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将超2万座!换电市场为何再次吸引资本重新入场?

日期:2022-04-22    来源:储能头条

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2022
04/22
10:08
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关键词: 换电市场 北汽新能源 新能源领域

4月19日晚上,北京石景山区一处换电站附近浓烟滚滚,疑似发生火情,十余辆消防车迅速赶到现场灭火。据了解,此次发生火灾的是奥动新能源所建杨庄换电站,换电站主要服务于北汽新能源出租车,因电池发生热失控而着火。目前该换电站已下线整改,大概会在两三天后上线。

2021年10月,工信部启动了新能源汽车换电模式应用试点,在11个试点城市推行新能源汽车换电模式应用,北京名列其中。中国的换电站正在蓬勃向荣。但谁可以想象得到,其实换电曾经在政策中被否决过,可谓命运坎坷。

世界首家换电公司倒了

讲到换电,就不得不提到一家公司,Better Place。早在2007年,Better Place在美国加州成立,成为世界首家换电运营公司。因为创新打造了电动车换电补能解决方案,Better Place一度成为新能源领域的弄潮儿,前后共融资8.5亿美金,估值达到22.5亿美元。

在2010年,Better Place来到中国,先与奇瑞汽车达成合作开发量产版换电车型应用方案;次年4月份,又与南方电网就换电模式签订战略合作协议,并在广州设立换电站及体验中心。这个时期的Better Place风头正盛,其换电业务已经覆盖以色列、丹麦、澳大利亚、加拿大、日本等国家。

然而,运营数年后,到2013年5月26日,Better Place却以破产清算的方式淡出了大众的视野。

但新能源汽车市场对换电模式的热情并没有因此而熄灭。时隔不到一个月,Better Place的“继承者”来了,就是当时的明星电动车企特斯拉。

2013年6月20日,在换电发布会上,马斯克亲自讲解了新开发的换电模式,“特斯拉的车主此前只能通过充电来“加油”,超级充电站需要耗时30分钟,普通的充电方式则耗时数小时。但是今天的换电模式,能让电动车90秒满血复活。”仅仅90多秒钟,一辆Model S便完成了整个换电过程,远快于燃油车的加油时间。

谈到换电的未来时,马斯克信心十足,表示:换电系统将率先在美国加州I-5高速公路投入使用,随后还将在波士顿到华盛顿的公路旁修建换电站。

但戏剧性的是,在特斯拉推出换电模式两年后,却因商业模式等问题被放弃了,此后马斯克带着队伍全身心的投入到超级快充技术上面。

在我国,换电模式也遭遇国家电网城市试点失败的窘境,在2013年,曾提出换电为主的国家电网转向“主导快充、兼顾慢充、引导换电”的“新路线”,开始扶持充电模式。从2014年开始,高层政策开始重点鼓励发展充电,换电模式逐渐淡出视野。

之后的相当长时间,换电模式一直陷在低谷,而充电模式则一路高歌猛进成为主流。直到2020年之后,换电模式迎来新一轮曙光。

从早期的备受市场追捧,到后来一度沉寂,再到曙光乍现,换电模式经历了什么?又能否如期打开成长空间?

换电的杀手锏

顾名思义,电动车不用充电而是直接通过更换电池满足续航,这种将车和电池分离进行补能的模式,称为换电。

根据应用场景不同,换电技术最初分为底盘换电、分箱换电、侧方换电等形式。经过十多年的技术更迭,底盘换电已成为乘用车主流换电形式,代表企业有北汽新能源、蔚来等;商用车则主要采取端部、侧方换电。

图3:底盘换电示意图,资料来源:东方证券

俗话说天下武功唯快不破,换电模式的最大优势就是耗时极短,全程仅需数分钟,补能体验与传统燃油车相当,有时候甚至更快一步。此外,相较于充电,换电模式在延长电池使用寿命、维护和管理安全性、降低电网负荷等方面更胜一筹。

换电模式有如下优势:

1) 对车主,除了实现快速补能,换电模式可以更好解决动力电池折旧和二手车贬值等令每个车主头大的问题。另外,大部分电池自燃发生在充电过程,换电模式替车主规避了最危险的环节,让电动车主用的更安心;

2) 对车企,由于电动车整车成本中,光是电池就占到了30%-40%,使得电动车的整体成本被大幅抬高,很难和燃油车拼性价比;而换电模式下的车电分离显著降低消费者初始购置成本,降低了消费者的购买门槛,有点住房按揭那意思;

3) 对电池企业,动力电池在换电站由专业人士控制管理,相比个人消费者管理,前者的电池寿命可以延长30%-60%;而且电池一旦有问题在换电站就被发现了,可以大幅度减少电池故障;

4) 对电网,由于快充是大电流,会给电网带来一定冲击,所以一般对于快充点,都要求配置专门的变压器,以隔离对低压电网的影响。换电模式下,电池一般是小功率慢充,不仅减少电网的负荷,还可以在一定程度上避开用电高峰,平衡峰谷;

5) 对社会,换电站如同加油站,除排队时间外,车辆开入后基本不会额外花费时间停留,在相同空间下,换电具备更高的利用率。尤其是在时间就是金钱的现代社会,换电站给大家省下来的时间就是提高了社会效率。

换电与慢充、快充模式对比,资料来源:《电动汽车充换电服务模式研究》,国盛证券

换电的失败事出有因

既然换电有你说得这么好,那为什么会出现开篇所说的,海内外这个模式都经历了相当长的低谷期?

