中國新能源汽車換電模式發展問題研究

王佳 阮藝亮

（中國汽車技術研究中心有限公司）

在我國新能源汽車產業發展初期，國家電網等企業就已經開始探索發展換電模式，但受限于當時的產業發展環境等因素，換電模式并沒有大規模推廣。隨著換電技術進步、換電站建設成本降低、換電標準不斷完善，以北汽新能源、蔚來汽車等為代表的企業開始加大對換電模式的研究和推廣[1]。截至2019年7月底，我國共擁有換電車輛近6 萬輛，其中用于分時租賃、出租車等公共領域的換電車輛約4 萬輛，用于私人領域的換電車輛約2 萬輛，換電車輛的推廣提升了車輛的運行效率，受到了部分消費者認可。但隨著換電模式的加快發展，行業也開始面臨一些新形勢和新問題。文章旨在通過分析我國換電模式產業發展的最新情況，研究發展換電模式面臨的主要問題，提出規范我國換電模式發展的相關建議。

1 換電模式簡介

新能源汽車電池更換也稱換電模式，是指車用動力電池在換電站中存儲、充電，充滿電后替換新能源汽車上的低電量電池。根據換電方式不同，換電模式可分為底盤換電和分箱換電2 種。與充電模式相比，換電模式主要有以下優勢。

1）在能源端方面。換電模式能夠調節電網峰谷負荷，促進可再生能源消納，減少對電網沖擊，實現能源互聯網，且換電站和充電站相比，提高了用地使用效率。

2）在購置端方面。換電模式可實現“車電分離”，即車企將不含電池的電動汽車和電池分開銷售給用戶和電池運營商，降低了消費者的購置成本[2]。

3）在使用端方面。換電模式可實現快速補充能源，解決“里程焦慮”“充電等待焦慮”，也可實現動力電池“升級更換”，為消費者提供更高容量、更高性能的動力電池，提升駕乘體驗滿意度[3]。此外，動力電池由運營商管理，既方便開展集中維保，也有利于保障充電安全。

4）在回收端方面。換電模式可實現動力電池閉環管理，促進回收利用，防止廢舊動力電池污染環境。同時，由于可實現“車電分離”，換電模式可以提高新能源二手車殘值，激活二手車交易市場。

2 換電模式發展現狀

我國自2008年開始探索發展換電模式，10年來換電模式歷經高潮與低谷。近年來，隨著北汽新能源、蔚來汽車等企業積極探索，換電模式逐漸成熟，相較于充電模式的優勢也日益凸顯。

2.1 早期換電模式失敗原因分析

我國早期換電模式的失敗主要是由于利益分配、技術標準和建設成本等原因導致。一是動力電池作為整車價值鏈的主要環節，整車企業出于自身利益考慮，參與由國家電網等能源企業主導的換電模式積極性不高；二是各車企均有不同的設計理念，動力電池位置和規格尺寸千差萬別，很難保證每種車型都能在換電站找到適合更換的電池；三是換電站建設投入一次性成本較大，包括場地需求、車輛技術改造、電池儲備、換電站建設等，成本遠遠高于充電樁建設，投資回報周期長，商業模式難以健康發展。

2.2 換電模式主要企業發展現狀

我國北汽新能源、蔚來汽車等部分企業已經開始在換電領域先行先試，其中北汽新能源的換電車輛主要用于出租車市場，蔚來汽車的換電車輛主要面向私人領域。此外，吉利、東風、長安、一汽、廣汽、力帆、奇點、國金等企業也都在進行換電模式的技術儲備。

2.2.1 北汽新能源換電模式發展情況

北汽新能源和奧動新能源汽車科技有限公司合作成立北京奧動新能源投資有限公司，負責換電站的投資建設，以及換電運營模式及業務的推廣應用，提出了“充換一體化、服務一體化、車網一體化”三位一體的商業模式。截至2018年底，在全國范圍內運營換電車輛7 000 臺，建成換電站126 座，并先后為全國兩會、廈門金磚會議和青島上合峰會提供服務保障用車。

2.2.2 蔚來汽車換電模式發展情況

蔚來汽車制定了“車電分離、電池租用、可充可換、梯次利用”的發展戰略，將智能充換電網絡關鍵設備研制、平臺開發及規模化運營作為核心業務。為用戶提供智能充換電服務，旨在提升消費者在新能源汽車上的使用體驗，解決用戶的“里程焦慮”和“充電痛點”問題，同時對電池健康狀況進行批量監控和維保。目前蔚來汽車在各大城市建設了城區換電站89 個，高速公路服務區換電站33 個。

