一、新能源汽車推廣與能源補給相輔相成
近幾年，隨著新技術、新理念、新模式、新材料的發展與應用，全球產業鏈迎來新一代變革浪潮。汽車產業因覆蓋上下游成千上萬個軟硬件、零部件以及自身在產業鏈及消費市場的影響力，成為此次變革浪潮中最為重要的產業角色之一。電動化、共享化、智能化、網聯化這“新四化”，已經成為全球公認的汽車產業變革方向。
汽車產業從消耗化石能源轉向綠色低碳的電力能源；從人們擁有汽車逐步轉向享受汽車共享模式下的出行服務；從傳統的車內軟硬件體驗轉向智能“駕駛艙”的科技應用；從獨立的行駛工具轉向與云端連接互動的數據終端。“新四化”正引導汽車轉型，沿著這4個方向發展和創新。
經過10多年的發展，中國已經成為全球最大的新能源汽車生產和消費國，在汽車“新四化”領域取得了舉世矚目的成績。與此同時，也正在從新能源汽車制造大國，向新能源汽車制造、消費、生態服務強國邁進。
推廣新能源汽車，擺在全球各國政府、車企、能源服務商、消費者面前的首要問題是“解決新能源補給”。和其他能源相比，只有電力是來源途徑廣泛且獲取較為便捷的能源，除了傳統的煤電，還有水電、風電、熱電、光電等。而且電動汽車在行駛過程中碳排放幾乎為零，再加上私人電動汽車70％以上在夜間補電，能夠有效減少電網負荷并起到“削峰填谷”的低碳儲能功效。因此，來源多元化、相對供應量大、使用便捷、碳排放低等因素，使電力成為新能源汽車的首選能源。
對于新能源汽車用戶來說，獲取便捷、高效、經濟的電力能源補給尤為重要。如果能有效解決讓用戶補能像加油一樣方便、讓補能用時和等待時間更短、讓車輛購買成本和能源補給成本大大低于燃油車等一系列問題，將進一步加快新能源汽車的推廣。換電模式能夠較好地解決這些問題，因而開始站上“風口”。
2021年10月，工信部啟動新能源汽車換電試點工作，首批11個試點城市名單出爐，換電模式在社會層面、市場層面、資本層面引發極大關注。近期，海南、重慶、長春、武漢等試點城市分別推出乘用車、商用車換電的相關配套政策，以便于更好地推廣換電模式。
根據中國汽車工業協會的統計，今年5月，我國新能源汽車銷量為44.7萬輛，市場滲透率達到24％；1～5月，新能源汽車銷量突破200萬輛，同比增長1.1倍。新能源汽車產銷量的快速增長，為換電模式發展提供了堅實的基礎，換電站建設也迎來發展關鍵期。反過來看，換電讓新能源汽車補給方式更多元化，讓用戶使用新能源汽車更便捷，也有助于推動新能源汽車銷量的增長。
二、換電模式已歷經20年探索與實踐
所謂換電模式，就是新能源汽車采用底盤或側向式動力電池包適配換電技術，可自動裝卸，通過換電站換下虛電量的電池包，迅速換上已經充滿電的電池包。簡而言之，車輛的備用電池包在換電站集中充電，再通過換電機器人快速更換滿電電池包，達到及時補能的效果。
其實，中國早在20多年前就開始了換電模式的探索。2000年，電巴新能源（即奧動新能源的前身）成立，并于2005年在蘭州建立了世界上第一座大巴換電站。2008年北京奧運會、2010年上海世博會、2010年廣州亞運會期間，都使用過換電大巴進行人員接駁。但受到當時的電池、技術、模式等客觀條件制約，只是通過這類國家重大活動進行換電項目的初步探索。2010～2015年間，國家電網、許繼電氣等也曾經進軍過換電領域，但是都沒有取得明顯成果。對于各行各業來說，超前的理念、領先的技術、嶄新的模式，往往需要行業發展大勢與用戶應用場景兩者緊密結合，才能起到“天時地利人和”的效果。
