編輯：楊夢迪| 校核：王坤，李昂| 審核：龍志剛
引 言
在碳達峰碳中和研究加快、公轉(zhuǎn)鐵和公轉(zhuǎn)水運輸結(jié)構(gòu)調(diào)整、國六排放全面實施的大背景下，短倒運輸需求增加，進而拉動電動重卡市場的增長。而換電重卡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，計劃發(fā)布上、下兩篇研究成果：
關(guān)于換電重卡的相關(guān)研究（上）：概述與發(fā)展現(xiàn)狀
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（點擊鏈接閱覽）
一、概述
換電概念及模式
換電模式是指純電動汽車等新能源汽車直接在充換電站更換動力電池進行電能補給的一種清潔模式，一般包含對電池的集中充電和儲存、電池更換及換電服務(wù)等環(huán)節(jié)，也可稱作為“車電分離”模式。
物理上的“車電分離”主要有頂式換電模式、整體單側(cè)換電模式和雙側(cè)換電模式。頂式換電是最早商用化的換電方式，采用鋼索吊裝電池包，其特點是技術(shù)簡單，成本較低。但由于頂換模式定位技術(shù)簡單，對司機的駕駛技能要求較高，且由于抓具在頂部導(dǎo)致設(shè)備總高度較高，審批相對復(fù)雜。側(cè)向換電對智能化要求更高，需裝備激光雷達及視覺傳感器，產(chǎn)生較高的成本，優(yōu)點是對司機換電停車專業(yè)性要求低，可適用于多類車型，是目前應(yīng)用最廣的換電方式，漢馬科技、徐工、北奔重汽等都是采用的單側(cè)換電模式。雙側(cè)換電最大的特點是電池不占貨箱的空間，但是由于需要兩套機器人及電池存儲充電倉，成本也是三種換電形式中最高的。
資產(chǎn)上“車電分離”是指通過換電站和電池租賃等創(chuàng)新的商業(yè)模式，借助第三方對電池資產(chǎn)的專業(yè)化運營，通過向終端用戶租賃電池和收取換電服務(wù)費用收回電池的購置成本，實現(xiàn)對電池資產(chǎn)的統(tǒng)一的專業(yè)化的管理與維護，使電池在生命周期內(nèi)得到更高效的利用。
換電站運營模式
國內(nèi)換電站較多采用“硬件+充換電”運營模式，換電站運營商與整車制造商、電池生產(chǎn)商合作提供產(chǎn)品和服務(wù)，換電站運營商通過收取月租提供電池，依靠充換電服務(wù)費用和電池租賃費用獲取收益。依據(jù)換電場所的不同功能劃分為充換電結(jié)合模式和集中充電、統(tǒng)一配送模式。集中充電、統(tǒng)一配送模式下，電池更換后配送至集中充電站進行充電、維護和統(tǒng)一配送，集中充電主要在夜間進行，利用低谷電力，可同時降低購電成本和減少電池損耗，并能對電力系統(tǒng)起到削谷填峰的效果，促進電網(wǎng)平穩(wěn)運行。充換電結(jié)合模式下，換電站將充電功能和換電功能進行集成，電動汽車在換電站直接進更換電池，無需建設(shè)電池的配送物流體系，節(jié)約運輸成本，但是增加了換電站的建設(shè)成本和投資成本。
換電重卡模式優(yōu)勢分析
工信部副部長辛國斌曾公開介紹換電模式的成本低，安全性高，快速便捷等優(yōu)勢。本文結(jié)合相關(guān)現(xiàn)狀及研究，分析總結(jié)換電重卡的六大優(yōu)勢所在：一是降低購車成本，實行車電分離，電池可以采取租賃的辦法，降低購車成本，促進規(guī)?；瘧?yīng)用；二是補能效率高，將補能時間從充電2小時左右縮減至換電的3至5分鐘，提高了電動重卡使用效率；三是延長電池壽命及提高其安全性，電池由專業(yè)公司擁有、管理、維護、梯次利用和報廢后資源再利用，減少了對動力電池的損傷和容量的衰減，延長了使用壽命；四是可以節(jié)省能源，調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷差降低電費，同時客戶根據(jù)行駛里程選擇對應(yīng)電量的電池，使車輛能輕裝上陣節(jié)省能源；五是減少污染，實現(xiàn)電池閉環(huán)管理，防止廢舊電池污染環(huán)境；六是享受技術(shù)升級，電池可持續(xù)升級，消費者可享受技術(shù)迭代紅利。換電重卡可以有效解決封閉場景下續(xù)航里程問題，今后在港口、礦山、鋼廠、城市渣土等倒短運輸?shù)哪繕耸袌鲋型茝V潛力巨大。
