中國(guó)的換電站是電動(dòng)汽車的未來(lái)嗎?
BBC此前報(bào)道:中國(guó)多年來(lái)一直在試行電動(dòng)汽車換電技術(shù)。這能解決續(xù)航里程焦慮嗎?
電池更換——簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將耗盡的電動(dòng)汽車 (EV) 電池更換為新的、充電的電池——是車內(nèi)電池充電的一種替代方案,世界上絕大多數(shù)電動(dòng)汽車都采用這種方式。雖然電池更換在很大程度上仍是一個(gè)新興領(lǐng)域,但中國(guó)擁有迄今為止世界上最發(fā)達(dá)的電池更換模式。雖然該技術(shù)主要用于大型車輛——2023年中國(guó)銷售的電動(dòng)重型卡車中,近一半配備了電池更換技術(shù)——但中國(guó)也在認(rèn)真嘗試將電池更換應(yīng)用于私家車。中國(guó)電動(dòng)汽車公司蔚來(lái)目前已在中國(guó)建造了 3,300 多個(gè)電池更換站,而中國(guó)(也是全球)最大的電動(dòng)汽車電池生產(chǎn)商寧德時(shí)代最近宣布計(jì)劃與石油巨頭中石化合作,打造“覆蓋全國(guó)的電池更換生態(tài)系統(tǒng)”。
電池更換確實(shí)有很多優(yōu)勢(shì),尤其是與在車內(nèi)充電相比,所需時(shí)間更短。然而,由于中國(guó)也在以驚人的速度建設(shè)快速充電基礎(chǔ)設(shè)施,這項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)仍面臨障礙。
事實(shí)上,專家表示,與中國(guó)不同,在那些仍處于電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)型早期階段的國(guó)家,電池更換可能最有助于支持電動(dòng)汽車的普及——尤其是在解決駕駛員的里程焦慮方面。
紐約交通與發(fā)展政策研究所(ITDP)東亞區(qū)主任劉岱宗表示,尤其是在電動(dòng)汽車發(fā)展的早期,由于里程焦慮,電動(dòng)汽車難以大規(guī)模推廣。充電設(shè)施的匱乏導(dǎo)致電動(dòng)汽車用戶等待時(shí)間更長(zhǎng),出行中斷也更多。電池更換技術(shù)很快作為一種潛在的解決方案進(jìn)入了該領(lǐng)域。
盡管電動(dòng)汽車電池更換技術(shù)在一個(gè)多世紀(jì)前就已首次測(cè)試和使用,當(dāng)時(shí)電動(dòng)汽車尚未失寵,但近幾十年來(lái),電動(dòng)汽車電池更換技術(shù)最初是由2007年在以色列成立的電動(dòng)汽車電池更換公司Better Place率先涉足的。該公司在丹麥和以色列運(yùn)營(yíng),旨在降低電池成本,緩解續(xù)航里程焦慮和充電時(shí)間,并獲得了近10億美元(7.6億英鎊)的融資。但據(jù)《以色列時(shí)報(bào)》當(dāng)時(shí)報(bào)道,該公司最終于2013年破產(chǎn),理由是消費(fèi)者難以接受,以及難以獲得汽車制造商的足夠支持。
就在Better Place宣布破產(chǎn)幾周后,特斯拉計(jì)劃推出自己的90秒電池更換服務(wù)的消息被廣泛報(bào)道,最初的更換地點(diǎn)位于洛杉磯和舊金山以及波士頓和華盛頓之間的路線上。但僅僅兩年后,由于市場(chǎng)接受度低,特斯拉又開始逐步取消電池更換服務(wù)。
中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)——全球最大的公用事業(yè)公司——于2006年左右開始研究電動(dòng)汽車電池更換。這被視為繞過(guò)大規(guī)模電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的一種方式,因?yàn)槠鋵?duì)預(yù)充電電池的依賴意味著可以在更靈活的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行充電。劉先生說(shuō):“經(jīng)過(guò)綜合考慮,中國(guó)決定采取電池更換的方式?!?/p>
當(dāng)時(shí),中國(guó)道路上的電動(dòng)汽車數(shù)量寥寥無(wú)幾;即使十年后,也只有50萬(wàn)輛。到2023年,中國(guó)將擁有1600萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車和600萬(wàn)輛混合動(dòng)力汽車,當(dāng)年每三輛新注冊(cè)汽車中就有一輛是電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車。中國(guó)還擁有約860萬(wàn)個(gè)充電樁,其中超過(guò)三分之一是在2023年新增的。
