新能源汽車的發展采用汽車與電池分離(模型“車-電”分離)還是充電模式,一直存在較大分歧。較之于后者,“車-電”分離模式能夠克服電池充電時間長、購買電池的初期投資成本高、插充模式下電動汽車展覽策劃充電負荷的時空隨機性、電池回收率低等諸多缺陷,是充電模式的有益補充。稿件從成本與安全兩個角度歸納了“車-電”分離模式下換電投資成本高、充換電站數量失衡、安全事故責任界定不清晰等五大瓶頸,提出新能源汽車“車-電”分離模式的政策支持需謹慎、有序:集聚創新要素,加大換電車型與電池研發;聚焦專用場活動佈置景,適度增加換電站數量;明確換電利益相關者,分層推進責任界定;借力行業協會,VR虛擬實境優先制定換電團隊標準;關注產業鏈下游,有序分配補貼。
困局與破局:“車-電”分離是充電策略的有益補充
長期以來,新能源汽車產業是發展“車-電”分離還是充電模式一直存在爭議。“車-電”分離指裸車和電池所有權分離,分開出售,車主可以到換電站租賃電池運行車輛;而充電模式下裸車與電池整體銷售給同一車主。政策層面上,2011年國家電網提出“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的商業模式。隨后基于電改政策的調整,轉向發展充電模式,并在《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》和《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015—2020年)》政策文件中,規劃了新能源充電基礎設施領域的頂層規劃和路線圖。2018年后重新探索“車-電”分離模式,頒布了《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》(2018),明確提出“繼續探索出租車、租賃車等特定領域電動汽車換電模式應用”;出臺了 《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案(2019—2020年)》(2019),強調“要大幅降低新能源汽車成本,引導企業創新商業模式活動佈置,推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式,降低購車成本”。2020年印發的《新能源汽車VR虛擬實境產業發展規劃(2021-2035年)》、《關于完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》則分別針對“車-電”分離的基礎設施和商業模式提出規劃設想。實踐層面上,奧動新能源、蔚來汽車、經典大圖杭州伯坦等積極參與“車-電”分離的運營模式,其中奧動新能源換電站保有量278座,蔚來汽車換電站總數154座,杭州伯坦94座。另包裝盒有吉利科技集團計劃2021年在重慶建設完成100座換電站,2023年達到200余座換電站。
相對于充電模式,“車-電”分離能夠克服前者存在的充電時間長、購買電池的初期投資成本高、插充模式下電動汽車充電負荷的時空隨機性、電池回收奇藝果影像率低等諸多缺陷,但以下的五大瓶頸卻使得至少在現階段,“車-電”分離是充電策略的有益補充,而不是完全替代。
省錢與省心:成本與安全是“車-電”分離的核心障礙
現階段制約“車-電”分離模式發展的因素包括充電站投資成本、充換電站數量、標準體系建設等,沈浸式體驗但核心障礙是成本與安全。制定政策明確各方責任并加大研發雖然不“省錢”,卻可能減少安全隱患而“省心”。
換電站投資成本需降低
換電站的投資與運維成本高是“車-電”分離的一大難題。一座換電站的基本運營成本700萬左右,相關成本主要包括:一是前期換電網絡建設,要求超大規模投入;二是動力電池的投資費用。現階段電池的技術發展水平有待于提升,電池能量密度低、續駛里程與壽命周期短,亟待研發投入。此外,換電站除了換電業務,還需要對電池進行充電、檢測與保養,投資費用較高;三是換電機器人的投入。換電機器人的價格依據車型而有所差異,一般一套換電機器人價格平均在20萬-60萬左右。換電站建設與運維成本過高給能源供給企業帶來較大的經濟壓力。充換電站數量欠均衡
