风起换电赢在中国

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　　产品：电动星球 News
　　作者：毓肥
　　星期三晚上，央视经济频道《经济信息联播》栏目，播放了一则长达 7 分半钟的新闻，名字叫 「新能源车市迎换电‘风口’」 。
　　完整片段里面，央视走访了换电汽车用户、国家工程院院士、换电相关企业代表，从多维度展现了换电产业目前的发展情况和规划。
　　央视报道前几天，也就是 5 月 20 号，发改委、国家能源局联合发布《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见（征求意见稿）》。意见稿中提到， 要提升城乡地区充换电保障能力、加快换电模式推广应用、支持建设布局专用换电站 ，等等。
　　5 月 12 号，根据多家媒体从工信部了解到的消息，从今年下半年开始， 我国将在全国范围内开展新能源汽车换电模式应用试点 ，各城市申报试点工作方案将在 5 月底前完成申请。
　　如果说此前换电国标是一种探索，那么 5 月份之后，换电将正式迎来风口。
　　充电和换电本质上并不矛盾，但长久以来一直是电动汽车业界的热点辩题。而站在中国市场的角度，我们始终认为讨论充电和换电，本质上是在讨论 「更高效利用中国电力资源的方式」 。
　　换电的风口真的来了？换电真的更适合中国？换电技术仅限于换电？
　　我们今天聊聊这些。
　　「换电会是主流」
　　纵观央视的报道，「将来的主流」，是受访各界人士对换电路线的主要印象。
　　北京理工大学教授，中国工程院士孙逢春接受央视采访时表示 「能量的补充第一个是慢充，第二个是快换，第三个是快充」 。他甚至将快速换电排在了快充的前面。
　　何小鹏则对央视记者说：「（适合换电的）包括有挺多的体系，包括城市的运营车辆，比如说高端车，考虑到电池升级的逻辑，还有一些特大型车辆，我觉得车电分离或者氢能源都适合，所以（充电和换电）这两条线都会并行往前走。」
　　蔚来是换电技术的坚定支持者，李斌受访时表示「我们现在已经有 55% 以上的用户选择电池租用的模式。我觉得充电换电一直都是不矛盾的，大家没必要把它对立起来，所以我们叫可充、可换、可升级。」
　　吉利充换电生态技术负责人杨全凯则表示「在完善B端网络建设后，C用户会自然而然与 B 端用户一起导入到换电生态系统中」。早前的 5 月 17 日，吉利已经与孚能科技宣布成立电池合资公司，预计总产能达到 120GWh。
　　中国石化董事长，党组书记张玉卓称，现在要全面开放加油基础设施，为导入新能源提供条件。 「加油站可以改成加能站，（将来）用一个换电站解决所有汽车的换电问题，让中国石化的充换电站成为公共服务设施」。
　　换电为什么赢？
　　1. 曾经的失败
　　央视新闻出来之后，有观点认为这是蔚来继换电国标之后的又一次胜利。我们不否认这样的观点，但我们不能只看到胜利。
　　回到 2017 年蔚来推出换电站的时候，有人认为， 蔚来不过是用了一个特斯拉抛弃的技术。
　　2013 年 6 月 21 日，也就是 SuperCharger 面世 3 个月之后，马斯克推出了 「Tesla Station」 。Tesla Station 包括两个功能，SuperCharger 和 Battery Swap，也就是充换电一体站 。
　　8 年前的马斯克表示，特斯拉的换电技术可以在 90 秒内换好一块电池。现场展示中， Model S 只用了 94 秒就可以开走 ，而对比的汽油车型还在等油箱加满。
　　但仅仅两年之后，Tesla Station 就宣告夭折，马斯克叫停了换电站的试点，并将精力放在了 SuperCharger 上。他当时的表态是： 「人们不在乎换电，应对洛杉矶到三藩市这样的出行，Supercharger 已经足够快了」。
　　放弃，是首批换电路线践行者的统一结论。