換電模式真正迎來發展契機，是2016年北汽新能源與奧動新能源合作，推出“十城千站擎天柱計劃”，針對電動出租車市場開啟乘用車換電模式。在區域市場內，出租車車型相對統一，出租車司機需要“多拉快跑”。如果采用傳統的充電模式，補能時間太長，耽誤司機拉活掙錢，再加上當時電池續駛里程普遍在200～300公里之間，空調等配置也比較耗電，司機不得不頻繁補電。相比之下，換電出租車在每天的營運時間內可節省1.5～3小時的補能時間，因此受到司機的普遍歡迎。有了北京的經驗，其后廈門、昆明、廣州、蘭州等城市出租車領域也開始規模化推廣換電模式。
正是因為有了北汽新能源的示范作用，從2018年開始，蔚來、廣汽埃安、上汽乘用車、長安新能源、一汽紅旗、一汽奔騰、東風日產、吉利等國內主流車企開始在部分車型上采用“動力電池底盤換電技術”。比如，蔚來汽車于2018年為其ES8車型推出換電服務，新的補能方式提供了差異化營銷與服務，受到用戶的認可；2020年，蔚來又推出電池租用服務（BaaS）方案，車電分離降低了消費者的初始購車門檻，并有效緩解續駛里程焦慮。與此同時，在商用車領域，徐工、上汽紅巖、三一重工、華菱汽車、北汽福田等企業也開發了“動力電池背吊換電技術”的重卡車型。
換電運營商方面，除了較早進入的奧動新能源、伯坦科技，如今寧德時代、協鑫能科等企業也開始涉足換電領域。筆者認為，換電運營企業想要做好做大，需具備四方面能力：一是擁有領先的換電技術與專利；二是與主流車企之間進行緊密的技術協同和車型適配開發合作；三是對電池的運營、維護、安全管理有豐富的經驗；四是有多個城市長期規模化的運營實踐與能力。
三、換電模式助推新能源汽車產業高質量發展
換電模式從一開始就緊緊圍繞新能源汽車產業而誕生，又在發展中相互促進前行，助推新能源汽車產業高質量發展。歸納起來看，換電模式有四大優勢。
1．延長電池壽命。換電模式下，動力電池在恒溫、恒濕的充電艙內統一倍率集中充電，能很好地維護電池的SOH（健康度）、SOC（續駛里程）。同時，在寒區或冬季，能夠迅速給車輛提供滿電電池，不用擔心電池遇冷充不上電的問題。
2．補能高效。比起充電需要1～2個小時，換電全程僅需1～3分鐘，大大節省了用戶補能時間和等待時間。
3．提升電池安全性。在換電模式下，動力電池會回到充電艙，換電站后臺與車企打通電池包的數據，能夠及時分析電池狀態、排除電池故障，做到不觸發、提前判、快撤離的安全管理，大大降低了因為動力電池熱失控造成的車輛燃燒和安全損失。
4．“車電分離”降低消費者的購車門檻。消費者只需購買無動力車身，再根據不同的出行場景租賃不同規格和電量的動力電池，既能降低購車成本，又可以提升使用電池的靈活性。同時，車企也無需為解決消費者的續駛里程焦慮而不斷加大電池包容量，減少了成本。此外，換電也有利于電池及時報廢與回收梯次應用，大大節約了社會成本、降低了環保風險。
筆者認為，換電模式將加速汽車電動化進程，讓補能在不同應用場景下“可充、可換、可升級”，變得更多元和高效、便捷、安全。通過換電，將“車電分離”從單一的金融屬性變成了物理實現，通過“電池銀行”實現電池共享和流通，也消除了消費者對電池性能衰減和電動車二手車殘值的焦慮。
筆者曾與多家車企相關負責人交流，很多人認為，隨著動力電池逐漸成為標準化的可流通“能量塊”，接下來新能源汽車產業的競爭不再只是比拼動力電池的續駛里程，而是車企之間圍繞用戶打造核心競爭力，包括車身內外設計、智能駕駛艙、網聯化個性化創新與應用、用戶服務與體驗等。
