星期三晚上,央視經(jīng)濟(jì)頻道《經(jīng)濟(jì)信息聯(lián)播》欄目,播放了一則長達(dá) 7 分半鐘的新聞,名字叫「新能源車市迎換電‘風(fēng)口’」。
完整片段里面,央視走訪了換電汽車用戶、國家工程院院士、換電相關(guān)企業(yè)代表,從多維度展現(xiàn)了換電產(chǎn)業(yè)目前的發(fā)展情況和規(guī)劃。
央視報(bào)道前幾天,也就是 5 月 20 號(hào),發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步提升充換電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見(征求意見稿)》。意見稿中提到,要提升城鄉(xiāng)地區(qū)充換電保障能力、加快換電模式推廣應(yīng)用、支持建設(shè)布局專用換電站,等等。
5 月 12 號(hào),根據(jù)多家媒體從工信部了解到的消息,從今年下半年開始,我國將在全國范圍內(nèi)開展新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn),各城市申報(bào)試點(diǎn)工作方案將在 5 月底前完成申請(qǐng)。
如果說此前換電國標(biāo)是一種探索,那么 5 月份之后,換電將正式迎來風(fēng)口。
充電和換電本質(zhì)上并不矛盾,但長久以來一直是電動(dòng)汽車業(yè)界的熱點(diǎn)辯題。而站在中國市場(chǎng)的角度,我們始終認(rèn)為討論充電和換電,本質(zhì)上是在討論「更高效利用中國電力資源的方式」。
換電的風(fēng)口真的來了?換電真的更適合中國?換電技術(shù)僅限于換電?
我們今天聊聊這些。
「換電會(huì)是主流」
縱觀央視的報(bào)道,「將來的主流」,是受訪各界人士對(duì)換電路線的主要印象。
北京理工大學(xué)教授,中國工程院士孫逢春接受央視采 訪時(shí)表示「能量的補(bǔ)充第一個(gè)是慢充,第二個(gè)是快換,第三個(gè)是快充」。他甚至將快速換電排在了快充的前面。
何小鵬則對(duì)央視記 者說:「(適合換電的)包括有挺多的體系,包括城市的運(yùn)營車輛,比如說高端車,考慮到電池升級(jí)的邏輯,還有一些特大型車輛,我覺得車電分離或者氫能源都適合,所以(充電和換電)這兩條線都會(huì)并行往前走?!?/span>
蔚來是換電技術(shù)的堅(jiān)定支持者,李斌受訪時(shí)表示「我們現(xiàn)在已經(jīng)有 55% 以上的用戶選擇電池租用的模式。我覺得充電換電一直都是不矛盾的,大家沒必要把它對(duì)立起來,所以我們叫可充、可換、可升級(jí)?!?/span>
吉利充換電生態(tài)技術(shù)負(fù)責(zé)人楊全凱則表示「在完善B端網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后,C用戶會(huì)自然而然與 B 端用戶一起導(dǎo)入到換電生態(tài)系統(tǒng)中」。早前的 5 月 17 日,吉利已經(jīng)與孚能科技宣布成立電池合資公司,預(yù)計(jì)總產(chǎn)能達(dá)到 120GWh。
中國石化董事長,黨組書記張玉卓稱,現(xiàn)在要全面開放加油基礎(chǔ)設(shè)施,為導(dǎo)入新能源提供條件。「加油站可以改成加能站,(將來)用一個(gè)換電站解決所有汽車的換電問題,讓中國石化的充換電站成為公共服務(wù)設(shè)施」。
換電為什么贏?
