張慧明 朱可欣 吳锴
新能源汽車的發展采用汽車與電池分離(“車-電”分離)還是充電模式,一直存在較大分歧。較之于後者,“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充電負荷的時空随機性、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”分離模式的政策支援需謹慎、有序:集聚創新要素,加大換電車型與電池研發;聚焦專用場景,适度增加換電站數量;明确換電利益相關者,分層推進責任界定;借力行業協會,優先制定換電團隊标準;關注産業鍊下遊,有序配置設定補貼。

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="39">困局與破局:“車-電”分離是充電政策的有益補充</h1>
長期以來,新能源汽車産業是發展“車-電”分離還是充電模式一直存在争議。“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作車輛;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。随後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)》政策檔案中,規劃了新能源充電基礎設施領域的頂層規劃和路線圖。2018年後重新探索“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),明确提出“繼續探索計程車、租賃車等特定領域電動汽車換電模式應用”;出台了 《推動重點消費品更新更新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,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《新能源汽車産業發展規劃(2021-2035年)》、《關于完善新能源汽車推廣應用财政補貼政策的通知》則分别針對“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、杭州伯坦等積極參與“車-電”分離的營運模式,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餘座換電站。
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随機性、電池回收率低等諸多缺陷,但以下的五大瓶頸卻使得至少在現階段,“車-電”分離是充電政策的有益補充,而不是完全替代。
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="40">省錢與省心:成本與安全是“車-電”分離的核心障礙</h1>
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、标準體系建設等,但核心障礙是成本與安全。制定政策明确各方責任并加大研發雖然不“省錢”,卻可能減少安全隐患而“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。一座換電站的基本營運成本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準有待于提升,電池能量密度低、續駛裡程與壽命周期短,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153.9萬台,充電的電量主要流向公共汽車、乘用車,環衛物流車、計程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,換電的營運商也局限于奧動新能源、蔚來汽車、北汽等極少數營運商。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隐患:首先,尚無電池安全事故責任界定的政策。由于公共汽車、私家車等車型存在差異,電池包标準不一緻,在國家尚無電池安全事故責任明确的界定政策情況下,如果發生電池自然事故,極可能無法确定電池企業、汽車生産廠家、車輛營運機關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複拆卸安裝存在風險。一方面,換電站集聚大量的電池,其中一些電池被反複使用,這些電池如果被用于租賃換電的車輛,則存在一定的安全隐患;另一方面,由于車輛的底盤反複安裝、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。
換電标準體系待制定
換電模式有三個“标準化”:一是換電站的标準化,二是電池包的标準化,三是電池管理系統(BMS)的标準化。換電站在标準體系下運作才會更高效。換電站的标準涉及到産業鍊上下遊,需要制定相關标準規範、标準體系運作;新能源汽車企業不同廠家生産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成統一标準,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,導緻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體同質化、标準化亦具有一定難度。是以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标準體系。
車企補貼配置設定方案待創新
補貼是推動新能源汽車的發展重要政策工具。在經曆補貼政策的強力支援後,2020年4月四部委釋出了《關于完善新能源汽車推廣應用财政補貼政策的通知》,提出2021年能源汽車補貼标準在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-電”分離車輛不受此規定。補貼政策的調整為“車-電”分離發展赢得了緩沖期。然而,“車-電”分離模式涉及多個利益相關者,如果将補貼發放的對象僅限制于“車-電”分離的汽車生産企業,可能會影響能源供給企業、電池生産企業參與“車-電”分離模式營運的積極性,是以在以上三者中,應該明确補貼配置設定方案。
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="41">急進還是漸進:分層推進是“車-電”分離的落地原則</h1>
綜合考慮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”政策,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,可着力于加大換電車型、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裡程;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,內建跨部門、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,可以利益和知識産權分享機制為紐帶,采取多種方式組織企業、科研機構聯合研究開發共性技術;形成産學研聯盟,政府在技術研發技術的研究開發、示範和推廣的各個環節發揮作用,有效銜接産學研各關節;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功能。對于科研機關或企業新的技術成果及産品轉讓銷售所得收入,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,适度增加換電站數量
在換電站規劃過程中,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。是以,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、電池行業研發水準進展等因素,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、電池等更容易标準化,市場需求相對穩定,充電站的數量規劃市場風險較小。
明确換電利益相關者,分層推進責任界定
政府為強化安全監管,于2020年出台《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,相關政策檔案并未對“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、汽車服務營運企業等利益相關者。鑒于此,需在明确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、環衛等專用場景出台相關政策,這是因為在專用場景中汽車企業、電池等利益相關者更容易一體化,安全事故責任界定難度較低;随後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,優先制定換電團隊标準
盡管工信部正在制定《電動汽車換電安全要求》國家标準,支援電動乘用車整體式快速更換電池廂等團體标準的制定工作,但總體來看,換電标準的制定較為滞後。在國家标準、地方标準、團隊标準、企業标準等幾種類型标準推進中,行業協會的作用尤為重要。鑒于地方标準、企業标準可能具有技術上的排他性,建議借力行業協會,以團隊标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标準,着力解決單體電芯、電池的插接裝置等标準化問題。與此同時,在标準化建設方面,力争實作儲能電池和動力電池的相容和共享。
關注産業鍊下遊,有序配置設定補貼
“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、汽車生産企業、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,屬于産業鍊的下遊;汽車生産企業和電池制造商屬于上遊,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,由此應以激勵産業鍊的下遊為切入點,進一步修訂補貼政策,将原本給予汽車生産企業、電池制造商的補貼依據能源供給企業、汽車生産企業、電池制造商有序進行配置設定,由下遊反向帶動上遊,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财政負擔,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”(準許号“19BGL185”)
[作者簡介]:
1.張慧明,南京資訊工程大學江蘇省中國特色社會主義理論體系研究基地、氣候與環境治理研究院教授,博士生導師,,副院長,美國康奈爾大學、英國雷丁大學通路學者。
2.朱可欣,南京資訊工程大學管理工程學院碩士研究所學生。
3.吳锴,中央财經大學講師助理教授,康奈爾大學博士。
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="2">關于我們</h1>
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