講到換電，就不得不提到一家公司，Better Place。早在2007年，Better Place在美國加州成立，成為世界首家換電運營公司。因為創(chuàng)新打造了電動車換電補能解決方案，Better Place一度成為新能源領域的弄潮兒，前后共融資8.5億美金，估值達到22.5億美元。
在2010年，Better Place來到中國，先與奇瑞汽車達成合作開發(fā)量產(chǎn)版換電車型應用方案；次年4月份，又與南方電網(wǎng)就換電模式簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，并在廣州設立換電站及體驗中心。這個時期的Better Place風頭正盛，其換電業(yè)務已經(jīng)覆蓋以色列、丹麥、澳大利亞、加拿大、日本等國家。
然而，運營數(shù)年后，到2013年5月26日，Better Place卻以破產(chǎn)清算的方式淡出了大眾的視野。
圖1：Better Place推出的換電模式，資料來源：Better Place，國聯(lián)證券
但新能源汽車市場對換電模式的熱情并沒有因此而熄滅。時隔不到一個月，Better Place的“繼承者”來了，就是當時的明星電動車企特斯拉。
2013年6月20日，在換電發(fā)布會上，馬斯克親自講解了新開發(fā)的換電模式，“特斯拉的車主此前只能通過充電來“加油”，超級充電站需要耗時30分鐘，普通的充電方式則耗時數(shù)小時。但是今天的換電模式，能讓電動車90秒滿血復活。”僅僅90多秒鐘，一輛Model S便完成了整個換電過程，遠快于燃油車的加油時間。
談到換電的未來時，馬斯克信心十足，表示：換電系統(tǒng)將率先在美國加州I-5高速公路投入使用，隨后還將在波士頓到華盛頓的公路旁修建換電站。
但戲劇性的是，在特斯拉推出換電模式兩年后，卻因商業(yè)模式等問題被放棄了，此后馬斯克帶著隊伍全身心的投入到超級快充技術上面。
圖2：2013年特斯拉展示換電過程，資料來源：特斯拉換電發(fā)布會
視線回到我國，換電模式也遭遇國家電網(wǎng)城市試點失敗的窘境，在2013年，曾提出換電為主的國家電網(wǎng)轉向“主導快充、兼顧慢充、引導換電”的“新路線”，開始扶持充電模式。從2014年開始，高層政策開始重點鼓勵發(fā)展充電，換電模式逐漸淡出視野。
之后的相當長時間，換電模式一直陷在低谷，而充電模式則一路高歌猛進成為主流。直到2020年之后，換電模式迎來新一輪曙光。
從早期的備受市場追捧，到后來一度沉寂，再到曙光乍現(xiàn)，換電模式經(jīng)歷了什么？又能否如期打開成長空間？
01 換電VS快充
什么是換電？
顧名思義，電動車不用充電而是直接通過更換電池滿足續(xù)航，這種將車和電池分離進行補能的模式，稱為換電。
根據(jù)應用場景不同，換電技術最初分為底盤換電、分箱換電、側方換電等形式。經(jīng)過十多年的技術更迭，底盤換電已成為乘用車主流換電形式，代表企業(yè)有北汽新能源、蔚來等；商用車則主要采取端部、側方換電。
圖3：底盤換電示意圖，資料來源：東方證券
換電的優(yōu)勢
俗話說天下武功唯快不破，換電模式的最大優(yōu)勢就是耗時極短，全程僅需數(shù)分鐘，補能體驗與傳統(tǒng)燃油車相當，有時候甚至更快一步。此外，相較于充電，換電模式在延長電池使用壽命、維護和管理安全性、降低電網(wǎng)負荷等方面更勝一籌。
筆者從五個方面梳理了換電模式的優(yōu)勢：
1) 對車主，除了實現(xiàn)快速補能，換電模式可以更好解決動力電池折舊和二手車貶值等令每個車主頭大的問題。另外，大部分電池自燃發(fā)生在充電過程，換電模式替車主規(guī)避了最危險的環(huán)節(jié)，讓電動車主用的更安心；