【1】曾被寄予厚望

自2009年国家推出“十城千辆”示范工程,电动车如雨后春笋般在全国各地兴起。不过早期的电动车由于电池技术受限导致充电时间过长、续航短,对于用户来说很不友好,尤其商用车和出租车。另一方面,电池的成本高昂,导致电动车的购置成本远高于同级别燃油车,这同样制约着电动车的推广。彼时电池的短板是由材料本身的性质所决定,短期内难以看到明显的改变。

综合权衡之后,换电模式自然成为业内关注的焦点。相对充模式,换电可以更好、更快缓解电动车痛点。事实上,在北京2008年奥运会、2010年上海世博会的电动公交车均采用电池更换的模式。

所以我们也看到在电动车发展初期,国家电网首先在新能源车乘用车领域进行换电技术研究,提出“换电为主、插电为辅、集中充电、统一配送”的商业模式。从2009-2012年,国网相继完成相关技术储备和出租车换电试点。

此外,在2011年的电动汽车及充电装置、储能技术大会上,《我国电动汽车充电设施发展研究报告》受到业内热议。作为指导中国电动汽车充电设施发展的一份重要文件,报告同样确定了“换电为主、充换结合、多种形式、市场导向”的充电服务模式。

【2】陷入低谷期

但是短短几年之后,国网在充换电领域的经营思路就来了个“急转弯”,到2013年,国家电网对充换电的技术路线作出重大调整,提出“主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用”。说是主导,其实基本上就是放弃了换电。

在国家政策层面,从2013开始,国家政策持续鼓励推动新能源汽车充电基础设施建设,政策不涉及对换电的支持,换电模式在政策层面遭受冷遇。

值得一提的是,在2014年,国家电网向社会资本开放充换电设施市场,随后星星充电、特来电等民营企业开始进入,充电市场迎来飞速发展,之后的数年,充电模式逐渐成为市场绝对主流。

换电之所以迅速败北,究其原因,主要存在投资成本高、换电车辆少、标准不完善、商业模式不成熟等问题。

1) 投资成本高。相比充电桩几千到几万的投入,单个换电站建设成本超过200万,这还没加上备用电池,算下来每座换电站的投资都在数百万元人民币。更难的是,为了支撑换电车辆的正常运转,往往一个试点地区就需建立多座换电站形成换电网络;

2) 电池标准化不统一。不同品牌、不同车型电动汽车电池包标准化程度低,尺寸差异大,难以共用换电站,就像当年的手机充电接口;

3) 换电车普及率低。首先是换电车辆少,当时整体电动车的基数都还比较小,更何况换电车俩,换电站利用效率低,增加了回本周期;其次是换电车型少,想要大规模推广换电模式,需要从整车设计的时候就以换电模式开发,需要有一定规模的整车保有量,因此一定数量的整车厂参与支持是必不可少的;

4) 商业模式不完善。早期以Better Place和国家电网为代表的第三方,他们提出的换电商业化模式是自己采购动力电池,扮演“电池运营商”的角色。虽然对于消费者来说无需再支付购买电池的费用,能够大大降低购置成本,但对于整车企业来说,一旦接受这一方案,相当于丧失了对于新能源汽车最核心部分的掌控力,生产电动车只是为第三方做嫁衣,自然没有多少车企愿意响应。

总结一下,换电模式的“失败”,从来不是简单的技术和投资问题,而是商业模式、产业政策、行业生态、市场认可等多方面综合结果。

2013-2016年充换电相关政策,资料来源:政府网站

重启换电从2020年开始

【1】政策春风先起

通过前文的分析可知,换电从来都是一个需要多方协调的模式,政策作为先导注定是最好的观察破冰的指标。

在2020年5月国务院发布的《政府工作报告》中,关于新基建的内容由“建设充电桩”扩展为“增加充电桩、换电站等设施”,这是换电站第一次被写入政府工作报告,亦是换电站首次被纳入新型基础设施行列,成为我国新基建的七大重要领域之一。此后,多份政府文件均提出大力发展换电模式。

