重卡换电模式经济性分析

齐 涛 文

重卡电动化是新能源汽车发展的重要组成部分，是我国实现“30·60碳排放目标”的重要突破口。2020年5月，国务院《政府工作报告》中首次将换电站纳入新型基础设施建设。2020年9月，国家发改委、科技部、工信部、财政部联合发布《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》，提出了加快新能源汽车充换电站建设，提升高速公路服务区和公共停车位的快速充换电站覆盖率。2021年4月，工信部、国家能源局联合组织开展新能源汽车换电模式应用试点工作，鼓励在公交、出租、城市物流配送、港口、矿山等公共领域率先试点。

1 重卡换电模式及发展情况

目前，换电模式在重卡的部分场景中的应用优势逐渐显现，政府相关部门开始研究制定相应的鼓励支持政策。工业和信息化部组织编制了《推动公共领域车辆电动化行动计划》，对重卡试点应用进行了重点部署安排。一是促进新能源重卡推广应用，推动新能源重卡在短途运输、城建物流以及矿场等特殊场景应用，鼓励有条件的地区或城市对新能源重卡研发或运营予以支持。二是开展重点区域全面电动化城市试点，选择部分试点城市，拟通过中央基建投资补助等方式，支持包括重卡在内的特色领域新能源汽车应用。

采用换电模式可以有效的弥补部分充电模式的短板，在部分场景中可以有效的促进重卡电动化的发展。成本方面，换电模式可以通过车电分离的方式降低购置成本。运营效率方面，可以通过换电降低车辆载电量需求，使得电动重卡与传统车的重量差距缩小，极大的降低了电池自重大对电动重卡载重的影响。而且换电过程可以做到约5分钟完成换电，和传统车加油时间相当，因此可以实现车辆的连续运营，也降低了充电对重卡运营效率的影响。占地资源方面，换电站占地面积比较小，配电容量利用系数较高，节约了土地和电力资源。通过以上几个方面，可有效的将充电面临的相关的难点加以解决，实现重卡的电动化应用。

商用车重卡换电主要有顶置总成换电(代表厂家上海玖行)、侧置总成换电(代表厂家金茂科易)两种常用的换电方式。由于顶置总成换电技术相对简单、成本比较低，比较容易实现换电位置误差的兼容，可行性比较高，是目前市场上占有率最高的换电方式。

2 换电重卡的主要应用场景及经济性分析

当前，换电重卡在部分特定场景中已经投入应用，在煤炭矿产短驳、钢厂短倒、市政工程和港口等场景的综合运营优势较为明显。这些场景是换电重卡优先布局的重点方向。

2.1 煤炭矿产场景

煤炭矿产运场景中存在大量的短运距高频次的往返运输，坡度陡路况差，传统柴油重卡行驶油耗高，借助矿区周边电厂低电价的特点，换电重卡模式在煤炭矿产运场景中市场推广前景广阔，在围绕发电厂周边100 km运距范围内的电煤、粉煤灰、煤渣、石膏运输业务中，存在大量换电重卡和电动工程机械的替代空间。凭借发电厂内部建立的换电站，开展直接售电业务，既可降低车辆的用能成本，又可提高电厂售电收入。以某煤炭短驳换电重卡的应用场景为例，主要以电池租赁模式为主，对比同等条件下燃油重卡及新能源整车购买场景，传统煤炭短驳场景下对换电时效性有较强要求，通过对比，换电重卡有一定的经济性。

表1 换电方式对比

2.2 港口运输场景

港口内部存在大量高频、低速、重载运营的重卡及工程机械。由于港口内装卸等候时间较长，传统燃油或燃气车辆频繁启停和长期怠速的过程中能耗和污染物排放均较高。港口到堆场的外部运输路线也符合高频、短途、线路固定的特征，因此也适合以换电重卡替换传统重卡。该场景下，换电站可建设于港口内部，或建设于港口周围的堆场及物流园区内。以某港口运营场景为例，高频倒短的场景、可控的电价、较高的总里程，使得新能源重卡具有较好的经济性,新能源成本优势较为明显。成本方面，燃油车频次高，里程超短，重载现象多，起停状态多，油耗非常高。新能源车起停对电耗影响小，电费整体较低。

2.3 混凝土搅拌运输场景

针对包括城市混凝土搅拌运输、建筑砂石及渣土运输、城市环卫运输等在内的城市内短倒运输场景，传统燃油或燃气车辆噪音大、污染重、排放高，对于城市面貌产生极大的负面影响，均适合以充换电重卡进行替代。以某水泥搅拌站运输场景为例，电费按照社会定价，目前的业务量油车和新能源车的经济性基本一致，只有提高运输里程才能有好的经济性表现。成本方面燃油车目前搅拌站使用强度一般，工程量不多，主要夜间行车，油耗属于行业正常水平。新能源车电价主要以市场价格为主，以目前电价和运输量，成本基本接近。

表2 煤炭矿产场景换电重卡经济性分析

表3 港口运输场景换电重卡经济性分析

2.4 钢厂场景

钢铁企业作为碳排放重要行业，尤其在京津冀及周边地区“2+26”城市，各类高污染高排放企业关停限产，碳积分压力巨大，严重影响生产连续性。通过特定场景中大量淘汰传统运输车辆，缓解配额积分不足，将有限的碳排量用于生产钢铁，解决评级、限产、停运的问题。以某钢厂运输场景为例分为厂内与厂外运输，厂内主要进行原材料及半成品或成品转运、堆放，具有高频、短途、线路固定的特征，但是运输总里程较短；厂外成品运输围绕单趟70 km左右的钢厂周边钢材市场运输。目前钢铁厂装卸量有限，充电可以满足使用，重卡换电站建设仍在发展中，随着钢厂污染治理政策的不断升级，采用更为高效的零排放换电重卡将成为最佳的选择；企业通过使用电动重卡实施绿色节能减排最大限度减少停产及限产带来的钢铁产值损失；同时具有一定的经济性。

3 换电模式发展趋势展望

投入运营的马钢换电站

表4 混凝土搅拌运输场景换电重卡经济性分析

当前，换电站建设仍面临审批难度大、选址与配电接入难、换电共享化与智能化推动难等挑战。各地换电站建设审批流程不统一，换电站建设的协调难度大，而且许多城市未明确换电站可以享受新能源汽车充电基础设施建设补贴，进一步拉大了与充电站建设、运营成本的差距。此外，工信部会同相关部门，开展相关技术标准的完善工作，加快《电动汽车换电安全要求》国家标准的审查报批，鼓励企业根据适用场景研发换电模式车型，推动商用车电动化高质量发展。T

表5 钢厂场景充电重卡经济性分析