文|錦緞研究院 知勇
新能源汽車作為能源革命的重要一環(huán)，除了顛覆傳統(tǒng)燃油汽車行業(yè)外，也催生一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，其中就包括命運(yùn)坎坷的——換電。
講到換電，就不得不提到一家公司，Better Place。早在2007年，Better Place在美國加州成立，成為世界首家換電運(yùn)營公司。因?yàn)閯?chuàng)新打造了電動(dòng)車換電補(bǔ)能解決方案，Better Place一度成為新能源領(lǐng)域的弄潮兒，前后共融資8.5億美金，估值達(dá)到22.5億美元。
在2010年，Better Place來到中國，先與奇瑞汽車達(dá)成合作開發(fā)量產(chǎn)版換電車型應(yīng)用方案；次年4月份，又與南方電網(wǎng)就換電模式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，并在廣州設(shè)立換電站及體驗(yàn)中心。這個(gè)時(shí)期的Better Place風(fēng)頭正盛，其換電業(yè)務(wù)已經(jīng)覆蓋以色列、丹麥、澳大利亞、加拿大、日本等國家。
然而，運(yùn)營數(shù)年后，到2013年5月26日，Better Place卻以破產(chǎn)清算的方式淡出了大眾的視野。
圖1：Better Place推出的換電模式，資料來源：Better Place，國聯(lián)證券
但新能源汽車市場對換電模式的熱情并沒有因此而熄滅。時(shí)隔不到一個(gè)月，Better Place的“繼承者”來了，就是當(dāng)時(shí)的明星電動(dòng)車企特斯拉。
2013年6月20日，在換電發(fā)布會(huì)上，馬斯克親自講解了新開發(fā)的換電模式，“特斯拉的車主此前只能通過充電來“加油”，超級充電站需要耗時(shí)30分鐘，普通的充電方式則耗時(shí)數(shù)小時(shí)。但是今天的換電模式，能讓電動(dòng)車90秒滿血復(fù)活。”僅僅90多秒鐘，一輛Model S便完成了整個(gè)換電過程，遠(yuǎn)快于燃油車的加油時(shí)間。
談到換電的未來時(shí)，馬斯克信心十足，表示：換電系統(tǒng)將率先在美國加州I-5高速公路投入使用，隨后還將在波士頓到華盛頓的公路旁修建換電站。
但戲劇性的是，在特斯拉推出換電模式兩年后，卻因商業(yè)模式等問題被放棄了，此后馬斯克帶著隊(duì)伍全身心的投入到超級快充技術(shù)上面。
圖2：2013年特斯拉展示換電過程，資料來源：特斯拉換電發(fā)布會(huì)
視線回到我國，換電模式也遭遇國家電網(wǎng)城市試點(diǎn)失敗的窘境，在2013年，曾提出換電為主的國家電網(wǎng)轉(zhuǎn)向“主導(dǎo)快充、兼顧慢充、引導(dǎo)換電”的“新路線”，開始扶持充電模式。從2014年開始，高層政策開始重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展充電，換電模式逐漸淡出視野。
之后的相當(dāng)長時(shí)間，換電模式一直陷在低谷，而充電模式則一路高歌猛進(jìn)成為主流。直到2020年之后，換電模式迎來新一輪曙光。
從早期的備受市場追捧，到后來一度沉寂，再到曙光乍現(xiàn)，換電模式經(jīng)歷了什么？又能否如期打開成長空間？
01、換電VS快充
【1】什么是換電？
顧名思義，電動(dòng)車不用充電而是直接通過更換電池滿足續(xù)航，這種將車和電池分離進(jìn)行補(bǔ)能的模式，稱為換電。
根據(jù)應(yīng)用場景不同，換電技術(shù)最初分為底盤換電、分箱換電、側(cè)方換電等形式。經(jīng)過十多年的技術(shù)更迭，底盤換電已成為乘用車主流換電形式，代表企業(yè)有北汽新能源、蔚來等；商用車則主要采取端部、側(cè)方換電。
