换电模式背后的暗逻辑

芯锂话

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· 10月25日

换电模式会是解决电动车长里程续航的答案吗?

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换电模式背后的暗逻辑

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图片来源@pexels

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文丨芯锂话

选择开电动车回家过“十一”,成为无数车主最后悔的事情。

由于电动车续航不足,导致补给频率远高于燃油车,再加上单次充电时间动辄一个小时,因此出现大量车主排队加电的现象,原本几小时的车程,因为排队而多走了一天。

当电动车因充电难变身“电动爹”时,人们是否有想过被冷落在角落的“换电技术”呢?

在过去很长一段时间中,换电都被认为是一种“没啥用”的技术。

电动汽车“龙头”特斯拉早期就考虑过换电模式,但最终因为成本问题放弃了,改选超充这条路。市场中还有观点认为,换电本质是一条过渡路线,与曾经的手机换电池一样,势必会被快充技术所取代。

然而,随着新能源汽车的全面爆发,高速公路“充电难”的出现,都让市场不得不重新审视曾经被忽视的“换电技术”。

正常情况下,车主可以忍受一小时的充电时长,但如果遇到车流高峰,那么大家还会甘愿等候数倍于平时的充电时间吗?

对于消费者来说,换电模式最大优势就是补给速度快。一般来说,电动汽车换电过程基本在数分钟以内,与燃油车加油时间相差不大。至少在高峰出行时段,换电模式优势显著。

理论而言,换电模式能够解决“电动爹”的窘境,那么它会是解决电动车长里程续航的答案吗?

01、风又吹来了

换电模式被市场放弃,很大原因在于它不成功的起点。

2007年,美裔犹太人天才创业者夏嘉曦(Shai Agassi)创立了一家名为Better Place的汽车公司,推动换电模式首次登上历史舞台。

在夏嘉曦的设想中,Better Place的模式类似于电信运营商,不管车主使用的是哪个牌子的电动车,Better Place都可以向其提供电池的维护、更换和充电服务。尤其是换电模式被其当做主打产品,车主在换电站可以通过机械手在数分钟内就完成自动更换电池服务。

这个新模式很快吸引了资本的目光,通用电气、瑞银等资本巨头向Better Place投资8.5亿美元,可谓出道即巅峰。

然而,Better Place的第三方换电模式,因为受制于车企间动力电池标准难统一、动力电池利润归属问题,根本难以获得整车企业认可。换电车辆基数太小,换电模式根本没有成功的可能。

从创立至倒闭,Better Place只有雷诺汽车一个真正的客户,而且接入换电模式的还是销量并不好的Fluence ZE电动车,没有重量级客户的支持,Better Place的换电模式最终成了无根之木。

2013年,没有跑通商业模式的Better Place宣布停止运营。

换电龙头Better Place的失败,让换电模式的发展遭受重创,也从一定程度上影响了我国电动汽车补能方式的抉择。

早在新能源汽车推广初期的2007年,国家电网推出了“换电为主、插电为辅、集中充电、统一配送”的运营思路,也遭到了整车企业的激烈反对。再加上Better Place在2012年就陷入危机,最终国家电网只能默默放弃了换电模式,并向车企开放充电网络。

当然换电模式并未完全消失,北汽新能源和蔚来等新能源汽车依然在换电这条路上摸索前行。

到了2020年,换电模式重迎转机。

先是蔚来换电车型不受新能源乘用车30万补贴门槛限制;随后《政府工作报告》首次将换电站建设纳入新基建基础设施建设范畴,政策开始鼓励开展换电模式应用;今年5月政策更是强调,要加快换电模式的推广应用。

这一趋势之下,越来越多的车企开始涉足换电领域。除北汽新能源、蔚来两个传统玩家外,长安、吉利、哪吒、东风等车企纷纷入局,更是有诸如南方电网、中国石化、中国电投、协鑫集团这样的上游公司全面布局。

换电模式的风又吹来了。但究竟是何原因让换电模式重新崛起呢?这就是换电模式背后隐藏的“明暗”两条产业逻辑。

02、明逻辑:重新解构换电模式

表面来看,换电复苏的原因只有一个,那就是“时代变了”。

在过去,新能源汽车仅仅被看作是传统燃油车的补充,缺乏规模优势也就无法培育换电模式。但从2020年开始,全球新能源浪潮的爆发,促使电动车规模迅速攀升,这就让用户基础问题得到了解决,换电模式也找到了发展的土壤。

