12月21-22日,由充換電百人會、中國充電樁網、國家電投啟源芯動力等單位聯合主辦,上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務咨詢有限公司承辦的2022中國國際換電車輛產業大會&2022中國國際換電模式產業大會(簡稱:金磚換電論壇)在上海汽車城瑞立酒店順利召開。本屆大會設置“論壇峰會+展示臺展示”,引爆業內對“換電車”的關注,解讀最新換電發展困惑,詮釋機遇及發展方向,促進主機廠、運營商、投資商和換電廠商的對接,為換電企業尋求發展空間。
演 講 實 錄
重慶峘能電動車科技有限公司首席科學家陳衛出席論壇并發表主題演講(線上)——《重卡換電與光儲充換一體化微電網》。
以下為演講實錄:
各位領導,各位專家,各位同事、同仁,下午好。我是重慶峘能電動車科技有限公司首席科學家陳衛,今天下午非常有幸跟在座各位專家領導,同事們,在中國充電樁網主持的中國國際換電產業大會上,給大家一起分享過去四年以來我們做的有關換電和微電網的工作情況。我們的側重點更多的是偏重在能源的利用效率和接入,所以我的演講題目是《重卡換電與光儲充換一體化微電網》。
為了實現“雙碳”,我們必須構建以新能源為主體的新型電力系統,光儲充換一體化微電網通過用電側的大規模分布式儲能,消納電網結構性的潛能,也就是谷電。利用電動車產生新的結構性的潛能,就是閑置的電池時間,來儲存我們過去認為的垃圾電,提升電力裝備和線路的利用率,實現超級充電和兼容性換電,推遲輸配電網的改造投資,形成用電側多能互補、清潔低碳、安全可控、開放互動的新型電力接入網。
我的演講六部分,光儲充換一體化微電網它是電力接入網的自然延伸,通過換電和對電池精細化管理,增加電池系統的吞吐量。這里解釋一下,電池是兩個壽命,一個是日歷壽命,一般是8年,一個是循環壽命,我們現在一定要講,在8年之內怎么樣提升它的循環壽命,也就是吞吐量。移動式多能互補,降低輸入電價,增值售電業務,拉大電能輸入利差,成倍的降低光儲充換系統折舊占比,隔墻售電,讓儲能電量就地消納。在車電分離之后,消費者購車不用購電池,而讓電池資產持有企業,我們現在叫電池銀行,有明確的投資回收期和可觀的投資收益,這就是我們想實現的,通過微電網和換電和超級充電,來實現的一個目標。
大家都很清楚,重卡從油改成電,基本上前面各位專家都總結了,大概有六個痛點。第一個,車價,因為電池很貴,車價增加一倍,行駛里程很短,如果我們以282度電的49噸的拖頭,跑不到200公里。然后車公里的能耗,一度電就只能跑0.5公里,電池本身的自重和體積占用了貨倉的空間,同時又降低了短頭重卡的安全性,因為過去短頭如果碰車的時候,還有后退的空間。更重要的是,增加了兩噸多重的電池自重,就少了兩噸多重的貨物。補能時間,如果是以充電的方式,起碼是一個小時。另外就是低溫情況下容量的衰減。
第二個問題,為了降低成本,實現車電分離以后,大家都想充分利用,提升電池的利用率,這就是大家出現的V2G這種模式。而實際上V2G這個模式在歐洲做了很多嘗試,結果發現三個大的問題。一個是消費者對電池這樣使用覺得不合算。第二個,消費者買的是車,認為這個車我不能把里面的電放掉,我自己用的時候沒有。第三,充電樁企業遇到很大的困難,因為充電樁如果給別人充電,我利潤很高,倒過來,如果是V2G,就變成三家要分這個利潤,電網要接納這個電,出電池的用戶要分錢,充電樁公司自己分的錢就少了。
