演講實錄

 

 

許繼電源有限公司總工程師 許繼換電業務副總經理陳天錦出席論壇并發表主題演講——《電動重卡換電解決方案及商業模式探索》。

 

 

以下為演講實錄：  

 

很高興能有這個機會，把許繼在重卡業務領域的工作進展，跟各位同行專家匯報一下。

 

一、公司簡介

 

許繼集團去年之前也是國家電網的下屬企業，現在作為中國電氣裝備集團下屬的產業單位，中國電氣裝備集團去年9月份剛成立。許繼是電力裝備的龍頭骨干企業，充換電業務是集團核心業務。在充換電領域，我們公司從09年開始從事充換電業務，經歷了我國整個充換電發展的歷程，將近有14年了。

 

當初以換電為主，充電為輔，在2011年建成了國內最大規模大巴車的換電站，2012年換電站的成果也代表我們國家工信部參加了2012年漢諾威的博覽會。我們在換電業務領域起步比較早，當時在國內占大巴車換電份額將近80%，后續的發展以充電為主，業務重點做了一些轉變。

 

重卡換電市場是從2019年興起，近三年迅猛發展起來，我們在這個領域有點后知后覺，開展重卡換電業務將近一年的時間，今年9月份剛建成許昌市第一座重卡換電站。

 

在充電領域，經過這14年的發展，我們在國內現在將近有10萬個充電樁的供貨業績，在大巴車的換電、大功率充電等方面處于國內第一方陣。2011年大巴車換電首次將國內真正投入到商業化運營，建成的薛家島換電站當時也是中央電視臺做了報道，是最大規模、服務能力最強充換儲放一體化電站。

 

我們在這幾年陸續推出將近50款充換電產品，覆蓋的應用領域包括社區、公共充電樁領域、商用車換電、船舶的充電及岸電，整體解決的方案已經非常全面，各種場景基本都能提供整體的解決方案。

 

二、重卡換電行業發展現狀及趨勢

 

目前重卡換電的產業發展也是非常迅猛。首先國家層面，包括各個地方的政策大量出臺，現在20多個省份都出臺了跟換電相關的扶持政策，有30多個城市做了相應的地方的政策。有這些政策驅動的話，現在整個換電領域有些補貼，有些相應規劃的引導，這個產業發展也是非常迅速。

 

去年的統計到今年，車輛的銷售將近300%多的增長，重卡的電動化這里面有一定的比例是換電車輛，從目前公開的數據來看，基本占了50%，電動重卡里面有50%適合采用換電模式。

 

這是行業做的測算，2025年重卡車輛可能會達到20萬輛，現在有些數據也是在不斷變化，目前的這些數據可能更加樂觀。不管從跟同行交流還是跟用戶交流，大家電動化替代的意愿是非常強的。

 

重卡應用的場景還是在專線、支線、礦山、干線運輸，因為我們整個重卡換電還是一種商業模式，最終選擇一個場景是不是優質場景，主要看它的運力，每天對于一輛卡車來說，它的耗電量足夠大，這種場景我們做換電的話，商業模式上是可行的；如果它每天耗電量比較小，即使它是重卡，也不是我們所優選的優質項目。

 

這些優選的優質場景更多是集中在專線、支線、礦山、干線的運輸場景，目前850萬輛的卡車保有量，滿足這些場景的將近有100多萬卡車適合于采用換電方式，解決它快速補電的需求。

 

目前車輛對于用戶來說，他們很關心是不是有可選的車輛。公告的數量每個月增幅是比較大的，到目前為止有400多款換電車輛做了公告，今年基本上有279款，增幅確實非常大。

 

重卡換電業務還是一種商業模式，從技術上來說，不管是從產品、從解決方案，它的門檻也不是特別高。電動化替代主要以電池為核心，整個商業模式都是圍繞著把電池的商業價值挖掘得更加充分，提高它的利用率，產生更大效益以后，相關方才能進行各自進行分成，來保證各方的投資能夠盈利，電池包括換電站的投資，實際上也都是一個重資產的投資，每一份投資都需要在可期的時間，能夠把投資收回來。

 

