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换电模式到底有多香,为何石油巨头联手蔚来建设换电站?


发布时间:2021-05-09 08:53

今年4月15日,蔚来与中石化正式合作签约,并启用蔚来全球首座第二代换电站,坐标中石化朝英站。在听闻这则消息的时候,不少人都感到非常好奇,换电模式真的是一桩“好生意”吗?我们都知道大多数车企在建设充电桩时,都会向国家电网寻求帮助,而此次中石化与蔚来之间的合作,几乎可以看作是变相与国家电网瓜分充电设施的蛋糕。

换电模式真的有那么好吗?为何中石化会答应蔚来汽车邀请,要在充电设施领域上与国家电网分一杯羹?

换电站有多香?

关于蔚来汽车与中石化之间的合作,其实可以看作是换电模式向上发展过程的一个缩影。2020年可以说是换电模式发展过程中最大的转折点,因为在2020年之前,换电模式仅仅是奥动新能源和蔚来汽车两家企业分别独自探索,跨入2020年之后,换电模式便走向了市场的前端,越来越多的车企纷纷加入这一行列,热度日益高涨。那么换电模式真的有那么好吗?

事实上,换电模式存在不少的硬伤,比如说外部环境要求高等等,但是换电模式却拥有很多充电模式所不具备的优势,比如如可用来做储能电站、削峰填谷、减少电网谐波、提高电网负荷率、可对电池进行慢充延长电池寿命、可使用谷底电价进行充电降低成本等。

换电模式能很好地对充电模式的一些缺陷进行补充,充换电并无孰优孰劣之分,两者更像是相辅相成的两套技术体系,各自的优势也决定了各自适用于不同的使用场景,只是我们需要找到适合它的应用场景,扬长避短。

为了推广换电模式,相关部门也作出了一系列的推广政策,助力换电站的加速建设。比如说2020年4月23日,财政部、工信部、科技部、发改委四部门联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》规定,新能源乘用车补贴前售价须在30万元以下(含30万元),但换电模式车辆不受此规定限制。支持换电车辆成为补贴退坡下例外。


在政策和换电模式优势的共同影响下,换电模式将会成为各大车企完善新能源汽车布局过程中的关键一步,且有助于新能源汽车的加速推广。据EV Sales网站公布的全球电动汽车(乘用车)销量数据显示,在全球汽车销量同比下降14%的背景下,2020年全球电动汽车逆势上涨41%,销量达到312.5万辆,市场份额达到4%。其中,纯电动车的市场份额为2.8%,插电式混合动力车的市场份额为1.2%。

通过上述的数据来看,新能源汽车其实具备极强的韧性,可以在2020年疫情的影响下依旧保持较高的增长速度,且这一切还是充电设施还不够完善的情况下实现的。话句话说,随着充电设施的加速建设,新能源汽车的增长速度将会得到稳定的提升,尤其是换电站的覆盖率不断增长。这一点,我们可以通过B端用户(出租车)对换电站与充电桩二者需求进行对比得出结论。

在出租车的体量保证和稳定而迫切的能量补给需求下,有专业人士曾经对一个标准充电站(八充电桩)与一个标准换电站(两换电位)在电动出租车领域的盈利能力进行预测,结果显示换电站虽然需要更高的初期投资,但其表现出更强的盈利能力,动态投资回收期比充电模式更短。而利用算法控制,在保证换电服务不受影响的情况下,对换下来的电池尽可能使用夜间低谷电价充电,动态投资回收周期会更加短。综合来看,电动汽车用户对换电站的需求将会不断提升。


换电模式受制严重

虽然换电站能够给用户带来更多的便利,但是大家对于电动车的换电模式的推广还是有着不少争议。早期电动车普及阶段,有过换电后事故频频的情况。特斯拉也仅仅做了短期尝试就放弃了,只有蔚来坚持做换电。之所以换电模式未能实现大规模推广,主要是受制于经济性、安全性、兼容性和标准化等多方面因素:

经济性:特斯拉其实是最早开始在换电模式探索的车企,之所以特斯拉会以失败告终,主要是因为与特斯拉免费的超级充电桩相比,换电需要车主额外支付60-80美金的费用,比传统燃油车的加油费用还要贵。另外,当时候的换电技术还不够成熟,换电流程相对比较繁琐,并不能做到随换随走的状态。

据相关人士透露,一个换电站最早期的成本在800万元,如今建设充电站以及电池的费用已经降低至500万元。加上目前政策的支持、资本市场对换电技术的看好,换电技术开始趋于成熟,换电站的扩张规模将会加快。比如说在2020年国务院通过《新能源汽车产业发展规划》中提到“加强充换电、加氢等基础设施建设”,明确了换电的定位。


标准化:换电模式目前最大的发展障碍在于没有统一的标准化,车企们还处于“各玩各”的状态,电池没有统一的标准,严重影响了换电模式的发展。如果换电模式想要获得快速的发展,那么如何打造兼容性好且标准流程化的生态系统将会是接下来重要的突破口。

车电分离首先要求电池的标准化、BMS标准化、接口标准化、软件管理的标准化,而电动汽车目前就像手机一样,是一个代际变化非常快的产品,甚至有部分车型升级换代每年一代,车电分离要求电池和软件严格的标准化和控制管理软件固化,新车型不仅要和自家一代、二代、N代的电池软硬件兼容,还要与其他车企生产的汽车产品的软硬件兼容。


安全性:以蔚来汽车为例,蔚来采用的还是三元锂电池,虽然对三元锂电池包进行了稳妥的保护,但是并不意味着完全没有危险。在换电模式下,蔚来很难保证换下来的电池包在行驶没有经历磕碰。相信不少读者仍然记得,特斯拉最早出现起火问题就是因为地面硬物磕碰了电池包,造成短路。另外,在充放电的过程中,也是电池包容易出现热失控的时候。

值得一提的是,三元锂材料热分解燃烧可以自持,并不需要外界的氧气。所以,在推广换电站的过程中,如何对电池做足够安全的隔离和保护也是推广的关键。

总结

在碳中和的背景下,中石化本身也有业务调整的需求。通过和蔚来合作可以将换电站逐步提升为和加油站一样重要的运营业务,借助绿色节能业务的占比提升逐步降低中石化传统业务的“含碳量”。虽然换电模式能够为蔚来以及中石化的发展带来新的增长点,但是还是要将现如今存在的问题一一解决。