截至2020年11月,我國充電站保有量接近4萬座,充電基礎設施累計數量153.9萬臺,充電的電量主要流向公交車、乘用車,環衛物流車、出租車等其他類型車輛占比較小。換電站保有量總計535座,相對而言,主要集中于北京、廣東、浙江、江蘇、福建、上海、湖南、四川、海南、河北等少數省份。較之于新能源汽車銷量增速以及充電站保有量,換電站數量明顯偏少,且主要分布于東部地區;再者,換電的運營商也局限于奧動新能源、蔚來汽車、北汽等極大圖輸出少數運營商。總體來看,充換電站的數量差異明顯,換電站的布局有待于進一步規劃,數量需要擴大。
安全事故責任需界定
換電模式存在安全事故責任追溯隱患:首先,尚無電池安全事故責任模型界定的政策。由于公交車、私家車等車型存在差異,電池包標準不一致,在國家尚無電池安全事故責任明確的界定政策情況下,如果發生電池自然事故,極可能無法確定電池企業、汽車生產廠家、車輛運營單位等利益相關者中的安全事故責任主要方。其次,充電站電池租賃與汽車底盤電池反復拆卸安裝存在風險。一方面,換電站集聚大量的電池,其中一些電池被反復使用,這些電池如果被用于租賃換電的包裝盒車輛,則存在一定的安全隱患;另一方面,由于車輛的底盤反復安裝、拆卸動力電池,底盤的堅固性和耐久性出現一定程度的下降,可能引發安全風險。以上兩種情況,如果安全責任界定不清晰,事故責任追溯存在較大的困難。
換電標準體系待制定
換電模式有三個“標準化”:一是換電站的標準化,二是電池包的標準化,三是電池管理系統(BMS)的標準化。換電站在標準體系下運行才會更高參展效。換電站的標準涉及到產業鏈上下游,需要制定相關標準規范、標準體系運行;新能源汽車企業不同廠家生產的電池和電動汽車都有所不同,尺寸、材料、能量密度、接口及布置方式未形玖陽視覺成統一標準,這給換電模式電池箱體的統一化帶來了極大困難,制約換電模式形成規模效應,導致換電模式技術推廣存在壁壘。電池管理系統(BMS)代表各車企的核心技術,電池技術以及各軟硬件同質化、標準化亦具有一定難度。因此車企和電池企業之間需加強配合,亟需制定與換電模式相配套的標準體系。
車企補貼分配方案待創新
補貼是推動新能源汽車的發展重要政策工具。在經歷補貼政策的強力支持后,2020年4月四部委發布了《關于完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,提出2021年能源汽車補貼標準在2020年基礎上退坡20%,非公共領域補貼退坡20%,公共領域退坡10%。為鼓勵“換電”新型商業模式發展,加快新能源汽車推廣,“車-展場設計電”分離車輛不受此規定。補貼政策的調整為“車-電”分離發展贏得了緩沖期。然而,“車-電”分離模式涉及多個利益相關者,如果將補貼發放的對象僅限制于“車-電”分離的汽車生產企業,可能會影響能源供給企業、電池生產企業參與“車-電”分離模式運營的積極性,因此在以上三者中,應該明確補沈浸式體驗貼分配方案。
急進還是漸進:分層推進是“車-電”分離的落地原則
綜合考慮活動佈置安全責任政策的完善情況、充換電技術成熟度、電池行業研發創新能力等因素,建議“車-電”分離模式的發展應采取“漸進”而非“急進”策略,謹慎、分層推進。集聚創新要素,加大換電車型與電池研發圍繞“車-電”分離技術研發的重點,可著力品牌活動于加大換電車型、電池、換電機器人研發力度,在車輛的底盤、車身結構上進行優化設計,提高電池的能量密度、延長壽命周期與續駛里程;圍繞創新要素的集聚方式,在有條件的科研院所、優勢企業建立工程技術研究中心和企業技術中心,集成跨部門、跨行業等優勢力量進行聯合研發。針對基礎性的、研發投入高、周期長的共性技術,為有效地降低研發成本,可以利益和知識產權分享機制為紐帶,采取多種方式組織企業包裝設計、科研機構聯合研究開發共性技術;形成產學研聯盟,政府在技術研發技術的研究開發、示范和推廣的各個環節發揮作用,有效銜接產學研各關節;圍繞激勵研發的政策工具選擇,加強技術創新的補貼、獎勵、優惠信貸,突出技術供給政策的激勵廣告設計功能。對于科研單位或企業新的技術成果及產品轉AR擴增實境讓銷售所得收入,在一定時期可以給予減免營業稅和所得稅照顧等措施。