二、換電相關(guān)政策
初次提出換電模式
近年來，隨著對環(huán)保問題的日益重視，我國開始陸續(xù)推出政策支持新能源汽車的推廣和換電模式的發(fā)展。2010年正處我國新能源汽車推廣初期，國家電網(wǎng)也曾提出“換電為主，插充為輔，集中充電，統(tǒng)一配送”的發(fā)展思路，但到2013年國家電網(wǎng)宣布開放充電市場，從而暫停了換電業(yè)務(wù)推廣步伐。
重新推行換電模式
自2019年開始，換電模式重新被提起。2019年底《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中提出合理布局充換電基礎(chǔ)設(shè)施，鼓勵開展換電模式的應(yīng)用。2020年國家新能源汽車補貼政策中明確“換電模式”新能源車輛不執(zhí)行補貼前30萬元限價要求。2020年、2021年全國兩會多次提出有關(guān)加大充換電設(shè)施建設(shè)，積極支持充換電商業(yè)模式創(chuàng)新，加快建設(shè)動力電池回收利用體系等方面內(nèi)容。2021年10月，工信部印發(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》，確立8個綜合應(yīng)用類、3個重卡特色類試點城市。2022年3月工業(yè)和信息化部在《2022年汽車標準化工作要點》中提出加快構(gòu)建完善電動汽車充換電標準體系，開展電動汽車大功率充電技術(shù)升級方案研究和驗證，加快推進電動汽車傳導(dǎo)充電連接裝置等系列標準修訂發(fā)布。
三、發(fā)展現(xiàn)狀
換電重卡發(fā)展現(xiàn)狀
2019年以來國內(nèi)電動重卡逐步開始銷售，為實現(xiàn)換電模式在“重載、高頻”交通細分領(lǐng)域的大規(guī)模市場化應(yīng)用，我國換電重卡市場上已涵蓋 34 款換電重卡、鏟車、叉車等工程機械產(chǎn)品，全方位匹配電廠、港口、鋼廠、礦區(qū)、城市渣土、水泥攪拌等場景的電動化應(yīng)用需求。在一次運距較短、作業(yè)時間有間歇性、環(huán)保要求較高的場合，換電重卡正在逐步推廣并迅速擴大。
根據(jù)工信部2021年全年的《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》數(shù)據(jù)，換電重卡推薦車型款數(shù)呈現(xiàn)出整體大幅上升趨勢，下半年總推薦車型122款，遠高于上半年的 37款，預(yù)示著換電模式可能會成為未來純電動重卡克服續(xù)航里程和充電時間等短板的主要路徑之一。目標用途方面，在第12批次的數(shù)據(jù)顯示，上榜的換電牽引車13款，占比半壁江山，居第一；換電自卸車上榜7款，占比26.9%；攪拌車和自卸式垃圾車均上榜3款，占比均為11.5%。
重卡換電站建設(shè)及運營現(xiàn)狀
目前，重卡換電站主要集中布局在北京、廣東、浙江、江蘇、福建、山東、上海等經(jīng)濟發(fā)達的沿海港口城市。2020年7月首批北汽新能源換電重卡車輛交付儀式在京舉行，中國首個換電重卡商業(yè)化應(yīng)用場景正式落地。2020年10月，國內(nèi)首套電動重卡智能換電系統(tǒng)在內(nèi)蒙古煤電露天礦通過100天高強度試運行，開啟了我國大型工程車輛的電氣化進程。2020年11月，國內(nèi)首個換電重卡商業(yè)化應(yīng)用場景在北京密云正式落地，大宗物資通過“鐵路干線+換電重卡接駁”實現(xiàn)了市內(nèi)零排放綠色運輸。2020年12月，國家電網(wǎng)江蘇電力公司和徐工集團強強聯(lián)合，共同推進國內(nèi)首個城市新能源渣土車換電示范運營項目落地。同月，國家電投山西鋁業(yè)正式投運充換電站，包含“電動重卡+充換電站”、智慧物流、光伏發(fā)電等3個子項目。到2020年底，國家電投已落地換電重卡、工程機械累計突破5000臺，充換電設(shè)施分布在北京、上海、江蘇等14個省市，換電站布局落地簽約66座，其中換電站建成交付11座。2021年2月，河南省首個純電動重卡充換電站在鄭州高新區(qū)啟用，每天最多可充電100輛，實現(xiàn)24小時無人值班不間斷運營。
