作者：楊夢迪 | 河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，河南交通運輸戰(zhàn)略發(fā)展研究院，河南省交通綠色發(fā)展研究中心
編輯：楊夢迪| 校核：王坤| 審核：龍志剛
在碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略實施、公轉(zhuǎn)鐵和公轉(zhuǎn)水運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整的大背景下，中短途運輸需求增加，成為加速電動重卡市場增長的催化劑。換電重卡模式在一定程度上能夠解決早期電動化重卡購置成本高、充電時間長等問題，引起了行業(yè)的廣泛關(guān)注。為推動我省重卡貨運轉(zhuǎn)型發(fā)展，特就換電重卡及充換電設(shè)施展開分析與研究，發(fā)布兩篇研究成果：
關(guān)于換電重卡的相關(guān)研究（上）：概述與發(fā)展現(xiàn)狀（點擊鏈接閱覽）
關(guān)于換電重卡的相關(guān)研究（下）：應(yīng)用場景及發(fā)展建議
一、重卡特色類試點城市分析
2021年10月，工業(yè)和信息化部辦公廳印發(fā)《關(guān)于啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作的通知》，決定啟動新能源汽車換電模式應(yīng)用試點工作，其中宜賓、唐山、包頭3城市納入重卡特色類試點。以下對三個城市進(jìn)行發(fā)展基礎(chǔ)以及未來發(fā)展計劃的分析和研究，為河南省發(fā)展換電重卡提供經(jīng)驗借鑒。
宜賓
四川宜賓已具備新能源汽車換電模式應(yīng)用的多個優(yōu)勢。產(chǎn)業(yè)集群方面具備完整新能源重卡換電產(chǎn)業(yè)鏈，寧德時代200GWh生產(chǎn)基地四川時代落地宜賓，3月被認(rèn)證為全球首家電池零碳工廠，宜賓金茂科易、宜賓科易換電是國內(nèi)領(lǐng)先的重卡換電設(shè)備提供商，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)完備。此外宜賓還擁有行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)研發(fā)團隊，豐富的水電等清潔能源，中國電動重卡換電產(chǎn)業(yè)促進(jìn)聯(lián)盟等行業(yè)組織、獨特的“成渝雙城經(jīng)濟圈”區(qū)位優(yōu)勢等，這些都為其發(fā)展換電重卡提供了基礎(chǔ)。
宜賓市計劃在2年內(nèi)建成換電站20座以上，推廣車輛1000輛以上，到2025年建成60座換電站，推廣車輛3000輛，并將試點成果推向全國其他20個以上城市，累計建成換電站1000座以上，推廣換電重卡50000輛以上，形成產(chǎn)值300億以上。從圍繞宜賓港、寧德時代園區(qū)等典型場景開展共享式重卡換電示范運營、加快建設(shè)換電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、構(gòu)建嚴(yán)格的安全監(jiān)管平臺、推動標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等方面推動試點方案實施。
四川時代一期項目產(chǎn)業(yè)園
唐山
唐山的鋼鐵產(chǎn)量一直位于全國首位，工業(yè)產(chǎn)值占唐山經(jīng)濟發(fā)展的半壁江山，同時也帶來了突出的能耗和環(huán)境問題，隨著大宗物料以及港口貨物運輸需求增長，唐山重型貨車保有量已超過10.2萬輛。在綠色低碳發(fā)展目標(biāo)下，唐山市大宗運輸、港口接駁等物流企業(yè)也紛紛對新能源運輸車輛表現(xiàn)出巨大熱情和積極的接納態(tài)度，以助力城市大氣污染治理，為換電重卡的推廣提供了豐富的應(yīng)用場景。
唐山市計劃在試點期內(nèi)落地運營換電重卡2600臺，建成投運換電站不少于60座，成立電池資產(chǎn)管理公司2家，換電運營示范企業(yè)5家，屆時可節(jié)約柴油消耗18億升，減排二氧化碳473萬噸。重點從設(shè)計“三縱一橫”干線換電網(wǎng)絡(luò)布局、與國家電投合作建立換電重卡數(shù)據(jù)監(jiān)控管理平臺、建立全市純電動重卡換電聯(lián)盟、對新能源重卡城區(qū)不限行等方面落實試點方案。
國家電投換電重卡在燕山鋼鐵運輸現(xiàn)場
包頭