插電式電動(dòng)汽車一直是中國(guó)電動(dòng)汽車增長(zhǎng)的主導(dǎo)力量,但到2021年,中國(guó)還建成了至少900座電池?fù)Q電站。同年,中國(guó)在11個(gè)城市正式啟動(dòng)了電池?fù)Q電站試點(diǎn)。這些項(xiàng)目目前正在迅速擴(kuò)張:根據(jù)中國(guó)政府?dāng)?shù)據(jù),到2023年,中國(guó)將新增約1600座電池?fù)Q電站,使換電站總數(shù)達(dá)到約3570座。
然而,并非所有電動(dòng)汽車都能夠更換電池——充電站必須與汽車的電池系統(tǒng)兼容,因此只有專門設(shè)計(jì)的某些型號(hào)才能進(jìn)行切換。
目前,電池更換最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域是出租車、物流車等商用車輛,而非乘用車。多位中國(guó)專家告訴BBC,這是因?yàn)樵诤芏喾矫?,電池更換模式已被證明不如單純的充電模式更具優(yōu)勢(shì)。
在中國(guó),充電技術(shù)正在不斷發(fā)展。據(jù)報(bào)道,到今年,中國(guó)主流電動(dòng)汽車將支持800伏及以上的高壓快速充電。比亞迪、小鵬汽車和蔚來(lái)等中國(guó)主要汽車制造商目前已開發(fā)出配備超級(jí)充電技術(shù)的車輛,該技術(shù)只需15分鐘左右即可將電池電量從10%充電至80%左右。2025年3月,比亞迪宣布推出一款全新充電系統(tǒng),據(jù)稱充電五分鐘即可行駛400公里(250英里),充電速度是特斯拉超級(jí)充電樁的兩倍。比亞迪計(jì)劃在中國(guó)各地部署4000個(gè)此類“閃充”站網(wǎng)絡(luò)。
到2026年底,預(yù)計(jì)中國(guó)將有超過(guò)1300萬(wàn)輛汽車配備高壓快速充電技術(shù)?!翱傮w而言,續(xù)航里程焦慮正在減少,”劉先生說(shuō)道。 2024年,全球電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到1700萬(wàn)輛,中國(guó)將占其中近三分之二,這得益于中國(guó)致力于減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴,并在綠色技術(shù)領(lǐng)域確立全球領(lǐng)導(dǎo)地位。
所有權(quán)問(wèn)題是阻礙私家車電池更換的另一個(gè)因素,無(wú)論在中國(guó)還是其他地方。電池更換本質(zhì)上要求車主放棄特定電池的所有權(quán)。例如,如果車主剛買了一輛新車,并在高速公路上更換電池,他們很可能會(huì)收到一塊舊電池。許多汽車公司都意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題,有些公司采用了車輛和電池分離的商業(yè)模式:消費(fèi)者購(gòu)買不帶電池的汽車,直接從公司租用電池。
但這種商業(yè)模式要求汽車制造商擁有和管理大量電池,占用大量資金并增加財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
總部位于紐約的信用評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)惠譽(yù)評(píng)級(jí)亞太企業(yè)評(píng)級(jí)部門主管楊菁表示,普及電池更換站還需要汽車制造商接受統(tǒng)一的電池組標(biāo)準(zhǔn),以便更自由地更換電池。然而,她表示,汽車制造商并不愿意這樣做:掌握自己的電池技術(shù)是他們保持行業(yè)影響力的重要途徑。
雖然換電似乎可以解決續(xù)航焦慮,但目前情況并非總是如此。我在北京奧林匹克體育中心附近的換電站遇到的一位蔚來(lái)車主告訴我,雖然換電本身確實(shí)很快,但換電站需要確保電池充滿電,并且排隊(duì)人數(shù)少,以避免長(zhǎng)時(shí)間等待。他說(shuō),有一次去郊區(qū),因?yàn)闆](méi)有充滿電的電池,他差點(diǎn)錯(cuò)過(guò)了城里的一個(gè)重要會(huì)議。
