國(guó)內(nèi)石油石化企業(yè)在電池租用服務(wù)(BaaS)領(lǐng)域開(kāi)展合作探討

戚鳴

中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司國(guó)際合作部，北京 100728

0 引言

化石能源作為人類(lèi)的主要能源來(lái)源，在過(guò)去200多年里推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)快速發(fā)展。受化石能源的環(huán)境污染和不可再生等問(wèn)題困擾，新能源產(chǎn)業(yè)因其所具有的清潔、無(wú)碳的天然屬性，成為替代化石能源推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要力量。

我國(guó)能源消費(fèi)量大且以化石能源為主。在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，要落實(shí)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，就意味著實(shí)現(xiàn)國(guó)家多元能源保障、逐步發(fā)展新能源是大勢(shì)所趨。國(guó)際上，許多石油公司已經(jīng)未雨綢繆，紛紛宣布轉(zhuǎn)型計(jì)劃和目標(biāo)，提前布局新能源產(chǎn)業(yè)；國(guó)內(nèi)石油石化企業(yè)構(gòu)建新業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)、提前對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局迫在眉睫。

在新能源產(chǎn)業(yè)布局中，電動(dòng)汽車(chē)由于部分產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)與石油化工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈有一定協(xié)同，成為了國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)能源企業(yè)嘗試進(jìn)入新能源領(lǐng)域的突破口。其中，伴隨著電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展而誕生的電池租用服務(wù)(Battery as a Service，下稱(chēng)：BaaS)模式，為石油化工企業(yè)布局新能源領(lǐng)域提供了新的探索路徑。

1 BaaS模式介紹

電池租用服務(wù)BaaS (Battery as a Service)，是指通過(guò)全方位部署電池上、下游產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)為終端用戶(hù)提供可充、可換、可升級(jí)及車(chē)電分離的電池服務(wù)模式。BaaS以電池業(yè)務(wù)為核心，通過(guò)對(duì)電池的產(chǎn)權(quán)剝離，以換電模式為用戶(hù)提供續(xù)航服務(wù)并收取一定費(fèi)用；用戶(hù)在購(gòu)車(chē)時(shí)僅需要負(fù)擔(dān)車(chē)身價(jià)格，電池則依托電池資產(chǎn)平臺(tái)由專(zhuān)業(yè)化公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理。BaaS概念圍繞3個(gè)核心詞匯展開(kāi)：“車(chē)電分離”、“換電模式”和“電池運(yùn)營(yíng)管理”。

車(chē)電分離：車(chē)電分離的重點(diǎn)是將電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)身和電池的產(chǎn)權(quán)進(jìn)行區(qū)分，用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)時(shí)不買(mǎi)電池包，通過(guò)租用方式，取得電池使用權(quán)。相應(yīng)的，電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售發(fā)票價(jià)格中也不包含電池價(jià)格，如用戶(hù)選擇金融貸款，則首付和月供中不包含電池包費(fèi)用。車(chē)電分離模式下，用戶(hù)租用電池包后，可以選擇換電，也可以選擇充電。

換電模式：一種集電池充電、物流調(diào)配和換電功能為一體的快速補(bǔ)電方式，與充電模式一樣，都是電動(dòng)汽車(chē)的補(bǔ)能模式，兩者互為補(bǔ)充。用戶(hù)通過(guò)在換電站更換電池，快速為電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)電，換電時(shí)間與燃油車(chē)加油時(shí)間大致相當(dāng)。當(dāng)前，電動(dòng)汽車(chē)換電模式的技術(shù)路線主要有電池包整體式換電、電池包分箱式換電和移動(dòng)換電車(chē)換電三種。前兩種方式在私家車(chē)領(lǐng)域和商用車(chē)領(lǐng)域廣泛采用，第三種方式應(yīng)用較少。

電池運(yùn)營(yíng)專(zhuān)業(yè)管理：一種針對(duì)動(dòng)力電池展開(kāi)的全生命周期管理，通過(guò)電池的集中管理、金融租賃、日常儲(chǔ)能、維修服務(wù)、數(shù)據(jù)收集、迭代升級(jí)、梯次利用、回收?qǐng)?bào)廢和再生利用等，實(shí)現(xiàn)電池應(yīng)用、資產(chǎn)價(jià)值和使用壽命的最大化。電池運(yùn)營(yíng)管理通常由特定電池資產(chǎn)平臺(tái)負(fù)責(zé)。BaaS模式下，電池資產(chǎn)管理公司專(zhuān)注于電池管理，車(chē)企負(fù)責(zé)換電服務(wù)，分工合作提高銷(xiāo)路。