另外,由于每一個車電量不足100千瓦時,對電網的調度系統來講,它很難精準的去做大規模的用戶側的調度。
總體上來講,從能源的利用效率來講,如果這個電池的電已經是充到電池里邊了,然后要讓它再回到電網上,跟我們的初衷是背離的,我們是想通過電池利用率,提升我們的經濟效益。現在我們又把這個電回到電網上,所以已經離網的電能再回到電網上就是低能低效。
第三個問題,整個換電很重要的問題是標準問題,大家都認為政府應該出面,有團標,有地標,有國標,還有國際的標準。說實話,標準并不難,難的是你能不能掙錢,商業模式成不成立,任何一個商業模式能成立的,能走通的,能把整個產業鏈五個環節的企業都能掙到錢,這個標準自然而然就會出現。它的演進過程,這是一個要通過電池的模塊化,就像昨天三一提出來的,我們的電池就是分成四種形態的,通過模塊化,通過實現通用化,只有通用化才能標準化,這是我做了12年換電的基本感受。
本來年初的時候,中國汽車工業協會和消費者協會給我們的預測,預計2022年新增3.2萬輛重卡和15萬輛換電輕卡,現在看來這個目標,據我所知還有點距離。乘用車換電,大家昨天都講的挺好,但是真正拿出數據來看,不像我們預測的這么樂觀。而商用車應用場景簡單,我們叫定點、定線、定組織的,用電量是確定的,所以它的投資回收期基本可以確定,這樣可以產生大量的儲能電池。而這樣的儲能電池就可以降低電價,為乘用車長期的穩定發展和盈利。所以我們認為高效利用重卡電池,移動存儲“垃圾電”,確保24小時低成本輸入的電價,這樣就使得整個換電從重卡到乘用車,都有一條可能盈利的路。
我們的解決方案,第一個就是降低輸入電價,如果大家完全依賴電網的電,那白天你就必須得承擔較高的電價。
第二個,我們剛開始由于沒有足夠多的儲能電池,由于前期投資太大,所以我們要選用一定的應用場景,就是高頻運輸,這是現在重卡擺短,頻次很高的運輸,這樣可以讓電池不斷的一天充放3次,甚至4次。
另外通過光儲充換一體化,讓這些硬件能夠共享,就是這些充電模組,因為它使用的時間是不一樣的,太陽能是在白天,我們存儲谷電是在夜晚,所以這些部件你怎么樣動態的組合,使得硬件的優化以后,將投資最小化。更重要的是,當你有了這些電以后你怎么消納,充電跟換電我們都是守株待兔,做了一桌菜,如果客人不來吃,你的毛利再高,盈利也是零。同樣的,如果我們存的電只是等用戶上門,沒有一個旱澇保收的方法,整個商業模式就很難成立。
下面是我們的做法,大家都很清楚,傳統的電網就三個層面,源、網、荷,那就是發電側、輸電側和用戶。我們現在的方案里邊重點是用電側,利用光伏,利用現在國網晚上的谷電。另外還有很重要的,就是我們的換電站,無論是乘用車還是商用車,我們盡量都希望這個換電是能夠移動的,它這樣可以主動到有便宜輸入電價的,比方說火電廠它本身有多余的自用電,你可以一起跟它分享,增加它的收益,同時你也降低了成本。在很多沒有光伏的地方,有可能也利用小水電,所以通過這樣的方式,目的是降低輸入電價,這就是我們理解的多能互補。
第二個,你怎么消納。當你有了超充350-480千瓦的超充,那你必須要有儲能電池,不然你用巨大的變壓器,你的改造費用和利用率都是巨大的問題。第二,超充和換電都是跟車輛有關的業務,但實際上國家能源局一直在推增量配電網。在開發區,你完全可以采用就地消納的方式,把儲存的電跟當時國家電網標定的價格同樣出售給開發區內的企業。