未來無人駕駛的出現，將讓人們享受共享化的用車服務、電池服務，而不再需要購買車輛和電池。新能源汽車將通過智能化無人駕駛，在夜間電力波谷時段自動來到換電站換電。相關的車輛數據、電池數據、換電站數據，可通過網聯化得以打通。因此，在完整的用戶體驗協同鏈上，換電模式與汽車“新四化”必將深度融合。
四、換電高效助力國家“雙碳”戰略
有研究數據表明，汽車碳排放占我國交通領域碳排放80％以上，占全社會碳排放7.5％左右。2020年，汽車使用階段碳排放約7.2億噸，約占汽車碳排放的九成。傳統燃油車保有量大、使用化石能源，是造成使用階段碳排放高的主要因素。而換電模式與充電模式結合，能進一步加速汽車電動化。按照新能源汽車年滲透率25％計算，每年能夠累計節能減排2億至5億噸。
1．換電模式將加快提升新能源汽車滲透率。換電模式具有補能高效、降低購車成本、能有效緩解充電焦慮等優點，更易被消費者接受。預計到2030年，我國新能源汽車銷量將達到1570萬輛，“可充、可換、可升級”將成為中國新能源補給的主流模式。
2．換電模式的推廣將助力動力電池標準化。目前，不同車企之間動力電池包差異較大，尺寸規格不同、造型不同、BMS（通訊協議）不同、電芯電量布置不同等，導致每家整車廠甚至每款車的動力電池都相對獨立與封閉。中國機動車保有量已高達3.2億輛，如果每輛車的動力電池成為“標準能量塊”（電力資源載體），從封閉屬性變成開放屬性，從獨立屬性變成社會化屬性，那么中國的能源戰略儲備將會迎來全新格局。換電模式自從2021年被寫入政府工作報告以后，得到政府主管部門和不少地方政府的扶持與推廣。車企、能源企業、第三方運營企業等也不斷進入這一領域，進行規模化實踐。換電模式的廣泛應用，對電池的標準化和流通性提出了“關鍵需求”。只有解決了標準化問題，才能使電池資產成為社會公共資產。目前，主流車企的新能源車型下一代平臺，已經開始推動電池包標準化工作。比如某主流車企正推出多個品牌、十幾款車型使用統一電池包，電池規格與尺寸一致，打通BMS通訊協議，同一規格下有不同電量電池，便于用戶選擇使用。這種統一平臺、統一電池包的模式，讓補電方式更靈活。當然，為了提升用戶體驗，還需建設與運營更多換電站，相信電池標準化將推動換電模式進一步發展。
3．換電模式將有效推動廢舊電池回收利用。2021年，工信部印發了《“十四五”工業綠色發展規劃》，廢舊動力電池回收利用首次被寫進國家五年發展規劃，并且提出“到2025年，建成較為完善的動力電池回收利用體系”。經動力電池回收與梯次利用聯盟測算，2022年我國動力電池退役量為35萬噸，2027年將達到240萬噸。換電模式能夠為動力電池從源頭到拆解的“端到端”有效管理、追蹤、回收提供可行路徑，有利于環境保護，助力新能源汽車產業可持續發展。
4．換電模式將推動新型儲能應用和協同電網低碳化。換電站本身就是分布式儲能站。2022年6月7日，國家發改委、國家能源局發布《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》，指出要建立完善適應儲能參與的市場機制，鼓勵新型儲能自主選擇參與電力市場。換電站作為新型儲能站，可以獨立儲能參與電力交易。只要發揮換電站的技術和運營特點，波谷儲能將協助電網智能化和低碳化。
綜上所述，換電模式與汽車“新四化”深度融合，將立足新能源汽車產業生態，高效助力國家“雙碳”戰略，換出一片藍天。
（作者黃春華系奧動新能源汽車科技有限公司總裁助理）