2 對(duì)BasS模式的分析

2.1 面對(duì)三個(gè)“70%”挑戰(zhàn)，汽車(chē)電動(dòng)化是解決我國(guó)能源安全的重要途徑，在相關(guān)政策的扶持下汽車(chē)電動(dòng)化勢(shì)在必行

中國(guó)作為全球最大的汽車(chē)消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是最大的石油進(jìn)口國(guó)，面臨持續(xù)增長(zhǎng)的汽車(chē)保有量和日益嚴(yán)峻的石油消耗問(wèn)題，其中，2019年我國(guó)原油對(duì)外依存度首次突破70%，汽車(chē)消耗成品油占比接近70%，進(jìn)口石油有70%以上都需經(jīng)馬六甲海峽(三個(gè)“70%”挑戰(zhàn))。面對(duì)日益復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境與能源危機(jī)，汽車(chē)電動(dòng)化是減少對(duì)石油的依賴(lài)，應(yīng)對(duì)三個(gè)“70%”挑戰(zhàn)的有效解決方案，可以從根源上解決我國(guó)的能源安全問(wèn)題。

我國(guó)也陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)政策與指示，鼓勵(lì)扶持新能源汽車(chē)的發(fā)展：2020年4月，財(cái)政部等四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策的通知》，明確支持“車(chē)電分離”等新型商業(yè)模式發(fā)展；9月，習(xí)近平總書(shū)記在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上表示中國(guó)將努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和；10月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》，明確提出在加快推動(dòng)充/換電、加氫等設(shè)施基礎(chǔ)上，2025年新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售量占比20%，2035年純電動(dòng)汽車(chē)將成為新銷(xiāo)售車(chē)輛的主流，公共領(lǐng)域用車(chē)全面電動(dòng)化。時(shí)代背景的需要，加之政策的扶持，汽車(chē)轉(zhuǎn)型已成為行業(yè)乃至社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，電動(dòng)化發(fā)展勢(shì)在必行。

2.2 BaaS的電池專(zhuān)業(yè)化運(yùn)營(yíng)是電動(dòng)化發(fā)展的方向

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)的核心部分，其成本占整車(chē)比例近一半，使用性能狀態(tài)直接影響到電動(dòng)汽車(chē)的安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。電池對(duì)環(huán)境比較敏感，溫度、濕度、充電環(huán)境都會(huì)對(duì)壽命產(chǎn)生影響，而通過(guò)對(duì)電池的專(zhuān)業(yè)化運(yùn)營(yíng)管理，可以顯著提升其使用壽命：目前通常電動(dòng)車(chē)電池設(shè)計(jì)壽命為充電1000次，按單次充電300 km續(xù)航考慮可運(yùn)行30萬(wàn)km，但實(shí)際情況遠(yuǎn)低于此，主要是因?yàn)樵趥€(gè)人使用中難以避免地受到環(huán)境以及極端的充、放電行為影響。專(zhuān)業(yè)化的電池管理還可使用電成本大幅降低，如成為削峰填谷(實(shí)現(xiàn)谷電的最大化利用)的儲(chǔ)能裝置以及解決光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性等。此外，電池的專(zhuān)業(yè)化管理還體現(xiàn)在梯次、再生利用和對(duì)電池的數(shù)據(jù)管理上，可進(jìn)一步提高電池全生命周期的資源利用以及加強(qiáng)對(duì)電池的安全使用與維護(hù)。

2.3 目前BaaS模式仍處于概念階段，發(fā)展的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)車(chē)電分離以及換電站的加速布局，需要政府、整車(chē)廠、電池生產(chǎn)商和擁有網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)的相關(guān)方通力合作

車(chē)電分離是制約BaaS模式發(fā)展的因素之一，特別是在整車(chē)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)的制定環(huán)節(jié)。不同整車(chē)廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)的換電系統(tǒng)、換電電池包、換電機(jī)構(gòu)、換電接口等關(guān)鍵要素標(biāo)準(zhǔn)均有所不同，國(guó)家尚未出臺(tái)針對(duì)換電標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一政策，目前難以用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電池實(shí)現(xiàn)換電。但是國(guó)家已在研究相關(guān)政策的落地：2020年8月由北汽新能源、蔚來(lái)、中汽中心等單位牽頭起草的GB/T《電動(dòng)汽車(chē)換電安全要求》推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)審查，標(biāo)準(zhǔn)的制定將為換電電動(dòng)車(chē)行業(yè)的健康安全發(fā)展提供指導(dǎo)。預(yù)計(jì)未來(lái)相關(guān)政策會(huì)更加明朗。

