文|钱眼君
来源|博望财经
“历史是什么？是过去传到将来的回声，是将来对过去的反映。”
——雨果
在过去很长一段时间中，提到“换电”，不少人都嗤之以鼻，并不认为这项技术可用。电动汽车“龙头”特斯拉早期就考虑过换电模式，但最终选择了超充这条路，以至于不少后来追随者都不假思索地认为，超级快充是解决新能源汽车动力的最佳途径。
然而，随着新能源汽车的全面爆发以及碳达峰、碳中和的暖风吹来，“换电技术”被赋予了新的历史意义。
01
风又至
换电模式被市场放弃，或许源自于它并不成功的开端。
2007年，换电模式首次登上历史舞台。当时39岁的美裔犹太人创业者夏嘉曦（Shai Agassi）创立Better Place公司，意图打造一个庞大的电动汽车充电站系统，它设想能在电动车进站后自动完成新旧电池的更换工作。这样一种全新的模式很快吸引了资本的目光，通用电气、瑞银等资本巨头向Better Place投资8.5亿美元，可谓出道即巅峰。
要彻底贯彻实施这种模式并实现盈利，需要巨额资金投入于基础设施建设，还需要众多的车企加入、使用标准化电池、拥有广泛的消费者基础才有可能。然而，受制于车企间动力电池标准难统一、动力电池利润归属问题，最终Better Place 仅仅找到一家有意愿且有能力与之合作推出新车型的车商：雷诺日产，这与其商业模式的要求相差甚远，独木难支的Better Place 被迫于2013年5月停止运营。
2013年特斯拉尝试建造换电站时，曾邀请200名车主参加试验，不成想只有4、5位车主参加，因为特斯拉的换电服务需要车主额外支付60-80美元的服务费用，而相比之下，特斯拉的超级充电器不仅只用20分钟就可以充满一半电量，关键还免费。
此外，换电后车主还得返回换电站换回自己的原电池，如果车主不想回去的话，必须补上巨额的新旧电池差价。贵不说还体验差，特斯拉的初代换电模式失败了。
国内对于换电的尝试也未停止。2007年，国家电网提出“换电为主、插电为辅、集中充电、统一配送”的运营思路。2012年6月国务院审议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》没有对换电模式进行阐述，被业界解读为国网推行的“换电为主”模式不被认可。因此到了2013年，国家电网放弃换电模式，向车企开放充电站，换电模式一度退出大众的视野。这之后，只有少数企业（新能源车企、换电运营企业等）依然在换电这条路上摸索前行。
近年来，随着“碳达峰、碳中和”双碳目标的提出，以及相关支持政策的频频落地，换电作为电动车的主流补能模式之一，受到了越来越多的关注。
图：工信部网站
到了2020年，换电模式首次被写入两会《政府工作报告》，纳入新基建范畴，政策开始鼓励开展换电模式应用；在《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》中，再次明确将换电与充电并列作为新能源汽车主要补能模式的地位。2021年5月政策更是强调，要加快换电模式的推广应用。这一趋势之下，越来越多的车企开始涉足换电领域。
风，又吹来了。换电模式究竟魅力何在？或许在于换电模式背后隐藏的时间和空间的优化逻辑。
02
重新解构：换电本质上是一场“时空优化”
换电产业中的动力电池，涉及新能源汽车、新能源电动车、载重卡车等等，如下图。在本文中，我们重点讨论的是适用于电动出租车、私家车的换电技术。
图：光大证券研究所
我们有必要先来了解下换电是如何实现的。换电，亦可理解为车电分离，和普通电动汽车插入式充电方式不同，换电模式下会把电动汽车中电量不足、待替换的电池取下，替换为充满可用电量的电池。这个过程需要在换电站集中完成，类似于燃油车的加油站。过程如下图：
图：东方证券研究所
在这里，换电模式相当于一种储能。电池储能技术的关键，在于电能由“生产—输送—分配—使用”变成“生产—输送—分配—储存—使用”。新增的储能一环所带来的，首先是用电时间的改变。
换电站运营的动力电池，本身可以调整充放电时间、实现储能的一部分功能，一定程度上平衡发电系统峰谷波动。这也是换电和快充最大的逻辑差异。充电桩本身，就是一个大功率负荷。当同一时间众多超高功率充电桩同时运作，将对电网负荷产生较大冲击，使电网调节承压。日常生活中，如果所有车主都在下班后回家充电，对电网负荷是不小的冲击。而换电，则可以通过调整动力电池充电时间，一方面可以在电力波谷进行充电，获得更大的成本优势；另一方面有助于电力调峰填谷，可以一定程度降低电网负荷。
对于车主来说，驾驶时间将被重新配置。
传统汽车油不够的时候需要加油，短时间内即可完成，但电动汽车电量不够的时候，通常做法是寻找充电桩，快充模式下，车主可能仍需要等待一小时的充电时长，但如果遇到车流高峰或赶时间，1小时将显得度日如年。如果车主去换电站更换电池，所花时间会大为改观——换电过程需要2-5分钟，效率碾压充电模式。而随着技术的更迭，换电时间还在不断缩短，比如2020 年， 奥动推出了最新一代4.0换电站，服务时间大幅缩短至1.5 分钟，可实现20 秒的极速共享换电服务，颇有“唯快不破”的味道。