　　Better Place 是一家以色列充电服务公司，2007 年成立，2013 年破产。但在 2013 年之前，它还是一颗新能源产业的明星，因为 Better Place 首发了量产换电技术。
　　2009 年 5 月 13 日，Better Place 在日本横滨，和日本环境省合作展示了换电站原型， 号称能在 5 分钟内完成换电全程 。此后 Better Place 分别在东京、旧金山、荷兰都试运营过换电站，但最终还是以失败收场。
　　2.中美大不同
　　为什么特斯拉、Better Place 没有做成的换电，现在我们做成了，更成为了「风口」？
　　首要原因，是 中美社会结构的差异。
　　根据 NAA 美国公寓协会的数据，截止至 2017 年，仅有 1/8 的美国人口居住在公寓里面，约 12.5%。另一份来自美国统计局 2014 年的数据则表示，全美一共有 77% 的人口居住在独栋住宅（包括联排别墅 townhouses）。
　　根据第七次人口普查的结果，我国 2021 年人口密度为每平方千米 147.1 人，这个数字是美国 2021 年人口密度 36.23 人每平方千米的接近 4 倍。
　　更高的人口密度和不同的居住结构，意味着我们需要更高效的电力资源利用方式 ，尤其在电力资源负荷越来越高的当下。
　　根据北京电网数据，北京市在 1 月 6 日录得 2451 万千瓦（24.51MW）的用电高峰，也是最近 20 年来北京首次冬季用电负荷超越夏季；上海更是在 1 月 8 号达到了 3339 万千瓦的冬季用电记录，并同时打破所有夏季记录。
　　目前特斯拉使用的 V3 快充峰值功率可达 250kW。而如果北京市内有 10 万辆电动汽车在 250kW 功率下充电，将带来 2500 万千瓦的峰值负荷， 相当于北京额外承受一倍用电压力 。
　　3. 削峰填谷
　　面对写进了 2035 规划的纯电大潮，只想着承受压力当然不够，更高效的做法，应该是 「转移压力」 。
　　根据广州供电局与华南理工大学电力学院，于 2007 年发布的《广州电网负荷特性分析》，广州市的用电高峰，一般出现在 11 时、15 时，和 21 时。上面提到的北京上海用电高峰，则都在 19 时左右录得。
　　伴随峰值出现的，是峰谷差——根据国网能源研究院的报告， 预计到 2025 年，我国电网最大日峰谷差将达到 4 亿千瓦 。
　　峰谷差并不是简单的差值，它代表了 由于需求不对称造成的资源浪费 。
　　削峰填谷，则是电网负荷调节的关键。
　　目前我国主要的削峰填谷方法中，分时电价是居民消费者体会最深的，也就是深夜电价更低，忙时电价更高。
　　但对于电动汽车用户来说，波谷充电有一个小缺陷： 低价尊重了人性，但十一点往后六七点截止的波谷时段没有尊重生物钟。
　　只有家充桩+预约充电的结合才能完美适配谷时充电，但这又带来另一个问题： 车位 。
　　根据发改委 2016 年的数据，我国大型城市小汽车和停车位的比例约为 1:0.8，中小型城市为 1:0.5，而发达国家为 1:1.3。以北京市为例， 2016 年北京市汽车保有量为 548 万辆，但停车位总数只有 193 万个。
　　一个可以更小化电动汽车补能对电网造成的负担，同时又适应停车位紧缺现状的技术路线，才是更好的削峰填谷手段。
　　4. 更高的效率
　　满足这样的要求，需要一个效率极高的方案。
　　上图是蔚来的二代换电站，占地 4 个停车位，号称可以每天服务车辆换电 312 次，可存储 13 块电池，电容量 1250KVA。
　　这个是吉利的换电站，占地 126 平方米，按照我国 2.5x6 米的双面车位标准，相当于 8-9 个车位，号称单站每天服务 1000 车次。
　　KVA 指的是视在功率，可以简单理解为蔚来二代站的最大充电功率不大于 1250kW。这样的功率换算成 120kW 的快充桩，大概需要 10 个车位——同样的面积，吉利说他们的换电站能服务 1000 辆车。