直到2021年10月,换电模式真正迎来政策拐点,工业和信息化部办公厅印发《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》,决定启动换电模式应用试点工作,加速推动电动车换电模式发展,并且将北京、南京、武汉、三亚、重庆等11个城市纳入首批试点。

一个月后,《电动汽车换电安全要求》国家标准正式实施,这是我国汽车行业在换电领域的首个基础通用国家行业标准。标准文件的推出,可谓是解决了换电行业的心头病,有助于提升使用换电技术的电动车在机械强度、电气安全、环境适应性等方面的安全水平,这就意味着换电模式迈入新阶段指日可待。

2020年以来换电行业重要政策梳理

【2】各方势力进场

自2020年以来,随着换电政策的发布和新能源市场的爆发,等候多时的各方资本则前赴后继涌入换电领域。

2020年8月,蔚来汽车正式推出BaaS车电分离电池租用方案;

2021年4月,中石化与蔚来签署战略合作协议,开展换电站建设、运营工作;

2021年10月,吉利汽车推出全新换电出行品牌—睿蓝;

2022年1月,宁德时代发布EVOGO换电品牌及组合换电整体解决方案和服务。未来EVOGO将选择十个城市首批启动换电服务,并发布更多品牌的换电车型。

除此之外,奥动、伯坦、协鑫能科等换电站运营商也在加快换电站建设,并积极与主机厂合作。

蔚来充换电资源一览

【3】终端需求配合

所谓“兵马未动,粮草先行”,未来只有建立完善成熟的充电、换电网络,汽车产业才可能从1裂变到10。

回溯历史,换电模式其实一直面临所谓的“先后鸡还是先有蛋”的难题,即消费者在换电站不完善的情况下不愿购买换电车型,主机厂在没有完善的换电站支持下,不愿意大规模推广电动车,而换电运营商在没有大量电动车市场需求的情况下,更不愿意大规模投资。结果就是,各方陷入了“鸡和蛋”的死循环。

伴随着电动化转型的深入和终端消费者接受度提升,这个怪圈逐渐被打破。如今主流汽车厂纷纷推出换电车型,换电车型的保有量也越来越多,其中最典型的就是蔚来汽车。

同时,在《800V高压快充:电动车从1到10必须攻取的新高地》中,我们发现电动车的新软肋—充电焦虑。续航不再是电动车的核心卖点,产业发展的新矛盾已经切换到补能速度,换电作为解决方案之一,理论上将是快充的有益补充。

图8:主流汽车厂纷纷推出换电车型(不完全统计),资料来源:汽车之家,高工锂电,长江证券

【4】电力系统助力

换电站其实就是一个小型储能电站,设想你盘下了一个换电站,那自然可以通过在用电谷底、电价便宜的时候来完成充电,然后在用电高峰时把电池卖给客户,最终的结局就是:换电站赚取电价差额、业主缩短补能时间、电网降低负荷压力。

所以换电可以通过调整充电时间来削峰填谷、降低电网负荷,实现储能的功能。这亦是快充模式所不具备的“超能力”。

这个超能力有多大?粗略算个账,假设有1000万辆电动汽车加入换电模式,假设每辆车耗电10度,也就是一天将耗电1亿度,基本相当于两个葛洲坝的发电量。

换电市场的千亿级未来

最后,讲到读者最关心的话题,就是换电模式带来的行业成长空间。

测算方法也并不复杂,就是按照目前车桩比的需求缺口,再考虑到后续换电车型渗透率的持续提升即可。根据国盛证券的预测,换电站的空间在千亿规模级别。

2030年我国换电行业市场空间测算(单位:亿元),资料来源:国盛证券

从数量规模看,根据目前几家主导企业的规划,仅蔚来、吉利、中石化这三家在十四五期间对于换电站的建设目标就超过1.4万座,再加上宁德时代、奥动新能源、伯坦科技等企业的规划,总数量将远超过2万座,按照一个换电站数百万的投资规模,也是千亿左右的投资。

随着后续新能源换电车型销量的提升和换电政策的催化,换电站的建设有望进入加速度,在基建中的角色堪比传统加油站。毫无疑问,换电模式已经成为继储能、快充之后的另一大风口,千亿空间或只是起点。

图10:主要几家企业的规划,资料来源:公开资料

不可否认,今天的新能源汽车领域还在上演着乘用车该走充电模式还是换电模式的争论,毕竟两种路线的优势、劣势都很突出,包括我们在行业初期也一度度换电存乎质疑。但目前来看,随着产业的一日千里,站在能源革命的角度,我们认为可持续的电动车未来终将演变成充换电相辅相成的格局,过多的争论反倒成为了新能源产业发展的障碍。

随着这次换电的发令枪重新响起,千亿赛道一下子人声鼎沸,穿过路线之争的迷雾,未来的关注点,当在换电赛道上,去看谁在领跑,又是谁在弯道超车。

来源:锦缎


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