圖3：底盤換電示意圖，資料來源：東方證券
【2】換電的優(yōu)勢
俗話說天下武功唯快不破，換電模式的最大優(yōu)勢就是耗時(shí)極短，全程僅需數(shù)分鐘，補(bǔ)能體驗(yàn)與傳統(tǒng)燃油車相當(dāng)，有時(shí)候甚至更快一步。此外，相較于充電，換電模式在延長電池使用壽命、維護(hù)和管理安全性、降低電網(wǎng)負(fù)荷等方面更勝一籌。
筆者從五個(gè)方面梳理了換電模式的優(yōu)勢：
1) 對車主，除了實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)能，換電模式可以更好解決動(dòng)力電池折舊和二手車貶值等令每個(gè)車主頭大的問題。另外，大部分電池自燃發(fā)生在充電過程，換電模式替車主規(guī)避了最危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)，讓電動(dòng)車主用的更安心；
2) 對車企，由于電動(dòng)車整車成本中，光是電池就占到了30%-40%，使得電動(dòng)車的整體成本被大幅抬高，很難和燃油車拼性價(jià)比；而換電模式下的車電分離顯著降低消費(fèi)者初始購置成本，降低了消費(fèi)者的購買門檻，有點(diǎn)住房按揭那意思；
3) 對電池企業(yè)，動(dòng)力電池在換電站由專業(yè)人士控制管理，相比個(gè)人消費(fèi)者管理，前者的電池壽命可以延長30%-60%；而且電池一旦有問題在換電站就被發(fā)現(xiàn)了，可以大幅度減少電池故障；
4) 對電網(wǎng)，由于快充是大電流，會(huì)給電網(wǎng)帶來一定沖擊，所以一般對于快充點(diǎn)，都要求配置專門的變壓器，以隔離對低壓電網(wǎng)的影響。換電模式下，電池一般是小功率慢充，不僅減少電網(wǎng)的負(fù)荷，還可以在一定程度上避開用電高峰，平衡峰谷；
5) 對社會(huì)，換電站如同加油站，除排隊(duì)時(shí)間外，車輛開入后基本不會(huì)額外花費(fèi)時(shí)間停留，在相同空間下，換電具備更高的利用率。尤其是在時(shí)間就是金錢的現(xiàn)代社會(huì)，換電站給大家省下來的時(shí)間就是提高了社會(huì)效率。
圖4：換電與慢充、快充模式對比，資料來源：《電動(dòng)汽車充換電服務(wù)模式研究》，國盛證券
02、緣起緣滅
既然換電有你說得這么好，那為什么會(huì)出現(xiàn)開篇所說的，海內(nèi)外這個(gè)模式都經(jīng)歷了相當(dāng)長的低谷期？
【1】曾被寄予厚望
自2009年國家推出“十城千輛”示范工程，電動(dòng)車如雨后春筍般在全國各地興起。不過早期的電動(dòng)車由于電池技術(shù)受限導(dǎo)致充電時(shí)間過長、續(xù)航短，對于用戶來說很不友好，尤其商用車和出租車。另一方面，電池的成本高昂，導(dǎo)致電動(dòng)車的購置成本遠(yuǎn)高于同級別燃油車，這同樣制約著電動(dòng)車的推廣。彼時(shí)電池的短板是由材料本身的性質(zhì)所決定，短期內(nèi)難以看到明顯的改變。
綜合權(quán)衡之后，換電模式自然成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。相對充模式，換電可以更好、更快緩解電動(dòng)車痛點(diǎn)。事實(shí)上，在北京2008年奧運(yùn)會(huì)、2010年上海世博會(huì)的電動(dòng)公交車均采用電池更換的模式。
所以我們也看到在電動(dòng)車發(fā)展初期，國家電網(wǎng)首先在新能源車乘用車領(lǐng)域進(jìn)行換電技術(shù)研究，提出“換電為主、插電為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的商業(yè)模式。從2009-2012年，國網(wǎng)相繼完成相關(guān)技術(shù)儲備和出租車換電試點(diǎn)。