2.3 換電模式相關支持政策情況

2.3.1 中央政策支持情況

我國已經出臺了一系列換電模式支持政策，對推動我國換電模式發展起到了重要作用。換電模式的中央政策支持情況如下。

1）明確鼓勵發展換電模式。《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》等明確鼓勵換電站建設。《綠色產業指導目錄（2019年版）》《產業結構調整指導目錄（2019年本）》（征求意見稿）也將換電設施列入鼓勵類給予支持。

2）支持換電站建設和車輛推廣應用。《能源發展“十三五”規劃》中，明確新增集中式充換電站超過1.2 萬座的發展目標。《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》提出繼續探索出租車、租賃車等特定領域電動汽車換電模式應用。《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案（2019—2020年）》明確提出推廣新能源汽車電池租賃等車電分離的消費方式，降低購車成本，借鑒公共服務領域的換電模式和應用經驗，鼓勵企業研制充換電結合、電池配置靈活、續駛里程長短兼顧的新能源汽車。

3）給予補貼和用電優惠。《關于“十三五”新能源汽車充電基礎設施獎勵政策及加強新能源汽車推廣應用的通知》指出，獎補資金應當專門用于支持充電設施建設運營、改造升級、充換電服務網絡運營監控系統建設等相關領域。《關于電動汽車用電價格政策有關問題的通知》《關于創新和完善促進綠色發展價格機制的意見》則明確給予換電設施用電優惠。

2.3.2 地方政策支持情況

北京市、河北省、廣東省、福建省、山東省、上海市等地區都以鼓勵“充換電”基礎設施建設的形式發布了相關政策措施。廣東省規定換電設施項目按照2 000 元/kW的標準給予補貼；江蘇省規定換電服務價格按照車輛行駛里程收取；福建省明確按當地大工業目錄電度電價減半執行，建設補助標準不超過495 元/kW；廈門對換電站的電價在大工業用電基礎上再給予一半的優惠。

3 換電模式面臨的主要問題

目前換電模式仍面臨技術標準不完善、建設成本偏高等問題，但隨著產業發展，這些問題都有望得到解決。現階段發展換電模式的最大障礙在于政策風險，亟需規范管理。

3.1 通過行業努力可以解決的障礙

換電模式自身發展仍存在諸多障礙，主要涉及以下3 個方面，但通過行業自身發展能夠得到解決。

1）技術標準不完善。各企業的新能源汽車和動力電池標準千差萬別，換電模式在超過一個車企范圍時很難運行[4]。換電站分類很多，如分布式、集中式、永久建筑類、臨時設施類等，由于缺少統一的分類標準，導致相關部門對換電站歸類為特種設備或一般電器設備存在質疑。目前換電站企業雖然制定了內部的安全監管標準和消防標準，但缺少行業統一的標準。

2）建站成本仍偏高。隨著換電站的規模化發展，換電站建設成本將大大降低。目前我國換電站根據規模不同，總投資在150～800 萬元，日服務車輛70～150 臺，折算成日服務車輛的投資成本為2～5 萬元/臺。和充電模式相比，目前換電站建設成本仍然較高，但已經具有可比性，且隨著規模化發展還有較大的下降空間。

3）事故責任難界定。換電模式采用的動力電池的所有權需要明確，而且如果換電車輛生產企業和換電服務企業不是同一家，車輛出現事故時的責任界定也存在難題。目前部分企業及消費者通過簽署權責明晰的合同來避免該類問題的發生，也采取購買保險等作為保障措施。

3.2 需要政府予以規范解決的障礙

目前企業發展換電模式仍面臨一定的政策風險，涉及到如何管理、如何補貼、如何建站等問題，通過企業自身很難解決，需要政府予以規范解決。

1）缺少相關規范管理辦法。換電模式涉及更換出廠配置的動力電池，尤其是“車電分離”和“升級更換”，極易導致換電電池和《公告》上動力電池不一致。如果動力電池供應商或動力電池型號發生變化，將導致換電模式難以符合現有管理體系相關要求，無法滿足《新能源汽車產品同一型號判定技術條件》，需按新車型進行《公告》申請，原有舊車型不能采用該類電池換電，否則涉嫌非法改裝。若原有動力電池企業破產，將導致老車型無法更換動力電池。

