我國換電模式風(fēng)險(xiǎn)研究及建議*

趙云峰 李罡 魏丹 楊武雙 雷發(fā)常 黃思然

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院）

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的純電動(dòng)汽車保有量逐年增加。但隨著國家財(cái)政補(bǔ)貼政策的退坡以及充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的滯后，電池包在整車中的成本占比仍然居高不下、充電的便利性問題還沒有得到解決、冬季續(xù)航里程縮水、電池包存在安全隱患以及純電動(dòng)汽車二手車殘值較低等問題，導(dǎo)致純電動(dòng)汽車與燃油車相比，還缺乏明顯的競爭優(yōu)勢。為解決以上問題，國內(nèi)外部分企業(yè)提出了通過更換電池包為純電動(dòng)汽車進(jìn)行能量補(bǔ)充的模式，一定程度上有助于解決以上問題。但換電模式還處于行業(yè)發(fā)展期，還存在一些不確定因素。為此，文章對(duì)換電模式的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究。

1 換電模式的概念、類型及發(fā)展情況

1.1 換電模式的概念及類型

換電模式是通過更換動(dòng)力電池為新能源汽車尤其是純電動(dòng)汽車提供電能補(bǔ)給的一種形式。電池更換主要通過換電站實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)不同的分類方法，換電模式可分為不同的類型[1]：按車載電池的位置，可分為底部、側(cè)向、端部、中部、頂部等換電模式；按電池更換的自動(dòng)化程度，可以分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)等換電模式；按電池箱數(shù)量的不同，可分為整包、分包等換電模式；按車輛屬性，可分為商用車、乘用車、專用車等換電模式。文章重點(diǎn)研究純電動(dòng)乘用車底部換電模式。

1.2 國外發(fā)展情況

國外進(jìn)行過換電模式推廣和嘗試的企業(yè)主要有Better Place 公司和特斯拉。其中Better Place 公司曾在以色列、丹麥、加拿大、日本、中國等國家和地區(qū)，與個(gè)別企業(yè)及單位進(jìn)行過換電模式的推廣和應(yīng)用嘗試。但因換電模式需要大量的前期資本投入，導(dǎo)致該企業(yè)資金鏈緊張，該公司最終在2013 年宣布破產(chǎn)[2]。美國企業(yè)特斯拉也嘗試過換電模式[3]，因換電站建設(shè)投入成本高、數(shù)量少等因素，特斯拉要求車主支付一定的電池更換服務(wù)費(fèi)，這與當(dāng)時(shí)特斯拉主推的超級(jí)充電相比沒有價(jià)格優(yōu)勢，特斯拉的換電模式并沒有獲得消費(fèi)者的支持，最終特斯拉也放棄了換電模式。

1.3 國內(nèi)發(fā)展情況

我國換電模式的發(fā)展和應(yīng)用相對(duì)較晚，但我國的新能源汽車尤其是純電動(dòng)汽車的保有量全球最多，為多種補(bǔ)能方式的發(fā)展提供了廣闊的空間。發(fā)展換電模式有利于促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但換電模式存在著建設(shè)成本偏高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、存在騙取國家補(bǔ)貼空間、換電車輛發(fā)生事故后的責(zé)任難界定以及管理辦法不規(guī)范等問題[4-5]，故在新能源汽車補(bǔ)貼金額比較高的情況下，換電模式只有個(gè)別的企業(yè)進(jìn)行過部分試點(diǎn)。隨著新能源汽車國家補(bǔ)貼金額降低及國家政策的逐步放開，越來越多的企業(yè)開始了對(duì)換電產(chǎn)品、換電模式的研發(fā)和投入。

2 換電模式風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

文章以市場調(diào)研為基礎(chǔ)，以多種方法（德爾菲法、流程圖、頭腦風(fēng)暴法、SWOT 分析法、故障樹分析法等）為手段，持續(xù)對(duì)換電模式的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究。通過參與國內(nèi)外大型車展，了解換電相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)品及市場發(fā)展趨勢；通過參加泰達(dá)論壇、電動(dòng)汽車百人會(huì)等會(huì)議，了解相關(guān)企業(yè)的發(fā)展情況及換電技術(shù)布局；通過國家有關(guān)部委、行業(yè)組織的官方網(wǎng)站、公眾號(hào)等，了解國家政策和標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展情況；通過多次市場調(diào)研，深入了解新能源汽車消費(fèi)者的痛點(diǎn)和爽點(diǎn)，分析換電模式可能存在的市場機(jī)遇等；通過對(duì)換電站及部分換電車主的調(diào)研，了解換電模式的運(yùn)營、投資、財(cái)務(wù)及使用情況等。通過以上多種途徑的調(diào)研工作，對(duì)換電模式的現(xiàn)狀、趨勢、問題及需求進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)匯總、研討和識(shí)別，并邀請(qǐng)專家組對(duì)識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行評(píng)審、判斷，最后對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行確認(rèn)。圖1 示出某次基于市場調(diào)研的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別流程示意圖。