2) 對車企，由于電動車整車成本中，光是電池就占到了30%-40%，使得電動車的整體成本被大幅抬高，很難和燃油車拼性價比；而換電模式下的車電分離顯著降低消費者初始購置成本，降低了消費者的購買門檻，有點住房按揭那意思；
3) 對電池企業(yè)，動力電池在換電站由專業(yè)人士控制管理，相比個人消費者管理，前者的電池壽命可以延長30%-60%；而且電池一旦有問題在換電站就被發(fā)現(xiàn)了，可以大幅度減少電池故障；
4) 對電網(wǎng)，由于快充是大電流，會給電網(wǎng)帶來一定沖擊，所以一般對于快充點，都要求配置專門的變壓器，以隔離對低壓電網(wǎng)的影響。換電模式下，電池一般是小功率慢充，不僅減少電網(wǎng)的負荷，還可以在一定程度上避開用電高峰，平衡峰谷；
5) 對社會，換電站如同加油站，除排隊時間外，車輛開入后基本不會額外花費時間停留，在相同空間下，換電具備更高的利用率。尤其是在時間就是金錢的現(xiàn)代社會，換電站給大家省下來的時間就是提高了社會效率。
圖4：換電與慢充、快充模式對比，資料來源：《電動汽車充換電服務模式研究》，國盛證券
02 緣起緣滅
既然換電有你說得這么好，那為什么會出現(xiàn)開篇所說的，海內(nèi)外這個模式都經(jīng)歷了相當長的低谷期？
曾被寄予厚望
自2009年國家推出“十城千輛”示范工程，電動車如雨后春筍般在全國各地興起。不過早期的電動車由于電池技術受限導致充電時間過長、續(xù)航短，對于用戶來說很不友好，尤其商用車和出租車。另一方面，電池的成本高昂，導致電動車的購置成本遠高于同級別燃油車，這同樣制約著電動車的推廣。彼時電池的短板是由材料本身的性質(zhì)所決定，短期內(nèi)難以看到明顯的改變。
綜合權衡之后，換電模式自然成為業(yè)內(nèi)關注的焦點。相對充模式，換電可以更好、更快緩解電動車痛點。事實上，在北京2008年奧運會、2010年上海世博會的電動公交車均采用電池更換的模式。
所以我們也看到在電動車發(fā)展初期，國家電網(wǎng)首先在新能源車乘用車領域進行換電技術研究，提出“換電為主、插電為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的商業(yè)模式。從2009-2012年，國網(wǎng)相繼完成相關技術儲備和出租車換電試點。
此外，在2011年的電動汽車及充電裝置、儲能技術大會上，《我國電動汽車充電設施發(fā)展研究報告》受到業(yè)內(nèi)熱議。作為指導中國電動汽車充電設施發(fā)展的一份重要文件，報告同樣確定了“換電為主、充換結合、多種形式、市場導向”的充電服務模式。
陷入低谷期
但是短短幾年之后，國網(wǎng)在充換電領域的經(jīng)營思路就來了個“急轉彎”，到2013年，國家電網(wǎng)對充換電的技術路線作出重大調(diào)整，提出“主導快充、兼顧慢充、引導換電、經(jīng)濟實用”。說是主導，其實基本上就是放棄了換電。
在國家政策層面，從2013開始，國家政策持續(xù)鼓勵推動新能源汽車充電基礎設施建設，政策不涉及對換電的支持，換電模式在政策層面遭受冷遇。
值得一提的是，在2014年，國家電網(wǎng)向社會資本開放充換電設施市場，隨后星星充電、特來電等民營企業(yè)開始進入，充電市場迎來飛速發(fā)展，之后的數(shù)年，充電模式逐漸成為市場絕對主流。
換電之所以迅速敗北，究其原因，主要存在投資成本高、換電車輛少、標準不完善、商業(yè)模式不成熟等問題。
1) 投資成本高。相比充電樁幾千到幾萬的投入，單個換電站建設成本超過200萬，這還沒加上備用電池，算下來每座換電站的投資都在數(shù)百萬元人民幣。更難的是，為了支撐換電車輛的正常運轉，往往一個試點地區(qū)就需建立多座換電站形成換電網(wǎng)絡；
