伴随着新能源汽车的稳步推进,充电模式的优缺点也逐渐显现。相较于乘用车和电动公交充电模式的推广,新能源出租车的推进相对滞后,续航里程短、充电桩数量有限、运营时间缩短等都成为制约充电式电动出租车发展的因素。《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中明确指出:“形成慢充为主,应急快充为辅的充电网络,鼓励开展换电模式应用”的能源补给形式。换电模式作为新能源汽车发展的探索模式之一,在北京、厦门等试点城市的推广应用获得了广泛关注。与此同时,国家层面加速推进新型基础设施建设的规划表明,新能源汽车配套基础设施建设将是重点之一,这为充换电站的铺设提供契机。
近期,中国清洁交通伙伴关系(CCTP)联合能源与交通创新中心BestEV最优电动车项目组举办了线上沙龙研讨会——换电模式在私人和公共出行领域前景之探讨。来自17家机构20余位专家、学者和行业从业者参与本次会议,就换电模式的问题和发展趋势开展探讨。会议过程中BestEV项目组还针对与会专家进行了有关换电前景的问卷调查,结果一并展现在文中。
参与讨论嘉宾(按姓氏首字母排序)
安 锋 能源与交通创新中心执行主任 | 龚慧明 能源基金会交通项目主任 |
黄永和 中国汽车技术研究中心有限公司资深专家、中国汽车战略与政策研究中心主任 | 李 成 交通运输部科学研究院 研究员 |
刘昱池 蔚来汽车 换电团队业务负责人、资深产品经理 | 刘元春 北京新能源汽车股份有限公司法规认证部科长 |
卢 毅 北京奥动新能源投资有限公司 副总经理 | 聂 亮 杭州伯坦科技工程有限公司 董事长 |
王雯雯 能源与交通创新中心 清洁交通项目高级经理 | 严 晓 上海玫克生储能科技 首席科学家、创始人 |
杨 杰 上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心 | 张 帆 中国电动汽车充电基础设施促进联盟 综合部主任 |
周 锐 吉利科技集团易易新能源 市场规划经理 | |
1、换电模式和其相关政策发展现状如何?
【黄永和】换电模式总体来看,推广应用规模仍偏小,但是应用车型和场景在不断拓展。从保有量来看,换电模式的新能源汽车目前不足新能源汽车总保有量的1%。去年年底为止,大概有60款支持换电模式的新能源汽车产品上了公告,大部分为乘用车,但是已经有客车和货车开始应用换电模式。从换电站的整个情况来看,主流换电企业还是比较少的,但是多数企业正在开展布局,储备换电技术,整个建设数量已经超过了400座,这里边包括奥动、北汽新能源、力帆、蔚来等。蔚来主要是应用在私人领域。从换电模式来看,北汽新能源、蔚来、力帆和伯坦科技等企业是在换电模式方面的发展的速度还是比较快的。其他包括吉利、东风、长安、一汽等也在进行换电模式的探索。我们目前认为换电模式将成为充电模式的一个重要补充,并且也是后补贴时代,也就是说没有补贴之后,推动整个新能源汽车发展的一个创新型的商业模式之一。
政策方面,2019年1月份发改委、能源局等提出来探索特定领域电动汽车换电模式的应用。3月份在绿色产业指导目录,也提出来换电设施制造,包括换电设施建设和运营。2019年6月,在国家发改委出台的《推动重点消费品更新升级 畅通资源循环利用实施方案(2019-2020年)》通知里也提出来,要借鉴公共服务领域,换电模式和应用经验,鼓励企业研制充换电结合等,提高新能源汽车充换电便利性的汽车产品,是从产品的角度来说的。2019年10月,国家发改委发布的产业结构调整目录也提出来,要对高功率密度,高转换效率,高适用性无线充电移动充电技术及装备,还有快速充电及换电设施都予以支持。2019年12月在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)里也提出,鼓励开展电池更换模式的应用。2020年4月份,在四部委《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》当中也提出来,为鼓励“换电新型商业模式”发展,“换电模式”车辆不受新能源乘用车30万补贴的价格限制。今年6月份在政府工作报告当中也提出来,也就是说在新基建里面加强包括换电站在内的新型基础设施建设,激发新消费需求,并且助力产业升级。
