戚鳴

中國石油化工集團有限公司國際合作部，北京 100728

0 引言

化石能源作為人類的主要能源來源，在過去200多年里推動了人類社會快速發(fā)展。受化石能源的環(huán)境污染和不可再生等問題困擾，新能源產(chǎn)業(yè)因其所具有的清潔、無碳的天然屬性，成為替代化石能源推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要力量。

我國能源消費量大且以化石能源為主。在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，要落實“碳達峰、碳中和”目標，就意味著實現(xiàn)國家多元能源保障、逐步發(fā)展新能源是大勢所趨。國際上，許多石油公司已經(jīng)未雨綢繆，紛紛宣布轉(zhuǎn)型計劃和目標，提前布局新能源產(chǎn)業(yè)；國內(nèi)石油石化企業(yè)構(gòu)建新業(yè)務(wù)增長點、提前對新能源產(chǎn)業(yè)進行布局迫在眉睫。

在新能源產(chǎn)業(yè)布局中，電動汽車由于部分產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)與石油化工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈有一定協(xié)同，成為了國內(nèi)傳統(tǒng)能源企業(yè)嘗試進入新能源領(lǐng)域的突破口。其中，伴隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展而誕生的電池租用服務(wù)(Battery as a Service，下稱：BaaS)模式，為石油化工企業(yè)布局新能源領(lǐng)域提供了新的探索路徑。

1 BaaS模式介紹

電池租用服務(wù)BaaS (Battery as a Service)，是指通過全方位部署電池上、下游產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)為終端用戶提供可充、可換、可升級及車電分離的電池服務(wù)模式。BaaS以電池業(yè)務(wù)為核心，通過對電池的產(chǎn)權(quán)剝離，以換電模式為用戶提供續(xù)航服務(wù)并收取一定費用；用戶在購車時僅需要負擔車身價格，電池則依托電池資產(chǎn)平臺由專業(yè)化公司負責運營管理。BaaS概念圍繞3個核心詞匯展開：“車電分離”、“換電模式”和“電池運營管理”。

車電分離：車電分離的重點是將電動汽車的車身和電池的產(chǎn)權(quán)進行區(qū)分，用戶購買電動汽車時不買電池包，通過租用方式，取得電池使用權(quán)。相應(yīng)的，電動汽車銷售發(fā)票價格中也不包含電池價格，如用戶選擇金融貸款，則首付和月供中不包含電池包費用。車電分離模式下，用戶租用電池包后，可以選擇換電，也可以選擇充電。

換電模式：一種集電池充電、物流調(diào)配和換電功能為一體的快速補電方式，與充電模式一樣，都是電動汽車的補能模式，兩者互為補充。用戶通過在換電站更換電池，快速為電動汽車補電，換電時間與燃油車加油時間大致相當。當前，電動汽車換電模式的技術(shù)路線主要有電池包整體式換電、電池包分箱式換電和移動換電車換電三種。前兩種方式在私家車領(lǐng)域和商用車領(lǐng)域廣泛采用，第三種方式應(yīng)用較少。

電池運營專業(yè)管理：一種針對動力電池展開的全生命周期管理，通過電池的集中管理、金融租賃、日常儲能、維修服務(wù)、數(shù)據(jù)收集、迭代升級、梯次利用、回收報廢和再生利用等，實現(xiàn)電池應(yīng)用、資產(chǎn)價值和使用壽命的最大化。電池運營管理通常由特定電池資產(chǎn)平臺負責。BaaS模式下，電池資產(chǎn)管理公司專注于電池管理，車企負責換電服務(wù)，分工合作提高銷路。

2 對BasS模式的分析

2.1 面對三個“70%”挑戰(zhàn)，汽車電動化是解決我國能源安全的重要途徑，在相關(guān)政策的扶持下汽車電動化勢在必行

中國作為全球最大的汽車消費國，同時也是最大的石油進口國，面臨持續(xù)增長的汽車保有量和日益嚴峻的石油消耗問題，其中，2019年我國原油對外依存度首次突破70%，汽車消耗成品油占比接近70%，進口石油有70%以上都需經(jīng)馬六甲海峽(三個“70%”挑戰(zhàn))。面對日益復(fù)雜的國際環(huán)境與能源危機，汽車電動化是減少對石油的依賴，應(yīng)對三個“70%”挑戰(zhàn)的有效解決方案，可以從根源上解決我國的能源安全問題。

我國也陸續(xù)出臺了多項政策與指示，鼓勵扶持新能源汽車的發(fā)展：2020年4月，財政部等四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車補貼政策的通知》，明確支持“車電分離”等新型商業(yè)模式發(fā)展；9月，習近平總書記在聯(lián)合國大會上表示中國將努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和；10月，國務(wù)院印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》，明確提出在加快推動充/換電、加氫等設(shè)施基礎(chǔ)上，2025年新能源汽車新車銷售量占比20%，2035年純電動汽車將成為新銷售車輛的主流，公共領(lǐng)域用車全面電動化。時代背景的需要，加之政策的扶持，汽車轉(zhuǎn)型已成為行業(yè)乃至社會發(fā)展的必然趨勢，電動化發(fā)展勢在必行。

