編者按:本文來自微信公眾號 遠川研究所(ID:YuanChuanInstitution),作者:羅松松,編輯:熊宇翔,創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
換電模式的價值分為“顯性”和“隱性”兩個維度。
顯性價值很好理解,也很容易被感知,它比充電更快,五分鐘就能換好一塊電池,還能做到可充、可換、可升級,獨有的“車電分離”模式可以大大降低購車門檻,省去了用戶對于電池壽命衰減的后顧之憂。
隱性價值很難在當下被感知,需要被時間驗證,但絕不該被忽略,比如它對土地的占用更少,對電力容量的利用率更高,對電網(wǎng)的沖擊更小,可以實現(xiàn)集中式管理、標準化更換和梯次化利用,社會正外部性更強。
正是這種兼顧了多方利益的共贏屬性讓換電模式“一直被爭議,但從未被放棄”,甚至還在2021年作為“新基建”首次被寫進了《政府工作報告》,吸引了那些追求全局最優(yōu)解的企業(yè)不斷加碼,比如寧德時代。
作為全球動力電池領(lǐng)頭羊,寧德時代渴望賣出更多電池,但更希望基于電池構(gòu)建一個立體化的智慧能源網(wǎng)絡,助力國家“雙碳”目標的實現(xiàn),而換電則是整個鏈條中不可或缺的一環(huán)。
去年,寧德時代推出了專門針對乘用車的20/25#標準化電池和第三代巧克力換電站,今年又推出了全球首款正向開發(fā)的,針對純電重卡的75#標準電池塊。
重卡行業(yè)第一個正向開發(fā)的標準換電塊
表面上看,從乘用車到商用車不過是場景的切換和技術(shù)的迭代,但背后蘊藏的是寧德時代作為一家新時代能源巨頭對于“社會總成本最優(yōu)解”的深度思考和不懈追求。
這種追求超越了商業(yè)競爭層面,而是從消費洞察、能源效率、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、環(huán)境治理等多個維度出發(fā),試圖重構(gòu)新能源時代的社會運行邏輯。
從零到一
對乘用車來說,換電或許是可選項,但對于重卡而言,換電卻是必選項。
這是重卡的屬性決定的,它的本質(zhì)和網(wǎng)約車一樣,都是生產(chǎn)資料,都追求效益最大化,而這恰恰是換電模式的優(yōu)勢所在。
由于背上了一塊或幾塊上百度的大電池,純電重卡售價一般比同級別的柴油或天然氣(LNG)版本貴幾萬到幾十萬不等,但由于“車電分離”能將電池的所有權(quán)和使用權(quán)解耦,這使得換電重卡的初始購置成本可以下降30%-50%,做到和傳統(tǒng)重卡基本持平,能有效降低運營企業(yè)的固定資產(chǎn)投入壓力。
在補能效率上,換電重卡滿電出發(fā)最快只需5分鐘,和LNG速度相當,略快于柴油,遠快于超充。
一般來說,充電重卡即便是快充也需要1-2小時才能充滿,而且長期快充可能會影響電池壽命,更重要的是,純電重卡的電池重量和載荷之間存在天然的矛盾,一味地增大電池不僅擠壓上噸的載貨空間,甚至還會形成“增重—耗電—續(xù)航縮短”的惡性循環(huán)。
換電模式下,對電池進行統(tǒng)一管理可以更好地監(jiān)控電池狀態(tài),不僅能延長電池壽命,降低維護成本,還能實現(xiàn)電池的梯次利用,提升電池全生命周期價值。
此外,換電重卡行駛距離越長,使用成本的優(yōu)勢就能進一步被放大。
根據(jù)民生證券2023年的預估,如果一輛換電重卡全年滿負荷運行340天,單日運行里程達到700公里,那么全生命周期里成本將比普通燃油版低30%左右,節(jié)省至少130萬元。
這些差異化優(yōu)勢讓換電很早就被視為一條重要的補能路徑,并且在2021年獲得了工信部的官方背書和政策傾斜,隨后在宜賓、唐山和包頭三座工業(yè)城市開始小范圍試點,在港口、礦山、鋼鐵廠以及火電廠等小場景里落地生根。
在電池標準沒有大一統(tǒng)之前,這些地方是換電重卡證明其商業(yè)價值并且平替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油重卡的不二之選,這種平替能力源于技術(shù)路線和場景特性的高度契合。
