什么是換電站?電動(dòng)車補(bǔ)能新場(chǎng)景，換電站藍(lán)海待開拓。換電模式，指通過集中型充電站對(duì)大量電池集中存儲(chǔ)、充電、統(tǒng)一配送，并在換電站內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)。按照地點(diǎn)的不同，可分為充換電模式與集中充電統(tǒng)一配送模式，充換電模式是當(dāng)前市場(chǎng)普遍采用的方式，即由換電站同時(shí)負(fù)責(zé)電池充電和電池更換;按照換電方式的不同，可分為底盤換電、側(cè)方換電、分箱換電等。隨著換電技術(shù)不斷成熟，底盤換電的電池性能、換電流程及換電時(shí)長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)更為突出，或成為市場(chǎng)主流模式。
換電模式優(yōu)勢(shì)顯著，未來發(fā)展藍(lán)圖初具。1)換電對(duì)于補(bǔ)能時(shí)長(zhǎng)的縮短作用尤為顯著，相較充電模式最高可節(jié)約 10 小時(shí)左右;2)換電對(duì)電池?fù)p傷較小，電池壽命相對(duì)較長(zhǎng);3)可通過“車電分離”模式降低用戶購(gòu)車成本;4)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷壓力較小，且可通過 V2G(Vehicle to Grid，電動(dòng)汽車入網(wǎng)技術(shù)) 方案形成強(qiáng)大的削峰填谷能力。2019年—2023年，新能源汽車換電行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由11.49億人民幣元增長(zhǎng)至124.33億人民幣元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率81.39%。預(yù)計(jì)2024年—2028年，新能源汽車換電行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由400.62億人民幣元增長(zhǎng)至1,749.17億人民幣元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率44.55%。
01
換電站定義
換電站是指通過集中型充電站對(duì)大量電池集中存儲(chǔ)、集中充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電池更換服務(wù)或者本身就集電池的充電、物流調(diào)配、以及換電服務(wù)于一體的電站。換電站的本質(zhì)是挖掘動(dòng)力電池全生命周期價(jià)值，實(shí)現(xiàn)企業(yè)和消費(fèi)者利益再分配。換電站主要包含定位系統(tǒng)、換電系統(tǒng)、運(yùn)維系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和物流系統(tǒng)。其中換電系統(tǒng)是換電站的核心，由換電平臺(tái)、碼垛機(jī)、升降機(jī)構(gòu)、鎖止機(jī)構(gòu)、連接器等組成;控制系統(tǒng)包括：充換電云平臺(tái)系統(tǒng)、智能站控系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、煙霧/安保監(jiān)控系統(tǒng)等;供電系統(tǒng)：高壓電柜、變壓器、低壓電柜等。重卡電動(dòng)化轉(zhuǎn)型已經(jīng)是大勢(shì)所趨
排放標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)，倒逼重卡電動(dòng)化進(jìn)程加速。近年來我國(guó)機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)，排放物限值水平不斷趨嚴(yán)，進(jìn)一步限制燃油車排放，持續(xù)出臺(tái)零排放重型車激勵(lì)措施，旨在降低重卡污染。 新能源重卡分類型來看，與混動(dòng)技術(shù)相比，純電動(dòng)和氫燃料重卡能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，是全球汽車行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的低碳發(fā)展和零排放轉(zhuǎn)型的首選方案。在乘用車領(lǐng)域核心三電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟，在商用車領(lǐng)域大力推廣純電動(dòng)車型，具備充足的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)認(rèn)可度，重卡電動(dòng)化轉(zhuǎn)型已經(jīng)是大勢(shì)所趨。
02
