中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月17日，比亞迪發(fā)布“兆瓦閃充”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以5分鐘閃充續(xù)航400公里的突破，“油電同速”的補(bǔ)能速度引發(fā)熱議。同日，蔚來(lái)與寧德時(shí)代簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共建全系乘用車換電網(wǎng)絡(luò)。新能源汽車行業(yè)正迎來(lái)補(bǔ)能革命，補(bǔ)能技術(shù)突破的背后，能源供應(yīng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施、標(biāo)準(zhǔn)等都面臨巨大挑戰(zhàn)。
◆“兆瓦閃充”背后的電網(wǎng)挑戰(zhàn)
眾所周知，電網(wǎng)需要供需平衡。根據(jù)比亞迪的新技術(shù)，單車兆瓦充電功率約相當(dāng)于166個(gè)家庭同時(shí)用電，若多輛新能源汽車同時(shí)充電，瞬時(shí)負(fù)荷暴增將沖擊電網(wǎng)平衡。沖擊電網(wǎng)平衡的一個(gè)極端后果就是區(qū)域電網(wǎng)崩潰，大面積停電。
即使可以通過(guò)智能電網(wǎng)等控制手段應(yīng)對(duì)瞬時(shí)負(fù)荷沖擊，從用能負(fù)荷角度做一個(gè)極端假設(shè)：如果400萬(wàn)輛新能源汽車同時(shí)使用“兆瓦閃充”技術(shù)充電，則整個(gè)電力系統(tǒng)瞬時(shí)負(fù)荷需求增加40億千瓦，是我國(guó)2024年夏季電力最大負(fù)荷的2.6倍，超過(guò)供電能力。
除此之外，也要考慮配套設(shè)施的適配性與安全性。使用“兆瓦閃充”技術(shù)充電過(guò)程中，1000A大電流通過(guò)線纜時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此，線纜需選用更耐熱和安全的材料。
針對(duì)“兆瓦閃充”對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，比亞迪給出的解決方案是將規(guī)劃建設(shè)4000多座“光儲(chǔ)充一體化”閃充站，通過(guò)儲(chǔ)能平衡電網(wǎng)負(fù)荷，緩解對(duì)電網(wǎng)的瞬時(shí)沖擊。該方式并非不可行，但考慮到建設(shè)儲(chǔ)能電站的經(jīng)濟(jì)成本，突破低成本高安全的儲(chǔ)能技術(shù)將成為當(dāng)務(wù)之急。
◆換電仍面臨推廣問(wèn)題
另一知名車企蔚來(lái)給出的補(bǔ)能方案是換電。蔚來(lái)第四代換電站的換電速度已縮短至“2分半內(nèi)”，進(jìn)入“2分鐘時(shí)代”。換電模式的優(yōu)勢(shì)不止快速補(bǔ)能。例如，換電站自身可以看做一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠參與容量分配，具有削峰填谷的能力，并且具備除單一換電功能外的“可充可換可升級(jí)”體系優(yōu)勢(shì)。然而，實(shí)際上，自蔚來(lái)2018年建立第一家換電站以來(lái)，目前仍面臨推廣普及難題。
其中一個(gè)重要原因是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、換電方案不兼容。盡管電池研發(fā)與制造技術(shù)不斷優(yōu)化提高，“四不同”問(wèn)題仍然存在——不同車企、不同品牌、不同車型、不同代際的電池尺寸相差甚遠(yuǎn)。此外，換電接口和通訊協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)尚不完善也是當(dāng)前換電模式的一個(gè)痛點(diǎn)，即使行業(yè)已有GB/T20234系列電動(dòng)汽車充電接口及通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)也僅是推薦標(biāo)準(zhǔn)，部分車企并沒(méi)有遵循。
換電站具有重資產(chǎn)、高投入、長(zhǎng)周期的性質(zhì)。據(jù)中信證券測(cè)算，單個(gè)換電站的投資成本約為491萬(wàn)元。從營(yíng)運(yùn)情況來(lái)看，以蔚來(lái)為例，每個(gè)換電站需日均服務(wù)60單才能維持不虧損。而實(shí)際上，據(jù)調(diào)研結(jié)果，部分一線城市的換電站日均僅有10—20單。這種無(wú)法盈利的投入產(chǎn)出比使得換電站目前還難以實(shí)現(xiàn)高覆蓋率，規(guī)模效應(yīng)無(wú)從發(fā)揮。同時(shí)，高昂的電池成本投入使其難以跟上新型電池更新?lián)Q代的速度。
安全也是外界對(duì)換電關(guān)心的議題。換電模式下，電池包經(jīng)過(guò)頻繁拆卸，以及換電溫度與周圍環(huán)境的影響，可能引起安全問(wèn)題，而換電安全事故的責(zé)任劃分缺乏明確法律依據(jù)。從消費(fèi)者角度看，部分消費(fèi)者更希望獲得整車所有權(quán)，對(duì)換電后電池的健康程度和安全性存疑。
◆多元化補(bǔ)能格局待形成
可以預(yù)見，換電和閃充即將迎來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的新階段。
在這場(chǎng)換電與閃充的競(jìng)爭(zhēng)中，高成本是雙方都需要破解的難題。單座蔚來(lái)四代換電站的建設(shè)成本仍近150萬(wàn)元，比亞迪配套光儲(chǔ)充一體閃充站建設(shè)成本雖沒(méi)有公開數(shù)據(jù)，據(jù)估算也要百萬(wàn)元以上。加之蔚來(lái)高額電池投入與比亞迪儲(chǔ)能系統(tǒng)成本壓力，雙方亟需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與運(yùn)營(yíng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)降本增效。
從商業(yè)角度來(lái)說(shuō)，閃充更符合當(dāng)前車企的銷售模式，即整車與電池一體化銷售，部分消費(fèi)者也更傾向于擁有汽車的完整所有權(quán)。而換電則在某種程度上意味著“車電分離”的商業(yè)模式，新能源汽車成本中占比較高的電池費(fèi)用將由車企或者換電站承擔(dān)。當(dāng)前公眾的顧慮主要來(lái)源于對(duì)換電電池安全性的考量，隨著電池智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)的成熟和安全管理法規(guī)的完善，這一問(wèn)題有望改善。
當(dāng)前，換電與閃充的下游應(yīng)用已初步呈現(xiàn)場(chǎng)景分化。換電在出租車、網(wǎng)約車、長(zhǎng)途貨運(yùn)等高頻商用領(lǐng)域已得到一定應(yīng)用。閃充則一方面為無(wú)法安裝家充的用戶提供支持，另一方面覆蓋長(zhǎng)途出行及臨時(shí)補(bǔ)能需求。
在補(bǔ)能革命中，閃充、換電以及其他補(bǔ)能方式百花齊放，形成互為補(bǔ)充的多元化補(bǔ)能格局，才能更好地支撐新能源汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展。
（李梓彤系中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所低碳戰(zhàn)略研究中心助理工程師；羅丹系中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所動(dòng)力電池與系統(tǒng)研究部研究員；李婉君系中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所低碳戰(zhàn)略研究中心副主任、研究員）