在购置成本上，换电模式更具优势。电动车初始购车成本中，动力电池占比40%左右，“车电一体”的充电模式使整车成本被大幅抬高，而换电模式下的车电分离有助于降低消费者初始购置成本，同时顺势解决动力电池折旧和车身折旧差异较大的错配问题。执行车电分离模式，最高购置价可下降一半，电动车购置实现平价。
换电模式对空间的优化改变，可以从两方面理解。
对C端消费者来说，充电模式下，宇宙的尽头是“充电桩”。平时在市区行驶或者周末去郊区游玩问题不大，但是如果小长假想去别的城市全家出行，那还是要三思而后行，至少得先地图找找目的地城市的充电桩在哪里。如果是出租车运营者，长时间的充电意味着赚钱机会的流失，大城市里远处不敢去，小城市里无法满时出勤。换电模式下，只要换电站网点足够多，则其电动车续航焦虑将大大缓解，车主出行空间得以释放。
再者，多数老旧小区由于设施改建难度大，充电桩只能自己配置，从高层窗外抛出一根充电线来支援爱车的现象经常发生，存有安全隐患。根据《2020 年电动汽车起火事故分析》显示，据不完全统计，2020 年媒体共报道烧车事故124 起；按车辆状态分析，电动汽车充电过程中意外燃烧的事故数量占事故总数的23%。换电站的出现，将个体充电空间集于一体，采用集中可控，恒温恒湿，恒定小功率慢充补能方式，这样能控制充电环境，充分保障充电过程的安全。
对换电站运营商来说，空间位置的争夺更是必赢之战。
投资建设换电站的成本在300-600万元之间，获利的关键在于提升单站的利用效率。而换电站的利用率提升，一方面是整体换电车型渗透率提升，更关键的是则在发达省份的关键位置布局。
根据GGII 数据，截至2020 年6 月，我国换电站保有量总计452 座。分省市来看，排名前十的依次为北京、广东、浙江、江苏、福建、湖南、上海、四川、海南、河北，其中北京因奥动新能源与北汽合作的出租车采用换电模式，换电站数量居全国首位。
从协鑫能科公告的换电站建设计划来看，大部分亦集中于江苏、广东、浙江等经济发达且新能源汽车销量高的省份。抓住重点城市的重点区位进行抢先布局，或成为换电模式进一步普及、换电车型进一步拓展后，换电站运营商的核心壁垒之一。
03
江湖格局
在新能源汽车换电领域，大致划分出三派势力：汽车企业、电池企业、运营商企业。汽车企业代表北汽新能源主打出租领域，蔚来则主推私人领域，均采用的底盘换电模式。
电池企业包括宁德时代、比亚迪、国轩高科等等；运营商的代表企业分别为奥动新能源和伯坦科技，奥动新能源致力于商业化运营，伯坦科技则兼顾技术开发与商业运营。
这三类势力并不是各自为战划分势力范围，而是共同参与到换电领域建设中去。
2016 年开始，北汽新能源与奥动开始在换电模式上达成战略合作，大规模推广应用换电模式，北汽新能源专注换电车辆推广，奥动承担换电技术研发和换电网络投资建设及运营此外，聚焦整个产业链，换电网络的普及，也有望成为动力电池回收、梯次利用的关键一环。
2021年蔚来推出BaaS 换电模式，并于8 月18 日成立了蔚能资产管理公司。股东方一共有4 家，分别为蔚来汽车、宁德时代、湖北科投以及国泰君安国际，各投资2 亿元占比25%，宁德时代作为电池龙头企业参与其中补足商业模式下最后电池一环。BaaS 模式中电池资产管理公司负责日常的 电池管理、储能等等业务，车企负责换电服务与消费者对接，分工合作提高效率……
三派换电势力密切合作固然是好事，但不可避免暴露出一些问题：
相当长一段时间内，他们自行探索，各自单独布局换电站，由于对技术路线的理解不同，更换电池包的通用性等方面也存在差异，动力电池标准无法统一，尚缺乏权威机构来引导建设一系列行业通行标准。比如术语、规划设计、建设施工验收、快换电池箱、电池系统接口、换电站、运行服务网络、运行管理、服务管理、换电车辆安全性及评价方法等。
另外，换电模式中，车辆和电池将分属两个主体，如果发生事故，责任划分难以界定，相关法律法规、保险服务也亟待同步跟进。未来换电赛道还有诸多有待完善之处，但所幸时机已至，各方步伐迈越来越稳、越来越快。
结语：致未来
东方证券预计，2025 年新能源汽车销量占比达31%到780 万辆，其中换电车型占比有望达30%。根据此销量进行测算，2025 年换电站有望达2.2 万座、运营市场规模有望达2631 亿、换电站设备市场有望达693 亿，对应换电站建设、运营、换电设备21-25 年CAGR 达80%-107%，换电行业十四五期间进入高速增长期。
现阶段，虽然政策体系的完善与成熟技术的市场推广还需经历一段时期，但换电模式对于时间与空间、资源与效率的优化配置意义已日渐凸显。笔者有理由相信，在整个新能源革命大局中，换电模式必将与时代共振。