作者：楊夢迪 | 河南省交通規(guī)劃設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
在碳達峰碳中和戰(zhàn)略實施、公轉鐵和公轉水運輸結構調整的大背景下，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)的廣泛關注。為推動我省重卡貨運轉型發(fā)展，特就換電重卡及充換電設施展開分析與研究，發(fā)布兩篇研究成果：
關于換電重卡的相關研究（上）：概述與發(fā)展現狀（點擊鏈接閱覽）
關于換電重卡的相關研究（下）：應用場景及發(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)《關于啟動新能源汽車換電模式應用試點工作的通知》，決定啟動新能源汽車換電模式應用試點工作，其中宜賓、唐山、包頭3城市納入重卡特色類試點。以下對三個城市進行發(fā)展基礎以及未來發(fā)展計劃的分析和研究，為河南省發(fā)展換電重卡提供經驗借鑒。
宜賓
四川宜賓已具備新能源汽車換電模式應用的多個優(yōu)勢。產業(yè)集群方面具備完整新能源重卡換電產業(yè)鏈，寧德時代200GWh生產基地四川時代落地宜賓，3月被認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領先的重卡換電設備提供商，產業(yè)基礎完備。此外宜賓還擁有行業(yè)領先的技術研發(fā)團隊，豐富的水電等清潔能源，中國電動重卡換電產業(yè)促進聯盟等行業(yè)組織、獨特的“成渝雙城經濟圈”區(qū)位優(yōu)勢等，這些都為其發(fā)展換電重卡提供了基礎。
宜賓市計劃在2年內建成換電站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、加快建設換電基礎設施網絡、構建嚴格的安全監(jiān)管平臺、推動標準體系建設等方面推動試點方案實施。
四川時代一期項目產業(yè)園
唐山
唐山的鋼鐵產量一直位于全國首位，工業(yè)產值占唐山經濟發(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用場景。
唐山市計劃在試點期內落地運營換電重卡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。重點從設計“三縱一橫”干線換電網絡布局、與國家電投合作建立換電重卡數據監(jiān)控管理平臺、建立全市純電動重卡換電聯盟、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場
包頭
包頭市擁有全國唯一軍工背景的重卡生產企業(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系，成功研制了國內第一批換電重卡。應用場景上，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生態(tài)一體化項目建設。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相關產業(yè)投資合作，計劃將在3年內在全包頭市推廣約4萬輛新能源汽車，在包頭市標準分箱換電模式新能源汽車保有量達1萬輛以上時，建成一座以包頭為基地、覆蓋內蒙古全省的動力電池租賃、存儲、轉運、梯次利用、循環(huán)利用與服務的新型動力電池循環(huán)產業(yè)園。
北奔新能源電動重卡集中交付包鋼鋼聯
二、應用場景分析
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、燃油經濟性差、污染水平高，使用換電重卡既能實現能源的快速補給，降低車輛造成的大氣污染，且建設一座換電站即可覆蓋整個封閉區(qū)域的服務需求。
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等，具有路線固定、單程距離短的特征。該場景下，根據運輸距離不同，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的主力，因此高速公路等干線中長途運輸是換電重卡的主要應用場景之一。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區(qū)內，幾乎無需新增土地規(guī)劃，容易實現推廣應用。
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)統一標準
電池標準不統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。換電站建設運營也同樣缺乏統一的行業(yè)標準，目前《電動中重型卡車共享換電站建設及換電車輛技術規(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，相關統一標準將陸續(xù)出臺，有效支撐換電重卡的應用推廣。
難點二：換電站面臨選址困難的問題
當前，有關換電站的土地、建設審批等相關政策法規(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。公用換電站的建設主要是為了盈利，選址建設涉及土地資源、環(huán)境污染、電力增容等諸多現實問題，這需要政府主管部門審批、環(huán)保部門認同、國家電網許可。
難點三：換電站面臨經營盈虧的問題
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鍵，根據有關測算，當利用率約到23%時，換電站跨過盈虧平衡點；當利用率上升到30%時，對應的年利潤可以達到42萬；當利用率上升至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一的標準答案，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的成本間的關系。
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，對插接器件的質量和可靠性要求非常高，一旦漏電就會產生嚴重的危害。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安全問題，對于換電站、車輛制造廠、司機的責任劃分問題不清晰，需要依靠健全行業(yè)標準和國家法律法規(guī)來不斷解決。
發(fā)展建議
建議一：強化政策支持
一是政府應充分發(fā)揮財政資金的作用，考慮電池綜合服務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，增強換電重卡的經濟性。
建議二：加強多方協同
一要強化能源基礎設施建設的統籌規(guī)劃，將電動重卡充換電配套設施建設列入城市規(guī)劃，增加其在用地、建設、消防、驗收等各個方面的依據，防止基礎設施過早建設失去應用的效率。二要協調電網企業(yè)，對電動重卡充換電配套設施提供低成本的電力接入保障，預防新能源基礎設施規(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、綠色債券、綠色保險、綠色基金對新型交通基礎設施給予支持。
建議三：鼓勵試點建設
針對河南境內大量的過境車輛，可以由地方政府、相關電網及換電技術公司、換電站運營商共建立合作模式，以客戶為導向形成利益共享機制。充分結合服務區(qū)等現有基礎設施，積極開展重卡換電站試點建設，引導貨運車輛向新能源發(fā)展，將貨運車輛污染治理負擔轉變?yōu)榇龠M換電等基礎設施建設的催化劑。解決好新型的交通基礎設施與對外交通體系的深度協同，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，進而實現不同的交通基礎設施互聯互通。
結語
本文就換電重卡特色類試點、應用場景及存在問題等進行了分析研究，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)在電池標準化、試點工作建設方案等方面還需做進一步的研究與探索。