圖1 基于市場調(diào)研的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別流程圖

通過多次風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，識(shí)別出換電模式存在著政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)、市場風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)以及財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。其中政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)主要包括宏觀政策風(fēng)險(xiǎn)、政策支持風(fēng)險(xiǎn)、電池管理政策風(fēng)險(xiǎn)以及換電的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)；市場風(fēng)險(xiǎn)主要包括市場宏觀環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、市場需求風(fēng)險(xiǎn)以及市場競爭風(fēng)險(xiǎn)；技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要包括技術(shù)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、換電站安全技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)競爭風(fēng)險(xiǎn)以及技術(shù)替代風(fēng)險(xiǎn)；運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)主要包括換電站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)、換電站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營及維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)；財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)主要包括盈利性風(fēng)險(xiǎn)和成本控制風(fēng)險(xiǎn)。

3 換電模式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

3.1 建立風(fēng)險(xiǎn)模型

為充分、系統(tǒng)、條理、完整地評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，文章運(yùn)用層次分析法[6]，建立了一個(gè)包含目標(biāo)層、準(zhǔn)備層和子準(zhǔn)則層的3 層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。其中換電模式整體風(fēng)險(xiǎn)是目標(biāo)層，而政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)、市場風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)以及財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)是換電模式風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)則層，而各準(zhǔn)則層之下，又分為2～4 個(gè)不等的子準(zhǔn)則層，如表1 所示。因準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層都由多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)組成，各風(fēng)險(xiǎn)之間還會(huì)相互影響。為此，要分別對(duì)目標(biāo)層和準(zhǔn)則層的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 換電模式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

文章通過運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法[7]對(duì)換電模式的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了準(zhǔn)確客觀評(píng)估換電模式的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)置了2 個(gè)指標(biāo)：一是各風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重，二是各風(fēng)險(xiǎn)的影響矩陣。因換電模式涉及到的風(fēng)險(xiǎn)較多，文章以政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)為例，說明對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)過程[8]。

1）確定政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)中各子風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重A1：該權(quán)重主要通過德爾菲法進(jìn)行確定。利用德爾菲法確定權(quán)重的主要過程是：選取奇數(shù)位專家，組成專家組（各專家之間相互匿名）、設(shè)定權(quán)重評(píng)價(jià)規(guī)則（各權(quán)重之和為1）、組織各專家進(jìn)行多輪打分，直到得出一致結(jié)果。政策標(biāo)準(zhǔn)各子風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重結(jié)果，如表2 所示。

表2 政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)各子風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重結(jié)果

由此得到政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)U1的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重A1=（0.250，0.200，0.250，0.300）。

2）確定政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)中各子風(fēng)險(xiǎn)的影響矩陣R1：為了比較明確地定義各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的影響程度，對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)的賦值等級(jí)分別進(jìn)行了劃分：極小影響程度賦值區(qū)間為[0，10%]、較小影響程度賦值區(qū)間為（10%，40%]、中等影響程度賦值區(qū)間為（40%，60%]、較大影響程度賦值區(qū)間（60%，80%]、極大影響程度賦值區(qū)間為（80%，100%]。根據(jù)這一定義，設(shè)定調(diào)研問卷，并發(fā)給覆蓋政策、技術(shù)、市場、運(yùn)營、財(cái)務(wù)等具有多年經(jīng)驗(yàn)的、分布在20 家企業(yè)（單位）的40 位專家，收到各專家的反饋后，對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行如實(shí)分析處理。風(fēng)險(xiǎn)影響程度調(diào)研問卷的分析結(jié)果，如表3 所示。

表3 政策標(biāo)準(zhǔn)子準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)調(diào)研問卷框架及調(diào)研結(jié)果

由此政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)U1的評(píng)價(jià)矩陣R1，如下所示：

3）政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)U1的綜合評(píng)價(jià)矩陣：

B1=A1R1=（0.080，0.224，0.138，0.301，0.256）

根據(jù)最大隸屬度原則，從綜合評(píng)價(jià)矩陣的運(yùn)算結(jié)果可以看出，政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)是較大風(fēng)險(xiǎn)。

同理，分析出市場風(fēng)險(xiǎn)U2、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)U3、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)U4和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)U5等準(zhǔn)則層風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)分別為“較大、較小、中等和較大”?；趯?duì)換電模式下準(zhǔn)則層各風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重分析及評(píng)價(jià)矩陣，同理可分析出目標(biāo)層的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。經(jīng)分析，換電模式的整體風(fēng)險(xiǎn)是“較大”。換電模式各風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估結(jié)果與市場上相關(guān)換電企業(yè)面臨的實(shí)際情況基本吻合。說明該評(píng)估方法合理、有效。

4 換電模式的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)建議

換電模式的整體風(fēng)險(xiǎn)較大，而當(dāng)前的參與企業(yè)較多。為促進(jìn)換電模式的健康發(fā)展，建議參與企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注政策標(biāo)準(zhǔn)落地、換電產(chǎn)品市場推廣進(jìn)度、技術(shù)競爭及替代風(fēng)險(xiǎn)，并合理控制運(yùn)營規(guī)模、有效控制財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。

