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星期三晚上,央视经济频道《经济信息联播》栏目,播放了一则长达 7 分半钟的新闻,名字叫「新能源车市迎换电‘风口’」

完整片段里面,央视走访了换电汽车用户、国家工程院院士、换电相关企业代表,从多维度展现了换电产业目前的发展情况和规划。

央视报道前几天,也就是 5 月 20 号,发改委、国家能源局联合发布《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见(征求意见稿)》。意见稿中提到,要提升城乡地区充换电保障能力、加快换电模式推广应用、支持建设布局专用换电站,等等。

5 月 12 号,根据多家媒体从工信部了解到的消息,从今年下半年开始,我国将在全国范围内开展新能源汽车换电模式应用试点,各城市申报试点工作方案将在 5 月底前完成申请。

如果说此前换电国标是一种探索,那么 5 月份之后,换电将正式迎来风口。

充电和换电本质上并不矛盾,但长久以来一直是电动汽车业界的热点辩题。而站在中国市场的角度,我们始终认为讨论充电和换电,本质上是在讨论「更高效利用中国电力资源的方式」

换电的风口真的来了?换电真的更适合中国?换电技术仅限于换电?

我们今天聊聊这些。

「换电会是主流」

纵观央视的报道,「将来的主流」,是受访各界人士对换电路线的主要印象。

北京理工大学教授,中国工程院士孙逢春接受央视采 访时表示「能量的补充第一个是慢充,第二个是快换,第三个是快充」。他甚至将快速换电排在了快充的前面。

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何小鹏则对央视记 者说:「(适合换电的)包括有挺多的体系,包括城市的运营车辆,比如说高端车,考虑到电池升级的逻辑,还有一些特大型车辆,我觉得车电分离或者氢能源都适合,所以(充电和换电)这两条线都会并行往前走。」

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蔚来是换电技术的坚定支持者,李斌受访时表示「我们现在已经有 55% 以上的用户选择电池租用的模式。我觉得充电换电一直都是不矛盾的,大家没必要把它对立起来,所以我们叫可充、可换、可升级。」

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吉利充换电生态技术负责人杨全凯则表示「在完善B端网络建设后,C用户会自然而然与 B 端用户一起导入到换电生态系统中」。早前的 5 月 17 日,吉利已经与孚能科技宣布成立电池合资公司,预计总产能达到 120GWh。

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中国石化董事长,党组书记张玉卓称,现在要全面开放加油基础设施,为导入新能源提供条件。「加油站可以改成加能站,(将来)用一个换电站解决所有汽车的换电问题,让中国石化的充换电站成为公共服务设施」。

换电为什么赢?

1. 曾经的失败

央视新闻出来之后,有观点认为这是蔚来继换电国标之后的又一次胜利。我们不否认这样的观点,但我们不能只看到胜利。

回到 2017 年蔚来推出换电站的时候,有人认为,蔚来不过是用了一个特斯拉抛弃的技术。

2013 年 6 月 21 日,也就是 SuperCharger 面世 3 个月之后,马斯克推出了「Tesla Station」。Tesla Station 包括两个功能,SuperCharger 和 Battery Swap,也就是充换电一体站

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8 年前的马斯克表示,特斯拉的换电技术可以在 90 秒内换好一块电池。现场展示中,Model S 只用了 94 秒就可以开走,而对比的汽油车型还在等油箱加满。

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但仅仅两年之后,Tesla Station 就宣告夭折,马斯克叫停了换电站的试点,并将精力放在了 SuperCharger 上。他当时的表态是:「人们不在乎换电,应对洛杉矶到三藩市这样的出行,Supercharger 已经足够快了」。

放弃,是首批换电路线践行者的统一结论。

Better Place 是一家以色列充电服务公司,2007 年成立,2013 年破产。但在 2013 年之前,它还是一颗新能源产业的明星,因为 Better Place 首发了量产换电技术。

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2009 年 5 月 13 日,Better Place 在日本横滨,和日本环境省合作展示了换电站原型,号称能在 5 分钟内完成换电全程。此后 Better Place 分别在东京、旧金山、荷兰都试运营过换电站,但最终还是以失败收场。

2.中美大不同

为什么特斯拉、Better Place 没有做成的换电,现在我们做成了,更成为了「风口」?