在港口和礦山,重卡往往需要24小時不間斷作業(yè),單程運輸距離短,往返運輸頻次高,補能效率直接影響了運營效率,而且由于封閉場景中車輛類型比較單一,車輛活動范圍也相對固定,且多為單一企業(yè)管理,這為統(tǒng)一電池標準以及集中建設換電站提供了理想的土壤。
過去四年,換電重卡證明了這條技術(shù)路線的商業(yè)價值,完成了從小范圍試點到規(guī)?;涞氐年P(guān)鍵一躍。
去年賣出的8.2萬新能源重卡中,換電重卡占了2.8萬輛,同比近乎翻倍,占比超三分之一,但這樣的成績并不能掩蓋封閉場景的局限性,尤其是技術(shù)標準碎片化以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足。
如果說封閉場景是換電重卡商業(yè)化的起點,那么開放場景才是其價值最大化的必由之路,破局的關(guān)鍵就是電池標準化。
從孤島效應到網(wǎng)絡效應
在封閉和短途運輸場景下,換電重卡的電池標準化問題不難解決。
以港口和礦山為例,因為作業(yè)范圍固定,作業(yè)車輛統(tǒng)一,運營企業(yè)單一,因此電池規(guī)格、接口設計、安裝位置和通信協(xié)議都可以被單方面定義。
這種情況下,少數(shù)專屬換電站只需適配特定區(qū)域內(nèi)的特定車型,不需要考慮跨品牌和跨區(qū)域的兼容性,電池標準化的必要性就被天然削弱。
但如果要讓換電重卡從少數(shù)封閉場景下駛向更多開放道路,從局部最優(yōu)解升級為全局最優(yōu)解,電池標準化就是一個繞不開的難題,因為開放場景涉及跨品牌、跨區(qū)域的車輛與換電站協(xié)同。
由于干線場景中的重卡來自多個廠商,電池規(guī)格(比如電壓、尺寸和接口)和電池布置位置(后背式和底置式)差異顯著,如果缺乏統(tǒng)一標準,換電站就很難大規(guī)模鋪開,網(wǎng)絡效應就是紙上談兵。
作為國民經(jīng)濟大動脈,干線物流承擔了70%的貨運需求,理應是電動化的主舞臺,但目前僅15%左右的換電重卡涉足干線場景,而且普遍面臨“續(xù)航不足—補能不便—成本不低”的三重枷鎖,這種場景的錯配本質(zhì)上就是電池標準缺失導致的冷熱不均。
干線物流不像封閉場景一樣可以各自為戰(zhàn),單一企業(yè)可以在電池標準上自由發(fā)揮,它需要一張可以覆蓋全國的高效補能網(wǎng),而碎片化的標準只會導致“孤島效應”,難以帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的協(xié)同,諸如電池梯次利用,與電網(wǎng)的雙向互動等隱性價值也難以落地,無法實現(xiàn)開頭提到的“社會總成本最優(yōu)”。
按照中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進聯(lián)盟書長李立國的說法:“如果不能解決換電重卡互通互換的問題,換電就無法像充電一樣成為能源基礎(chǔ)設施,只能是增值服務。”
無論是乘用車還是商用車,發(fā)展換電模式的終極意義并不僅僅是為企業(yè)建立護城河,而是借助車電分離模式讓電池不再只是一個附屬的零部件,而是成為一種能在市場上高效流通的貨幣。
回顧中國貨幣史,秦朝用"半兩錢"終結(jié)了春秋戰(zhàn)國幾十種幣種通行的混亂局面,大大降低了貿(mào)易成本,為統(tǒng)一大市場的形成和商品經(jīng)濟的繁榮奠定了貨幣基礎(chǔ)。當前重卡換電標準化類似"貨幣領(lǐng)域的書同文",其價值遠超技術(shù)和商業(yè)層面。
當網(wǎng)絡效應真正形成時,換電模式將不再是簡單的補能方式,而是成為支撐新能源車普及、電網(wǎng)靈活性提升、碳中和目標實現(xiàn)的核心基礎(chǔ)設施。
按照寧德時代創(chuàng)始人兼CEO曾毓群的說法,“以車電分離和電池標準化為核心,推動換電模式發(fā)展,促進交通網(wǎng)和能源網(wǎng)的融合,打造從電池制造、使用到回收的全生命周期零碳新業(yè)態(tài)。”
在一個能夠互換互通的干線網(wǎng)絡里,換電站不僅是純電重卡的“加油站”,能大大緩解重卡司機的里程焦慮,還是一個個分布式儲能節(jié)點。
