重卡換電模式經(jīng)濟(jì)性分析

齊 濤 文

重卡電動(dòng)化是新能源汽車發(fā)展的重要組成部分，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“30·60碳排放目標(biāo)”的重要突破口。2020年5月，國(guó)務(wù)院《政府工作報(bào)告》中首次將換電站納入新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2020年9月，國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長(zhǎng)點(diǎn)增長(zhǎng)極的指導(dǎo)意見》，提出了加快新能源汽車充換電站建設(shè)，提升高速公路服務(wù)區(qū)和公共停車位的快速充換電站覆蓋率。2021年4月，工信部、國(guó)家能源局聯(lián)合組織開展新能源汽車換電模式應(yīng)用試點(diǎn)工作，鼓勵(lì)在公交、出租、城市物流配送、港口、礦山等公共領(lǐng)域率先試點(diǎn)。

1 重卡換電模式及發(fā)展情況

目前，換電模式在重卡的部分場(chǎng)景中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，政府相關(guān)部門開始研究制定相應(yīng)的鼓勵(lì)支持政策。工業(yè)和信息化部組織編制了《推動(dòng)公共領(lǐng)域車輛電動(dòng)化行動(dòng)計(jì)劃》，對(duì)重卡試點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)部署安排。一是促進(jìn)新能源重卡推廣應(yīng)用，推動(dòng)新能源重卡在短途運(yùn)輸、城建物流以及礦場(chǎng)等特殊場(chǎng)景應(yīng)用，鼓勵(lì)有條件的地區(qū)或城市對(duì)新能源重卡研發(fā)或運(yùn)營(yíng)予以支持。二是開展重點(diǎn)區(qū)域全面電動(dòng)化城市試點(diǎn)，選擇部分試點(diǎn)城市，擬通過(guò)中央基建投資補(bǔ)助等方式，支持包括重卡在內(nèi)的特色領(lǐng)域新能源汽車應(yīng)用。

采用換電模式可以有效的彌補(bǔ)部分充電模式的短板，在部分場(chǎng)景中可以有效的促進(jìn)重卡電動(dòng)化的發(fā)展。成本方面，換電模式可以通過(guò)車電分離的方式降低購(gòu)置成本。運(yùn)營(yíng)效率方面，可以通過(guò)換電降低車輛載電量需求，使得電動(dòng)重卡與傳統(tǒng)車的重量差距縮小，極大的降低了電池自重大對(duì)電動(dòng)重卡載重的影響。而且換電過(guò)程可以做到約5分鐘完成換電，和傳統(tǒng)車加油時(shí)間相當(dāng)，因此可以實(shí)現(xiàn)車輛的連續(xù)運(yùn)營(yíng)，也降低了充電對(duì)重卡運(yùn)營(yíng)效率的影響。占地資源方面，換電站占地面積比較小，配電容量利用系數(shù)較高，節(jié)約了土地和電力資源。通過(guò)以上幾個(gè)方面，可有效的將充電面臨的相關(guān)的難點(diǎn)加以解決，實(shí)現(xiàn)重卡的電動(dòng)化應(yīng)用。

商用車重卡換電主要有頂置總成換電(代表廠家上海玖行)、側(cè)置總成換電(代表廠家金茂科易)兩種常用的換電方式。由于頂置總成換電技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本比較低，比較容易實(shí)現(xiàn)換電位置誤差的兼容，可行性比較高，是目前市場(chǎng)上占有率最高的換電方式。

2 換電重卡的主要應(yīng)用場(chǎng)景及經(jīng)濟(jì)性分析

當(dāng)前，換電重卡在部分特定場(chǎng)景中已經(jīng)投入應(yīng)用，在煤炭礦產(chǎn)短駁、鋼廠短倒、市政工程和港口等場(chǎng)景的綜合運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)較為明顯。這些場(chǎng)景是換電重卡優(yōu)先布局的重點(diǎn)方向。

2.1 煤炭礦產(chǎn)場(chǎng)景

煤炭礦產(chǎn)運(yùn)場(chǎng)景中存在大量的短運(yùn)距高頻次的往返運(yùn)輸，坡度陡路況差，傳統(tǒng)柴油重卡行駛油耗高，借助礦區(qū)周邊電廠低電價(jià)的特點(diǎn)，換電重卡模式在煤炭礦產(chǎn)運(yùn)場(chǎng)景中市場(chǎng)推廣前景廣闊，在圍繞發(fā)電廠周邊100 km運(yùn)距范圍內(nèi)的電煤、粉煤灰、煤渣、石膏運(yùn)輸業(yè)務(wù)中，存在大量換電重卡和電動(dòng)工程機(jī)械的替代空間。憑借發(fā)電廠內(nèi)部建立的換電站，開展直接售電業(yè)務(wù)，既可降低車輛的用能成本，又可提高電廠售電收入。以某煤炭短駁換電重卡的應(yīng)用場(chǎng)景為例，主要以電池租賃模式為主，對(duì)比同等條件下燃油重卡及新能源整車購(gòu)買場(chǎng)景，傳統(tǒng)煤炭短駁場(chǎng)景下對(duì)換電時(shí)效性有較強(qiáng)要求，通過(guò)對(duì)比，換電重卡有一定的經(jīng)濟(jì)性。