1. 曾經(jīng)的失敗
央視新聞出來之后,有觀點(diǎn)認(rèn)為這是蔚來繼換電國標(biāo)之后的又一次勝利。我們不否認(rèn)這樣的觀點(diǎn),但我們不能只看到勝利。
回到 2017 年蔚來推出換電站的時(shí)候,有人認(rèn)為,蔚來不過是用了一個(gè)特斯拉拋棄的技術(shù)。
2013 年 6 月 21 日,也就是 SuperCharger 面世 3 個(gè)月之后,馬斯克推出了「Tesla Station」。Tesla Station 包括兩個(gè)功能,SuperCharger 和 Battery Swap,也就是充換電一體站。
8 年前的馬斯克表示,特斯拉的換電技術(shù)可以在 90 秒內(nèi)換好一塊電池。現(xiàn)場(chǎng)展示中,Model S 只用了 94 秒就可以開走,而對(duì)比的汽油車型還在等油箱加滿。
但僅僅兩年之后,Tesla Station 就宣告夭折,馬斯克叫停了換電站的試點(diǎn),并將精力放在了 SuperCharger 上。他當(dāng)時(shí)的表態(tài)是:「人們不在乎換電,應(yīng)對(duì)洛杉磯到三藩市這樣的出行,Supercharger 已經(jīng)足夠快了」。
放棄,是首批換電路線踐行者的統(tǒng)一結(jié)論。
Better Place 是一家以色列充電服務(wù)公司,2007 年成立,2013 年破產(chǎn)。但在 2013 年之前,它還是一顆新能源產(chǎn)業(yè)的明星,因?yàn)?Better Place 首發(fā)了量產(chǎn)換電技術(shù)。
2009 年 5 月 13 日,Better Place 在日本橫濱,和日本環(huán)境省合作展示了換電站原型,號(hào)稱能在 5 分鐘內(nèi)完成換電全程。此后 Better Place 分別在東京、舊金山、荷蘭都試運(yùn)營過換電站,但最終還是以失敗收?qǐng)觥?/span>
2.中美大不同
為什么特斯拉、Better Place 沒有做成的換電,現(xiàn)在我們做成了,更成為了「風(fēng)口」?
首要原因,是中美社會(huì)結(jié)構(gòu)的差異。
根據(jù) NAA 美國公寓協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),截止至 2017 年,僅有 1/8 的美國人口居住在公寓里面,約 12.5%。另一份來自美國統(tǒng)計(jì)局 2014 年的數(shù)據(jù)則表示,全美一共有 77% 的人口居住在獨(dú)棟住宅(包括聯(lián)排別墅 townhouses)。
根據(jù)第七次人口普查的結(jié)果,我國 2021 年人口密度為每平方千米 147.1 人,這個(gè)數(shù)字是美國 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結(jié)構(gòu),意味著我們需要更高效的電力資源利用方式,尤其在電力資源負(fù)荷越來越高的當(dāng)下。
根據(jù)北京電網(wǎng)數(shù)據(jù),北京市在 1 月 6 日錄得 2451 萬千瓦(24.51MW)的用電高峰,也是最近 20 年來北京首次冬季用電負(fù)荷超越夏季;上海更是在 1 月 8 號(hào)達(dá)到了 3339 萬千瓦的冬季用電記錄,并同時(shí)打破所有夏季記錄。
目前特斯拉使用的 V3 快充峰值功率可達(dá) 250kW。而如果北京市內(nèi)有 10 萬輛電動(dòng)汽車在 250kW 功率下充電,將帶來 2500 萬千瓦的峰值負(fù)荷,相當(dāng)于北京額外承受一倍用電壓力。
3. 削峰填谷
面對(duì)寫進(jìn)了 2035 規(guī)劃的純電大潮,只想著承受壓力當(dāng)然不夠,更高效的做法,應(yīng)該是「轉(zhuǎn)移壓力」。