【李成】出租车领域是交通运输部确定的新能源汽车推广应用的三个重点领域之一,但对新能源出租车的推广数量没有具体的数字目标,而是将城市公交、出租车、城市配送三个领域结合在一起,在2018年提出总共达到60万辆。实际来看这几年出租领域的推广数量和公交相比不是很理想。公交领域从2015年起新能源车快速增长,去年新增公交车中新能源车占比高达96%,在公交车总量中新能源车占比已经60%。和公交车相比,出租车基数更大,但是推广数量较少,截至19底才7万多辆,占比5.6%。换电模式的电动车在青岛、天津等地的公交领域前几年曾做过尝试,但效果不是很理想,公交车换电站的体积大,投资也大,换电时间也较长,所以现在基本上换电模式公交车的推广处于停滞状态。但换电出租车的情况和换电公交车大不一样,我们在厦门和北京两个城市针对换电出租车展开了调研,这两个城市的换电出租车规模发展较为平稳。截至2019年,北京有换电出租车4000多台,北京的扶持政策主要在高额的车辆购置奖励,充换电兼容的出租车最高奖励7万多元。厦门市的奖励额度没有北京高,但厦门在其他环节有一定优势。厦门优化了换电站的建设审批制度,不需要规划许可证、施工许可证,且厦门电价便宜,在同等的运营强度下,司机一天的收入比充电和燃气出租车司机的收入要高。
2、换电模式的优势有哪些?
问卷 · 结果
现场专家认为换电模式的优势突出表现在:减少时间成本,快速实现电能补充;通过车电分离,解决资源错配。其次是:实现电池全生命周期管理减少安全隐患;解决远途出行压力。之后再会考虑电网、储能等方面的优势。
现场 · 专家观点
【卢毅】第一个就是赋能于主机厂,通过大数据对当下的燃油车和新能源汽车价格对比后发现,同级别车甚至同平台的电动车的价格要高出30%~40%,而私家车实际上更重视的是自有车辆的资产价值。而对于出租车、网约车这些运营车辆用户来说,他们更重视的是这辆车的使用价值。因此在后补贴时代,我们认为通过车电分离,我们把电池以租赁的方式来进行运营,特别是根据私人用户、公共出行用户等不同用户的需求,灵活的配置电池,通过关联模式赋能于我们主机厂,降低整车制造成本,扩大销售,释放主机厂的产能,让新能源汽车更具有竞争力,更受到市场的青睐。
第二个方面,换电模式更有利于赋能于电池的生产厂商,因为换电模式的核心是对电池全生命周期的管理和价值挖掘,也是新能源汽车使用过程中最直接的电池管理者。我们通过长期的运营,大数据的积累算法,实际上是可以实现对电池在各个状态下的分析、养护和管理,让每块电池的价值得到最大的发挥,并且可以将这个数据与电池生产厂商、供应商进行分享,有利于进一步提升电池的制造水平,改善电池的质量,促进整个电池行业的发展。
第三个方面,换电模式更有利于赋能现有的电池管理,让电池更健康、更安全。目前大部分充电桩无人值守,同时现在为了适应电动化的发展,大量的充电桩安装在地下空间,存在着很大的安全隐患。而换电模式,我们可以通过对电池的全方位的监控和管理,确保电池安全,尽可能的避免事故的发生,同时降低事故发生后带来的进一步影响。同时换电模式还可以对充满电的电池进行一定时间的安全静置,降低事故的发生率。特别是换电模式,我们采取的是在相对恒温恒湿的环境下的均衡充电,而且24小时有人值守,能够为电动汽车在能源补给环节中提供安全的保障。
