作者：杨梦迪 | 河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南交通运输战略发展研究院，河南省交通绿色发展研究中心
编辑：杨梦迪| 校核：王坤| 审核：龙志刚
在碳达峰碳中和战略实施、公转铁和公转水运输结构调整的大背景下，中短途运输需求增加，成为加速电动重卡市场增长的催化剂。换电重卡模式在一定程度上能够解决早期电动化重卡购置成本高、充电时间长等问题，引起了行业的广泛关注。为推动我省重卡货运转型发展，特就换电重卡及充换电设施展开分析与研究，发布两篇研究成果：
关于换电重卡的相关研究（上）：概述与发展现状（点击链接阅览）
关于换电重卡的相关研究（下）：应用场景及发展建议
一、重卡特色类试点城市分析
2021年10月，工业和信息化部办公厅印发《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》，决定启动新能源汽车换电模式应用试点工作，其中宜宾、唐山、包头3城市纳入重卡特色类试点。以下对三个城市进行发展基础以及未来发展计划的分析和研究，为河南省发展换电重卡提供经验借鉴。
宜宾
四川宜宾已具备新能源汽车换电模式应用的多个优势。产业集群方面具备完整新能源重卡换电产业链，宁德时代200GWh生产基地四川时代落地宜宾，3月被认证为全球首家电池零碳工厂，宜宾金茂科易、宜宾科易换电是国内领先的重卡换电设备提供商，产业基础完备。此外宜宾还拥有行业领先的技术研发团队，丰富的水电等清洁能源，中国电动重卡换电产业促进联盟等行业组织、独特的“成渝双城经济圈”区位优势等，这些都为其发展换电重卡提供了基础。
宜宾市计划在2年内建成换电站20座以上，推广车辆1000辆以上，到2025年建成60座换电站，推广车辆3000辆，并将试点成果推向全国其他20个以上城市，累计建成换电站1000座以上，推广换电重卡50000辆以上，形成产值300亿以上。从围绕宜宾港、宁德时代园区等典型场景开展共享式重卡换电示范运营、加快建设换电基础设施网络、构建严格的安全监管平台、推动标准体系建设等方面推动试点方案实施。
四川时代一期项目产业园
唐山
唐山的钢铁产量一直位于全国首位，工业产值占唐山经济发展的半壁江山，同时也带来了突出的能耗和环境问题，随着大宗物料以及港口货物运输需求增长，唐山重型货车保有量已超过10.2万辆。在绿色低碳发展目标下，唐山市大宗运输、港口接驳等物流企业也纷纷对新能源运输车辆表现出巨大热情和积极的接纳态度，以助力城市大气污染治理，为换电重卡的推广提供了丰富的应用场景。
唐山市计划在试点期内落地运营换电重卡2600台，建成投运换电站不少于60座，成立电池资产管理公司2家，换电运营示范企业5家，届时可节约柴油消耗18亿升，减排二氧化碳473万吨。重点从设计“三纵一横”干线换电网络布局、与国家电投合作建立换电重卡数据监控管理平台、建立全市纯电动重卡换电联盟、对新能源重卡城区不限行等方面落实试点方案。
国家电投换电重卡在燕山钢铁运输现场
包头
包头市拥有全国唯一军工背景的重卡生产企业——北奔重汽集团。北奔重汽集团拥有国家级企业技术中心和特种汽车院士工作站，与宁德时代、特百佳动力、玖行能源等行业龙头形成了紧密的合作关系，成功研制了国内第一批换电重卡。应用场景上，包头及周边地区能源丰富，不乏矿山、厂区等适合纯电动重卡运营的场景，可以满足运营所需。
2020年12月，包头市启动新能源汽车换电网生态一体化项目建设。2020年12月长安新能源包头智慧换电站投入运营。2020年包头市新能源汽车换电网相关产业投资合作，计划将在3年内在全包头市推广约4万辆新能源汽车，在包头市标准分箱换电模式新能源汽车保有量达1万辆以上时，建成一座以包头为基地、覆盖内蒙古全省的动力电池租赁、存储、转运、梯次利用、循环利用与服务的新型动力电池循环产业园。
北奔新能源电动重卡集中交付包钢钢联
二、应用场景分析
封闭场景
封闭场景主要包括港口、钢厂、煤矿等，具有作业区域固定，定点、高频、运输效率要求高，日均运距为80公里，24小时不间断作业等特征，车辆常处于怠速或低速状态，发动机热效率低、燃油经济性差、污染水平高，使用换电重卡既能实现能源的快速补给，降低车辆造成的大气污染，且建设一座换电站即可覆盖整个封闭区域的服务需求。
短倒运输场景
短倒运输场景主要包括城市渣土运输、公铁接驳运输、煤矿到电厂短途运输等，具有路线固定、单程距离短的特征。该场景下，根据运输距离不同，重卡每天能够往返运输4-6次，单程里程100-150公里左右，使用换电重卡可每单程或往返更换1块电池，几乎不影响运输效率，可实现对柴油重卡的替代。