政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)：雖然近期國家出臺(tái)了相關(guān)政策，比如《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）》[9]明確提出了“加快充換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”和“鼓勵(lì)開展換電模式應(yīng)用”，但該文件屬于國家綱領(lǐng)性文件，還需要各部委、行業(yè)、省市出臺(tái)相關(guān)的細(xì)則才能落地。在2020 年9 月，中汽協(xié)、電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、充電聯(lián)盟、一汽、上汽、東風(fēng)等20 家企業(yè)，成立了車電分離生態(tài)圈建設(shè)[10]，旨在促進(jìn)換電平臺(tái)、換電技術(shù)、換電電池包等標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定。但因各企業(yè)的產(chǎn)品平臺(tái)、車身型式、尺寸等不同，難以進(jìn)行兼容，要形成統(tǒng)一的換電標(biāo)準(zhǔn)并執(zhí)行，預(yù)計(jì)還需要較長的時(shí)間才能落地。因此對(duì)于政策標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)，建議參與換電模式的企業(yè)，積極關(guān)注國家、部委、省市及行業(yè)的政策、標(biāo)準(zhǔn)的制定及落實(shí)情況。必要時(shí)，企業(yè)也可主動(dòng)參與到政策、標(biāo)準(zhǔn)的建議或起草工作中。

市場風(fēng)險(xiǎn)：發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路。新能源汽車的保有量將會(huì)逐年增多。國家鼓勵(lì)開展換電模式應(yīng)用，但目前主要集中在城市出租、網(wǎng)約車等公共用車領(lǐng)域，面向個(gè)人的換電車輛，還處于起步階段。對(duì)于市場風(fēng)險(xiǎn)，建議如下：在宣傳上，加強(qiáng)引導(dǎo)，讓消費(fèi)者增加對(duì)換電模式的認(rèn)識(shí)；在產(chǎn)品上，換電車輛與普通的車輛相比，增加一定的辨識(shí)度，并適當(dāng)增加換電產(chǎn)品的開發(fā)；在使用端，要打消消費(fèi)者的顧慮，讓消費(fèi)者相信更換的電池包與原裝的電池包一樣安全、可靠。

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)：經(jīng)過多年的嘗試運(yùn)行，換電技術(shù)本身的風(fēng)險(xiǎn)已基本可控，但面臨一定的技術(shù)競爭和技術(shù)替代風(fēng)險(xiǎn)。換電模式與慢充、快充、無線充電等方式，都是電池能量補(bǔ)給的一種方式。有專家認(rèn)為，換電會(huì)與純電動(dòng)汽車其他電能補(bǔ)充方式一樣，在各自的使用場景下長期互補(bǔ)、并存[11]。對(duì)于想在換電領(lǐng)域發(fā)展的企業(yè)，重點(diǎn)關(guān)注充電技術(shù)尤其是快充技術(shù)的發(fā)展及普及。

運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)：在換電模式中，換電站的建設(shè)及運(yùn)營是該模式的核心。在建設(shè)初期，做好首個(gè)城市的換電站數(shù)量規(guī)劃、位置規(guī)劃、規(guī)模規(guī)劃、周邊配套等至關(guān)重要；同時(shí)要集中力量，促進(jìn)當(dāng)?shù)負(fù)Q電車輛的推廣和使用，增加換電車輛的數(shù)量及換電次數(shù)，在運(yùn)營中，不斷規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)并提升效率。在首個(gè)城市的運(yùn)營達(dá)到一定規(guī)模后，再向其他城市進(jìn)行拓展，必要時(shí)，可適時(shí)引入當(dāng)?shù)氐暮献骰锇椋矒?dān)風(fēng)險(xiǎn)。

財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)：包括成本控制風(fēng)險(xiǎn)和盈利性風(fēng)險(xiǎn)。換電模式涉及到的技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、換電站建設(shè)、換電站運(yùn)營等，都應(yīng)納入到成本控制之中。對(duì)于超支的部分，建議通過縮減不必要的開支、開拓融資融券渠道、引入資金實(shí)力強(qiáng)的合作方等方式解決。對(duì)于盈利性風(fēng)險(xiǎn)，主要取決于車輛的換電次數(shù)及單次換電的收益。具體來說，可通過鼓勵(lì)增加換電車輛的數(shù)量及使用、降低換電站的建設(shè)成本、爭取換電站用電價(jià)格的政府優(yōu)惠等措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

5 結(jié)論

換電模式有助于解決純電動(dòng)汽車面臨的一些問題，并且是國家鼓勵(lì)發(fā)展的方向之一，很多車企都想進(jìn)入換電市場。文章通過多種方法研究的結(jié)果顯示，換電模式不僅存在著政策標(biāo)準(zhǔn)、市場、技術(shù)、運(yùn)營、財(cái)務(wù)等風(fēng)險(xiǎn)，而且換電模式的整體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較大。文章的研究結(jié)果與市場上相關(guān)企業(yè)面臨的實(shí)際情況基本吻合。建議有志于參與換電模式的企業(yè)，要科學(xué)、理性、系統(tǒng)地及早應(yīng)對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。