此外，在2011年的電動(dòng)汽車及充電裝置、儲能技術(shù)大會(huì)上，《我國電動(dòng)汽車充電設(shè)施發(fā)展研究報(bào)告》受到業(yè)內(nèi)熱議。作為指導(dǎo)中國電動(dòng)汽車充電設(shè)施發(fā)展的一份重要文件，報(bào)告同樣確定了“換電為主、充換結(jié)合、多種形式、市場導(dǎo)向”的充電服務(wù)模式。
【2】陷入低谷期
但是短短幾年之后，國網(wǎng)在充換電領(lǐng)域的經(jīng)營思路就來了個(gè)“急轉(zhuǎn)彎”，到2013年，國家電網(wǎng)對充換電的技術(shù)路線作出重大調(diào)整，提出“主導(dǎo)快充、兼顧慢充、引導(dǎo)換電、經(jīng)濟(jì)實(shí)用”。說是主導(dǎo)，其實(shí)基本上就是放棄了換電。
在國家政策層面，從2013開始，國家政策持續(xù)鼓勵(lì)推動(dòng)新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，政策不涉及對換電的支持，換電模式在政策層面遭受冷遇。
值得一提的是，在2014年，國家電網(wǎng)向社會(huì)資本開放充換電設(shè)施市場，隨后星星充電、特來電等民營企業(yè)開始進(jìn)入，充電市場迎來飛速發(fā)展，之后的數(shù)年，充電模式逐漸成為市場絕對主流。
換電之所以迅速敗北，究其原因，主要存在投資成本高、換電車輛少、標(biāo)準(zhǔn)不完善、商業(yè)模式不成熟等問題。
1) 投資成本高。相比充電樁幾千到幾萬的投入，單個(gè)換電站建設(shè)成本超過200萬，這還沒加上備用電池，算下來每座換電站的投資都在數(shù)百萬元人民幣。更難的是，為了支撐換電車輛的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，往往一個(gè)試點(diǎn)地區(qū)就需建立多座換電站形成換電網(wǎng)絡(luò)；
2) 電池標(biāo)準(zhǔn)化不統(tǒng)一。不同品牌、不同車型電動(dòng)汽車電池包標(biāo)準(zhǔn)化程度低，尺寸差異大，難以共用換電站，就像當(dāng)年的手機(jī)充電接口；
3) 換電車普及率低。首先是換電車輛少，當(dāng)時(shí)整體電動(dòng)車的基數(shù)都還比較小，更何況換電車倆，換電站利用效率低，增加了回本周期；其次是換電車型少，想要大規(guī)模推廣換電模式，需要從整車設(shè)計(jì)的時(shí)候就以換電模式開發(fā)，需要有一定規(guī)模的整車保有量，因此一定數(shù)量的整車廠參與支持是必不可少的；
4) 商業(yè)模式不完善。早期以Better Place和國家電網(wǎng)為代表的第三方，他們提出的換電商業(yè)化模式是自己采購動(dòng)力電池，扮演“電池運(yùn)營商”的角色。雖然對于消費(fèi)者來說無需再支付購買電池的費(fèi)用，能夠大大降低購置成本，但對于整車企業(yè)來說，一旦接受這一方案，相當(dāng)于喪失了對于新能源汽車最核心部分的掌控力，生產(chǎn)電動(dòng)車只是為第三方做嫁衣，自然沒有多少車企愿意響應(yīng)。
總結(jié)一下，換電模式的“失敗”，從來不是簡單的技術(shù)和投資問題，而是商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)生態(tài)、市場認(rèn)可等多方面綜合結(jié)果。
圖5：2013-2016年充換電相關(guān)政策，資料來源：政府網(wǎng)站
03、曙光再現(xiàn)
【1】政策春風(fēng)先起
通過前文的分析可知，換電從來都是一個(gè)需要多方協(xié)調(diào)的模式，政策作為先導(dǎo)注定是最好的觀察破冰的指標(biāo)。