對(duì)于重型卡車、出租車和公交車等商用車輛來(lái)說(shuō),這些問(wèn)題更容易解決。這些車輛通常以更可預(yù)測(cè)的模式運(yùn)行,采用集中管理、固定路線或指定服務(wù)區(qū),這使得電池更換更容易規(guī)劃和協(xié)調(diào)。全球非營(yíng)利組織世界資源研究所中國(guó)辦公室移動(dòng)出行主管薛璐璐表示,目前,中國(guó)正通過(guò)政府政策和私營(yíng)企業(yè)大力推廣重型卡車的電池更換。
“純電動(dòng)重型卡車剛推出時(shí),采購(gòu)成本非常高,電池占了很大一部分,”她說(shuō)道,“如果將電池與車輛分開,用戶只購(gòu)買車身,那么價(jià)格幾乎與柴油卡車的采購(gòu)成本相同。”
中國(guó)政府為電池更換項(xiàng)目提供了大量的財(cái)政支持。在2021年的試點(diǎn)項(xiàng)目中,11個(gè)城市中有三個(gè)城市主要關(guān)注卡車電池更換。中國(guó)一些省份也為電池更換技術(shù)的發(fā)展提供了大量的財(cái)政激勵(lì)。2021年,中國(guó)海南省宣布,對(duì)2021年至2022年期間建成并投入運(yùn)營(yíng)的電池更換站,給予設(shè)備初始投資15%的一次性補(bǔ)貼。
華盛頓國(guó)際清潔交通理事會(huì)重型車輛研究員謝一豪表示,中國(guó)之所以能夠如此迅速地廣泛推廣電池?fù)Q電站,是因?yàn)橹袊?guó)是主要鋰離子電池制造商的所在地,因此擁有相對(duì)便宜且充足的電池供應(yīng)。
然而,商用車使用電池更換服務(wù)也存在一些障礙。楊女士表示,更換站占地面積較大,而核心區(qū)域的土地和電網(wǎng)資源往往較為匱乏,這可能會(huì)制約其快速擴(kuò)張?!澳壳?,電池更換運(yùn)營(yíng)商已嘗試與一些傳統(tǒng)能源公司深化合作,以獲取此類核心資源?!彼a(bǔ)充道。
不過(guò),劉先生指出,電池更換站的規(guī)模與加油站類似,可以很容易地改造成電池更換站。例如,中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司已經(jīng)在其部分加油站建設(shè)了充電和電池更換設(shè)施。
一些電池更換運(yùn)營(yíng)商已盯上這一機(jī)會(huì),但目前中國(guó)或其他地方尚未有電池更換站以這種方式使用。謝先生表示,它還能帶來(lái)另一大好處:在當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)因極端天氣而癱瘓時(shí),為電網(wǎng)提供支持。一份行業(yè)報(bào)告指出,100個(gè)電池更換站相當(dāng)于一個(gè)50兆瓦的儲(chǔ)能電站。
中國(guó)以外地區(qū)已在探索電池更換技術(shù)。印度和其他幾個(gè)東南亞國(guó)家正在開發(fā)踏板車和摩托車的電池更換技術(shù),2022 年印度宣布了一項(xiàng)新的電池更換政策,以促進(jìn)電動(dòng)汽車的銷售。2023 年,臺(tái)灣電池更換公司 Gogoro宣布與印度馬哈拉施特拉邦和當(dāng)?shù)毓?yīng)商 Belrise 建立 25 億美元(19 億英鎊)的合作伙伴關(guān)系,以打造智能電池更換和能源基礎(chǔ)設(shè)施。肯尼亞同樣宣布在 2023 年與電動(dòng)汽車和電池更換公司 Spiro 建立合作伙伴關(guān)系。與此同時(shí),在 2021 年與 Uber 在舊金山進(jìn)行試驗(yàn)后,加州電池更換初創(chuàng)公司 Ample 現(xiàn)已與荷蘭汽車制造商 Stellantis和東京的電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施建立合作伙伴關(guān)系,將其換電站技術(shù)整合在一起。
換電技術(shù)或許也能解決部分中國(guó)消費(fèi)者的續(xù)航里程焦慮。楊先生表示,目前中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的增長(zhǎng)主要由插電式混合動(dòng)力車型推動(dòng),而純電動(dòng)汽車銷量的增長(zhǎng)已顯著放緩,這表明電動(dòng)汽車駕駛員仍然看重能源補(bǔ)充的便利性。換電和快速充電都促進(jìn)了純電動(dòng)汽車的需求。這兩項(xiàng)技術(shù)最終如何平衡才能取得最佳效果,還有待觀察。



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