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新能源的三大流派:換電、充電、氫燃料,到底誰是未來?

一、乘用車:充電逐漸成熟,換電拼死一搏

首先,充電基本設施一直在穩步發展,多層次的充電方式滿足不同場景。每個場景均存在一些問題,但改進的路徑是清晰的:

家用慢充:無論充電換電,家用慢充都是最主要的補能方式。從古老的3.3kW到如今主流的7.7kW,将來可能還會有11kW-20kW的三相交流慢充甚至無線充電。從小區整體來看,未來需要有序充電、公共電樁等方式來解決配電額度問題。商場慢充:大型商場停車場逐漸開始有充電樁,多為7.7kW慢充;品牌的超充樁也在這裡建設,功率可達80-150kW。實際上,這種停車2-4小時的場景,慢充太慢,快充太快(建設成本高,需要提前挪車),最适合的應該是20kW的「中速充電」。目的地慢充:度假酒店的慢充,現在普及的還比較少,實際上非常實用必要。不必快充,慢充即可。城市快充: 沒有家用充電樁的話,城市快充就成了主要的補能方式。一般建于商場停車場或專用停車場,很多品牌專屬樁也屬于此形式。高速快充: 這是目前最薄弱的環節,高速上建樁比較困難(牽扯機關比較多)、旺季淡季的客流量差異也大,盈利困難。特斯拉、小鵬等頭部新勢力也在發力超快充。

可以看到,從補能方式的角度來講,換電模式在場景4與5的優勢很大,但場景1、2、3并沒有什麼優勢。

總體來說,就算沒人發展換電了,僅發展充電模式也并不存在解決不了的根本難題。換電起步比較晚,要想占據一席之地,就需要有不可替代的優勢。

1. 換電難并不等于蔚來難

私家乘用車領域,說要換電必提蔚來。我上面說換電拼死一博,并不是說蔚來拼死一搏 ——蔚來這家企業發展形勢樂觀,以換電為核心的服務也成為品牌優勢之一,可以說蔚來已經把換電模式做到了商業閉環的程度。

但是,蔚來的換電隻能給蔚來車主來用,雖然蔚來說換電技術是公開給其它企業的,但目前看不到其它車企真的基本蔚來換電平台開發的可能性。

這既有商業競争上的考慮,也有換電模式對産品設計制約的考慮—— 蔚來的通用電池包不算小,是以ES8、ES6、ET7都是大車,ET5算是中等尺寸的車但是很寬,這樣的車一般定價都不會低。蔚來品牌可以撐得起這個價格,其它自主品牌車企有信心撐起這個價格嗎?

是以,蔚來換電成功≠換電模式崛起。

2. 蔚來換電有可能服務于全行業嗎

中石化與蔚來展開了合作,一年合作建立了175年換電站,可以說雙方都是真金白銀的投入。

顯然,中石化搞這些事情肯定不是為蔚來錦上添花的,而是想借這個契機将「加油站」轉化為「綜合補能站」 —— 既能加油,也能充電、換電、加氫,以確定自己在中國雙碳戰略中不掉隊。

但是,怎麼才能将蔚來換電推廣給全行業? 在推廣過程中,中石化與蔚來分别扮演什麼角色? 這一切變數很大,我們不好估計。站在今天這個時間點,我們隻能說:蔚來換電成功≠換電模式崛起。

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3. 換電的根本優勢是什麼?

提起換電優勢,我們想的是場景4與5的便利:就像加油一樣的3分鐘換電,比充電1小時友善多了。此外,還避免了大功率充電對電網的沖擊、對電容量的要求低。

實際上,這點優勢超快充也能實作,比如即将釋出的小鵬G9,基于800V平台可以實作5分鐘充200公裡。實際上,充電功率達到400kW這個水準之後,換電/充電是3分鐘還是10分鐘,對消費者并沒有什麼差別了,除非你正在跑F1。

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480kW對電網的沖擊是很大的,這點劣勢怎麼破? 自建儲能可以破:儲能電池平時充電就行,這和換電電池倉庫平時慢充是差不多的。

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是以,将目光往未來看個兩三年,補能速度并不是換電的根本優勢。如果隻關注補能速度,就會覺得換電沒有前途,超充一統江湖。

換電的根本優勢是什麼呢? 需要從甯德時代釋出的換電品牌EVOGO和「巧克力換電塊」上尋找答案。

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為什麼說「可掰開可組合」非常重要,因為它指出了電動汽車的一個根本問題:一個80度電的長續航電動車,其中前26度是高頻使用的電,中間26度是低頻使用的電,後26度是應急使用的電。

從消費者的角度來講,前26度最值錢,但後52度又不得不買。從産品角度來講,雖然大部分情況下使用的是前26/52度電,但26度電池的重量每時每刻都在承擔着。

總結一下這種「可掰開可組合」換電模式的意義:

消費者角度:隻需要花一半的電池錢,就可以滿足日常短途通勤+偶爾長途自駕的全部需求。行業角度:車重降低20%,相當于碳減排20%,這麼大的收益,光從電機效率上是扣不回來的;降低了全行業的锂資源消耗,促進行業健康發展。

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這才是換電模式的根本意義,也是充電模式不可能實作的效果。

4. 換電的根本劣勢是什麼?

考慮換電的根本劣勢,我們需要做一個思想試驗:假設甯德時代的EVOGO「巧克力換電塊」已經搞成功了,那是不是所有車企都會選擇相容呢?