除拥有用户基础外,换电模式最大的优势正来自于被消费者和投资者理解。

今年十一假期,“充电难”现象不断出现,已经意味着单纯充电模式的瓶颈已经到来。

高峰出行和正常状态,对于充电桩的需求可以说是天壤之别。为了经济效益,任何充电桩服务商都不可能将高峰期充电需求视为充电桩建设依据,让大投入充电桩在正常情况下处于闲置状态。这也决定了,在未来很长一段时间内,高峰出行“充电难”问题仍然难以解决。

在这种场景下,换电更加游刃有余。速度快不用再提,更重要是,换电站可以通过高峰出行车辆预测,提前调动动力电池,满足高峰时期需求,在不扩建基础设施的情况下这种灵活性更具备经济效益。

目前国内的换电玩家,基本可以分为两类:

一类是以北汽新能源、吉利汽车、上汽集团、广汽集团为代表的传统车企,旗下出租车、网约车等运营车辆对换电模式需求更大,更愿意与奥动新能源等第三方合作,进行换电模式的布局。

另一类则是蔚来,自主建设换电模式,主要面向私人市场,目前拥有全国37.85%的换电站。随着汽车销量的放量,让换电站布局有了更多想象力,而换电模式也成为蔚来的特有的标志。

电动车销量的爆发,解决了换电模式最大的担忧规模化问题。

在成本上,伴随着换电站零部件国产化替代,以及规模化扩张量产,整体建站成本将大幅下降。而随着电动汽车销量不断提升,换电车型逐渐增多,部分车企之间统一电池标准也是必然趋势。

正是基于这样的原因,促使换电模式东风又起。

03、暗逻辑:换电模式是一种储能

新能源汽车发展只是浅层因素,更深的层面在于,换电模式相当于一种储能。

首先要明确一点,这一轮新能源革命,并不是光伏、风电等可再生能源完全取代化石燃料,这也是完全不可能的。

在火电占比超7成的传统电力系统中,发电端“以需定供”,通过对需求端的了解控制电力输出,用以平衡用电需求在一天之内的多次峰谷波动。但在碳排放达峰、碳中和的目标下,可再生能源发电的引入使得发电端变得不可控且不稳定。

光伏发电高峰集中于白天,无法匹配傍晚和夜间的用电需求高峰,且容易受到不可控的天气系统影响;风电发电高峰很不稳定,且存在较大的季节性差异以及地区分布的巨大差异。

正因如此,这一轮新能源革命所带来的,必然是一个综合了风、光、水、煤、气、储能等诸多形式的能源系统。

在这个大背景下,我们才可以讨论这一轮新能源革命中各个细分产业的发展,也可以看到换电模式在新能源革命中所体现的独特优势。

从本质而言,换电站运营的动力电池,本身可以调整充放电时间、实现储能的一部分功能,一定程度上平衡发电系统峰谷波动。这也是换电和快充最大的逻辑差异。

充电桩本身,就是一个大功率负荷。当同一时间众多超高功率充电桩同时运作,将对电网负荷产生较大冲击,使得电网调节变得更加不可控。而换电,则可以通过调整动力电池充电时间,一方面可以在电力波谷进行充电,获得更大的成本优势;另一方面有助于电力调峰填谷,可以一定程度降低电网负荷。

此外,聚焦整个产业链,换电网络的普及,也有望成为动力电池回收、梯次利用的关键一环。

这一轮新能源革命,不止意味着新的能源种类,而且是更为清洁以及对环境更为友好的能源利用方式。

在新能源汽车革命中,动力电池取代了原有的燃油,但也带来了新的问题,那就是新能源汽车动力电池退役后的回收再利用。

一般来说,动力电池容量衰减至额定容量的80%以下,就会被强制回收,这使得回收后的退役动力电池,仍然具有较大的利用价值。

因为电池属性的不同,目前退役后的磷酸铁锂电池可以用作储能等梯次利用,然后进行资源化回收,而三元电池因为寿命更短、安全性存在一定风险,不适宜梯次利用,退役后直接进行资源化回收。

仅目前来说,动力电池回收和利用行业尚处于起步阶段,后端配套的供应链和产业链并不完善,甚至出现了大量无资质的动力电池小作坊式回收企业,为行业发展带来隐患。

而换电体系如果普及,一方面将大量动力电池集中于体系之内,在电池统一管理上有巨大优势,可以更高效地回收再利用。另一方面,换电体系本身可以作为动力电池回收平台,加强行业规范性。与此同时,动力电池回收端的规范性,可以更快推动再利用端产业链迅速发展。

在这种情况下,换电体系本身成为贯通动力电池生产端与回收再利用端的关键环节。

整体而言,换电模式虽然仍存在成本高、基数小、标准难统一等问题,但在整个新能源革命大局中,换电模式本身所具有的多项功能,也决定了其必然能够新能源革命探索的重点,与新能源时代共振。

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