首要原因,是中美社会结构的差异。

根据 NAA 美国公寓协会的数据,截止至 2017 年,仅有 1/8 的美国人口居住在公寓里面,约 12.5%。另一份来自美国统计局 2014 年的数据则表示,全美一共有 77% 的人口居住在独栋住宅(包括联排别墅 townhouses)。

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根据第七次人口普查的结果,我国 2021 年人口密度为每平方千米 147.1 人,这个数字是美国 2021 年人口密度 36.23 人每平方千米的接近 4 倍。

更高的人口密度和不同的居住结构,意味着我们需要更高效的电力资源利用方式,尤其在电力资源负荷越来越高的当下。

根据北京电网数据,北京市在 1 月 6 日录得 2451 万千瓦(24.51MW)的用电高峰,也是最近 20 年来北京首次冬季用电负荷超越夏季;上海更是在 1 月 8 号达到了 3339 万千瓦的冬季用电记录,并同时打破所有夏季记录。

目前特斯拉使用的 V3 快充峰值功率可达 250kW。而如果北京市内有 10 万辆电动汽车在 250kW 功率下充电,将带来 2500 万千瓦的峰值负荷,相当于北京额外承受一倍用电压力


3. 削峰填谷

面对写进了 2035 规划的纯电大潮,只想着承受压力当然不够,更高效的做法,应该是「转移压力」

根据广州供电局与华南理工大学电力学院,于 2007 年发布的《广州电网负荷特性分析》,广州市的用电高峰,一般出现在 11 时、15 时,和 21 时。上面提到的北京上海用电高峰,则都在 19 时左右录得。

伴随峰值出现的,是峰谷差——根据国网能源研究院的报告,预计到 2025 年,我国电网最大日峰谷差将达到 4 亿千瓦

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峰谷差并不是简单的差值,它代表了由于需求不对称造成的资源浪费

削峰填谷,则是电网负荷调节的关键。

目前我国主要的削峰填谷方法中,分时电价是居民消费者体会最深的,也就是深夜电价更低,忙时电价更高。

但对于电动汽车用户来说,波谷充电有一个小缺陷:低价尊重了人性,但十一点往后六七点截止的波谷时段没有尊重生物钟。

只有家充桩+预约充电的结合才能完美适配谷时充电,但这又带来另一个问题:车位

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根据发改委 2016 年的数据,我国大型城市小汽车和停车位的比例约为 1:0.8,中小型城市为 1:0.5,而发达国家为 1:1.3。以北京市为例,2016 年北京市汽车保有量为 548 万辆,但停车位总数只有 193 万个。

一个可以更小化电动汽车补能对电网造成的负担,同时又适应停车位紧缺现状的技术路线,才是更好的削峰填谷手段。


4. 更高的效率


满足这样的要求,需要一个效率极高的方案。

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上图是蔚来的二代换电站,占地 4 个停车位,号称可以每天服务车辆换电 312 次,可存储 13 块电池,电容量 1250KVA。

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这个是吉利的换电站,占地 126 平方米,按照我国 2.5x6 米的双面车位标准,相当于 8-9 个车位,号称单站每天服务 1000 车次。

KVA 指的是视在功率,可以简单理解为蔚来二代站的最大充电功率不大于 1250kW。这样的功率换算成 120kW 的快充桩,大概需要 10 个车位——同样的面积,吉利说他们的换电站能服务 1000 辆车。

平均每个车位面积日服务 80-100 车次,这是目前换电站的效率。即使减半,换电站的能力依然远高于充电站。更重要的是,实现这样的效率,换电站只需要几分之一的车位资源占用。

