我國電池更換模式應用最早出現在2008年北京奧運會,當時在專用大巴車領域率先試水電池更換。2011年,國家電網公司開始提供主要為公交和大巴車提供換電運營和電池租賃相關服務,提倡“換電為主,充電為輔”。雷諾曾在歐洲通過Better Place開展換電和電池租賃的商業模式,推廣電動汽車。近年來蔚來、北汽、力帆、伯坦、時空電動、聯合汽車等企業一直在持續開展電池更換技術的研發和商業模式的推廣工作, 換電設施在成本、占地面積、效率等方面取得了重大改進。
換電模式相關政策
(1)國家支持政策
2019年,隨著國家發展改革委、生態環境部、商務部發布《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案(2019-2020 年)》,明確指出要推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式,降低購車成本。換電模式作為充電模式的重要補充依舊發揮著積極作用。換電模式目前主要應用于公交車、出租車、物流車、分時租賃等營運車輛領域,但隨著近幾年新能源車企的持續發力,換電模式在私家車領域的應用也開始逐漸發展起來。
2018年12月10日國家發展改革委等4部門印發《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》的通知(發改能源〔2018〕1698號),提出“繼續探索出租車、租賃車等特定領域電動汽車換電模式應用”。
2019年2月國家發展改革委等7部門印發《綠色產業指導目錄(2019年版)》,其中包括換電設施制造、換電設施建設和運營。
2019年6月6日,國家發展改革委等3部門印發《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案(2019-2020 年)》的通知(發改產業〔2019〕967號) ,其附件《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案(2019-2020年)》中提出要“加快發展使用便利的新能源汽車”,要求“聚焦續駛里程短、充電時間長等痛點,借鑒公共服務領域換電模式和應用經驗,鼓勵企業研制充換電結合、電池配置靈活、續駛里程長短兼顧的新能源汽車產品。推進高功率快充、無線充電、移動充換電等技術裝備研發應用,提高新能源汽車充換電便利性”。為支持換電模式電動車的發展,需不斷改善配套基礎設施,“中央和地方財政繼續對充換電等基礎設施建設和配套運營服務給予支持”。
2019年10月30日,國家發展改革委修訂發布《產業結構調整指導目錄(2019年本)》,將換電技術路線明確加入鼓勵類發展項目(第十六項第4條)。
2019年12月3日,工信部裝備司對《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》(征求意見稿)公開征求意見,其中在第六章 完善基礎設施建設中,提出鼓勵開展電池更換模式應用,提高充電便利性和產品可靠性的發展規劃要求。
(2)地方支持政策
《北京市新能源小客車公用充電設施投資建設管理辦法》提出“符合國家及本市相關要求的公共充電設施,可申請不高于項目總投資30%的政府固定資產補助資金”。為貫徹落實《北京市人民政府關于印發北京市打贏藍天保衛戰三年行動計劃的通知》(京政發〔2018〕22號),促進出租汽車結構性調整,北京市發布《關于對出租汽車更新為純電動車資金獎勵政策的通知》 對出租汽車更新為純電動汽車給予資金獎勵政策,獎勵標準為“比照純電動出租汽車生產環節電池采購價格,每輛車獎勵上限為7.38萬元,獲得資金獎勵的車輛技術條件包括車輛續航里程原則上不低于300km, 具備充換電兼容技術,以快速更換電池為主;車輛電池與充換電站技術相匹配”等。
《廈門市2016年新能源非公交汽車推廣應用財政補貼辦法》中提出“對新建的公用、專用換電設備給予投資額30%的財政資金補貼,直流換電設施上限不超過495元/千瓦、交流換電設施上限不超過150元/千瓦”。
《廣州市電動汽車充電基礎設施補貼資金管理辦法》提出“換電設施項目按照2000元/千瓦的標準補貼”。
現有換電方案存在的缺陷和瓶頸
純電動汽車換電的商業模式發展歷史較短,大約有10年時間,最初由以色列的Better Place公司創造,并和雷諾公司合作進行換電模式的推廣。此后,美國的特斯拉、國內的北汽奧動、國家電網、蔚來、時空電動、伯坦等都進行了換電技術的開發和運營模式的推廣,他們采用的技術方案分為兩種,一種是底盤上下整體摘取電池,一種是底盤兩側左右推拉進出電池,這兩種方案經過5、6年的推廣、驗證,實踐證明這兩個技術方案是不成功的。從實踐效果看,這兩種技術方案過于復雜,電池無法實現標準統一和共享,每種技術方案對應的車型和廠商都是各自為戰,無法統一標準,換電站投資大,運營成本高,換電業務量少,盈利能力差,推廣速度慢,有些公司已無法持續經營。BatterPlace已破產,特斯拉已放棄,國內的這幾家也舉步維艱。
究其原因在于這兩種換電技術方案的適應性和經濟性有問題,在具體市場實踐中存在三大難以逾越的障礙。
(1)技術復雜,建站成本高,盈利能力差
由于電池采取底盤摘取和兩側推拉進出的技術方案,使車輛端和換電設施端的機械結構過于復雜,制造、運行成本高,占地面積大,投資成本高,單品牌車系換電業務量少,收益率差,回收期長,自身很難產生盈利,不具備投資價值,只是作為車輛銷售的一種促銷和服務手段,所以不可能大規模密集布設,缺乏了便利性,用戶接受程度低,無法持續經營。
(2)電池標準難以統一,無法實現共享
目前,國內主銷的新能源乘用車車型近 100 余款,未來還會大幅增加,現有換電技術方案采取底盤摘取和兩側推拉進出的方式,使電池很難實現標準化和通用性,電池更換模式可覆蓋的車型極為有限,但鑒于換電站初期的巨大投入,必然要求其要保有一定數量級的換電用戶群體。這就要求電池必須要實現標準化和兼容性,簡單說就是讓電動車的電池做到如同現在燃油車的標準化燃油標號一樣。但現有的兩種換電方式在車輛端的結構方案很難實現電池的標準化,這是目前制約換電模式推行的最大障礙。
(3)建站難度大,周期長
現有兩種換電方案由于技術過于復雜,使換電站建設占地面積大,投資成本高,在換電站建設時既要考慮地價因素又要顧及交通的便利性,站址選擇不夠靈活,建設、審批周期長,推廣速度慢。
三、換電模式成立的商業邏輯和核心要素
通過上面的分析我們可以看到,換電模式作為一種商業模式要成立,就必須要遵循基本的商業邏輯,這個商業邏輯我們總結為:
第一. 運營換電服務必須要有一個獨立的第三方來運營,也就是這個獨立的第三方向所有的車企、車系、車型提供換電服務,打破各自為戰的局面,減少重復投資。
第二. 這個獨立運營的第三方必須要獲得高于市場平均收益率的收益,也就是投資換電服務能獲得較高收益,這個收益是可持續的商業模式才能成立。
第三. 必須要有一個技術方案支撐這個投資收益率和這個商業模式的成立。
第四. 這就要求這個技術方案投入要少、收入要高,這個技術方案要結構簡單、兼容性強,這就要求換電站的制造和運行成本要低,電池要標準化、通用性強、換電業務量要大。

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