在2020年5月國務(wù)院發(fā)布的《政府工作報(bào)告》中，關(guān)于新基建的內(nèi)容由“建設(shè)充電樁”擴(kuò)展為“增加充電樁、換電站等設(shè)施”，這是換電站第一次被寫入政府工作報(bào)告，亦是換電站首次被納入新型基礎(chǔ)設(shè)施行列，成為我國新基建的七大重要領(lǐng)域之一。此后，多份政府文件均提出大力發(fā)展換電模式。
直到2021年10月，換電模式真正迎來政策拐點(diǎn)，工業(yè)和信息化部辦公廳印發(fā)《關(guān)于啟動(dòng)新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，決定啟動(dòng)換電模式應(yīng)用試點(diǎn)工作，加速推動(dòng)電動(dòng)車換電模式發(fā)展，并且將北京、南京、武漢、三亞、重慶等11個(gè)城市納入首批試點(diǎn)。
一個(gè)月后，《電動(dòng)汽車換電安全要求》國家標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，這是我國汽車行業(yè)在換電領(lǐng)域的首個(gè)基礎(chǔ)通用國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)文件的推出，可謂是解決了換電行業(yè)的心頭病，有助于提升使用換電技術(shù)的電動(dòng)車在機(jī)械強(qiáng)度、電氣安全、環(huán)境適應(yīng)性等方面的安全水平，這就意味著換電模式邁入新階段指日可待。
圖6：2020年以來換電行業(yè)重要政策梳理，資料來源：各部委，錦緞研究院整理
【2】各方勢力進(jìn)場
自2020年以來，隨著換電政策的發(fā)布和新能源市場的爆發(fā)，等候多時(shí)的各方資本則前赴后繼涌入換電領(lǐng)域。
2020年8月，蔚來汽車正式推出BaaS車電分離電池租用方案；
2021年4月，中石化與蔚來簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，開展換電站建設(shè)、運(yùn)營工作；
2021年10月，吉利汽車推出全新?lián)Q電出行品牌—睿藍(lán)；
2022年1月，寧德時(shí)代發(fā)布EVOGO換電品牌及組合換電整體解決方案和服務(wù)。未來EVOGO將選擇十個(gè)城市首批啟動(dòng)換電服務(wù)，并發(fā)布更多品牌的換電車型。
除此之外，奧動(dòng)、伯坦、協(xié)鑫能科等換電站運(yùn)營商也在加快換電站建設(shè)，并積極與主機(jī)廠合作。
圖7：蔚來BaaS運(yùn)作模式，資料來源：蔚來官網(wǎng)
【3】終端需求配合
所謂“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，未來只有建立完善成熟的充電、換電網(wǎng)絡(luò)，汽車產(chǎn)業(yè)才可能從1裂變到10。
回溯歷史，換電模式其實(shí)一直面臨所謂的“先后雞還是先有蛋”的難題，即消費(fèi)者在換電站不完善的情況下不愿購買換電車型，主機(jī)廠在沒有完善的換電站支持下，不愿意大規(guī)模推廣電動(dòng)車，而換電運(yùn)營商在沒有大量電動(dòng)車市場需求的情況下，更不愿意大規(guī)模投資。結(jié)果就是，各方陷入了“雞和蛋”的死循環(huán)。
伴隨著電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的深入和終端消費(fèi)者接受度提升，這個(gè)怪圈逐漸被打破。如今主流汽車廠紛紛推出換電車型，換電車型的保有量也越來越多，其中最典型的就是蔚來汽車。