第四个方面,换电模式能更有利于的赋能车辆的用户。目前大约有70%的汽车用户是没有固定的停车位,其中只有40%~50%的新能源汽车的用户是能够安装上自己的专属的充电桩,同时,采取快充的模式,对电池的寿命有一定损害。而且由于车辆充电的这个时间段其实和城市的用电高峰在很多时候是会叠加在一起的,因此也会进一步加大城市电网的配电负荷。因此整体上来说,换电模式1~3分钟快速换电时间快,效率高,不用改变司机传统的能源补给习惯,实际上对用户是更友好的。
第五个方面,换电模式是赋能二手车电池交易的一个有力的工具,因为当前新能源的二手车市场上没有形成。目前市场上,新能源二手车折价率还是非常低的。我们判断核心的问题还是在于电池的价值无法评估,而换电模式下,运营商通过对电池的精细化的管理,总结出电池状况的算法,可以为电池价值评估和流转提供相应的依据,并为金融机构对电池资产属性的界定,保险等各个方面提供参考。因此通过换电模式对电池的管理,我们认为也更有利于进一步的激活我们目前现在沉淀没有发展起来的电动车的二手市场以及未来的交易。
第六个方面就是换电模式更有利于赋能于梯次利用。因为换电模式下刚才有介绍到在统一的功率和环境下充电,对电池的保护应该是相对来说是较好的。因此我们可以确保这个车用电池退役之后,它的性能最优、一致性好,对于未来电池的梯次利用阶段过程的保持均衡。二次均衡、二次重组等各个方面,一是提供好的电池,二是提供完整的数据监测。因为根据中汽研的数据,到2020年咱们报废的动力电池要超过20万吨,之后会更多,这样的话通过我们的管理,应该可以实现整个电子在全生命周期的更好的使用,也有利于现在我们整个社会资源的这样一个集约。
第七个方面是赋能电池储能工程化。随着行业的发展,未来由多车企参与的换电联盟必将形成,而联盟的形成将推动电池标准化的进程,通过电池规格、信息接口,以及电流电压平台的逐步统一,将为二手电池到储能环节的工程化和堆积空间的排布提供极大便利。而每个换电站都具有1-2兆瓦的储能能力,天然就是一个分布式的储能场所。换电模式可通过集中式的能源管理分布式的储能结构和网点,统一消纳风能、太阳能、水力等可再生能源,帮助城市电网削峰填谷,推进能源变革。
3、换电模式现在存在哪些问题和挑战?
问卷 · 结果
现场专家表示换电模式发展的问题与挑战最主要三点体现在:换电车型研发及电池规格统一的难度大、换电站建造成本高、缺乏成熟的商业和运营模式。
现场 · 专家观点
【黄永和】一个是换电车型目前不符合现行产品一致性的管理规定,这样就导致在准入、注册登记特别年检,还有二手车流通,包括交税等环节存在相应的问题。比如说公告管理环节,换电车辆目前难以符合车辆一致性的要求,特别是现有的管理体系当中,一致性的要求,车与电池一定要一一对应,所以这个是比较大的问题。电池在更新升级,特别是不同规格型号电池互相替换,在这些方面存在一定的制约。
第二个是在车辆使用环节,换电车型,比如说在注册登记,年检及流通等管理上边,目前还没有非常明确的一个管理规定。比如说注册登记年检事故鉴定过程当中,同一刑事判定到底是怎么判定?存在非法改装的风险。比如说公安部道教中心就认为你这种换电的模式,实际上是属于非法改装的一个类型之一。这一块怎么解决,还需要相应的进行深入的研究。在后市场方面也就是说存在我们没有动力车身也就是裸车流通的问题。电池产权还有一个过户的纠纷,原因还是在交管部门,车辆登记证上没有注明换电模式,所以下一步这个问题可能也要解决。
第三大方面是在税收征管方面, 2022年年底免征新能源汽车购置税,整个政策退出之后,可能会存在征管的问题,目前因为是免税的,现在没有问题,从计税价格来看,车电分离后的电池价格是否应当纳税引起计税价格问题,这个就是价格到底怎么判定?第二是关于纳税人,车+电两位购置人或者是两位业主的情况,会引起纳税主体不明确的问题。因为有两个到底是以谁为主来交税。最后一个是金融上的整车和电池分离,跟上面的问题是一样的,所以这些问题如果不解决的话,你比如说做金融的这种车电分离,金融政策上面,那么很多东西是无法往下实施的。