比如,換電站在夜間充電,既能減少對電網(wǎng)的沖擊,又能利用谷價降低補能成本,此外,借助光儲充換一體化還能消納過剩綠電(比如棄風和棄光),提升了可再生能源的利用率,減少了碳排放。與此同時,換電站又能通過V2G技術(shù)在用電高峰期給電網(wǎng)反向輸電,真正實現(xiàn)了削峰填谷。
換電站能幫電網(wǎng)“削峰填谷”
除了電池標準化,換電站建設也是決定網(wǎng)絡效應的關(guān)鍵因素。目前,一座重卡換電站的初期建設成本大約在大幾百萬,如果考慮電池儲備、土地租賃和日常運維,成本可能翻倍。
這種重資產(chǎn)、重運營、重技術(shù)的屬性決定了有動力、有能力推動重卡電池標準化的企業(yè)屈指可數(shù),作為連續(xù)八年穩(wěn)居全球動力電池冠軍的寧德時代,當然是其中一個。
從單兵作戰(zhàn)到多方受益
一個冷知識,寧德時代從創(chuàng)立以來就在布局商用車市場。
2023年,寧德時代憑借在這個細分市場的技術(shù)積累以及對于客戶需求的精準洞察推出了專門為重卡行業(yè)量身定制的一站式重卡底盤換電解決方案:騏驥換電,為重卡行業(yè)的電動化之路指出了一條道路。
過去一年多,騏驥換電多點開花,在多個城市打造出了“樣板間”項目,驗證了重卡換電在技術(shù)和商業(yè)上的可行性。
比如,在魏橋集團服役的200臺騏驥換電重卡,全年單保養(yǎng)費就能節(jié)省400萬,更重要的是,車電分離模式讓車隊運營方不再為電池折舊而操心。
但再多的獨立樣板間也比不上一張四通八達的換電網(wǎng)絡,寧德時代也深知這點并且在今年推出了75#標準化換電塊以及全場景底盤換電解決方案,這或許是寧德時代和電池行業(yè)的一小步,但卻是物流行業(yè)的一大步。
正如集裝箱用一場標準化革命讓全球物流成本指數(shù)級下降一樣,電池標準化也能讓電動重卡從“政策驅(qū)動的產(chǎn)物”變?yōu)椤爸髁魇袌龅墓沧R”,從而掀起貨運界的綠色革命。
對于重卡行業(yè)而言,一旦標準化的問題被解決,換電站就可以大規(guī)模鋪開,形成“滾雪球”效應,整個鏈條上的參與者們都能受益其中,從而構(gòu)成“社會總成本最優(yōu)解”。
在上游端,因為騏驥換電站可以兼容市面95%以上的主流車型,實現(xiàn)跨品牌和跨車型的“一站通換”,這樣既能讓電池生產(chǎn)更具規(guī)模效應,還能夠幫助整車廠大大降低研發(fā)和生產(chǎn)成本,減少了重復投資。
對重卡車隊的運營方來說,通過車電分離,初期既不用購買電池,后期也不需要負擔電池維修保養(yǎng)成本,實現(xiàn)了“輕裝上陣”。
在使用成本上,換電重卡需要支付的是電池租金和服務費,而電池壽命越長,全生命周期內(nèi)的使用成本就越低。
騏驥換電通過統(tǒng)一管理可以讓電池塊的使用壽命提升1.5倍,做到12年6000次,按照一輛重卡平均5-6年的使用周期,意味著一塊電池可以服務兩代車,折算到每個月,電池租金僅為4000到5000元。
相比于當下主流的后背式換電,騏驥換電是將電池塊集成到底盤上,而不是直接放在駕駛室后方,這樣可以讓車輛重心變低,讓重卡司機日常行駛更加平穩(wěn),保障了駕駛的安全性,此外,這么做還可以省出大約5%到7%的載貨空間,提升了運營方的盈利能力。
騏驥換電將電池包集成在底盤里,可以兼容95%以上的主流車型
此外,重卡司機還可以根據(jù)使用場景自由選配不同數(shù)量的換電塊(每塊171度,后期將升級到每塊200度),短途一兩塊,長途兩三塊,既節(jié)省了資源,也提升了電池的流通效率。
最重要的是,在騏驥換電站,司機不需要下車,只需要等待5分鐘就可以滿電出發(fā),極大緩解了長途行駛過程中的里程焦慮,也提升了整個物流系統(tǒng)的運輸效率。
對整個社會而言,重卡換電的推廣不僅能有效解決傳統(tǒng)重卡所產(chǎn)生的排放和污染問題,而且相比于充電模式,它能節(jié)省更多土地和電力,在同等換電量下,重卡換電站的占地只有充電站的1/7,并且對電網(wǎng)沖擊小,甚至能在高峰期反哺電網(wǎng)。
此外,電池標準化和統(tǒng)一管理可以讓每一塊電池充分發(fā)揮最大的價值,同時更利于梯次利用和回收,既解決了退役電池的處置難題,又能獲得鎳、鈷等稀缺礦產(chǎn)資源,減少礦產(chǎn)周期性對電池行業(yè)的沖擊。