2) 電池標準化不統(tǒng)一。不同品牌、不同車型電動汽車電池包標準化程度低，尺寸差異大，難以共用換電站，就像當年的手機充電接口；
3) 換電車普及率低。首先是換電車輛少，當時整體電動車的基數(shù)都還比較小，更何況換電車倆，換電站利用效率低，增加了回本周期；其次是換電車型少，想要大規(guī)模推廣換電模式，需要從整車設計的時候就以換電模式開發(fā)，需要有一定規(guī)模的整車保有量，因此一定數(shù)量的整車廠參與支持是必不可少的；
4) 商業(yè)模式不完善。早期以Better Place和國家電網(wǎng)為代表的第三方，他們提出的換電商業(yè)化模式是自己采購動力電池，扮演“電池運營商”的角色。雖然對于消費者來說無需再支付購買電池的費用，能夠大大降低購置成本，但對于整車企業(yè)來說，一旦接受這一方案，相當于喪失了對于新能源汽車最核心部分的掌控力，生產(chǎn)電動車只是為第三方做嫁衣，自然沒有多少車企愿意響應。
總結一下，換電模式的“失敗”，從來不是簡單的技術和投資問題，而是商業(yè)模式、產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)生態(tài)、市場認可等多方面綜合結果。
圖5：2013-2016年充換電相關政策，資料來源：政府網(wǎng)站
03 曙光再現(xiàn)
政策春風先起
通過前文的分析可知，換電從來都是一個需要多方協(xié)調(diào)的模式，政策作為先導注定是最好的觀察破冰的指標。
在2020年5月國務院發(fā)布的《政府工作報告》中，關于新基建的內(nèi)容由“建設充電樁”擴展為“增加充電樁、換電站等設施”，這是換電站第一次被寫入政府工作報告，亦是換電站首次被納入新型基礎設施行列，成為我國新基建的七大重要領域之一。此后，多份政府文件均提出大力發(fā)展換電模式。
直到2021年10月，換電模式真正迎來政策拐點，工業(yè)和信息化部辦公廳印發(fā)《關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》，決定啟動換電模式應用試點工作，加速推動電動車換電模式發(fā)展，并且將北京、南京、武漢、三亞、重慶等11個城市納入首批試點。
一個月后，《電動汽車換電安全要求》國家標準正式實施，這是我國汽車行業(yè)在換電領域的首個基礎通用國家行業(yè)標準。標準文件的推出，可謂是解決了換電行業(yè)的心頭病，有助于提升使用換電技術的電動車在機械強度、電氣安全、環(huán)境適應性等方面的安全水平，這就意味著換電模式邁入新階段指日可待。
圖6：2020年以來換電行業(yè)重要政策梳理，資料來源：各部委，錦緞研究院整理
各方勢力進場
自2020年以來，隨著換電政策的發(fā)布和新能源市場的爆發(fā)，等候多時的各方資本則前赴后繼涌入換電領域。
2020年8月，蔚來汽車正式推出BaaS車電分離電池租用方案；
2021年4月，中石化與蔚來簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，開展換電站建設、運營工作；
2021年10月，吉利汽車推出全新?lián)Q電出行品牌—睿藍；
2022年1月，寧德時代發(fā)布EVOGO換電品牌及組合換電整體解決方案和服務。未來EVOGO將選擇十個城市首批啟動換電服務，并發(fā)布更多品牌的換電車型。
除此之外，奧動、伯坦、協(xié)鑫能科等換電站運營商也在加快換電站建設，并積極與主機廠合作。
圖7：蔚來BaaS運作模式，資料來源：蔚來官網(wǎng)
終端需求配合
所謂“兵馬未動，糧草先行”，未來只有建立完善成熟的充電、換電網(wǎng)絡，汽車產(chǎn)業(yè)才可能從1裂變到10。