包頭市擁有全國唯一軍工背景的重卡生產(chǎn)企業(yè)——北奔重汽集團。北奔重汽集團擁有國家級企業(yè)技術(shù)中心和特種汽車院士工作站，與寧德時代、特百佳動力、玖行能源等行業(yè)龍頭形成了緊密的合作關(guān)系，成功研制了國內(nèi)第一批換電重卡。應(yīng)用場景上，包頭及周邊地區(qū)能源豐富，不乏礦山、廠區(qū)等適合純電動重卡運營的場景，可以滿足運營所需。
2020年12月，包頭市啟動新能源汽車換電網(wǎng)生態(tài)一體化項目建設(shè)。2020年12月長安新能源包頭智慧換電站投入運營。2020年包頭市新能源汽車換電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資合作，計劃將在3年內(nèi)在全包頭市推廣約4萬輛新能源汽車，在包頭市標(biāo)準(zhǔn)分箱換電模式新能源汽車保有量達(dá)1萬輛以上時，建成一座以包頭為基地、覆蓋內(nèi)蒙古全省的動力電池租賃、存儲、轉(zhuǎn)運、梯次利用、循環(huán)利用與服務(wù)的新型動力電池循環(huán)產(chǎn)業(yè)園。
北奔新能源電動重卡集中交付包鋼鋼聯(lián)
二、應(yīng)用場景分析
封閉場景
封閉場景主要包括港口、鋼廠、煤礦等，具有作業(yè)區(qū)域固定，定點、高頻、運輸效率要求高，日均運距為80公里，24小時不間斷作業(yè)等特征，車輛常處于怠速或低速狀態(tài)，發(fā)動機熱效率低、燃油經(jīng)濟性差、污染水平高，使用換電重卡既能實現(xiàn)能源的快速補給，降低車輛造成的大氣污染，且建設(shè)一座換電站即可覆蓋整個封閉區(qū)域的服務(wù)需求。
短倒運輸場景
短倒運輸場景主要包括城市渣土運輸、公鐵接駁運輸、煤礦到電廠短途運輸?shù)?，具有路線固定、單程距離短的特征。該場景下，根據(jù)運輸距離不同，重卡每天能夠往返運輸4-6次，單程里程100-150公里左右，使用換電重卡可每單程或往返更換1塊電池，幾乎不影響運輸效率，可實現(xiàn)對柴油重卡的替代。
干線中長途運輸場景
重卡是高速公路運輸?shù)闹髁?，因此高速公路等干線中長途運輸是換電重卡的主要應(yīng)用場景之一。該場景下，重卡單程運距為350公里左右，日均行駛里程可達(dá)800公里以上，對運輸效率要求較高，使用換電重卡能夠滿足對運輸效率的要求，且換電站可以與加油站同樣布局于高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)，幾乎無需新增土地規(guī)劃，容易實現(xiàn)推廣應(yīng)用。
三、存在問題及發(fā)展建議
換電重卡發(fā)展難點
難點一：電池和換電站缺乏行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)
電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一是制約換電卡車發(fā)展的最大難題，一方面因為電卡有牽引車、自卸車、攪拌車等車型，另一方面各車型間有寧德時代的、國軒高科、億緯動力等多家電池型號，這些型號之間目前無法通用。換電站建設(shè)運營也同樣缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前《電動中重型卡車共享換電站建設(shè)及換電車輛技術(shù)規(guī)范》正由一汽解放牽頭制定。未來，在國家及行業(yè)龍頭企業(yè)的努力下，相關(guān)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將陸續(xù)出臺，有效支撐換電重卡的應(yīng)用推廣。
難點二：換電站面臨選址困難的問題
當(dāng)前，有關(guān)換電站的土地、建設(shè)審批等相關(guān)政策法規(guī)尚不完善，不管是自建換電站還是公共換電站都面臨網(wǎng)點布局選址困難的實際問題。自建換電站的選址主要集中在港口、礦山等，而這些區(qū)域的場地一般都是寸土寸金，土地審批是一個較大的難題，主要面臨土地資源緊張，主管部門不清晰，審批難，無法可依等問題。公用換電站的建設(shè)主要是為了盈利，選址建設(shè)涉及土地資源、環(huán)境污染、電力增容等諸多現(xiàn)實問題，這需要政府主管部門審批、環(huán)保部門認(rèn)同、國家電網(wǎng)許可。
難點三：換電站面臨經(jīng)營盈虧的問題