換電站能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)和全面布局也是BaaS發(fā)展的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)終端發(fā)展以充電為主，換電領(lǐng)域參與者較少，商業(yè)模式仍不成熟。截至2020年11月，全國(guó)共有535座換電站。其中，北京最多，為201座，廣東緊隨其后，為86座。主要的換電運(yùn)營(yíng)商為3家，分別為奧動(dòng)新能源、蔚來(lái)汽車(chē)和杭州伯坦。其中奧動(dòng)新能源共運(yùn)營(yíng)276座換電站，蔚來(lái)運(yùn)營(yíng)158座，杭州伯坦運(yùn)營(yíng)94座[1]。目前換電在技術(shù)上不存在壁壘，沒(méi)有得到大規(guī)模發(fā)展的主要原因在于：一是站點(diǎn)較少且多位于城市郊區(qū)，消費(fèi)者為了換電通常要付出更多的時(shí)間和成本，從實(shí)際需求考慮意愿不強(qiáng)；二是在未實(shí)現(xiàn)車(chē)電分離的情況下，私家車(chē)主作為消費(fèi)主體，需要將自有電池參與換電，對(duì)其中帶來(lái)的不確定性有顧慮，受眾有限，以網(wǎng)約車(chē)和出租車(chē)為主；三是在達(dá)到一定的規(guī)模效應(yīng)前，換電站的經(jīng)濟(jì)性有限。

因此，未來(lái)如BaaS模式能最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，依靠的是車(chē)電分離及換電站的加速布局落地，需要政府、整車(chē)廠、電池生產(chǎn)商和擁有網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)的利益相關(guān)方通力合作。

3 石油石化企業(yè)參與BaaS領(lǐng)域合作探討

3.1 提前布局的必要性

當(dāng)前我國(guó)處在工業(yè)化中后期，一方面油氣短供、少供的壓力持續(xù)存在，另一方面2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和意味著2045年起可能將不再銷(xiāo)售燃油汽車(chē)，屆時(shí)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將至少是2019年的20倍以上。因此在開(kāi)放條件下實(shí)現(xiàn)國(guó)家多元能源保障，逐步發(fā)展替代能源是大勢(shì)所趨。許多國(guó)際石油公司也已經(jīng)紛紛宣布了轉(zhuǎn)型計(jì)劃和目標(biāo)，傳統(tǒng)石油石化公司實(shí)現(xiàn)能源領(lǐng)域新布局、構(gòu)建新業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)的需求也迫在眉睫，相關(guān)產(chǎn)業(yè)提前進(jìn)行布局有一定必要性。

3.2 換電能有效解決電動(dòng)車(chē)的行業(yè)痛點(diǎn)，未來(lái)在終端環(huán)節(jié)有較大的市場(chǎng)培育空間且具備一定的經(jīng)濟(jì)性，是石油石化企業(yè)介入電動(dòng)浪潮和BaaS模式的一個(gè)較好切入點(diǎn)

相比充電模式，車(chē)電分離下的換電模式兼具低購(gòu)車(chē)成本、高補(bǔ)能效率和長(zhǎng)使用壽命等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，可有效解決電動(dòng)汽車(chē)“買(mǎi)著貴、用著煩、殘值低”等行業(yè)痛點(diǎn)，未來(lái)可能是更好的發(fā)展方向。換電的收入來(lái)源為電力服務(wù)費(fèi)(峰/谷電的價(jià)差收入暫未做考慮)，成本為運(yùn)營(yíng)費(fèi)用及設(shè)備、土地的投資折舊(總投資約560萬(wàn)元/座)。根據(jù)計(jì)算，在保守考慮服務(wù)費(fèi)為1.6元/kWh的前提下(約為充電服務(wù)費(fèi)的兩倍)，當(dāng)換電站的利用率達(dá)到9%時(shí)(每日換電26輛車(chē))可以實(shí)現(xiàn)盈虧平衡，按照蔚來(lái)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)換電站的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)(1.8元/kWh)考慮，利用率的盈虧平衡點(diǎn)將降低至8%(每日換電23輛車(chē))，如未來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)谷電的最大化利用，經(jīng)濟(jì)性會(huì)進(jìn)一步增加(表1)。此外，盡管換電服務(wù)費(fèi)高于充電，折合約10萬(wàn)km增加1.1萬(wàn)元(電動(dòng)車(chē)容量按50 kWh考慮)，但是遠(yuǎn)低于節(jié)省的電池初始投資，消費(fèi)者將有一定的積極性。