换电站的核心竞争力,就在于效率,以及分配效率

换电的「换」,本质是时间的转移,因为用户补能和电网负荷是错开的。服务提供者收集了用户分散的补能时间,并且统一分配,这才是换电更深层的含义。

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充电体系很难做到这一点,起码在电网供电能力飞跃之前,充电体系仍然更多地是「负荷」,而不是「调节」。

5. 加能储能

中石化的入局,让换电路线多了几分耐人寻味。

中石化并不是唯一加入纯电浪潮的石油巨头,比如挪威国家石油公司 Equinor、英国石油公司 BP、壳牌 Shell 等等,均已经将旗下加油站逐渐向加油充电一体化的「加能站」转型。

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而中石化的加能站,则从换电站起步,为什么?

今年 4 月 15 号,中石化与奥动新能源签署战略合作协议。奥动新能源联席董事长张建平接受新华社采 访的时候表示,「换电站将来作为国家的备用电源,这是非常好的一件事。」

吉利的换电站可以储存 39 块电池,以 80kWh 计算是 3120kWh,相当于今年 1 季度,我国居民人均月用电量 217kWh 的 15 倍。

用几个车位的占地面积,同时服务上千辆电动汽车,以及应急情况下的多户居民,这就是换电站的储能效率。

大洋彼岸的特斯拉,则已经将「备用电源」四个字发挥得淋漓尽致。

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「full Tesla ecosystem 特斯拉全生态」,这是马斯克对新一代特斯拉超充站的总结:

Solar Roof 太阳能屋顶将赌城充沛的光照资源转化为电力;PowerPack 储能装置将这些电力储存起来;而 Supercharger V3 将电力分配给每一辆特斯拉汽车。

Tesla EcoSystem 体系中,Supercharger 更像一种能源产品,它精准匹配了美国独栋住宅社会结构/私营电力网络混乱的特点,让特斯拉超越车企,成为了一家能源方案供应商。

在车位资源紧缺、电网负荷需要统一调配的中国,Tesla EcoSystem 并不适用。

基于中国市场考虑,换电同时适应了电力体系和社会结构。首先是成功转移了补能峰值,其次是适用于个人充电桩难以普及的国内主流公寓型城市。

但无论是中国的换电站,还是 Tesla EcoSystem,「给电池充电」都只是其中一部分功能,完整的储能+补能体系,才是加油站向加能站变革的核心。

跑出来的风口

最后还是说回蔚来,因为如今的换电风口,很大程度上得益于 NIO Power 的坚持。


不需太多笔墨描写,从 2017 NIO Day 发布换电站以来,唱衰换电的文章,在网上汗牛充栋。


但如果换电注定消亡,那么今年以来各种政策的落地,20 年以来奥动的坚持、吉利中石化的大步入场,都不会出现。

央视报道出来之后,我们采 访了 NIO Power 的内部人士。他表现得很淡定:「央视对所有正确的事,总会或早或晚地肯定的」。

蔚来副总裁沈斐,曾经在个人微信公众号「斐常说」里面发表过一篇文章,题为《不靠锦鲤,我们靠实力和执行力》,里面有这么一段:

「什么是真正牛逼而又有意义的事?是完成其他人没做过或没做成功的事,而且这事要能帮助到很多人,最好还能推动社会的进步,不仅是从 0 到 1,还要能到 10,到 100 的那种。」

从未被质疑过的东西,不可能成为风口。

500 年前,个人出行的补能手段是草料,喂马用的;300 年前,个人出行的补能手段是加煤,蒸汽机车用的;100 年前,我们开始加油;100 年后,我们开始充电,甚至开始换电。

没有永远热门的技术路线,但永远有技术正当红。

风起了,船能跑多远?

(完)

来源:第一电动网

作者:电动星球News蟹老板

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/147841

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电动星球News蟹老板

一个媒体人,前爱范儿内容副总、广州日报中央编辑部副总监

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