你的回答也許是肯定的。因為相容了「巧克力換電塊」,就意味着低成本實作了超快充、多了很多第三方換電站、降低了整車成本,這對産品競争力的增強是顯而易見的。反過來,如果不相容的話,可能就賣不出去了。

我們不隻能看到好處,還要看到代價:無法采用液冷、整包能量密度較低、無法采用底盤電池一體化技術。

總體來說,就是采用「巧克力電池包」不利于打造極緻的産品,因而不适用于頭部車企。必須指出的是,所謂的極緻是相對而言的,「巧克力電池包」的技術本身并不差,隻是不極緻:

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能量密度高:在可掰開、可靈活組合的前提下,能量密度高達160Wh/kg、體積能量密度高達325Wh/L,性能表現非常優秀!—— 可以查一下,2022年的一些電動車能量密度還不到160Wh/kg。CTP技術:能實作這麼高的能量密度,離不開甯德時代的CTP(Cell to Pack)技術 —— 電芯直接組成電池包,省去了模組(Module)這一步。無線BMS技術:這項前沿技術使換電塊外部隻有高壓正負接口,提高插拔部件的可靠性。另外一家用上無線BMS技術的就是凱迪拉克Lyriq,但不像「巧克力換電塊」可以把這項技術的優勢發揮得這麼徹底。

還有一個額外的代價,目前還沒顯現出來:選擇了換電,就拒絕了「底盤電池一體化」技術路線。

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特斯拉 Structure Battery

是以我們可以看到,就算甯德時代「巧克力換電塊」的換電模式做成功了,也不可能一統江湖。那時候的電動車,會呈現兩極分化的趨勢:

追求極緻的內建化:采用「底盤電池一體化」技術,降低車重、提升空間使用率、降低成本,打造極緻的車型。因為電池包比較貴,是以相對來說更适合做中高端車型。追求極緻的靈活性:采用甯德時代的「巧克力換電塊」,平時隻裝一塊電池,長途裝三塊電池,既省錢又靈活,換電也友善,追求極緻的經濟性,相對來說更适合做平價家用車型。

注意,以上這種假設,是基于甯德時代EVOGO能做成功。現在它才剛剛起步,而且在to C領域也沒有成功的經驗,未來能不能搞成功還很難講。

如果搞不成的話,将來的格局很可能是蔚來換電一枝獨秀,網約車計程車換電有一席之地,其它私家電動車全部充電模式。是以說:充電逐漸成熟,換電拼死一搏。

二、商用車:重卡雖少但重要,氫能與換電在角逐

商用的種類特别多,微卡、輕卡、皮卡、客車、重卡。除重卡外,其它幾種類型的電動化路線都很顯然:純電+充電。

新能源的三大流派:換電、充電、氫燃料,到底誰是未來?

從絕對數量上來說,重卡也不多,但不可輕視:商用車碳排放占所有車的64.6%,而重卡占商用車83.5%。也就是說,這1000多萬輛重卡的碳排放,比所有轎車SUV加起來還多!

解決了重卡的新能源問題,就建成了汽車電動化的半壁江山啊。

新能源的三大流派:換電、充電、氫燃料,到底誰是未來?

重卡的充電模式存在難以解決的難題:

充電時間:乘用車90%的時間都是閑置的,大部分情況下擱家裡慢慢充就行;商用客車、輕卡也不需要24小時連軸跑。重卡不行,一般是兩班倒不停地開,要是充個10小時的電,相當于運力減一半,劃不來啊!麥肯錫出過一個報告,說德國純電重卡充電比換電好,主要是國情不一樣,他們國土面積小,重卡不是兩班倒。

清研華科新能源研究院:麥肯錫:充電更适合電動卡車?6 贊同 · 0 評論文章

新能源的三大流派:換電、充電、氫燃料,到底誰是未來?

大電池占用運力、成本高:電動乘用車2噸重,坐人載貨最多400公斤;重卡不一樣,裝個幾十噸貨拉走,這就需要超級大的電池。但電池本身也重,占用運氣,賺錢效率又低了;電池也貴,初期成本高,也更難賺錢。路線固定:重卡一般就在幹線上跑,不進城市,是以這降低了對加氫站、換電站的選址要求。

考慮到锂電技術再有大突破很困難,是以氫燃料電池重卡基本上是立于不敗之地的。換個角度,氫能和燃油的屬性相似,就憑這一點,锂電池是很難追上能量密度的,這也就決定了氫燃料電池在重卡領域的不敗之地:

新能源的三大流派:換電、充電、氫燃料,到底誰是未來?

氫燃料電池立于不敗之地,換電重卡能吃掉多少份額,要看它在十四五規劃的五年間都取得多大進展了。

新能源的三大流派:換電、充電、氫燃料,到底誰是未來?

從這個意義上來說,氫能與純電之争,主要隻展現在重卡領域了。

有人說特斯拉Semitruck滿載36噸的續航800公裡,充電30分鐘可以600公裡。這聽起來也很不錯,為啥咱們不走這個路線呢?關于這個問題,我還沒仔細研究,大體估摸着應該是成本、安全性、充電電網沖擊待方面存在困難。有空再研究吧!本文就不展開了。

小結

乘用車領域:充電技術逐漸完善,立于不敗之地;蔚來換電隻是企業行為,難以拓展為全行業;甯德換電對行業有意義,但起步較晚能否做成需要觀察。商用車領域:聚焦到重卡領域,充電重卡存在困難,氫能重卡立于不敗之地,換電重卡在未來5年努力發展,争取份額。

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