,先不考虑在内。如果以普通百姓能承受的服务来算,现在整个换电池过程都是自动化,杭州和北京体验过的车主反馈,从到达换电站,车开进去到换电出来,大约在5~15分钟不等,基本和加个油时间差不多。

对比充电的话,目前电动车充电桩充一次电,快的,比如特斯拉的超级快充,充个80%,耗时也要将近半小时;慢的,还想要充满,那就得等上数小时。

其次,虽然现在单次换电池的花费比充电高一些,但整体看,换电模式其实是省钱的。

作为新能源汽车的重要部件,电池成本近乎占到整车的一半,20万元的车,10万花在底盘那块电池上。为了搞换电,很多车企推出车电分离的租用模式,消费者只需要购买车身,无需购买电池,这就大幅降低了新能源汽车的初次购置价格。

车企电池租用方案,购车价可大幅减少

而且,因为动力电池性能的衰退特性,新能源二手车的贬值率非常快,如果不需要为电池的折旧买单,那么换电模式也解决了这一成本顾虑,间接打通了现在一潭死水的电动车二手市场。

再次,从社会资源充分的利用的角度考虑,换电模式也对场地、电力等资源进行了充分的利用。

换电模式可以充分运用城市的波峰和波谷电量,可以实施分阶段小负荷充电,所以对整段的电网冲击负荷也比较小。

北汽新能源副总经理、营销公司总经理李一秀从土地的角度进行考量,算了一笔账。“一座换电站的设备占地面积仅为67.5平方米,不足5个车位面积,每日可最高服务私家车300辆。这相当于在5个车位上,做了座75层高的停车充电塔,对土地和配电资源利用率非常惊人。”

中石化北京石油亦庄博大路充换电站

最后,在首批新能源车即将报废的浪潮下,动力电池回收市场也日趋受到重视。换电模式在很大程度上实现了资源的集中和统一分配,有利于动力电池全生命周期的各项把控,便于动力电池回收环节更好绑定渠道,进一步推动回收体系的完善。

蔚来汽车联合创始人、总裁秦力洪对《财经国家周刊》记者表示,换电是解决电动车主里程焦虑不可或缺的重要组成部分;电动车怎么能够做到购买的初始成本和同样档次的汽油车一样,并且使用同样方便?“我觉得只有换电能解决这样的一个问题。”

为啥推广难度这么大?

虽然换电模式前景广阔,但从使用情况去看,目前换电还集中在出租车、网约车等运营车辆上,个人消费者的数量还是很少。布局换电模式的企业也不多,大多数都面临着扩大布局的难题。

早先Better Place和特斯拉没搞成,与当时新能源车还没起势有很大关系,现在政策关照,新能源车市场又具备一定规模,为什么还是推广不开?

因素可分为宏观和微观两方面。

从整体市场来看,当前换电站的标准不统一,很难形成较大的规模,这是由于各车型电池布局、大小、安装位置、接口等标准并不统一。

比如北汽新能源在出租车上推广的换电系统、蔚来推出的ES8和ES6车型等,在电池型号上做到了自家的统一,但它们的换电站也都只支持自家产品。想要统一电池标准,除非在整车生产源头达成共识。

企业层面推进换电模式的最大障碍,和当年的Better Place以及特斯拉一样,还是缺钱。现在的换电站基本分布在城郊和高速公路服务区内,数量也不多。除了场地的限制,也因为企业承担不起市中心高昂的租金费用。

蔚来汽车在北京的换电站分布,仍较为稀疏

同时,换电站必须存储一定数量的电池,储存量要保持在当地新能源汽车数量的1.5倍左右。为了维持正常供给,企业每售出一辆车,换电站需要增购电池作为备用,而购买电池的费用都是企业自掏腰包,按照目前电池的价格来算,这是一笔相当巨大的开销。

此外,电力补给以及配套的土地建设和人工运营等支出,也需要雄厚的资金来支持。

为了缓解资金压力,企业倾向于与金融机构进行合作,但由于种种限制,银行给相关企业贷款的数额并不高。有企业认为自己身为非公有制企业,没有受到金融机构的足够重视,可金融机构也有难处,目前换电模式没有形成规模化的市场,贷款的风险确实较大。

一位圈内人士感叹,“这就变成了一个先有鸡还是先有蛋的死循环。”

要打破这个死循环,还得从根上解决企业缺钱的问题。中国电动汽车百人会理事长陈清泰认为,“充电、换电还是一个过程,这都需要投入。所以这个烧钱的过程没有完,这样一个时间段应该由有远见的资本来接这个盘。”

不少企业认为,与第三方机构进行合作是个破局的重点。比如企业把电池资产证券化,卖给金融租赁公司,金融租赁公司和车主签订长期租用的合同,这样一来,金融公司收利息,消费者降低初始购置的门槛,企业也不用背现金负担。

除了钱,从长期来看,能否实现规模化发展,也是换电模式能否走通的关键。只有大面积扩大换电站的建设,形成相对统一的实施标准,换电模式才可以通过规模和效率实现大范围发展。

对此,中国工程院院士、北京理工大学机械与车辆学院教授孙逢春认为没别的捷径,现在需要的是就各个企业,尤其是整车企业之间,协同标准。