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李立国:重卡换电干线网络建设探索与实践

时间:  2024-11-26 16:30   来源:  汽车总站网    作者:  Summer

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11月20日-22日,2024中国汽车充换电生态大会在山西太原举办。本届大会由国家能源局电力司和中国汽车工业协会指导,中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会主办,以“新格局,新未来——构建智慧补能服务生态体系”为主题,共设置“1+1+9+1”项议程,围绕高速公路充换电基础设施建设、充电桩下乡、大功率充电、换电模式、海外出口、车网互动、居住区充电模式等方面展开深入沟通与交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在11月21日下午进行的“主题论坛二:商用车换电模式应用研讨”环节,中国电动重卡换电产业促进联盟秘书长李立国发表了精彩演讲。以下内容为现场发言实录:

李立国:重卡换电干线网络建设探索与实践

非常感谢有这样的机会跟大家共同探讨我们现在干线换电网络建设方面的现状和瓶颈,以及我们的一些建议和思考。

一、重卡换电行业发展现状

政策背景就不讲了,现在换电车辆,包括充电车辆发展得非常好,经济性上主要有两个驱动力,一个是天然气和柴油贵了,第二是电池便宜了。电动重卡在政策性和经济性的双重驱动下发展非常好,那么换电重卡未来的发展趋势会是什么样,首先我们分析换电重卡的几方面优势。

第一个优势是节省电力容量,换电站的功率利用系数有达到75%的,比较成熟的站50%都是非常常见的,充电站的功率利用系数,一般行业给的数据在很好的场景能做到10%左右,有规划调度车辆的充电站能做到20%,所以换电模式在电力设施和电力容量的利用系数上,是充电模式两三倍的水平,如果使用超充的话,可能也会体现出这种相对优势。

第二是节省土地,一个超充站充一辆车需要一个停车位加一个桩,一个换电站一小时最少也能为七八辆车提供换电服务,多的可以达到12辆车,面积占两个停车位的大小,所以在使用土地面积上,换电模式与充电的占地面积比远低于3:1。换电对比充电时间优势就不详细说了,运输效率后面我们会讲到,充电车的带电量显著大于换电车型,亏得更多。

第三就是车电分离,带来了一系列金融和现金流以及电池资产利用率方面的优势。

从充电和换电月度销售数据可以看出,充电的同比增速大概是换电的两倍。(图)从新能源主力三种车型的各燃料类型占比数据可以看出,搅拌车中柴油占46%,新能源占52%,过半已经电动化了,新能源搅拌车中换电占8%,充电占88%,也就是说搅拌车绝大多数是充电,换电占比很小。自卸车中,新能源占比35%,电动化率大概是34%,新能源中换电占比46%,与充电接近;牵引车新能源占28%,电动化率大概24%,因为还有氢能的,新能源中充电占53%,换电占33%。从不同场景的电动化分布情况,我们可以看到,路程越长的,作业范围越大的,它的电动化率越低。从这个角度来看,实际上是补能设施的便利性,影响了电动化的进程,并不是大家觉得电动不行,如果场景适合的话占比很高。

接下来是我们对不同车型带电量的分析,混凝土搅拌车上面是充电的,下面是换电的,每种颜色代表一种电量,蓝色是350度电,其他是320和280度电。同样是搅拌车,我们明显感觉到,对于换电来讲,其实282度能满足大部分场景的需求,对于充电,350和320占主导,282占一小点。同样在自卸车带电量方面也可以看到,充电版,主体都是400多度电,并且现在在继续往上探,换电主要集中在282度电,由此我们能看到,充电车型的电量要比换电车型的电量大30%到50%之间,同时这个趋势也反映出现在电量对于车型使用场景里程满足度的影响。

牵引车其实大家更加关注,充电牵引车的电量是非常夸张的,主要集中在400到500度这个区间,其次是300到400区间,282基本就灭掉了。换电方面,能够明显看到,282度电由原来的主体电量明显占比下降,现在换电版主流电量是350和423的范围,这个区间占比明显快速上升。

换电版电量随车型不同有不断提升的特点,换电搅拌车基本282度电就满足使用了,换电自卸车电量主要是282和350度电,400以上的很少,换电牵引车主要集中在300到500度区间,400的占了主导,无论是充电版还是换电版,电量代表了活动半径和对续航里程的需求,对电量和续航里程的需求越高说明补能设施的覆盖度越有不足的现象。

刚才的数据表明,搅拌车的带电量基本稳定了,自卸车还有稍微上升的现象,牵引车有更大上升的趋势,牵引车主要的场景是在中长途干线,中长干线都是牵引因此,我们认为,如果想实现重卡全面电动化,干线补能基础设施是一个核心关键。