根據(jù)廣州供電局與華南理工大學(xué)電力學(xué)院,于 2007 年發(fā)布的《廣州電網(wǎng)負(fù)荷特性分析》,廣州市的用電高峰,一般出現(xiàn)在 11 時(shí)、15 時(shí),和 21 時(shí)。上面提到的北京上海用電高峰,則都在 19 時(shí)左右錄得。
伴隨峰值出現(xiàn)的,是峰谷差——根據(jù)國網(wǎng)能源研究院的報(bào)告,預(yù)計(jì)到 2025 年,我國電網(wǎng)最大日峰谷差將達(dá)到 4 億千瓦。
峰谷差并不是簡(jiǎn)單的差值,它代表了由于需求不對(duì)稱造成的資源浪費(fèi)。
削峰填谷,則是電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。
目前我國主要的削峰填谷方法中,分時(shí)電價(jià)是居民消費(fèi)者體會(huì)最深的,也就是深夜電價(jià)更低,忙時(shí)電價(jià)更高。
但對(duì)于電動(dòng)汽車用戶來說,波谷充電有一個(gè)小缺陷:低價(jià)尊重了人性,但十一點(diǎn)往后六七點(diǎn)截止的波谷時(shí)段沒有尊重生物鐘。
只有家充樁+預(yù)約充電的結(jié)合才能完美適配谷時(shí)充電,但這又帶來另一個(gè)問題:車位。
根據(jù)發(fā)改委 2016 年的數(shù)據(jù),我國大型城市小汽車和停車位的比例約為 1:0.8,中小型城市為 1:0.5,而發(fā)達(dá)國家為 1:1.3。以北京市為例,2016 年北京市汽車保有量為 548 萬輛,但停車位總數(shù)只有 193 萬個(gè)。
一個(gè)可以更小化電動(dòng)汽車補(bǔ)能對(duì)電網(wǎng)造成的負(fù)擔(dān),同時(shí)又適應(yīng)停車位緊缺現(xiàn)狀的技術(shù)路線,才是更好的削峰填谷手段。
4. 更高的效率
滿足這樣的要求,需要一個(gè)效率極高的方案。
上圖是蔚來的二代換電站,占地 4 個(gè)停車位,號(hào)稱可以每天服務(wù)車輛換電 312 次,可存儲(chǔ) 13 塊電池,電容量 1250KVA。
這個(gè)是吉利的換電站,占地 126 平方米,按照我國 2.5x6 米的雙面車位標(biāo)準(zhǔn),相當(dāng)于 8-9 個(gè)車位,號(hào)稱單站每天服務(wù) 1000 車次。
KVA 指的是視在功率,可以簡(jiǎn)單理解為蔚來二代站的最大充電功率不大于 1250kW。這樣的功率換算成 120kW 的快充樁,大概需要 10 個(gè)車位——同樣的面積,吉利說他們的換電站能服務(wù) 1000 輛車。
平均每個(gè)車位面積日服務(wù) 80-100 車次,這是目前換電站的效率。即使減半,換電站的能力依然遠(yuǎn)高于充電站。更重要的是,實(shí)現(xiàn)這樣的效率,換電站只需要幾分之一的車位資源占用。
換電站的核心競(jìng)爭(zhēng)力,就在于效率,以及分配效率。
換電的「換」,本質(zhì)是時(shí)間的轉(zhuǎn)移,因?yàn)橛脩粞a(bǔ)能和電網(wǎng)負(fù)荷是錯(cuò)開的。服務(wù)提供者收集了用戶分散的補(bǔ)能時(shí)間,并且統(tǒng)一分配,這才是換電更深層的含義。
充電體系很難做到這一點(diǎn),起碼在電網(wǎng)供電能力飛躍之前,充電體系仍然更多地是「負(fù)荷」,而不是「調(diào)節(jié)」。
5. 加能儲(chǔ)能
中石化的入局,讓換電路線多了幾分耐人尋味。
中石化并不是唯一加入純電浪潮的石油巨頭,比如挪威國家石油公司 Equinor、英國石油公司 BP、殼牌 Shell 等等,均已經(jīng)將旗下加油站逐漸向加油充電一體化的「加能站」轉(zhuǎn)型。
而中石化的加能站,則從換電站起步,為什么?