第四種情況,在開發區之外,比方說夏季7、8、9三個月缺電的時候,可以通過調度系統把電輸入到開發區之外。在這種情況下,一般都有補貼,盡管上網電價0.396元,但是一般政府,或者是電力部門,都會在這種緊急情況進行補貼。
另外還有一個情況,國家能源局一再強調的就是電網側的負荷響應,各個省能源局都有內設的,就是在緊急缺電的情況下能夠做負荷響應,這個是按照十塊錢一度電,詳細的細節大家都能在能源局網站都能查到。有七個等級,如果一秒鐘之內你能上10個兆瓦,我就給你十萬塊錢,當然這個里邊有很多細節。所以總體上來講,如果我們只是把我們的盈利模式守在換電一個業務上,估計整個盈利的可能性非常低。
另外稍微說一點細節,裝了這么多儲能電池,安全是最重要的問題,同時電池壽命怎么解決。我們現在是通過無線wBMS、物聯網、大數據、云計算和人工智能,我們完全可以實現動力電池的風險監控與預警,提前兩個小時可以完全預警電池的爆炸風險,因為是換電,無論在車上還是站上,我們都隨時可以把電池搬出存放的地方。另外,通過我們特殊的管理辦法,我們可以成倍的延長電池壽命,也就是說在8年的壽命期,我們可以增加電池的循環壽命。
這是我們另外一個解決方案,就是盡量不建換電站,無論是乘用車也好,還是商用車也好,我們都是采用移動站為主,除非在礦山里面,幾年都不動,這種情況下我們肯定有固定站。
這是我們做的各種形狀的換電站,總共有四種換電站,從最小的乘用車,一直到重卡和礦卡。重點說一下,我們的換電都是采用分箱的形態,這樣大家可以看一下,每一塊電池是141度電,加在一起282,就是現在大家看的很清楚的,就是282度電。
這個是后背,我們可以兼容裝載機、挖掘機,任何一個施工工地,這三個車都是少不了的。更重要的,通過我們分箱換電,我們支持側掛,也支持底盤換電。因為現在沒有底盤換電,是因為我們重卡絕大多數還是傳統油改電的形態,就是中央電驅動。這種模式是導致我們重卡經濟效益完全比不過乘用車的一個最主要的原因,就是傳統的電驅動系統,它的效率太低,光在這個驅動系統上面,我們基本上就損失了25%-30%,所以你必須采用電驅動橋。當你有了電驅動橋以后,這些電池就有地方放了,這就是一個案例。
這個是我們今年8月開通的,跟國家電網合作的。
特斯拉今年12月1日發布的這個車,它可以行駛800公里,同時每度電能跑0.8公里,盡管美國的標準比我們要新一點,但是它的整個能效能夠提升40%,就是每度電,就算是在49噸的情況下,它也能夠提升40%。如果我們采用車電分離的模式,價格可以從98萬降到53萬,更重要的是補電的時間變成4分鐘。這只是一個案例而已。
所以我們認為電動重卡,比如干線物流,我們國內每600公里,基本上國家要求就要休息10分鐘,所以跑600公里讓司機下來換一次電,這個已經沒有什么太大的困難。所以我們認為,下一步重卡、干線物流續航都會到xu600公里以上。
現在我說一下我們商業模式上遇到的困難,從現在來講,我們作為一個微電網和換電裝備的制造企業,我們必須要給整車廠配合,把換電裝置放到整車上去,要跟電池企業配合,把BMS和整個通信協議、物理接口、連接器大家要對接。然后通過我們的銷售公司,實現車電分離,把整個電池分離給電池銀行。