重卡換電方式的驅(qū)動(dòng)原因驅(qū)動(dòng)力一：政策加碼，重卡掀起換電潮
國(guó)家政策驅(qū)動(dòng)是換電重卡獲得快速發(fā)展的第一要素。
2023年1月30日，八部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動(dòng)化先行區(qū)試點(diǎn)工作的通知》地方加大對(duì)新能源重卡和換電站補(bǔ)貼政策支持力度。試點(diǎn)期為2023-2025年，重卡換電場(chǎng)景要求，固定線路、高頻，要求線路換電量超過50車/次;臨沂作為綠色城配試點(diǎn)城市，目前新能源重卡擁有量月200臺(tái)，集中在永峰鋼鐵廠，擁有4座換電站(每單線4塊電池)，主要為日照港至臨沂港短駁和場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸。單座換電站日均換電150次，電池280度。經(jīng)過各地近2年的運(yùn)營(yíng)，已經(jīng)積累了換電重卡運(yùn)營(yíng)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
臨沂港國(guó)電投運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)：1.72kwh/公里計(jì)算(單塊電池為 282kwh)，單車日需電量約 1000kwh,每日總需電量約 10 萬 kwh，按照 0.45 元/kwh 電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算(司機(jī) 1.1 元/kwh 買入電費(fèi)，項(xiàng)目電費(fèi)價(jià)格為 0.65 元/kwh)，單日總電費(fèi)約6.5萬元。驅(qū)動(dòng)力二：經(jīng)濟(jì)性帶動(dòng)滲透率快速提升，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的根本推動(dòng)力
換電重卡成本逐漸與柴油重卡接近，降低了購(gòu)車門檻，在車電分離模式下，換電重卡的初始購(gòu)車成本基本接近于傳統(tǒng)柴油重卡，降低了購(gòu)車門檻。以目前最為暢銷的漢馬科技換電重卡華菱M5重卡復(fù)合版6X4換電式純電動(dòng)牽引車為例，其柴油車版本售價(jià)在37萬元左右，在車電分離模式下，換電式純電動(dòng)版本的初始購(gòu)置成本為46萬元，與柴油車版本已經(jīng)相當(dāng)接近，預(yù)計(jì)未來隨著廠家技術(shù)進(jìn)步價(jià)格還會(huì)進(jìn)一步降低，這降低了重卡的購(gòu)車門檻。
03
換電模式的優(yōu)劣勢(shì)
1、優(yōu)勢(shì)：⑴ 換電速度快，整個(gè)換電流程僅需3-5分鐘左右，提高車輛的使用率，極大提高出行的便捷程度。⑵無需占用車位，占地面積小，解決充電難問題。⑶換電模式下衍生的“車電分離”模式降低用戶購(gòu)車成本，提高用戶購(gòu)買電動(dòng)汽車的動(dòng)力，有助于減少燃油車使用產(chǎn)生的碳排放。⑷便于對(duì)電池進(jìn)行集中管理、檢測(cè)與維護(hù)，確保電池的性能及安全，延長(zhǎng)電池使用壽命。⑸通過“閑時(shí)充電、忙時(shí)換電”協(xié)助平衡電網(wǎng)負(fù)荷，降低電網(wǎng)的峰值壓力，從而提升電網(wǎng)效率。
2、劣勢(shì)：⑴換電站前期投入成本高。換電站的建設(shè)除了用地、人力、換電設(shè)備購(gòu)置等的成本外，還需要巨額的電池儲(chǔ)備成本和電池充電、用電成本。⑵換電站后期運(yùn)營(yíng)成本高。換電站中換電設(shè)備的操作及維護(hù)保養(yǎng)、動(dòng)力電池的統(tǒng)一充電、存儲(chǔ)和調(diào)配都需要一定數(shù)量的工作人員。⑶換電標(biāo)準(zhǔn)還未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。各汽車生產(chǎn)商和電池生產(chǎn)商對(duì)于換電車型的整體設(shè)計(jì)，電池的更換形式。電池的尺寸、接口等的標(biāo)準(zhǔn)各不相同。
04
換電產(chǎn)業(yè)鏈換電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游由電池供應(yīng)商、換電站基礎(chǔ)組件供應(yīng)商、配套充電系統(tǒng)供應(yīng)商組成，分別負(fù)責(zé)提供對(duì)應(yīng)應(yīng)用范圍的動(dòng)力電池和換電站設(shè)備、軟件系統(tǒng)等。中游主要為換電站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)商，負(fù)責(zé)換電站的搭建和運(yùn)營(yíng)，面向市場(chǎng)提供換電服務(wù)。下游主要由換電服務(wù)用戶和動(dòng)力電池回收方組成。
05
建設(shè)換電站需要什么條件