2.2 BaaS的電池專業(yè)化運營是電動化發(fā)展的方向

動力電池是電動汽車的核心部分，其成本占整車比例近一半，使用性能狀態(tài)直接影響到電動汽車的安全穩(wěn)定運營。電池對環(huán)境比較敏感，溫度、濕度、充電環(huán)境都會對壽命產(chǎn)生影響，而通過對電池的專業(yè)化運營管理，可以顯著提升其使用壽命：目前通常電動車電池設(shè)計壽命為充電1000次，按單次充電300 km續(xù)航考慮可運行30萬km，但實際情況遠低于此，主要是因為在個人使用中難以避免地受到環(huán)境以及極端的充、放電行為影響。專業(yè)化的電池管理還可使用電成本大幅降低，如成為削峰填谷(實現(xiàn)谷電的最大化利用)的儲能裝置以及解決光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性等。此外，電池的專業(yè)化管理還體現(xiàn)在梯次、再生利用和對電池的數(shù)據(jù)管理上，可進一步提高電池全生命周期的資源利用以及加強對電池的安全使用與維護。

2.3 目前BaaS模式仍處于概念階段，發(fā)展的關(guān)鍵在于實現(xiàn)車電分離以及換電站的加速布局，需要政府、整車廠、電池生產(chǎn)商和擁有網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢的相關(guān)方通力合作

車電分離是制約BaaS模式發(fā)展的因素之一，特別是在整車的設(shè)計生產(chǎn)及標準的制定環(huán)節(jié)。不同整車廠設(shè)計生產(chǎn)的換電系統(tǒng)、換電電池包、換電機構(gòu)、換電接口等關(guān)鍵要素標準均有所不同，國家尚未出臺針對換電標準的統(tǒng)一政策，目前難以用統(tǒng)一標準的電池實現(xiàn)換電。但是國家已在研究相關(guān)政策的落地：2020年8月由北汽新能源、蔚來、中汽中心等單位牽頭起草的GB/T《電動汽車換電安全要求》推薦性國家標準通過審查，標準的制定將為換電電動車行業(yè)的健康安全發(fā)展提供指導(dǎo)。預(yù)計未來相關(guān)政策會更加明朗。

換電站能否實現(xiàn)商業(yè)化運營和全面布局也是BaaS發(fā)展的關(guān)鍵。目前國內(nèi)終端發(fā)展以充電為主，換電領(lǐng)域參與者較少，商業(yè)模式仍不成熟。截至2020年11月，全國共有535座換電站。其中，北京最多，為201座，廣東緊隨其后，為86座。主要的換電運營商為3家，分別為奧動新能源、蔚來汽車和杭州伯坦。其中奧動新能源共運營276座換電站，蔚來運營158座，杭州伯坦運營94座[1]。目前換電在技術(shù)上不存在壁壘，沒有得到大規(guī)模發(fā)展的主要原因在于：一是站點較少且多位于城市郊區(qū)，消費者為了換電通常要付出更多的時間和成本，從實際需求考慮意愿不強；二是在未實現(xiàn)車電分離的情況下，私家車主作為消費主體，需要將自有電池參與換電，對其中帶來的不確定性有顧慮，受眾有限，以網(wǎng)約車和出租車為主；三是在達到一定的規(guī)模效應(yīng)前，換電站的經(jīng)濟性有限。

因此，未來如BaaS模式能最終實現(xiàn)商業(yè)化運營，依靠的是車電分離及換電站的加速布局落地，需要政府、整車廠、電池生產(chǎn)商和擁有網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢的利益相關(guān)方通力合作。

3 石油石化企業(yè)參與BaaS領(lǐng)域合作探討

3.1 提前布局的必要性

當前我國處在工業(yè)化中后期，一方面油氣短供、少供的壓力持續(xù)存在，另一方面2060年前實現(xiàn)碳中和意味著2045年起可能將不再銷售燃油汽車，屆時新能源汽車銷量將至少是2019年的20倍以上。因此在開放條件下實現(xiàn)國家多元能源保障，逐步發(fā)展替代能源是大勢所趨。許多國際石油公司也已經(jīng)紛紛宣布了轉(zhuǎn)型計劃和目標，傳統(tǒng)石油石化公司實現(xiàn)能源領(lǐng)域新布局、構(gòu)建新業(yè)務(wù)增長點的需求也迫在眉睫，相關(guān)產(chǎn)業(yè)提前進行布局有一定必要性。

3.2 換電能有效解決電動車的行業(yè)痛點，未來在終端環(huán)節(jié)有較大的市場培育空間且具備一定的經(jīng)濟性，是石油石化企業(yè)介入電動浪潮和BaaS模式的一個較好切入點

