新能源汽車的發(fā)展采用汽車與電池分離(“車-電”分離)還是充電模式,一直存在較大分歧。較之于后者,“車-電”分離模式能夠克服電池充電時間長、購買電池的初期投資成本高、插充模式下電動汽車充電負荷的時空隨機性、電池回收率低等諸多缺陷,是充電模式的有益補充。稿件從成本與安全兩個角度歸納了“車-電”分離模式下?lián)Q電投資成本高、充換電站數(shù)量失衡、安全事故責(zé)任界定不清晰等五大瓶頸,提出新能源汽車“車-電”分離模式的政策支持需謹慎、有序:集聚創(chuàng)新要素,加大換電車型與電池研發(fā);聚焦專用場景,適度增加換電站數(shù)量;明確換電利益相關(guān)者,分層推進責(zé)任界定;借力行業(yè)協(xié)會,優(yōu)先制定換電團隊標準;關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈下游,有序分配補貼。
困局與破局:“車-電”分離是充電策略的有益補充
長期以來,新能源汽車產(chǎn)業(yè)是發(fā)展“車-電”分離還是充電模式一直存在爭議?!败?電”分離指裸車和電池所有權(quán)分離,分開出售,車主可以到換電站租賃電池運行車輛;而充電模式下裸車與電池整體銷售給同一車主。
政策層面上,2011年國家電網(wǎng)提出“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的商業(yè)模式。隨后基于電改政策的調(diào)整,轉(zhuǎn)向發(fā)展充電模式,并在《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》和《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015—2020年)》政策文件中,規(guī)劃了新能源充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的頂層規(guī)劃和路線圖。2018年后重新探索“車-電”分離模式,頒布了《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》(2018),明確提出“繼續(xù)探索出租車、租賃車等特定領(lǐng)域電動汽車換電模式應(yīng)用”;出臺了 《推動重點消費品更新升級暢通資源循環(huán)利用實施方案(2019—2020年)》(2019),強調(diào)“要大幅降低新能源汽車成本,引導(dǎo)企業(yè)創(chuàng)新商業(yè)模式,推廣新能源汽車電池租賃等車電分離消費方式,降低購車成本”。2020年印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》、《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》則分別針對“車-電”分離的基礎(chǔ)設(shè)施和商業(yè)模式提出規(guī)劃設(shè)想。實踐層面上,奧動新能源、蔚來汽車、杭州伯坦等積極參與“車-電”分離的運營模式,其中奧動新能源換電站保有量278座,蔚來汽車換電站總數(shù)154座,杭州伯坦94座。另有吉利科技集團計劃2021年在重慶建設(shè)完成100座換電站,2023年達到200余座換電站。
相對于充電模式,“車-電”分離能夠克服前者存在的充電時間長、購買電池的初期投資成本高、插充模式下電動汽車充電負荷的時空隨機性、電池回收率低等諸多缺陷,但以下的五大瓶頸卻使得至少在現(xiàn)階段,“車-電”分離是充電策略的有益補充,而不是完全替代。
省錢與省心:成本與安全是“車-電”分離的核心障礙
現(xiàn)階段制約“車-電”分離模式發(fā)展的因素包括充電站投資成本、充換電站數(shù)量、標準體系建設(shè)等,但核心障礙是成本與安全。制定政策明確各方責(zé)任并加大研發(fā)雖然不“省錢”,卻可能減少安全隱患而“省心”。
換電站投資成本需降低
換電站的投資與運維成本高是“車-電”分離的一大難題。一座換電站的基本運營成本700萬左右,相關(guān)成本主要包括:一是前期換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè),要求超大規(guī)模投入;二是動力電池的投資費用?,F(xiàn)階段電池的技術(shù)發(fā)展水平有待于提升,電池能量密度低、續(xù)駛里程與壽命周期短,亟待研發(fā)投入。此外,換電站除了換電業(yè)務(wù),還需要對電池進行充電、檢測與保養(yǎng),投資費用較高;三是換電機器人的投入。換電機器人的價格依據(jù)車型而有所差異,一般一套換電機器人價格平均在20萬-60萬左右。換電站建設(shè)與運維成本過高給能源供給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟壓力。
充換電站數(shù)量欠均衡