1、土地：需要擁有一個(gè)足夠大的場(chǎng)地，可以容納換電站的設(shè)備和電池存儲(chǔ)需求。
2、資金：建設(shè)和運(yùn)營(yíng)換電站需要一定的資金投入，包括設(shè)備購(gòu)買、安裝、調(diào)試、日常運(yùn)營(yíng)等費(fèi)用。
3、技術(shù)：需要具備相關(guān)的技術(shù)能力，包括電池管理、設(shè)備控制、換電技術(shù)等。
4、人力資源：需要有一支具備專業(yè)知識(shí)和技能的人力資源團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)、電池的更換、安全監(jiān)控等工作。
5、政策和許可：需要了解并遵守國(guó)家和地方的相關(guān)政策和法規(guī)，如環(huán)保要求、建設(shè)許可等，同時(shí)需要獲得相關(guān)的運(yùn)營(yíng)許可。
6、用戶需求：需要有一定的電動(dòng)汽車保有量，才能保證換電站的持續(xù)運(yùn)營(yíng)。在建設(shè)換電站之前，建議咨詢專業(yè)人士或當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門，了解具體的條件和要求，以確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。
建設(shè)換電站注意事項(xiàng)換電站是一種能源站，用于集中存儲(chǔ)和充電大量電池，并提供電動(dòng)汽車電池更換服務(wù)。它采用直接更換電池的方式，以滿足電動(dòng)汽車的續(xù)航里程需求，而不是通過充電來補(bǔ)充能量。
新能源汽車換電行業(yè)特征包括：1.電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一;2.當(dāng)前主要應(yīng)用于商用車;3.換電站日服務(wù)次數(shù)超過100次實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。
電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一是行業(yè)的主要痛點(diǎn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》(GB/T 34013-2017)將動(dòng)力蓄電池單體分為圓柱形、方形和軟包三類，該標(biāo)準(zhǔn)包括145種規(guī)格，其中有6種圓柱型電池、125種方形電池和14種軟包電池。如果電池標(biāo)準(zhǔn)維持不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，一家第三方換電站需要為幾十家車企，上百種不同的車型預(yù)留電池，投資成本直線上升，財(cái)務(wù)壓力較大。
當(dāng)前主要應(yīng)用于商用車運(yùn)營(yíng)車輛屬于定制車型，品牌相對(duì)統(tǒng)一，電池規(guī)格相對(duì)一致，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。它們對(duì)動(dòng)力電池的壽命和維護(hù)有較高要求，適合采用換電模式。另外，運(yùn)營(yíng)車輛對(duì)效率要求極高，普通充電效率低下，因此，換電企業(yè)通過建立能源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，顯著提升了運(yùn)營(yíng)效率，形成了可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。根據(jù)測(cè)算，以6x4牽引車為例，換電重卡無動(dòng)力車身相比柴油車5年購(gòu)置及使用成本可降低近10%，優(yōu)勢(shì)顯著。
日服務(wù)次數(shù)超過100次實(shí)現(xiàn)盈虧平衡以綠源3.0換電站為例，固定成本方面，包括土地折舊或租賃費(fèi)、設(shè)備投資折舊、電池折舊或租賃費(fèi)以及人工和維保費(fèi)用，總計(jì)138萬元/年。變動(dòng)成本方面，根據(jù)工商業(yè)平段電價(jià)0.8元/度計(jì)算，隨著換電站運(yùn)營(yíng)算法優(yōu)化，預(yù)計(jì)可通過調(diào)節(jié)充電節(jié)奏降低平均電價(jià)成本。
收入方面，單次換電電量為40度，換電價(jià)格約為1.75元/度。最終計(jì)算得當(dāng)日服務(wù)次數(shù)為100次即利用率為25%時(shí)，換電站年利潤(rùn)為0，剛好盈虧平衡。
本文來源于臨沂商貿(mào)物流科技產(chǎn)業(yè)研究院出自物流指聞，不代表九州物流網(wǎng)(http://www.ruyi818.com)觀點(diǎn)，如有侵權(quán)可聯(lián)系刪除，文章所用圖片來源于網(wǎng)絡(luò)，文章圖片如有侵權(quán)可聯(lián)系刪除。