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8月14日，清华四川能源互联网研究院 光储直柔应用技术研究所 副所长 李立理 以《兆瓦级快充助力重卡全面电动化转型》为主题进行演讲。
演讲整理
清华四川能源互联网研究院，光储直柔应用技术研究所
副所长 李立理
01
兆瓦快充对重卡电动化转型的意义
我借今天的机会介绍一下我们团队对于兆瓦级助力重卡电动化的最新研究。最近清华配合中电联，联合行业龙头企业，参与了贾总关于电动化的充电无忧行为的研究，我们计划近期发布关于兆瓦级快充的白皮书，所以借今天的机会把里面的核心内容向大家进行分享。
今天的报告分三部分。第一部分，兆瓦级快充对于重卡全面电动化转型的重要意义，第二，介绍一下产业最新情况。第三，提出相关建议。
什么是兆瓦级充电？从国内来看，前几年通过换电技术的商业化和规模化应用，成功推动了重卡电动化的转型。今年上半年看充电重卡发展很快，占比超过换电重卡。为什么呢？也跟现在充电技术的进步密不可分。兆瓦级充电是未来重卡充电的下一代技术。作为下一代技术是基于两个方面，第一，高电压平台，第二，大电流技术。最后使得充电功率达到兆瓦级水平。目前电压是650V左右，未来会进一步提高到1250V。现在通过3枪、4枪能到1000安，以后兆瓦级快充双枪达到1000安，进而达到3000安的水平。兆瓦级充电功率，今年能看到的9500瓦，经过五年左右的时间，到接近4兆瓦的水平。
为什么要发展兆瓦级快充呢？最核心的原因通过中长途的运输场景。这张图展示了燃油汽车的运行里程分布，跟氢能、换电和充电重卡运营里程的分布。右边有一个蓝色的线，这是燃油重卡的分布，一个是集中在短途运输，一个是集中在中长途运输。运距达到300到400公里。目前的新能源重卡，无论是充电还是换电，都是短途场景。中长途场景从汽车重卡销售市场来看占比来看，这是主流市场，未来要实现重卡的全面电动化，最关键的是从现在的点对点的短途场景，突破到中长途的干线场景。目前重卡市场渗透率，今年上半年到了8%，中短途的渗透率接近了20%，关键怎么把中长途场景从没有提升到8%、9%，再到20%。
中长途的突破有三个要素。第一，续航能力。第二，充电速度。第三，网络的充电设施布局。
续航能力。如果高速不影响运营的话，有一个标准，就是行驶4小时休息25分钟，这是交通法规对于重卡的要求。如果我们用30分时间钟，把行驶4小时对应的续航补充上，就不会影响到重卡的长途运行效率。最后这是开放道路的行驶，需要一个覆盖全国的补能网络。
兆瓦级快充是一个重要的基础技术保障，我们认为长途行驶不意味着重卡充一次电跑500公里，甚至800公里，它和乘用车不一样。按照交通法规，把极限定为行驶4小时，休息20分作为标杆，只要我们满足30分钟补能300公里，基本就能满足重卡长途行驶的需求。而这种需求意味着电池容量需要达到600度电，充电倍率达到2C级以上，对于充电功率的要求是平均功率要大于900千瓦，峰值需要达到1.35兆瓦，这是一个物理很容易推导的结果。在这个基础上，构建一个全国网络，就能支撑起纯电重卡在全国运营的发展。兆瓦级快充更易于形成全行业通用的解决方案。第一，它只需要接口的标准化，比较容易。第二，不需要建设场站，备用电池的电池投入更少，运营维护费用更低。未来的产业进步有很大的不确定性，所以充电有更好的适应性。假设充电速度从800千瓦提到了1.5兆瓦，电力资产这块不需要改动，只需要改动终端的枪，也可以减少资产搁浅的风险。
我们认为兆瓦级快充有一个很好的技术可行性，在这个可行性基础上，关键看经济性。从经济性上来看，一个是对照中途场景，一个对照长途场景。有两个结论，从成本对比来看，我们拆成多公里成本。最大的节约是左边的燃料成本的节约。多公里的话，短途能节约一半，长途场景能节约20%左右。其中也增加了一些成本，由于吨位带来的损失，这增加了10%的成本，就是把燃油节约的成本侵蚀了一半左右，剩下的还有电池的成本，在短途上比较明显，大概6%到7%，还有充电服务费的成本，这个成本不高。还有司机的成本，占到5%左右。把燃油价差20%，其他成本加起来又有25%，这样看起来充电车和换电车的成本，对于中途场景来看，比燃油车还高。跟LNG汽车相比，现在气价很便宜，会高得更多。长途也是类似的结论。
1C充电重卡目前还有一个更大的问题是不方便。对比一下燃油EC和换电重卡，在补能频次上，燃油重卡有显著的趋势，有的一周加一次油，有的是两天加一次油。在频次上，无论是3C还是换电，补能频次非常高。单次补能时长，3C重卡是最差，换电是比较接近的。日均补能时长，1C重卡最强，比燃油重卡高1个数量级，比换电重卡高好几倍。在方便性上，1C重卡无法替代燃油。