　　平均每个车位面积日服务 80-100 车次 ，这是目前换电站的效率。即使减半，换电站的能力依然远高于充电站。更重要的是，实现这样的效率，换电站只需要几分之一的车位资源占用。
　　换电站的核心竞争力，就在于效率，以及分配效率 。
　　换电的「换」，本质是 时间的转移 ，因为用户补能和电网负荷是错开的。服务提供者收集了用户分散的补能时间，并且统一分配，这才是换电更深层的含义。
　　充电体系很难做到这一点，起码在电网供电能力飞跃之前，充电体系仍然更多地是「负荷」，而不是「调节」。
　　5. 加能储能
　　中石化的入局，让换电路线多了几分耐人寻味。
　　中石化并不是唯一加入纯电浪潮的石油巨头，比如挪威国家石油公司 Equinor、英国石油公司 BP、壳牌 Shell 等等，均已经将旗下加油站逐渐向加油充电一体化的「加能站」转型。
　　而中石化的加能站，则从换电站起步，为什么？
　　今年 4 月 15 号，中石化与奥动新能源签署战略合作协议。奥动新能源联席董事长张建平接受新华社采访的时候表示， 「换电站将来作为国家的备用电源，这是非常好的一件事。」
　　吉利的换电站可以储存 39 块电池，以 80kWh 计算是 3120kWh，相当于今年 1 季度,我国居民人均月用电量 217kWh 的 15 倍。
　　用几个车位的占地面积，同时服务上千辆电动汽车，以及应急情况下的多户居民，这就是换电站的储能效率。
　　大洋彼岸的特斯拉，则已经将「备用电源」四个字发挥得淋漓尽致。
　　「full Tesla ecosystem 特斯拉全生态」 ，这是马斯克对新一代特斯拉超充站的总结：
　　Solar Roof 太阳能屋顶将赌城充沛的光照资源转化为电力；PowerPack 储能装置将这些电力储存起来；而 Supercharger V3 将电力分配给每一辆特斯拉汽车。
　　Tesla EcoSystem 体系中，Supercharger 更像一种能源产品，它精准匹配了美国独栋住宅社会结构/私营电力网络混乱的特点，让特斯拉超越车企，成为了一家能源方案供应商。
　　在车位资源紧缺、电网负荷需要统一调配的中国，Tesla EcoSystem 并不适用。
　　基于中国市场考虑，换电同时适应了电力体系和社会结构。首先是成功转移了补能峰值，其次是适用于个人充电桩难以普及的国内主流公寓型城市。
　　但无论是中国的换电站，还是 Tesla EcoSystem，「给电池充电」都只是其中一部分功能， 完整的储能+补能体系 ，才是加油站向加能站变革的核心。
　　跑出来的风口
　　最后还是说回蔚来，因为如今的换电风口，很大程度上得益于 NIO Power 的坚持。
　　不需太多笔墨描写，从 2017 NIO Day 发布换电站以来，唱衰换电的文章，在网上汗牛充栋。
　　但如果换电注定消亡，那么今年以来各种政策的落地，20 年以来奥动的坚持、吉利中石化的大步入场，都不会出现。
　　央视报道出来之后，我们采访了 NIO Power 的内部人士。他表现得很淡定：「央视对所有正确的事，总会或早或晚地肯定的」。
　　蔚来副总裁沈斐，曾经在个人微信公众号「斐常说」里面发表过一篇文章，题为《不靠锦鲤，我们靠实力和执行力》，里面有这么一段：
　　「什么是真正牛逼而又有意义的事？是完成其他人没做过或没做成功的事，而且这事要能帮助到很多人，最好还能推动社会的进步，不仅是从 0 到 1，还要能到 10，到 100 的那种。」
　　从未被质疑过的东西，不可能成为风口。
　　500 年前，个人出行的补能手段是草料，喂马用的；300 年前，个人出行的补能手段是加煤，蒸汽机车用的；100 年前，我们开始加油；100 年后，我们开始充电，甚至开始换电。
　　没有永远热门的技术路线，但永远有技术正当红。
　　风起了，船能跑多远？