由于換電模式仍處于初級的探索階段，還未大規(guī)模商業(yè)化，換電站的盈利模式仍然不十分清晰。單站的利用率是換電重卡盈利的關(guān)鍵，根據(jù)有關(guān)測算，當(dāng)利用率約到23%時，換電站跨過盈虧平衡點；當(dāng)利用率上升到30%時，對應(yīng)的年利潤可以達(dá)到42萬；當(dāng)利用率上升至40%時，重卡換電站盈利能力有顯著躍升，凈利潤達(dá)97萬。公用換電站的核心優(yōu)勢在于區(qū)位，一個好的選址將成為后續(xù)運營的核心壁壘之一，既能給卡友換電帶來方便，也能給后續(xù)運營帶來利潤。
難點四：客戶面臨單次更換電池的成本問題
不論是選擇公共換電站還是自建車隊的車主都需要考慮單次更換電池的成本，公共換電站需要考慮單次服務(wù)費和電費，自建換電站的大車隊則需要綜合考慮換電站成本、電費、儲備電池、人工等成本。目前，換電方式有多種，且更換不同的電池型號成本也不一樣，客戶單次更換電池的成本問題也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案，依靠換電站運營商在實踐中摸索，更好地平衡換電站的盈利與客戶承擔(dān)的成本間的關(guān)系。
難點五：換電站存在一定安全隱患
換電過程電池包的高壓線束的插接器件要頻繁插拔，對插接器件的質(zhì)量和可靠性要求非常高，一旦漏電就會產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。電池包頻繁的裝卸及大功率充電，電池本身的散熱通風(fēng)等方面也存在一定的安全隱患。如若換電重卡在剎車、震動和碰撞過程中出現(xiàn)安全問題，對于換電站、車輛制造廠、司機的責(zé)任劃分問題不清晰，需要依靠健全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家法律法規(guī)來不斷解決。
發(fā)展建議
建議一：強化政策支持
一是政府應(yīng)充分發(fā)揮財政資金的作用，考慮電池綜合服務(wù)費對換電站盈虧以及客戶換電成本都有很大的影響，對不同場景給予不同運營補貼。二是充分保障純電動車輛路權(quán)優(yōu)勢，出臺不限行、不限號、減征或免征過路過橋費等政策，同時限制柴油重卡的使用，多措并舉推動換電重卡的發(fā)展。三是加大對動力電池技術(shù)研發(fā)的政策支持力度，推動整車成本不斷降低和性能提高，增強換電重卡的經(jīng)濟性。
建議二：加強多方協(xié)同
一要強化能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃，將電動重卡充換電配套設(shè)施建設(shè)列入城市規(guī)劃，增加其在用地、建設(shè)、消防、驗收等各個方面的依據(jù)，防止基礎(chǔ)設(shè)施過早建設(shè)失去應(yīng)用的效率。二要協(xié)調(diào)電網(wǎng)企業(yè)，對電動重卡充換電配套設(shè)施提供低成本的電力接入保障，預(yù)防新能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模化需求引發(fā)的無序化電力需求。三要拓寬融資渠道，在金融等方面充分利用綠色貸款、綠色股權(quán)、綠色債券、綠色保險、綠色基金對新型交通基礎(chǔ)設(shè)施給予支持。
建議三：鼓勵試點建設(shè)
針對河南境內(nèi)大量的過境車輛，可以由地方政府、相關(guān)電網(wǎng)及換電技術(shù)公司、換電站運營商共建立合作模式，以客戶為導(dǎo)向形成利益共享機制。充分結(jié)合服務(wù)區(qū)等現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，積極開展重卡換電站試點建設(shè)，引導(dǎo)貨運車輛向新能源發(fā)展，將貨運車輛污染治理負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)換電等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的催化劑。解決好新型的交通基礎(chǔ)設(shè)施與對外交通體系的深度協(xié)同，探索加氫、快充、換電等不同的能源供給車輛在更大區(qū)域間得到更加便利的能源補給，進(jìn)而實現(xiàn)不同的交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通。
結(jié)語
本文就換電重卡特色類試點、應(yīng)用場景及存在問題等進(jìn)行了分析研究，提出河南省推廣換電重卡的幾點建議，旨在拋磚引玉，后續(xù)在電池標(biāo)準(zhǔn)化、試點工作建設(shè)方案等方面還需做進(jìn)一步的研究與探索。