首先，運力方（場景）。在很多場景下，他使用的是傳統卡車，因為現在很多場景有些運力方有一部分車輛是自己持有，但是很大一部分車輛還是屬于個人的車輛，你要說服他進行替代，他就關心作為個人車主他如何收益。另外，他替換車輛以后，會不會在以后的經營過程中受到不可控的因素，比如說你這個服務費漲價或者是其他的，還是有很多擔心，運力方有自己的關切。

 

另外，當地政府很關鍵。因為重卡的場景對政府來說就是一種資源，它需要通過資源拉動當地的經濟，很多地方政府需要你在屬地建廠，進行本地化經營，能夠帶來就業和稅收，它會給你一些資源進行開發。很多場景下，短期的收益也不是特別好，因為車輛畢竟還是有逐步替代的過程，需要一些地方政府的政策支持，包括補貼或者是一些稅收優惠，地方政府在審批環節也是非常關鍵的環節。它是一個重資產，需要投資方，也需要電池銀行，這就考驗我們業務開展是否有足夠的資金體量，能支撐后續快速的發展。

 

另外，電力。今年很多省份出現了限電電力缺口的問題，我們在一個城市里面開發重卡換電站，必然考慮到跟電力部門進行溝通和交流，你大量進行換電站布局以后，對它整個城市的電網規劃都需要統籌考慮，可能還需要通過加裝一些儲能，或者進行跟電網之間互動的形式，來滿足他所關切的問題。

 

這里面有很多相關方，我們都需要在這個商業模式里面充分考慮他們的訴求，嫁接相關的資源，來解決各方關心的問題，實現共贏。

 

重卡換電的發展趨勢還有一些迫切需要解決的問題，重卡換電這塊需要很關注一個問題——怎么提高換電站的運營效率？這個效率牽涉到很多方面，首先要求高效、快捷、與電網融合。

 

作為換電站，如果我們能夠提高充電的速度，今天很多同行分享快速充電的方式，在換電站里面同樣面臨一個問題，如果你能提高充電的速度，我們服務能力首先會提高。同時，我們也可以減少站端電池的備用。

 

第二，快換?，F在一般是3-5分鐘，我們做到3分鐘以下，換電站的服務能力就不是現在的150次，可能是200多次，一個換電站它的服務效率提高的話，相當于它等效的成本也會降低。

 

 

另外，跟電網互動的問題。換電站按照預測的20萬輛或者100多萬輛卡車充電的耗電量來說，它在2030年可能達到基本跟乘用車充電量是相當的水平?，F在單個換電站它的充電功率都是非常大的，基本都在2兆瓦左右的量級，電網之間的互動可以充分發揮站端電池它的儲能特性，同時和電網友好互動，也能夠減少對于電網沖擊、削峰填谷，甚至可以共享土地和配電設施，來起到儲能站兩站合一的建設。

 

在這里面，從我們設計換電站整個技術體系的時候，就需要考慮相關的問題，未來的換電站跟電網之間的互動，一是提高電池資產的利用率，同時也能夠跟電網實現友好型的充電，這也是我們在做換電站的時候需要充分考慮這塊的技術發展方向。另外，涉及到很多相關的標準體系建設的問題。

 

我們從事重卡換電行業，可能要從這幾個技術方向進行技術開發和產品的一些布局。

 

三、解決方案及核心產品

 

許繼做重卡業務不到一年時間，我們現在有三種方案：

 

（1）充換一體站。相當于有電源條件的一些封閉場景，也有好的土地資源，充換一體這種方式是建站成本比較低的方式。

 

（2）在城市場景里面，有很多場景你要選擇電源點還是受到很多限制，我們采用“集中充+分布換”的方式，在城市里面可以靠近變電站，建設集中的充電站，比如現在在許昌規劃的，充分考慮它的電源條件，在城市里面建集中充電站。在充電站的建設過程當中，實際上考慮充儲一體化，還結合儲能的要求，加上一些儲能的設計，這個就能在城市里面進行電池的配送體系。

 