接下來最難的一步,是由于現在的電動重卡只能在特定的環境,就是高頻、跑短、超載的條件下面,所以過去傳統的商業模式,C端的客戶壓根兒不會買這樣的車。個別地方有,是因為有很多政府補貼,大家知道,從明年開始政府補貼都沒有了,一些地方肯定還有補貼,但是都不足以支撐起我們的商業模式。所以眼前這個業務里邊,一定是B2B,一定是B2大B,然后B2小B,才能B2C,所以我們現在重點是在打造商用車的運力池,而這個運力池里邊離不開我們的金融支持,更多的運力池是業務支撐,想買車的人很多,但是真正擔心的是這個業務。
而現在疫情,我們認為明年就應該過去了,就應該大規模恢復生產,所以我們認為現在是一個大好的時機。但是從商業模式上來講,我至少到現在為止,孤陋寡聞,我也沒見到哪一家是真正盈利的,但是看到有盈利的就是下坡滿載,有這樣的情況,因為下坡滿載對于電動車來講有能量回收,這個時候肯定必然有車要來得好。所以這么長的產業鏈,短時間之內,大家要協同產業鏈上五個大的部門,大的環節,說實話,這個需要相當長的時間。但是在局部地區,個別的案例,作為一種嘗試,我認為是完全可能。
這是我們下面做的,在港口里邊這個沒有問題,這個就141度電,所以我們只放一塊電池,來回就十公里,沒有問題。這個有360臺礦車,本身里邊現在也發現,LNG它的價格波動太大,所以我們現在有30臺車在這里邊開始在跑。我們的目標是做到,從它現在2.4元一公里降到1.8元一公里,靠前面那些方法。另外,邊上有風電,我們直接也可以接入風電。
這個是高速路上的,所以這也是一個大家都在嘗試的,因為我們相信,600公里的重卡很快就會上路,所以高速路上建換電站,這也不是什么困難。
前面一再強調,我們整個產業鏈要走通涉及到五個大的環節,整車制造,電池生產,裝備就是充換電和微電網,能源服務就是國家電網或者別的電池企業,另外就是交通運輸行業。所以這些目標都要實現,才有可能談標準的事情,標準必須來自于市場,所以不能掙錢那就是個垃圾。
說一下換電本身的實質,是想挖掘能源和交通行業結構性的潛能,就是利用電動車閑置的電池時間,把電網和發電廠產生的垃圾電存儲,然后實現高效的交換和消納。通過動力電池標準化,確保安全生產和保值增效。所以我們這里沒有什么儲能電池和動力電池之分,電池裝在車上是叫動力電池,裝在站上就是儲能電池,但是我們必須要用動力電池的高放電倍率,來支撐我們的超級充電。
所以總結一下,共享電池,移動儲能,多能互補,高效安全,才是我們做換電的本質。
說一下我這個小公司,現在54個人,2019年被中國汽車工業協會評為“隱形獨角獸”,這個角還沒長出來,公司很小,但是我們已經開始批量出貨。
我們自己認為我們解決了四個方面的問題:
1.做了第三代通用標準模塊化的換電系統和關鍵部件。
2.我們有24小時全天候都能自動換電的裝備和管理平臺系統。
3.有光儲充換一體化正在運行的分布式儲能的微電網。
4.有多能互補的分布式能源運營模式。
對于我們來講,電動商用車分箱換電它能兼容重卡、中卡、輕卡,包括還有乘用車、裝載機、挖掘機,都能共享標準化的電池。移動式的商用車換電站,就近取電,就近提供服務,能夠適應光伏、發電廠、水電廠和電網的供電,不用消費者或者司機跑很遠的路去換電池。
峘能電動在換電領域具有硬核的技術和運營經驗,我們提供底盤換電、后背換電、側掛等多種形式的兼容換電方式。在24小時全天候露天作業條件下,實現高精度導航定位、AGV自動駕駛、電池物聯網大數據等多項換電核心技術。
我相信光儲充換一體化微電網是提升清潔能源比例和挖掘交通和能源行業結構性潛能的必由之路。我們為清潔能源和電動車產業發展,做可靠產品,解用戶之急。謝謝大家的聆聽,有不妥之處請各位斧正,也希望有更多批評的聲音,謝謝。