聚焦專用場景,適度增加換電站數量
在舞臺背板換電站規劃過程中,如果不考慮“車-電”分離與充電技術發展的相對成熟度而無序擴張建立充電站,極可能造成資源浪費。因此,換電站數量的增加應綜合考慮經濟性、安全性、充換電技術相對成熟度、電池行業研發水平進展等因素,以電站的規模與選址、電池物流調配、電池需求數量的配比等規劃為基礎,聚焦城市公交、道路客運、出租(含 網約車)、環衛、城市物流配送、郵政快遞、民航機場以及黨政機關公務等專用場景。由于以上場景的車型、品牌活動電池等更容易標準化,市場需求相對穩定,充電站的數量規劃市場風險較小。
明確換電利益相關者,分層推進責任界定
政府為強化安全監管,于2020年出臺《電動汽車安全要求》、《電動汽車安全要求》、《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,強化了電池系統熱安全、電氣安全、功能安全、電池倉部位碰撞、充電系統、高壓部件阻燃等技術安全要求。盡管如此互動裝置,相關政策文件并未對“車-電”分離的安全事故責任給予清晰界定,且政策未能涉及能源供給企業、汽車服務運營企業等利益相關者。鑒于此,需在明確換電利益相關者的基礎上,首先針對出租(含 網約車)、碼頭物流、環衛等專用場景出臺相關政策,這是因為在專用場景中汽車企業、電池等利益包裝設計相關者更容易一體化,安全事故責任界定難度較低;隨后制定非公共領域如私家車的“車-電”分離安全事故責任界定政策。借力行業協會,優先制定換電團隊標準
盡管工信部正在制定《電動汽車換電安全要求》國家標準,支持電動乘道具製作用車整體式快速更換電池廂等團體標準的制定工作,但總體來看,換電標準的制定較為滯后。在國家標準、地方標準、團隊標準、企業標準等幾種類型標準推進中,行業協會的作用尤為重要。鑒于地方標準、企業標準可能具有技術上的排他性,建議借力行業協會,以團隊標準為優先制定的對象,在換電站、電池包、電池管理系統、車輛等方面制定或完善技術標準,著力解決單體電芯、電池的插接裝置等標準化問題。與此同時,在標準化建設方面,力爭實現儲能電池和動力電池的兼容和共享。
關注產業鏈下游,有序分配補貼
“車-電”分離模式的補貼發放激發了參與者的積極性。在“車-電”分離模式的推進過程中,能源供給企業、汽車生產企業、電池制造商尤為關鍵,其中能源供給企業的換電站投資額度比較大,屬于產業鏈的下游;汽車生產企業和電池制造商屬于上游,屬于高新技術行業的電池企業原本可能享受一定的政府優惠政策,由此應以激勵產業鏈的下游為切入點,進一步修訂補貼政策,將原本給予汽車生產企業、電池制造商的補貼依據能源供給企業、汽車生產企業、電池制造商有序進行分配,由下游反向帶動上游,進而推進“車-電”模式的發展。此外,政府部門應該考慮到補貼加大了財政負擔,使得該政策工具未來不具有可持續性,應盡早制定多經典大圖元化的稅收、土地費用減免等優惠政策以替代補貼。
[基金項目]:
國家社會科學基金一般項目“我國新能源精準扶貧補貼退坡的路徑與機制設計研究”(批準平面設計號“19BGL185”)
[作者簡介]:
1.張慧明,南京信息工程大學江蘇省中國特色社會主義玖陽視覺理論體系研究基地、氣候與環境治理研究啟動儀式院教授,博士生導師,,副院長,美國康奈爾大學、英國雷丁大學訪問學者。
2.朱可欣,南京信息工程大學管理工程學院碩士研究生。
3.吳鍇,中央財經大學講師助理教授,康奈爾大學博士。
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