二、重卡换电干线网络建设瓶颈与建议

首先我们可以分析,换电站的数量是绝对不足的,现在全国建成的换电站1200座左右,按照一座站服务30到40辆车,换电重卡存量已经超过5万辆,从这个角度,换电站的数量不满足重卡换电需求,同时,由于换电站的空间错配和不能通用等问题,站的利用率普遍不足,换电车型目前高比例依赖于充电运营,车等站的现象非常严重,所以现有换电站是明显不能满足换电重卡的补能需求,严重制约了换电重卡的推广。

那么换电站的建设数量为什么少?首先换电站的审批流程非常复杂,充电站的审批流程已经非常成熟,现在换电站各地的要求几乎不一样;第二是电力和土地保障性非常差,单座换电站没有1000KVA是做不了的,电力施工难度也更大,同时土地性质不明确,包容性很差,经常一定要用商业用地,提高了换电站的建设和运营成本;还有就是互换性标准不统一,换电涉及到换电站、换电电池和换电底托之间的关系,还涉及到电池银行是否统一,还涉及到换电运营商之间是否有相通的商务合作,还涉及到生态,这意味着达到这个级别的能源技术的投资商非常少,这些快速拉开了充换两条技术路线能源供应商增长速度的差距。但是以电代油代气,已经被广泛认可,所以大家当前只能买充电的,这是非常显著也是非常严重的问题。

互通互换这个问题也是行业一直关心的,大家都在做尝试,我们首先呼吁的是希望国家队下场来主导基础设施建设,基础设施希望是适度超前建设的,然后互换接口是统一的,希望未来换电站统一规划,一次性审批,快速成网。比如国内头部企业,有的长途干线五六百公里,中间建了七八个站,可能就差了一两个站,到那个地方就是不批,那就要等很长时间,对于大部分企业来讲也承担不了这个风险。然后在标准上、产品互换上、同步建设上,要最终实现一个大范围的互通互联。

说到接口标准,大家提到了,现在标准不统一,那么经过行业的努力,特别是龙头企业的支持和包容,目前已经形成了换电站互换性的国标,给出了两种规范性的接口,离一种接口还差一步之遥,后面可能需要两三年时间,行业逐渐去验证。我们也考虑到乘用车这么多年在推动换电过程中形成的共享换电理念,也是可以在重卡换电上应用的,而且由于标准接口只剩两个了,它们外形尺寸是完全一致的,只是接口处稍有差别。所以工程上完全可行。有企业开发了共享换电插座,通过机构进行转换,换电站内的八个充电仓位可以根据车辆实际情况,任意切换服务电池的类型和比例。由于国标已经定了接口类型,又有共享换电技术,那就可以放心建换电站了,这样的话,在基础设施建设的标准方面,我们就有了统一准绳,这是非常重要的技术前提。

其次,开放互换的生态政府是解决不了的,需要行业内龙头企业和头部换电运营商共同去做,对于头部来说,我是封闭生态,我的竞争力更高,我就有更强的领先性,但是从行业发展角度来讲,我们需要不断吸引新的运营商加入,需要建立开放互换的产业生态,但是目前互换性还不够完善,未来如果要实现完全交叉互换,任何一家只要满足确定的标准就可以提供换电服务,达到这种开放型生态还有一定的路要走。

还有一个运营商解决不了的,就是汽车的公告体系,要建立换电底托与换电电池系统互换性认证体系,目前市场是什么样的呢,就是同一厂家的电池框和换电底托肯定是可以互换的,车企都得上这一家的公告,才能进行互换,如果不是同一家,即使电池互换也能通电,但是质保和安全性方面它是不完备的。

因此,我们需要建立互换性认证体系,包括互换性的技术要求和标准,就是互换之后的要达到什么样的性能需要有明确规定。第二就是互换性的试验检测方法,第三就是互换性认证和管理机制。某家厂商生产的换电电池系统在标准化底托上完成一系列试验,完成一个换电电池系统互换性的认证,相关的认证完成之后,任何厂家的换电底托和任何厂家的换电池系统可以自由匹配使用,形成开放共享的生态,这个也是换电行业要发展壮大必须要实现的一个基础。

最后,换电站建设和运营成本还是非常关键的,如果想适度超前建设充换电基础设施,必然会带来资产闲置的问题,如何降低投入,如何增加收入,这是影响换电产业进入门槛高低非常关键的一个因素,所以我们非常希望提供最优方案,让建设成本最低化,建完以后即使没有对外提供换电服务,换电站也可以有其他方面的收益。

那么解决方案是将换电站拓展为光储超充快换一体化补能站,有几个点,第一是使用绿电降低购电成本;第二是共用换电站的备用电池进行储能,在没有车来换电的时候通过峰谷套利实现收入;第三是充换一体共用电力设施,换电站的充电机不单独服务于换电站的充电座,也可以服务于外部的乘用车和商用车;第四是充电与换电潮汐互补,提高场站负荷率;那么未来中长途干线,我们认为电动重卡的补能是以换为主,充换兼容的。

这就是我的全部汇报,希望跟各位专家深度交流,共同推动重卡换电互通互换基础设施的发展,谢谢大家!
 

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