表1 換電站內(nèi)部收益率隨利用率和服務(wù)費(fèi)的敏感性分析Table 1 IRR of battery swapping station: Variation with utilization & service charges

目前國(guó)內(nèi)換電站的單站利用率僅為1%～2%(約合4～5輛車(chē)/天)，雖然整體市場(chǎng)仍處于早期階段，但未來(lái)有較大的市場(chǎng)潛力。特別是在出租車(chē)行業(yè)，由于多省市政府已出臺(tái)出租車(chē)全面電動(dòng)化的時(shí)間表，短期內(nèi)的需求潛力更容易釋放。以南京市為例，出租車(chē)全面電動(dòng)化后補(bǔ)能需求將高達(dá)1.78萬(wàn)次/天，如將南京市現(xiàn)有約300座加油站全部配備換電功能后，單座加油站的換電利用率可達(dá)21%[2]。未來(lái)通過(guò)培育和引導(dǎo)網(wǎng)約車(chē)和私家車(chē)這兩大消費(fèi)群體后，市場(chǎng)空間會(huì)更大。

石油石化企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈與電動(dòng)車(chē)的上游鋰電池原料(如鋰、鈷等礦物資源)和下游整車(chē)環(huán)節(jié)協(xié)同有限，未來(lái)的潛力更多在于終端充/換電和中游電池材料上。在終端充/換電環(huán)節(jié)，由于消費(fèi)者主要的充電行為將發(fā)生在住宅、辦公樓和商場(chǎng)等場(chǎng)所(超過(guò)80%)，僅有少數(shù)用戶(hù)會(huì)選擇通過(guò)加油站來(lái)充電，因此石油石化企業(yè)現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮，對(duì)市場(chǎng)控制力較差。相比全面布局充電樁，換電反而是石油石化企業(yè)介入行業(yè)的一個(gè)較好切入點(diǎn)，未來(lái)可將現(xiàn)有遍布全國(guó)的加油站打造成以換電為主，加氫、加LNG和充電等服務(wù)為輔的一體化綜合能源補(bǔ)給站。從前面的分析也可以看到，換電憑借眾多優(yōu)勢(shì)有望引領(lǐng)電動(dòng)模式進(jìn)行新一輪的變革，石油石化企業(yè)的加油站網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢(shì)也正是換電和BaaS模式能最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)所必不可少的一環(huán)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)和不可替代性。

3.3 電池資產(chǎn)平臺(tái)是石油石化企業(yè)鎖定中游電池材料合作的突破口

電池是決定電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展進(jìn)程的核心業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、市場(chǎng)空間大，通過(guò)依托電池資產(chǎn)平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化管理是電池產(chǎn)業(yè)鏈未來(lái)的發(fā)展方向，也是BaaS模式的亮點(diǎn)和重要一環(huán)。國(guó)內(nèi)石油石化企業(yè)與電池資產(chǎn)平臺(tái)的中游環(huán)節(jié)——電池材料有較強(qiáng)的協(xié)同，特別是在電池材料的生產(chǎn)和研發(fā)上。目前國(guó)內(nèi)石油石化企業(yè)與電池材料向關(guān)聯(lián)的化工產(chǎn)品資源豐富，已有聚丙烯、聚乙烯的隔膜生產(chǎn)，石墨電極針狀焦負(fù)極材料、聚酰亞胺隔膜制備和碳酸乙烯酯電解液等產(chǎn)品的研發(fā)，與電池企業(yè)有一定合作基礎(chǔ)。因此，應(yīng)盡早布局并扶持電池資產(chǎn)平臺(tái)的發(fā)展，前期可先以股權(quán)層面的參與作為切入點(diǎn)，未來(lái)在特定的領(lǐng)域開(kāi)展合資合作，以市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制，穩(wěn)步高效推進(jìn)電池相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速布局，不斷調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

BaaS模式是電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的一次革命性嘗試，目前仍處于早期發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)石油石化企業(yè)在BaaS全產(chǎn)業(yè)鏈的可參與性較強(qiáng)，特別是在換電與電池資產(chǎn)平臺(tái)兩個(gè)方向，有一定的優(yōu)勢(shì)和前期基礎(chǔ)，可在市場(chǎng)的需求引領(lǐng)方面起到積極的推動(dòng)作用。因此，石油石化企業(yè)應(yīng)盡早參與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究與布局，在新能源領(lǐng)域作出積極嘗試，既符合國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局要求，也有助于傳統(tǒng)能源企業(yè)完成綠色發(fā)展，實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)，早日完成碳達(dá)峰和碳中和歷史使命。