2）購置補貼政策不明確。換電模式涉及“車電分離”，但現行政策將動力電池與汽車在產銷上進行了捆綁式管理，“車電分離”銷售車輛能否獲取補貼未明確。“升級更換”能否獲得補貼也不明確，而且個別違規企業可能將大電量電池偷換為小電量電池運營，將大電量電池回廠拆分或用于他處，或重新裝車騙補。此外，現場核查時對換電車輛動力電池企業名稱、產品型號、電池容量一致性如何界定尚不明確。

3）換電站建設審批難度大。我國缺少統一的換電站建設審批流程，不同地方換電站建設的協調難度大。而且許多城市未明確換電站可以享受新能源汽車充電基礎設施建設補貼，換電站建設因為補貼方式、方法等政策的缺失而擱淺。

4 相關建議

目前充電基礎設施不完善仍然是阻礙我國新能源汽車產業發展的主要問題之一，建樁難、用樁難等問題依然存在，能源補充方式的不便捷抑制了消費者的需求，減緩了新能源汽車市場的發展速度。建議在推廣充電模式的同時，也積極探索換電模式，促進行業規范發展。

1）開展換電模式專題研究，支撐政府完善管理體系。目前換電模式處于起步期，行業發展仍面臨諸多問題。需要國家部門組織相關科研院所、研究機構和換電企業等，成立換電模式研究工作組。集聚行業創新力量，開展換電模式可行性研究、技術先進性研究、安全可靠性研究、服務模式研究、政策法規研究、標準和管理體系研究等。通過相關研究，評估我國發展換電模式的必要性、可行性，并研究提出推動換電模式發展的相關措施建議，指導企業加快提升技術水平和開展模式創新，也為政府完善政策、標準和管理體系提供支撐。

2）開展換電模式試點示范，鼓勵部分企業先行先試。建議政府部門對換電這種新業態、新模式、新理念采取包容審慎的服務和監管方式，給予企業創新發展空間。由于我國推廣換電模式的企業較少，且缺少有效的考核、驗證、改進和提升，可以通過選擇部分地區或企業開展試點示范、先行先試的方式，避免一哄而上，出現戰略誤判、安全事故和資源浪費。鼓勵企業在試錯中創新，在包容中發展，推動在試點地區或企業內部形成統一的動力電池標準，實現不同企業、不同車型之間的動力電池互換。加快形成可復制的推廣經驗，并總結經驗教訓，支撐政府部門完善換電模式管理體系。

3）明確換電模式申領補貼條件，解決企業后顧之憂。換電模式作為一種創新商業模式，對推動我國新能源汽車產業發展有著積極作用。現階段，不管是充電還是換電模式的新能源汽車，想要發展都離不開補貼政策支持。但由于換電模式導致“車電分離”和“升級更換”，能否申領補貼、如何申領補貼目前無明確規定。建議加快出臺換電模式申領補貼的具體要求，堅定企業發展換電模式的信心，也為企業制定戰略規劃和發展策略提供指導。

4）加大對換電站建設的支持力度，完善換電站網絡布局。目前我國在推廣新能源汽車的過程中，主要鼓勵充電站建設而忽略了換電站，導致我國換電站建設難度大、運營數量少、建站成本高。為加快形成“可充可換”的新能源汽車能源供給網絡，建議從國家層面明確對換電站建設運營的補貼，并建立換電站建設的項目備案和審批流程。

5 結論

我國換電模式經歷了2 輪發展，第1 輪以國家電網等能源企業為主導，由于成本、市場規模、利益糾葛等原因，換電模式未能大規模推廣，新能源汽車能源補給方式以充電模式為主。第2 輪以北汽新能源等整車企業為主導，相關利益群體已經統一，換電模式開始呈現較快的發展態勢，我國新能源汽車能源補給方式正逐漸轉變為充換互補。但也需要清晰認識到，發展換電模式仍面臨諸多障礙，目前國內外文獻尚未對換電模式面臨的問題開展系統研究，也未提出相關的措施建議。文章基于我國發展換電模式面臨的問題，有針對性地提出了相關建議，為行業企業和有關政府部門提供參考，有利于推動我國換電模式的發展。鑒于發展換電模式和我國現有政策管理體系不適應，導致發展換電模式存在潛在的政策風險，下一步將系統開展換電模式的政策適應性研究并提出具體的政策建議。