截至2020年11月,我國充電站保有量接近4萬座,充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量153.9萬臺,充電的電量主要流向公交車、乘用車,環(huán)衛(wèi)物流車、出租車等其他類型車輛占比較小。換電站保有量總計535座,相對而言,主要集中于北京、廣東、浙江、江蘇、福建、上海、湖南、四川、海南、河北等少數(shù)省份。較之于新能源汽車銷量增速以及充電站保有量,換電站數(shù)量明顯偏少,且主要分布于東部地區(qū);再者,換電的運營商也局限于奧動新能源、蔚來汽車、北汽等極少數(shù)運營商??傮w來看,充換電站的數(shù)量差異明顯,換電站的布局有待于進一步規(guī)劃,數(shù)量需要擴大。
安全事故責(zé)任需界定
換電模式存在安全事故責(zé)任追溯隱患:首先,尚無電池安全事故責(zé)任界定的政策。由于公交車、私家車等車型存在差異,電池包標準不一致,在國家尚無電池安全事故責(zé)任明確的界定政策情況下,如果發(fā)生電池自然事故,極可能無法確定電池企業(yè)、汽車生產(chǎn)廠家、車輛運營單位等利益相關(guān)者中的安全事故責(zé)任主要方。其次,充電站電池租賃與汽車底盤電池反復(fù)拆卸安裝存在風(fēng)險。一方面,換電站集聚大量的電池,其中一些電池被反復(fù)使用,這些電池如果被用于租賃換電的車輛,則存在一定的安全隱患;另一方面,由于車輛的底盤反復(fù)安裝、拆卸動力電池,底盤的堅固性和耐久性出現(xiàn)一定程度的下降,可能引發(fā)安全風(fēng)險。以上兩種情況,如果安全責(zé)任界定不清晰,事故責(zé)任追溯存在較大的困難。
換電標準體系待制定
換電模式有三個“標準化”:一是換電站的標準化,二是電池包的標準化,三是電池管理系統(tǒng)(BMS)的標準化。換電站在標準體系下運行才會更高效。換電站的標準涉及到產(chǎn)業(yè)鏈上下游,需要制定相關(guān)標準規(guī)范、標準體系運行;新能源汽車企業(yè)不同廠家生產(chǎn)的電池和電動汽車都有所不同,尺寸、材料、能量密度、接口及布置方式未形成統(tǒng)一標準,這給換電模式電池箱體的統(tǒng)一化帶來了極大困難,制約換電模式形成規(guī)模效應(yīng),導(dǎo)致?lián)Q電模式技術(shù)推廣存在壁壘。電池管理系統(tǒng)(BMS)代表各車企的核心技術(shù),電池技術(shù)以及各軟硬件同質(zhì)化、標準化亦具有一定難度。因此車企和電池企業(yè)之間需加強配合,亟需制定與換電模式相配套的標準體系。
車企補貼分配方案待創(chuàng)新
補貼是推動新能源汽車的發(fā)展重要政策工具。在經(jīng)歷補貼政策的強力支持后,2020年4月四部委發(fā)布了《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》,提出2021年能源汽車補貼標準在2020年基礎(chǔ)上退坡20%,非公共領(lǐng)域補貼退坡20%,公共領(lǐng)域退坡10%。為鼓勵“換電”新型商業(yè)模式發(fā)展,加快新能源汽車推廣,“車-電”分離車輛不受此規(guī)定。補貼政策的調(diào)整為“車-電”分離發(fā)展贏得了緩沖期。然而,“車-電”分離模式涉及多個利益相關(guān)者,如果將補貼發(fā)放的對象僅限制于“車-電”分離的汽車生產(chǎn)企業(yè),可能會影響能源供給企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)參與“車-電”分離模式運營的積極性,因此在以上三者中,應(yīng)該明確補貼分配方案。
急進還是漸進:分層推進是“車-電”分離的落地原則
綜合考慮安全責(zé)任政策的完善情況、充換電技術(shù)成熟度、電池行業(yè)研發(fā)創(chuàng)新能力等因素,建議“車-電”分離模式的發(fā)展應(yīng)采取“漸進”而非“急進”策略,謹慎、分層推進。
集聚創(chuàng)新要素,加大換電車型與電池研發(fā)
圍繞“車-電”分離技術(shù)研發(fā)的重點,可著力于加大換電車型、電池、換電機器人研發(fā)力度,在車輛的底盤、車身結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化設(shè)計,提高電池的能量密度、延長壽命周期與續(xù)駛里程;圍繞創(chuàng)新要素的集聚方式,在有條件的科研院所、優(yōu)勢企業(yè)建立工程技術(shù)研究中心和企業(yè)技術(shù)中心,集成跨部門、跨行業(yè)等優(yōu)勢力量進行聯(lián)合研發(fā)。針對基礎(chǔ)性的、研發(fā)投入高、周期長的共性技術(shù),為有效地降低研發(fā)成本,可以利益和知識產(chǎn)權(quán)分享機制為紐帶,采取多種方式組織企業(yè)、科研機構(gòu)聯(lián)合研究開發(fā)共性技術(shù);形成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟,政府在技術(shù)研發(fā)技術(shù)的研究開發(fā)、示范和推廣的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,有效銜接產(chǎn)學(xué)研各關(guān)節(jié);圍繞激勵研發(fā)的政策工具選擇,加強技術(shù)創(chuàng)新的補貼、獎勵、優(yōu)惠信貸,突出技術(shù)供給政策的激勵功能。對于科研單位或企業(yè)新的技術(shù)成果及產(chǎn)品轉(zhuǎn)讓銷售所得收入,在一定時期可以給予減免營業(yè)稅和所得稅照顧等措施。