今年 4 月 15 號(hào),中石化與奧動(dòng)新能源簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。奧動(dòng)新能源聯(lián)席董事長張建平接受新華社采 訪的時(shí)候表示,「換電站將來作為國家的備用電源,這是非常好的一件事?!?/strong>
吉利的換電站可以儲(chǔ)存 39 塊電池,以 80kWh 計(jì)算是 3120kWh,相當(dāng)于今年 1 季度,我國居民人均月用電量 217kWh 的 15 倍。
用幾個(gè)車位的占地面積,同時(shí)服務(wù)上千輛電動(dòng)汽車,以及應(yīng)急情況下的多戶居民,這就是換電站的儲(chǔ)能效率。
大洋彼岸的特斯拉,則已經(jīng)將「?jìng)溆秒娫础顾膫€(gè)字發(fā)揮得淋漓盡致。
「full Tesla ecosystem 特斯拉全生態(tài)」,這是馬斯克對(duì)新一代特斯拉超充站的總結(jié):
Solar Roof 太陽能屋頂將賭城充沛的光照資源轉(zhuǎn)化為電力;PowerPack 儲(chǔ)能裝置將這些電力儲(chǔ)存起來;而 Supercharger V3 將電力分配給每一輛特斯拉汽車。
Tesla EcoSystem 體系中,Supercharger 更像一種能源產(chǎn)品,它精準(zhǔn)匹配了美國獨(dú)棟住宅社會(huì)結(jié)構(gòu)/私營電力網(wǎng)絡(luò)混亂的特點(diǎn),讓特斯拉超越車企,成為了一家能源方案供應(yīng)商。
在車位資源緊缺、電網(wǎng)負(fù)荷需要統(tǒng)一調(diào)配的中國,Tesla EcoSystem 并不適用。
基于中國市場(chǎng)考慮,換電同時(shí)適應(yīng)了電力體系和社會(huì)結(jié)構(gòu)。首先是成功轉(zhuǎn)移了補(bǔ)能峰值,其次是適用于個(gè)人充電樁難以普及的國內(nèi)主流公寓型城市。
但無論是中國的換電站,還是 Tesla EcoSystem,「給電池充電」都只是其中一部分功能,完整的儲(chǔ)能+補(bǔ)能體系,才是加油站向加能站變革的核心。
跑出來的風(fēng)口
最后還是說回蔚來,因?yàn)槿缃竦膿Q電風(fēng)口,很大程度上得益于 NIO Power 的堅(jiān)持。
不需太多筆墨描寫,從 2017 NIO Day 發(fā)布換電站以來,唱衰換電的文章,在網(wǎng)上汗牛充棟。
但如果換電注定消亡,那么今年以來各種政策的落地,20 年以來奧動(dòng)的堅(jiān)持、吉利中石化的大步入場(chǎng),都不會(huì)出現(xiàn)。
央視報(bào)道出來之后,我們采 訪了 NIO Power 的內(nèi)部人士。他表現(xiàn)得很淡定:「央視對(duì)所有正確的事,總會(huì)或早或晚地肯定的」。
蔚來副總裁沈斐,曾經(jīng)在個(gè)人微信公眾號(hào)「斐常說」里面發(fā)表過一篇文章,題為《不靠錦鯉,我們靠實(shí)力和執(zhí)行力》,里面有這么一段:
「什么是真正牛逼而又有意義的事?是完成其他人沒做過或沒做成功的事,而且這事要能幫助到很多人,最好還能推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步,不僅是從 0 到 1,還要能到 10,到 100 的那種?!?/span>
從未被質(zhì)疑過的東西,不可能成為風(fēng)口。
500 年前,個(gè)人出行的補(bǔ)能手段是草料,喂馬用的;300 年前,個(gè)人出行的補(bǔ)能手段是加煤,蒸汽機(jī)車用的;100 年前,我們開始加油;100 年后,我們開始充電,甚至開始換電。
沒有永遠(yuǎn)熱門的技術(shù)路線,但永遠(yuǎn)有技術(shù)正當(dāng)紅。
風(fēng)起了,船能跑多遠(yuǎn)?
(完)
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:電動(dòng)星球News蟹老板
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