這也是為什么越來越多的地方政府和高速集團躬身入局的原因,因為換電重卡的普及既能優(yōu)化當?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu),加強對于綠電的消納能力,又能提升物流系統(tǒng)的運輸效率,創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點。
在整個重卡換電產(chǎn)業(yè)鏈中,金融保險機構(gòu)往往很容易被忽略,但實際上它們具有不可替代的價值。
這是因為換電重卡 “車電分離” 模式讓電池成為一種可以大規(guī)模流通的資產(chǎn)。金融機構(gòu)持有電池資產(chǎn),換電運營方管理資產(chǎn),用戶可僅支付車身費用并定期支付電池租金,這種模式既盤活了電池資產(chǎn),提升了電池全生命周期內(nèi)的價值,又可以為金融機構(gòu)創(chuàng)造長期穩(wěn)定的現(xiàn)金流,一舉多得。
可以看出,電池標準化打通了整個產(chǎn)業(yè)鏈的任督二脈,兼顧了商業(yè)利益和社會價值,成為能夠滿足各方利益訴求的“最大公約數(shù)”。
從緩慢滲透到全力加速
在乘用車領(lǐng)域,當“電比油低“成為現(xiàn)實時,新能源車很快就能占領(lǐng)市場,成為消費者的購車主流,重卡市場也不例外。
根據(jù)寧德時代的測算,以一輛重卡全年跑15萬公里來計算,采用騏驥底盤換電的重卡,單公里比油車節(jié)省0.6元,一天跑500公里可以多掙300元,一年多掙9萬。跟LNG相比,單公里節(jié)省0.12元,一年可以多掙1.8萬,實現(xiàn)了電氣同價,如果重卡能耗從1.4度/公里下降到1.2度/公里,那么就能真正實現(xiàn)“電比氣省”。
這也意味著換電重卡終于可以邁過“經(jīng)濟性”的歷史拐點,迎來一輪大爆發(fā)。
和乘用車不同的是,要普及換電重卡,除了需要電池統(tǒng)一標準之外,還需要基礎(chǔ)設施適度前置。作為整個鏈條上的重磅玩家,寧德時代選擇沖在最前面,為整個行業(yè)“打個樣”。
它的目標是在2025年之前在京津冀、長三角、大灣區(qū)等13個核心區(qū)域建成300座換電站,到2030年之前,聯(lián)合社會各方建設一張“八橫十縱”的全國換電綠網(wǎng),組成16大城市群換電網(wǎng),全長15萬公里的高速及國省道干線將覆蓋80%的干線運力,這將極大程度解決換電重卡對于干線運輸?shù)慕箲]。
除了換電站數(shù)量,換電站內(nèi)的換電塊數(shù)量以及換電站本身的規(guī)模也是影響全流程體驗的關(guān)鍵因素。
為了滿足全場景的使用需求,寧德時代為每個騏驥換電站都配備了24塊換電塊,而且每個換電站都能適應極寒環(huán)境。
針對繁忙干線或者是物流吞吐量巨大的場景,寧德時代還推出了騏驥換電“超級樞紐站”,理論上可以根據(jù)場地面積和實際需求無限擴容。據(jù)官方介紹,以同時給10輛車換電為例,單站日換電次數(shù)可2000次,單站日換電量超過70萬度電。
過去十年,重卡行業(yè)新能源滲透率從0艱難爬升到了10%,而隨著75#標準化換電塊的推出以及交通部、各地政府、寧德時代、中石化、卡車巨頭、高速集團以及金融保險等各類機構(gòu)的積極參與,重卡行業(yè)的新能源滲透率有望提速,在三年內(nèi)提升到50%。
而當新能源重卡滲透率突破 50%臨界點時,其意義已超越單一行業(yè)的電動化轉(zhuǎn)型,而是標志著中國在全球低碳革命中成為絕對的“創(chuàng)新者”和“引領(lǐng)者”。
在這場變革中,寧德時代用標準化換電塊撬動的不僅是一個萬億級市場,更是一個通向智慧能源時代的接口。
未來,隨著換電網(wǎng)絡效應的進一步強化,換電模式“社會總成本最低”的優(yōu)勢將進一步放大,產(chǎn)業(yè)鏈上的參與者們既能做大各自的蛋糕,又能共同推動交通運輸行業(yè)向 “零碳、高效、安全”的新范式躍遷。
參考資料
[1] 風起云涌,換電重卡開啟高景氣賽道,民生證券
[2] 重卡換電互通互換干線網(wǎng)絡建設及技術(shù)創(chuàng)新趨勢,李立國
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