在分布換電站的環節，它的建設相當于更加簡單一點，首先沒有配電建設成本的投入，換電站的建設可以采用模塊預裝式的方式，可以根據未來城市發展的規劃，可以遷移，甚至根據一些工程項目的作業場景，也能夠進行遷移，這個比較靈活。

 

（3）移動充換電站。我在外面看到有類似的方案，可以根據一些作業場景，能夠進行遷移的解決方案。

 

我們采用車吊的方式，首先這個機器人對車輛的姿態要求沒那么嚴格，適應性比較強一點。另外，現在好多廠家的方案都是往高度上發展，我們可以做到大概5m左右的高度，在城市里面跟環境能夠更加融合、更加友好。

 

另外是集中充+分布換，這個方式有個技術特點，我們的充電采用的是全自動大功率充電弓的方式，相當于我這個電池是不下板車的，我們整個電車的配送體系是在一個板車上，大概是7塊電池，它到了充電站以后，我們通過充電弓的方式，來給卡車上的板車進行充電。這樣就不用有電池搬運的時間，整個在充電站里面的時間會大幅節省，在一個小時之內完成充電之后，這個電池就拖到分布換電站里面，當一個載滿充滿電的板車進入到換電站的時候，它的工位是可以調整的。我們在分布換電站里面，也能夠大幅減少因為工位調整產生的時間。比如這上面有個空工位，電池板車直接開到空工位上，另外一側就在換電工位，這種方式也能提高效率。

 

這是剛才說的是跟電網互動的問題，我們在許昌市打造的是相當于能夠跟本地電網進行互動的主站和子站的架構。這種分兩種場景，一種是園區級的場景，現在很多礦區建換電站的時候，周邊實際上都有光伏，我們在站級的管理上能夠實現跟光伏之間消納融合。

 

另外，在一些園區級場景下，再上一級還有一個互動的主站，能夠對一塊區域分散的換電站進行聚合以后，再參與跟電網之間的互動，像一個市級的，我們按照這種方式在建設本地市級跟電網友好的換電站網絡。

 

這里面的核心設備是雙向的充放電系統，在充儲化一體化站里面，我們的充電機如果還是采用常規的高頻隔離單向充電就滿足不了要求了，一個是效率提不上去。我們在S2G的站里面用的雙向的是一個多繞組變壓器，再加上模塊化的充放電機，一個模塊現在是180千瓦，兩個模塊，剛好360千瓦，實現雙向的充放。

 

整站從10千伏到電池側就可以達到95%以上的效率，這個效率對整站經濟運營的成本就會大幅降低，對于提高整站的經濟性是非常有好處的。

 

這是車吊的換電機器人，還有電池箱?，F在電池箱有282度電、有350度電的、422度電的也正在開發。我們自動的電池轉移系統，同時也是一個大功率充電系統。

 

我們這個電池配送轉運系統的開發不僅加上自動的充電弓的充電環節，我們在售端里面有720千瓦的DC/DC的充電機，轉移系統的板車既是一個轉運系統，同時還是一個移動的充電站。我們在有一些礦區或者一些工程項目現場，我可以快速布局一個充電站，充電的電費可能比常規充電站的電費高很多，加上換電的服務費。    這種方案在城市里面既能提供預約的充電，也能提供電池的配送。

 

四、商業模式探索

 

整個換電業務從我們集團這塊，原先在國網公司下面，對于投資這塊是比較受限的，現在央企改革以后，對這塊逐漸放開。我們現在也能夠有投資平臺，另外有一個專門做換電設備的公司，提供整站設備的研發、供貨和整站的建設。

 

我們現在能夠提供三個模式，第三種模式是全部投，包括車輛；第一種方式是用戶買裸車，我們投資換電站+電池，我們提供電池銀行租賃的業務。

 

（如圖）這是我們建立的首座示范站，整站也是剛發布的，占地還是比較小的，也是比較智能化的，司機一鍵操作。

 

另外，目前從換電站的效益測算來說，因為洗煤廠車輛比較多，我們實車測試每天公里里程數大概在130-425之間，基本上能耗在1.6度左右（每公里的能耗），因為現在還沒達產，它最終達到50輛車以后，效益還是比較可觀的。謝謝各位專家！