同時(shí)，在《800V高壓快充：電動(dòng)車從1到10必須攻取的新高地》中，我們發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車的新軟肋—充電焦慮。續(xù)航不再是電動(dòng)車的核心賣點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新矛盾已經(jīng)切換到補(bǔ)能速度，換電作為解決方案之一，理論上將是快充的有益補(bǔ)充。
圖8：主流汽車廠紛紛推出換電車型（不完全統(tǒng)計(jì)），資料來源：汽車之家，高工鋰電，長江證券
【4】電力系統(tǒng)助力
過去十余年，中國風(fēng)電、光伏發(fā)電容量大幅增長，但這些都是間歇性能源，通常是“靠天吃飯”。在去年發(fā)布的《電力大變局：特高壓、儲能與智能電網(wǎng)》一文中，我們觀察到發(fā)展新型電力系統(tǒng)的緊迫性與重要性，其中重要一員就是儲能系統(tǒng)。
換電聊得好好的，怎么突然切到了儲能了？這是因?yàn)樵谇拔闹?，筆者沒有提到大家追捧換電的一個(gè)重要原因，在于換電站其實(shí)就是一個(gè)小型儲能電站，設(shè)想你盤下了一個(gè)換電站，那自然可以通過在用電谷底、電價(jià)便宜的時(shí)候來完成充電，然后在用電高峰時(shí)把電池賣給客戶，最終的結(jié)局就是：換電站賺取電價(jià)差額、業(yè)主縮短補(bǔ)能時(shí)間、電網(wǎng)降低負(fù)荷壓力。
所以換電可以通過調(diào)整充電時(shí)間來削峰填谷、降低電網(wǎng)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)儲能的功能。這亦是快充模式所不具備的“超能力”。
這個(gè)超能力有多大？粗略算個(gè)賬，假設(shè)有1000萬輛電動(dòng)汽車加入換電模式，假設(shè)每輛車耗電10度，也就是一天將耗電1億度，基本相當(dāng)于兩個(gè)葛洲壩的發(fā)電量。
04、千億發(fā)令槍響
最后，講到讀者最關(guān)心的話題，就是換電模式帶來的行業(yè)成長空間。
測算方法也并不復(fù)雜，就是按照目前車樁比的需求缺口，再考慮到后續(xù)換電車型滲透率的持續(xù)提升即可。根據(jù)國盛證券的預(yù)測，換電站的空間在千億規(guī)模級別。
圖9：2030年我國換電行業(yè)市場空間測算（單位：億元），資料來源：國盛證券
從數(shù)量規(guī)?？矗鶕?jù)目前幾家主導(dǎo)企業(yè)的規(guī)劃，僅蔚來、吉利、中石化這三家在十四五期間對于換電站的建設(shè)目標(biāo)就超過1.4萬座，再加上寧德時(shí)代、奧動(dòng)新能源、伯坦科技等企業(yè)的規(guī)劃，總數(shù)量將遠(yuǎn)超過2萬座，按照一個(gè)換電站數(shù)百萬的投資規(guī)模，也是千億左右的投資。
隨著后續(xù)新能源換電車型銷量的提升和換電政策的催化，換電站的建設(shè)有望進(jìn)入加速度，在基建中的角色堪比傳統(tǒng)加油站。毫無疑問，換電模式已經(jīng)成為繼儲能、快充之后的另一大風(fēng)口，千億空間或只是起點(diǎn)。
圖10：主要幾家企業(yè)的規(guī)劃，資料來源：公開資料
不可否認(rèn)，今天的新能源汽車領(lǐng)域還在上演著乘用車該走充電模式還是換電模式的爭論，畢竟兩種路線的優(yōu)勢、劣勢都很突出，包括我們在行業(yè)初期也一度度換電存乎質(zhì)疑。但目前來看，隨著產(chǎn)業(yè)的一日千里，站在能源革命的角度，我們認(rèn)為可持續(xù)的電動(dòng)車未來終將演變成充換電相輔相成的格局，過多的爭論反倒成為了新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙。
隨著這次換電的發(fā)令槍重新響起，千億賽道一下子人聲鼎沸，穿過路線之爭的迷霧，未來的關(guān)注點(diǎn)，當(dāng)在換電賽道上，去看誰在領(lǐng)跑，又是誰在彎道超車。