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充电桩专题调研之未来篇:换电站在争议与热捧中异军突起 未来补能模式或“两条腿走路”

在特斯拉等头部新能源车企的“唱多”声中,充电桩频频站上风口,成为市场上“声量”最大的补能方案。但换电站近年来的异军突起也不容忽视。

区别于常见的充电模式,换电模式通过更换电池来实现快速能源补充。不过,在充电桩大规模推广引发电网压力大、电池损耗高、时间成本重等问题的同时,换电站亦存在推广初期投资成本大、接口未标准化等难题。但随着相关政策的不断落地,换电站有望在未来成为全新智能电网的重要组成部分,迎来千亿级市场规模。

政策助力 换电站异军突起

日前,工信部公布启动新能源汽车换电模式应用试点,11个城市纳入试点范围。除此以外,还有《电动汽车换电安全要求》、《电动乘用车共享换电站建设规范》等标准推出。

对于政策及标准的进一步提出,有业内人士认为,从之前以充电桩推广为主,到目前政策对其他补能模式的分散,从中可以看出,充电桩与换电站并非对立,实际上两种补能模式都有其限制及优势。

而在资本市场及主机厂上,动作越发频繁。如北汽已推出一系列成熟的换电车型,上汽、广汽、一汽、吉利等主机厂亦积极研发换电车型,部分已实现量产。除了车型的布局,上汽、东风、吉利更积极推进换电站的建设。其中,吉利注册子公司易易换电,签约1000家换电站。

从相关企业注册的情况,侧面反应资本对换电站的热衷。方正证券研报数据显示,2020年新能源换电相关企业数量激增。2018-2019年注册的新能源换电相关企业总数为3439家,截止2020年12月31日,换电相关企业总数为20091家,2020年一年注册16522家,是2018、2019两年注册总数的4.6倍。

A股亦有公司涉足其中。记者了解到,协鑫能科(002015.SZ)及城市公司已与江苏省国网电动等5家企业达成战略合作,并围绕苏州、南京、无锡、成都等首批10座城市15个乘用车及重卡项目达成110座乘用车换电站、64座重卡换电站项目合作。据悉,截至2021年10月31日,协鑫电港品牌首批换电站已投入运营。

实际上早在2010年,国家电网就发展了标准箱换电的技术,以示范基地为主发展换电模式。而在更早的2007年,以色列公司Better Place提出换电概念。随后的2013年,特斯拉亦推出换电技术。但目前活跃的换电模式企业,国内主要为奥动新能源、蔚来及博坦科技。

奥动新能源相关负责人表示,目前奥动仍处于大规模投建换电站的扩张阶段,由于换电服务网络需要打造城市级的规模效应才是对用户最有价值的体现,在2025年前,奥动将在全国布局10000座换电站,服务1000万辆以上新能源汽车。

优势互补 商业模式逐渐成熟

新基建的提出,对于充电桩而言,优势明显。除了充电桩稳定增长,产业融合度高以外,目前充电桩格局呈现车企自建桩与合作桩并存,车企布局充电服务打造生态链闭环,头部运营商优势明显。

然而,尽管充电桩设施在新基建的推动下不断完善,但充电模式依然存在痛点,如充电桩车桩比较低,慢充时间长达7-10h,快充虽短至0.5-2h但对电池损耗大等。且业内认为普遍认为超充桩对电网压力较大,充电车位被占用的情况亦是老生常谈。

换电模式则提供了另外一种方式,鲸平台智库专家、中欧国际工商学院案例中心研究员钱文颖分析称,从消费者的角度而言,换电模式普遍3-10分钟就能够快速进行补能,极大提升了用户体验。另外,电池价格占新能源车的三分之一,电池成本很高的同时,目前技术下电池衰减很快,给新能源车二手置换带来较大折价的问题,该问题是目前充电模式短期无法解决的,但换电模式能够满足。

除此以外,奥动新能源相关负责人通过用户调研了解到,如果仅从用户消费金额看,换电服务比充电服务略高。但对于出租车和网约车用户,换电模式的省时高效,让用户每次补能节省下来一两个小时,省下的时间可以接更多单,每个月收入提升2000元左右。

另一方面,由于换电站有资产投入重、基础建设耗时相对较长等的劣势,换电站的发展相对充电桩较为缓慢。且新能源汽车换电站的利润来自度电售价和电费之差,服务频率和单价共同决定运营端的利润水平。这意味着,换电站想要实现盈利,对运营水平及资金要求较高。

在此基础上,这个行业也已跑出实现有盈利模式的玩家。奥动新能源相关负责人则对财联社记者表示,在一个城市政策支持到位、“车”“站”配比合理、加以持续化有效运营的情况下,奥动换电运营模式一般在3-4年实现盈利。

鲸平台智库专家、汽车行业分析师张翔则对换电站的大规模发展持谨慎态度,“电池续航里程越来越长,电池对充电站的依赖性越来越小,充电完全能够满足用户的需要,换电的盈利模式目前在商用车及汽车共享网约车等高频用车行业可以盈利,或者只是针对高端车,因为高端车的价格较高,可以较容易覆盖换电的成本。”

奥动新能源相关负责人则认为,即便是家里有充电桩的私人用户,也会有需要紧急快速补能的时候。相比营运车辆用户,私家车用户对换电必然是低频次需求,但一旦到了紧急需要极速补能的那一刻,需求绝对是刚性的。

换电“圈地为王” 难题与想象力并存

换电站商业模式虽已跑通,但接口非标准化、不同型号电池储备、电池共享的难题,或是换电站未来大幅推广难以回避的“问卷”。目前按换电方式主要分为底盘换电、侧方换电和分箱换电三种,其中,以底盘换电为主流。如蔚来、奥动新能源是底盘换电,伯坦科技即为分箱换电。

即使同为底盘换电,蔚来与奥动新能源的技术路径亦不一致,蔚来采用的是螺栓式锁止机构,而奥动新能源则采用的是卡扣式。除此以外,还涉及电池pack、电源接口、BMS系统以及电源接口等电池相关结构的交互。更何况,电池本身的技术路径、形状及能量密度等同样存在差异。

上述差异导致换电站的格局主要为“圈地为王”,如蔚来主要服务自身的客户而形成闭环。第三方换电平台奥动新能源、伯坦科技,则通过与车企合作来开发换电车型,换电车型各自在合作的换电站内进行换电。

这些标准的问题想要解决并非易事,张翔对财联社记者表示,车电分离背后不仅是技术问题,更牵涉到车企、电池厂商等多方的利益,电池作为新能源车的重要零部件,若进行分离,新能源车的技术含量将大幅降低,很难有议价空间。

商业化的推进存在难题无可避免,但换电站确实具备讲一个好故事的潜质。钱文颖表示,从新能源的整个价值链条去看,目前电力主要仍由煤炭供应,充电模式难以解决波峰波谷的问题,因为用户的习惯为白天使用,晚上充电,充电时间点相对集中,这实际上也会电力系统带来一定的问题。但换电站通过统一管理,能够对针对波峰波谷进行协调和配置电量,缓解城市的一个用电压力。

奥动新能源相关负责人持相同观点,其表示,奥动换电站,可以实现集中管理电池、集中有序充电,波谷充电、波峰售电,达至对电网削峰填谷的调控作用,有效减轻无序高功率充电对电网带来的冲击。

上述负责人进一步分析,每一辆车都是一个能源载体,可以与换电站实现双向交互。车辆可以来换电站换电,也可以向换电站输电。另外,每一个换电站都是一个分布式储能系统,可以全功率支撑电网。波谷充电,波峰放电,调节电力平衡,减少电网压力。

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