聚焦專用場景,適度增加換電站數(shù)量
在換電站規(guī)劃過程中,如果不考慮“車-電”分離與充電技術(shù)發(fā)展的相對成熟度而無序擴張建立充電站,極可能造成資源浪費。因此,換電站數(shù)量的增加應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟性、安全性、充換電技術(shù)相對成熟度、電池行業(yè)研發(fā)水平進展等因素,以電站的規(guī)模與選址、電池物流調(diào)配、電池需求數(shù)量的配比等規(guī)劃為基礎(chǔ),聚焦城市公交、道路客運、出租(含網(wǎng)約車)、環(huán)衛(wèi)、城市物流配送、郵政快遞、民航機場以及黨政機關(guān)公務(wù)等專用場景。由于以上場景的車型、電池等更容易標準化,市場需求相對穩(wěn)定,充電站的數(shù)量規(guī)劃市場風(fēng)險較小。
明確換電利益相關(guān)者,分層推進責(zé)任界定
政府為強化安全監(jiān)管,于2020年出臺《電動汽車安全要求》、《電動汽車安全要求》、《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,強化了電池系統(tǒng)熱安全、電氣安全、功能安全、電池倉部位碰撞、充電系統(tǒng)、高壓部件阻燃等技術(shù)安全要求。盡管如此,相關(guān)政策文件并未對“車-電”分離的安全事故責(zé)任給予清晰界定,且政策未能涉及能源供給企業(yè)、汽車服務(wù)運營企業(yè)等利益相關(guān)者。鑒于此,需在明確換電利益相關(guān)者的基礎(chǔ)上,首先針對出租(含網(wǎng)約車)、碼頭物流、環(huán)衛(wèi)等專用場景出臺相關(guān)政策,這是因為在專用場景中汽車企業(yè)、電池等利益相關(guān)者更容易一體化,安全事故責(zé)任界定難度較低;隨后制定非公共領(lǐng)域如私家車的“車-電”分離安全事故責(zé)任界定政策。
借力行業(yè)協(xié)會,優(yōu)先制定換電團隊標準
盡管工信部正在制定《電動汽車換電安全要求》國家標準,支持電動乘用車整體式快速更換電池廂等團體標準的制定工作,但總體來看,換電標準的制定較為滯后。在國家標準、地方標準、團隊標準、企業(yè)標準等幾種類型標準推進中,行業(yè)協(xié)會的作用尤為重要。鑒于地方標準、企業(yè)標準可能具有技術(shù)上的排他性,建議借力行業(yè)協(xié)會,以團隊標準為優(yōu)先制定的對象,在換電站、電池包、電池管理系統(tǒng)、車輛等方面制定或完善技術(shù)標準,著力解決單體電芯、電池的插接裝置等標準化問題。與此同時,在標準化建設(shè)方面,力爭實現(xiàn)儲能電池和動力電池的兼容和共享。
關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈下游,有序分配補貼
“車-電”分離模式的補貼發(fā)放激發(fā)了參與者的積極性。在“車-電”分離模式的推進過程中,能源供給企業(yè)、汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池制造商尤為關(guān)鍵,其中能源供給企業(yè)的換電站投資額度比較大,屬于產(chǎn)業(yè)鏈的下游;汽車生產(chǎn)企業(yè)和電池制造商屬于上游,屬于高新技術(shù)行業(yè)的電池企業(yè)原本可能享受一定的政府優(yōu)惠政策,由此應(yīng)以激勵產(chǎn)業(yè)鏈的下游為切入點,進一步修訂補貼政策,將原本給予汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池制造商的補貼依據(jù)能源供給企業(yè)、汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池制造商有序進行分配,由下游反向帶動上游,進而推進“車-電”模式的發(fā)展。此外,政府部門應(yīng)該考慮到補貼加大了財政負擔(dān),使得該政策工具未來不具有可持續(xù)性,應(yīng)盡早制定多元化的稅收、土地費用減免等優(yōu)惠政策以替代補貼。
[基金項目]:國家社會科學(xué)基金一般項目“我國新能源精準扶貧補貼退坡的路徑與機制設(shè)計研究”(批準號“19BGL185”)
[作者簡介]:
1)張慧明,南京信息工程大學(xué)江蘇省中國特色社會主義理論體系研究基地、氣候與環(huán)境治理研究院教授,博士生導(dǎo)師, 副院長,美國康奈爾大學(xué)、英國雷丁大學(xué)訪問學(xué)者。
2)朱可欣,南京信息工程大學(xué)管理工程學(xué)院碩士研究生。
3)吳鍇,中央財經(jīng)大學(xué)講師助理教授,康奈爾大學(xué)博士。