相比充電模式，車電分離下的換電模式兼具低購車成本、高補能效率和長使用壽命等多項優(yōu)勢，可有效解決電動汽車“買著貴、用著煩、殘值低”等行業(yè)痛點，未來可能是更好的發(fā)展方向。換電的收入來源為電力服務(wù)費(峰/谷電的價差收入暫未做考慮)，成本為運營費用及設(shè)備、土地的投資折舊(總投資約560萬元/座)。根據(jù)計算，在保守考慮服務(wù)費為1.6元/kWh的前提下(約為充電服務(wù)費的兩倍)，當換電站的利用率達到9%時(每日換電26輛車)可以實現(xiàn)盈虧平衡，按照蔚來現(xiàn)運營換電站的計費標準(1.8元/kWh)考慮，利用率的盈虧平衡點將降低至8%(每日換電23輛車)，如未來進一步實現(xiàn)谷電的最大化利用，經(jīng)濟性會進一步增加(表1)。此外，盡管換電服務(wù)費高于充電，折合約10萬km增加1.1萬元(電動車容量按50 kWh考慮)，但是遠低于節(jié)省的電池初始投資，消費者將有一定的積極性。

表1 換電站內(nèi)部收益率隨利用率和服務(wù)費的敏感性分析Table 1 IRR of battery swapping station: Variation with utilization & service charges

目前國內(nèi)換電站的單站利用率僅為1%～2%(約合4～5輛車/天)，雖然整體市場仍處于早期階段，但未來有較大的市場潛力。特別是在出租車行業(yè)，由于多省市政府已出臺出租車全面電動化的時間表，短期內(nèi)的需求潛力更容易釋放。以南京市為例，出租車全面電動化后補能需求將高達1.78萬次/天，如將南京市現(xiàn)有約300座加油站全部配備換電功能后，單座加油站的換電利用率可達21%[2]。未來通過培育和引導(dǎo)網(wǎng)約車和私家車這兩大消費群體后，市場空間會更大。

石油石化企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈與電動車的上游鋰電池原料(如鋰、鈷等礦物資源)和下游整車環(huán)節(jié)協(xié)同有限，未來的潛力更多在于終端充/換電和中游電池材料上。在終端充/換電環(huán)節(jié)，由于消費者主要的充電行為將發(fā)生在住宅、辦公樓和商場等場所(超過80%)，僅有少數(shù)用戶會選擇通過加油站來充電，因此石油石化企業(yè)現(xiàn)有優(yōu)勢難以發(fā)揮，對市場控制力較差。相比全面布局充電樁，換電反而是石油石化企業(yè)介入行業(yè)的一個較好切入點，未來可將現(xiàn)有遍布全國的加油站打造成以換電為主，加氫、加LNG和充電等服務(wù)為輔的一體化綜合能源補給站。從前面的分析也可以看到，換電憑借眾多優(yōu)勢有望引領(lǐng)電動模式進行新一輪的變革，石油石化企業(yè)的加油站網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢也正是換電和BaaS模式能最終實現(xiàn)商業(yè)化運營所必不可少的一環(huán)，具有明顯的優(yōu)勢和不可替代性。

3.3 電池資產(chǎn)平臺是石油石化企業(yè)鎖定中游電池材料合作的突破口

電池是決定電動汽車發(fā)展進程的核心業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)鏈長、市場空間大，通過依托電池資產(chǎn)平臺對其進行專業(yè)化管理是電池產(chǎn)業(yè)鏈未來的發(fā)展方向，也是BaaS模式的亮點和重要一環(huán)。國內(nèi)石油石化企業(yè)與電池資產(chǎn)平臺的中游環(huán)節(jié)——電池材料有較強的協(xié)同，特別是在電池材料的生產(chǎn)和研發(fā)上。目前國內(nèi)石油石化企業(yè)與電池材料向關(guān)聯(lián)的化工產(chǎn)品資源豐富，已有聚丙烯、聚乙烯的隔膜生產(chǎn)，石墨電極針狀焦負極材料、聚酰亞胺隔膜制備和碳酸乙烯酯電解液等產(chǎn)品的研發(fā)，與電池企業(yè)有一定合作基礎(chǔ)。因此，應(yīng)盡早布局并扶持電池資產(chǎn)平臺的發(fā)展，前期可先以股權(quán)層面的參與作為切入點，未來在特定的領(lǐng)域開展合資合作，以市場化運行機制，穩(wěn)步高效推進電池相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展，實現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速布局，不斷調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

BaaS模式是電動汽車領(lǐng)域的一次革命性嘗試，目前仍處于早期發(fā)展階段，國內(nèi)石油石化企業(yè)在BaaS全產(chǎn)業(yè)鏈的可參與性較強，特別是在換電與電池資產(chǎn)平臺兩個方向，有一定的優(yōu)勢和前期基礎(chǔ)，可在市場的需求引領(lǐng)方面起到積極的推動作用。因此，石油石化企業(yè)應(yīng)盡早參與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研究與布局，在新能源領(lǐng)域作出積極嘗試，既符合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局要求，也有助于傳統(tǒng)能源企業(yè)完成綠色發(fā)展，實現(xiàn)凈零目標，早日完成碳達峰和碳中和歷史使命。