表1 換電方式對(duì)比

2.2 港口運(yùn)輸場(chǎng)景

港口內(nèi)部存在大量高頻、低速、重載運(yùn)營(yíng)的重卡及工程機(jī)械。由于港口內(nèi)裝卸等候時(shí)間較長(zhǎng)，傳統(tǒng)燃油或燃?xì)廛囕v頻繁啟停和長(zhǎng)期怠速的過(guò)程中能耗和污染物排放均較高。港口到堆場(chǎng)的外部運(yùn)輸路線也符合高頻、短途、線路固定的特征，因此也適合以換電重卡替換傳統(tǒng)重卡。該場(chǎng)景下，換電站可建設(shè)于港口內(nèi)部，或建設(shè)于港口周圍的堆場(chǎng)及物流園區(qū)內(nèi)。以某港口運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景為例，高頻倒短的場(chǎng)景、可控的電價(jià)、較高的總里程，使得新能源重卡具有較好的經(jīng)濟(jì)性,新能源成本優(yōu)勢(shì)較為明顯。成本方面，燃油車頻次高，里程超短，重載現(xiàn)象多，起停狀態(tài)多，油耗非常高。新能源車起停對(duì)電耗影響小，電費(fèi)整體較低。

2.3 混凝土攪拌運(yùn)輸場(chǎng)景

針對(duì)包括城市混凝土攪拌運(yùn)輸、建筑砂石及渣土運(yùn)輸、城市環(huán)衛(wèi)運(yùn)輸?shù)仍趦?nèi)的城市內(nèi)短倒運(yùn)輸場(chǎng)景，傳統(tǒng)燃油或燃?xì)廛囕v噪音大、污染重、排放高，對(duì)于城市面貌產(chǎn)生極大的負(fù)面影響，均適合以充換電重卡進(jìn)行替代。以某水泥攪拌站運(yùn)輸場(chǎng)景為例，電費(fèi)按照社會(huì)定價(jià)，目前的業(yè)務(wù)量油車和新能源車的經(jīng)濟(jì)性基本一致，只有提高運(yùn)輸里程才能有好的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)。成本方面燃油車目前攪拌站使用強(qiáng)度一般，工程量不多，主要夜間行車，油耗屬于行業(yè)正常水平。新能源車電價(jià)主要以市場(chǎng)價(jià)格為主，以目前電價(jià)和運(yùn)輸量，成本基本接近。

表2 煤炭礦產(chǎn)場(chǎng)景換電重卡經(jīng)濟(jì)性分析

表3 港口運(yùn)輸場(chǎng)景換電重卡經(jīng)濟(jì)性分析

2.4 鋼廠場(chǎng)景

鋼鐵企業(yè)作為碳排放重要行業(yè)，尤其在京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市，各類高污染高排放企業(yè)關(guān)停限產(chǎn)，碳積分壓力巨大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)連續(xù)性。通過(guò)特定場(chǎng)景中大量淘汰傳統(tǒng)運(yùn)輸車輛，緩解配額積分不足，將有限的碳排量用于生產(chǎn)鋼鐵，解決評(píng)級(jí)、限產(chǎn)、停運(yùn)的問(wèn)題。以某鋼廠運(yùn)輸場(chǎng)景為例分為廠內(nèi)與廠外運(yùn)輸，廠內(nèi)主要進(jìn)行原材料及半成品或成品轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放，具有高頻、短途、線路固定的特征，但是運(yùn)輸總里程較短；廠外成品運(yùn)輸圍繞單趟70 km左右的鋼廠周邊鋼材市場(chǎng)運(yùn)輸。目前鋼鐵廠裝卸量有限，充電可以滿足使用，重卡換電站建設(shè)仍在發(fā)展中，隨著鋼廠污染治理政策的不斷升級(jí)，采用更為高效的零排放換電重卡將成為最佳的選擇；企業(yè)通過(guò)使用電動(dòng)重卡實(shí)施綠色節(jié)能減排最大限度減少停產(chǎn)及限產(chǎn)帶來(lái)的鋼鐵產(chǎn)值損失；同時(shí)具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

3 換電模式發(fā)展趨勢(shì)展望

投入運(yùn)營(yíng)的馬鋼換電站

表4 混凝土攪拌運(yùn)輸場(chǎng)景換電重卡經(jīng)濟(jì)性分析

當(dāng)前，換電站建設(shè)仍面臨審批難度大、選址與配電接入難、換電共享化與智能化推動(dòng)難等挑戰(zhàn)。各地?fù)Q電站建設(shè)審批流程不統(tǒng)一，換電站建設(shè)的協(xié)調(diào)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)補(bǔ)貼，進(jìn)一步拉大了與充電站建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本的差距。此外，工信部會(huì)同相關(guān)部門，開展相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完善工作，加快《電動(dòng)汽車換電安全要求》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的審查報(bào)批，鼓勵(lì)企業(yè)根據(jù)適用場(chǎng)景研發(fā)換電模式車型，推動(dòng)商用車電動(dòng)化高質(zhì)量發(fā)展。T

表5 鋼廠場(chǎng)景充電重卡經(jīng)濟(jì)性分析