第四个问题,充换电站的站组建设的难度非常大,用地成本最高,另外还有用电难,整个建设成本过高的问题。建设难的问题主要是换电站的用地规划存在问题,报建管理体系目前也没有统一,主要的原因是换电站建设规模和空间布局没有纳入地方的城乡建设规划,所以导致换电站建设选址难,用地难和审批难。同时各地区在换电站建设报批过程当中也存在归口,管理单位不明确,建设审批规范和流程不完善,导致企业存在违法违规建设的风险。用电难的问题就是电网企业配套供电设施增容,实际上目前还是缺乏改造的这种积极性。大型换电站和小型分布式换电站都需要一定水平的电力规模。换电站的电力增容,包括充电桩的建设问题跟这个问题是比较类似的。老小区和商业物业改造难,都是比较大的一个问题。
第五个是成本高的问题,换电站建设和运营成本相对来说比较高,一次性投入比较大,建设成本高,主要是包括场地需求、电池的储备、换电站的建设,还有电力增容,这些成本远远高于我们整个充电桩的建设,同时运营成本也比较高,需要专人的职守,协助用户要进行更换和维护服务。
最后一个问题是还没有摸索出盈利模式,截至目前为止,目前还没有真正的充换电站的盈利模式、不清楚你下一步的盈利点在哪,如何分账等等,到目前没有完全研究透。所以我认为我们探索出一个比较好的盈利一个商业模式出来,但是最关键的问题,要找到盈利模式,让参与各方都在里边受益才有可能。
【严晓】我觉得我们面临的挑战之一是如何在充、换电的过程中对电池进行一些检测,来避免电芯层面的安全隐患。换电的重要优势就是能够统一收集数据,并有足够的电池包的数量去建立一套在使用过程中的、标准化的日常检测和诊断方法。比如热失控往往是某一个电芯发热,假如我们能够提前判定某一个电芯内阻比较大,就可以一方面减低充电电流同时把具有安全隐患的电芯换掉,从而在保障安全的前提下改善整个电池包的性能和使用寿命。
【卢毅】第一个是土地的问题,首先是找地难,其次就是用地属性界定不规范,会造成运营企业在前期的业务拓展中会存在大量的困难。第二个问题在于在大型城市发展的进程中,因为城市的电力基础设施建设的过程是循序渐进的,而换电模式因为是集中的充电集约化的管理,因此对于单个的换电站,电力增容其实还是需要比较大的容量,需要得到地方电网的支持。短时间内在城市进行大量的布局,就需要在电力增容上实现大的突破。所以以上两点的实现将助力换电模式在一个城市快速布局和运营。
【刘元春】企业认为电池在换电运营,包括后续的储能梯次利用,是有资产利用价值的,现在就是缺乏一个所谓的电池银行或者电池资本公司,缺乏一个市场主体,因此希望有一个国家级的电池银行,或者是各省市有各自由地方政府基金参与组建的电池资产公司,整体从前端把购车成本降低,同时解决客户后端残值低的问题,做到消费者购车一次性支出,提高购买力,同时促进整个电池的循环利用。
从环保角度,因为现在的回收利用相当于产权在客户,这个电池如果在私人手里,电池不一定会流到正规的渠道去回收利用,可能导致电池后端的回收利用价值永远挖掘不出来。基本上现在回收利用的电池用量都是在公共领域,在私家车领域,实际上现在没有真正的电池回收,而且随着电池技术这两年的进步,电池寿命越来越长,我们觉得很大一个问题就是电池回收利用这块,如果把电池全部保留在个人消费者手里,电池最终很难最后实现整个的,包括削峰填谷的参与电网的互动。因此,换电模式才能更好的促进电池循环利用和电网互动等。
【杨杰】目前上海地区使用换电模式的电动汽车占比不高,主要以蔚来汽车为主。在车辆换电数据的公共监测方面,目前尚缺乏明确的地方或国家标准。现有的车辆远程监测系统,主要在车端运行。而车电分离,将导致车辆装载电池频繁变动,并且使充电行为脱离车辆监测系统。当前的车辆监测体系并不适用于换电模式,未来制定车辆和换电站互联互通的监测体系,将有助于后续车辆安全监测和电池溯源等工作的有效开展。
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