解决1C重卡不方便，一个是加续航，一个是提功率。如果我们能把续航提高到400公里到500公里的话，扩大电池容量的话，频次和时长的补能体验基本上接近于燃油车。因为补能发生在司机休息的20分钟期间，不会额外给司机带来成本的增加。我们觉得设施的覆盖也有望在2030年左右达到跟燃油车相当的水平。从重点重卡从不方便到方便，大概需要用3年时间去补足技术的短板，再用5年左右的时间，去补足设施布局的短板。现在看来，从设施覆盖借鉴之前的经验，国家也有设备更新和节能减排的政策，我们预判在2030年左右，整个兆瓦级快充面向重卡的覆盖程度大概能达到乘用车2026年的水平，也就是能达到重点区域的加油站密集相当的水平，到了2035年会比加油站更方便。这是我们从基础设施上解决这个问题。
02
产业最新情况
再看经济学。我们认为兆瓦级能发挥重要作用，可以实现两个降本。从场站端来看，把充电服务费的成本进一步下降，因为达到一定的翻台率，度电成本更低。同时还能降低司机成本，也就是司机的时间成本的降低。这样中途和短途兆瓦级快充对于多公里成本的降本贡献分别能达到30%和40%。得到的结论就是未来3C充电重卡的成本相比1C充电重卡的成本能下降10%到20%，这会使得它的成本比燃油重卡更有竞争力。这是从经济上做了推导，这个前景非常令人兴奋，剩下就是产业进展了。
从政策层面上来讲，从国内和国外来看，政策是大力推动中型和中性车辆转型，中国和美国都出台了一系列政策。美国政府发布到2040年的规划，先从港口和码头做起来，再逐步形成覆盖全国的网络。欧盟也有一个规划，但力度没有美国大。国内从生态环境部的绩效评级、超低排放政策，这是推动国家过去两年重卡电动化最关键的两个政策。工信部、交通部、财政部推出了一系列政策，推动重卡电动化转型。在这种环境下，重卡需求这几年增长非常快。虽然欧美重卡体量比中国小很多，从增速来看，它的重卡发展也是在快速增长过程中。
再看国内，国内占据了全球重卡市场的最大比例市场。我们有市场先发优势，更重要的是从市场需求来看，电池向大容量发展的趋势非常明显，我们给出了一些数据。今年上半年传统282电池占比已经跌破了30%，达到420度以上的电池超过了20%，电池容量超过500度超过了1000辆，也就是大家越来越意识到续航增长的重要性。
MCS这个标准今年年底就能发布得差不多，为2025年开展产业化做了很好的基础。国内来看的话，多枪兆瓦级已经具备标准基础，新发布的2025+国标和ChaoJI国标接口，目前已经没有明确的阻碍，这可以支撑双枪兆瓦级的应用。当然单枪兆瓦级还处于研究阶段，国网在研究。
从产业界的进展来看，欧美主流车企开始兆瓦级车型上市，2025年到2026年是一个主要的市场启动关键阶段。还有他们之前做了很多兆瓦级示范走廊的工作和标准验证。从国内来看大容量充电的车，确实开发在加速，目前主要采用的是多枪快充的方式达到800千瓦的功率，就是接近兆瓦级，正在快速落地。电池和充电设备来看，目前距离量产也比较快。当然重卡上稍微慢一些，今年底支持重卡的电池会出来，明年会装车。国内大功率充电重卡做示范工作，一种是基于小电池高倍率示范，主要是埃安在云南有示范。一个是维度的尝试，就是大容量电池的示范。
我们目前判断，大概在2024年、2025年、2026年是多枪兆瓦级充电进入市场的快速发展阶段。到2026年会进入单枪兆瓦级市场导入阶段。我们提供了一个市场预测模型，基于这个模型来看，我们认为中国重卡电动化的进程会比大家想象得要快。很可能在2025年、2026年充电重卡有一个快速提升，到了2030年对燃油车就是充电加换电对燃油车的替代完成得差不多，到了2030年就能接近全面电动化的转型。也就是未来五到十年柴油在增量汽车市场上会退出市场，这是我们一个乐观的判断。
03
相关建议
我们有一些政策建议，政策驱动力是需要有转型。过去两年国内的重卡，从场内和短保，这个市场化启动有经济性替代，比如矿山重卡用电换油有经济性，还有环保政策的驱动，比钢铁、水泥、化工。下面从环保政策驱动走向政府投资驱动，由投资驱动完善基础设施，最后形成一个重卡电动化的新阶段。
有三个政策建议。
第一，建议政府出台兆瓦级快充规划，给予行业明确预期，促进交流能融合发展。从兆瓦级快充覆盖开放行驶道路的话，还需要非常大的政府投入和投资，以及配套的电力基础设施和协同。
第二，建议兆瓦级快充体系，支撑行业的快速发展。从脏钱实际落地来看，关键是对多枪的兆瓦级进行规范，前瞻性储备单枪兆瓦级的充电接口标准，完善测试认证和建立协作机制。
第三，优化激励政策措施，制定分阶段施策方案，推动电动化转型。这里面短期要重点解决无论是充电也好，还是换电也好，解决吨位成本。可以借鉴欧洲，对于电动重卡豁免一些吨位，如果不豁免，只能由财政提供激励。财政激励的话，0.3元到0.4元每吨公里的成本，这个成本占物流成本的10%，这需要财政有比较大的投入。这是从政府来看，两个可行方案。中长期就是考虑引入碳水和绿电政策，同时鼓励技术创新，进一步降低电池重量。最后是购置税，因为2025年以后购置税减免政策到期。目前换电电池不需要缴纳购置税，充电的购置税到2025年要交50%，当电池容量越来越大时，这是一个很大的影响。我们呼吁按照技术中立原则，国家对购置税政策在2025年之前实现充电和换电同权，不要让购置税的政策影响到企业对技术路线的选择。
（根据发言记录，未经专家本人审核）