干线中长途运输场景
重卡是高速公路运输的主力，因此高速公路等干线中长途运输是换电重卡的主要应用场景之一。该场景下，重卡单程运距为350公里左右，日均行驶里程可达800公里以上，对运输效率要求较高，使用换电重卡能够满足对运输效率的要求，且换电站可以与加油站同样布局于高速公路服务区内，几乎无需新增土地规划，容易实现推广应用。
三、存在问题及发展建议
换电重卡发展难点
难点一：电池和换电站缺乏行业统一标准
电池标准不统一是制约换电卡车发展的最大难题，一方面因为电卡有牵引车、自卸车、搅拌车等车型，另一方面各车型间有宁德时代的、国轩高科、亿纬动力等多家电池型号，这些型号之间目前无法通用。换电站建设运营也同样缺乏统一的行业标准，目前《电动中重型卡车共享换电站建设及换电车辆技术规范》正由一汽解放牵头制定。未来，在国家及行业龙头企业的努力下，相关统一标准将陆续出台，有效支撑换电重卡的应用推广。
难点二：换电站面临选址困难的问题
当前，有关换电站的土地、建设审批等相关政策法规尚不完善，不管是自建换电站还是公共换电站都面临网点布局选址困难的实际问题。自建换电站的选址主要集中在港口、矿山等，而这些区域的场地一般都是寸土寸金，土地审批是一个较大的难题，主要面临土地资源紧张，主管部门不清晰，审批难，无法可依等问题。公用换电站的建设主要是为了盈利，选址建设涉及土地资源、环境污染、电力增容等诸多现实问题，这需要政府主管部门审批、环保部门认同、国家电网许可。
难点三：换电站面临经营盈亏的问题
由于换电模式仍处于初级的探索阶段，还未大规模商业化，换电站的盈利模式仍然不十分清晰。单站的利用率是换电重卡盈利的关键，根据有关测算，当利用率约到23%时，换电站跨过盈亏平衡点；当利用率上升到30%时，对应的年利润可以达到42万；当利用率上升至40%时，重卡换电站盈利能力有显著跃升，净利润达97万。公用换电站的核心优势在于区位，一个好的选址将成为后续运营的核心壁垒之一，既能给卡友换电带来方便，也能给后续运营带来利润。
难点四：客户面临单次更换电池的成本问题
不论是选择公共换电站还是自建车队的车主都需要考虑单次更换电池的成本，公共换电站需要考虑单次服务费和电费，自建换电站的大车队则需要综合考虑换电站成本、电费、储备电池、人工等成本。目前，换电方式有多种，且更换不同的电池型号成本也不一样，客户单次更换电池的成本问题也没有统一的标准答案，依靠换电站运营商在实践中摸索，更好地平衡换电站的盈利与客户承担的成本间的关系。
难点五：换电站存在一定安全隐患
换电过程电池包的高压线束的插接器件要频繁插拔，对插接器件的质量和可靠性要求非常高，一旦漏电就会产生严重的危害。电池包频繁的装卸及大功率充电，电池本身的散热通风等方面也存在一定的安全隐患。如若换电重卡在刹车、震动和碰撞过程中出现安全问题，对于换电站、车辆制造厂、司机的责任划分问题不清晰，需要依靠健全行业标准和国家法律法规来不断解决。
发展建议
建议一：强化政策支持
一是政府应充分发挥财政资金的作用，考虑电池综合服务费对换电站盈亏以及客户换电成本都有很大的影响，对不同场景给予不同运营补贴。二是充分保障纯电动车辆路权优势，出台不限行、不限号、减征或免征过路过桥费等政策，同时限制柴油重卡的使用，多措并举推动换电重卡的发展。三是加大对动力电池技术研发的政策支持力度，推动整车成本不断降低和性能提高，增强换电重卡的经济性。
建议二：加强多方协同
一要强化能源基础设施建设的统筹规划，将电动重卡充换电配套设施建设列入城市规划，增加其在用地、建设、消防、验收等各个方面的依据，防止基础设施过早建设失去应用的效率。二要协调电网企业，对电动重卡充换电配套设施提供低成本的电力接入保障，预防新能源基础设施规模化需求引发的无序化电力需求。三要拓宽融资渠道，在金融等方面充分利用绿色贷款、绿色股权、绿色债券、绿色保险、绿色基金对新型交通基础设施给予支持。
建议三：鼓励试点建设
针对河南境内大量的过境车辆，可以由地方政府、相关电网及换电技术公司、换电站运营商共建立合作模式，以客户为导向形成利益共享机制。充分结合服务区等现有基础设施，积极开展重卡换电站试点建设，引导货运车辆向新能源发展，将货运车辆污染治理负担转变为促进换电等基础设施建设的催化剂。解决好新型的交通基础设施与对外交通体系的深度协同，探索加氢、快充、换电等不同的能源供给车辆在更大区域间得到更加便利的能源补给，进而实现不同的交通基础设施互联互通。
结语
本文就换电重卡特色类试点、应用场景及存在问题等进行了分析研究，提出河南省推广换电重卡的几点建议，旨在抛砖引玉，后续在电池标准化、试点工作建设方案等方面还需做进一步的研究与探索。