回溯歷史，換電模式其實一直面臨所謂的“先后雞還是先有蛋”的難題，即消費者在換電站不完善的情況下不愿購買換電車型，主機廠在沒有完善的換電站支持下，不愿意大規(guī)模推廣電動車，而換電運營商在沒有大量電動車市場需求的情況下，更不愿意大規(guī)模投資。結果就是，各方陷入了“雞和蛋”的死循環(huán)。
伴隨著電動化轉型的深入和終端消費者接受度提升，這個怪圈逐漸被打破。如今主流汽車廠紛紛推出換電車型，換電車型的保有量也越來越多，其中最典型的就是蔚來汽車。
同時，在《800V高壓快充：電動車從1到10必須攻取的新高地》中，我們發(fā)現(xiàn)電動車的新軟肋—充電焦慮。續(xù)航不再是電動車的核心賣點，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新矛盾已經(jīng)切換到補能速度，換電作為解決方案之一，理論上將是快充的有益補充。
圖8：主流汽車廠紛紛推出換電車型（不完全統(tǒng)計），資料來源：汽車之家，高工鋰電，長江證券
電力系統(tǒng)助力
過去十余年，中國風電、光伏發(fā)電容量大幅增長，但這些都是間歇性能源，通常是“靠天吃飯”。在去年發(fā)布的《電力大變局：特高壓、儲能與智能電網(wǎng)》一文中，我們觀察到發(fā)展新型電力系統(tǒng)的緊迫性與重要性，其中重要一員就是儲能系統(tǒng)。
換電聊得好好的，怎么突然切到了儲能了？這是因為在前文中，筆者沒有提到大家追捧換電的一個重要原因，在于換電站其實就是一個小型儲能電站，設想你盤下了一個換電站，那自然可以通過在用電谷底、電價便宜的時候來完成充電，然后在用電高峰時把電池賣給客戶，最終的結局就是：換電站賺取電價差額、業(yè)主縮短補能時間、電網(wǎng)降低負荷壓力。
所以換電可以通過調(diào)整充電時間來削峰填谷、降低電網(wǎng)負荷，實現(xiàn)儲能的功能。這亦是快充模式所不具備的“超能力”。
這個超能力有多大？粗略算個賬，假設有1000萬輛電動汽車加入換電模式，假設每輛車耗電10度，也就是一天將耗電1億度，基本相當于兩個葛洲壩的發(fā)電量。
04 千億發(fā)令槍響
最后，講到讀者最關心的話題，就是換電模式帶來的行業(yè)成長空間。
測算方法也并不復雜，就是按照目前車樁比的需求缺口，再考慮到后續(xù)換電車型滲透率的持續(xù)提升即可。根據(jù)國盛證券的預測，換電站的空間在千億規(guī)模級別。
圖9：2030年我國換電行業(yè)市場空間測算（單位：億元），資料來源：國盛證券
從數(shù)量規(guī)模看，根據(jù)目前幾家主導企業(yè)的規(guī)劃，僅蔚來、吉利、中石化這三家在十四五期間對于換電站的建設目標就超過1.4萬座，再加上寧德時代、奧動新能源、伯坦科技等企業(yè)的規(guī)劃，總數(shù)量將遠超過2萬座，按照一個換電站數(shù)百萬的投資規(guī)模，也是千億左右的投資。
隨著后續(xù)新能源換電車型銷量的提升和換電政策的催化，換電站的建設有望進入加速度，在基建中的角色堪比傳統(tǒng)加油站。毫無疑問，換電模式已經(jīng)成為繼儲能、快充之后的另一大風口，千億空間或只是起點。
圖10：主要幾家企業(yè)的規(guī)劃，資料來源：公開資料
不可否認，今天的新能源汽車領域還在上演著乘用車該走充電模式還是換電模式的爭論，畢竟兩種路線的優(yōu)勢、劣勢都很突出，包括我們在行業(yè)初期也一度度換電存乎質(zhì)疑。但目前來看，隨著產(chǎn)業(yè)的一日千里，站在能源革命的角度，我們認為可持續(xù)的電動車未來終將演變成充換電相輔相成的格局，過多的爭論反倒成為了新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙。
隨著這次換電的發(fā)令槍重新響起，千億賽道一下子人聲鼎沸，穿過路線之爭的迷霧，未來的關注點，當在換電賽道上，去看誰在領跑，又是誰在彎道超車。
