齊 濤 文

重卡電動化是新能源汽車發(fā)展的重要組成部分，是我國實現(xiàn)“30·60碳排放目標”的重要突破口。2020年5月，國務院《政府工作報告》中首次將換電站納入新型基礎設施建設。2020年9月，國家發(fā)改委、科技部、工信部、財政部聯(lián)合發(fā)布《關于擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》，提出了加快新能源汽車充換電站建設，提升高速公路服務區(qū)和公共停車位的快速充換電站覆蓋率。2021年4月，工信部、國家能源局聯(lián)合組織開展新能源汽車換電模式應用試點工作，鼓勵在公交、出租、城市物流配送、港口、礦山等公共領域率先試點。

1 重卡換電模式及發(fā)展情況

目前，換電模式在重卡的部分場景中的應用優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，政府相關部門開始研究制定相應的鼓勵支持政策。工業(yè)和信息化部組織編制了《推動公共領域車輛電動化行動計劃》，對重卡試點應用進行了重點部署安排。一是促進新能源重卡推廣應用，推動新能源重卡在短途運輸、城建物流以及礦場等特殊場景應用，鼓勵有條件的地區(qū)或城市對新能源重卡研發(fā)或運營予以支持。二是開展重點區(qū)域全面電動化城市試點，選擇部分試點城市，擬通過中央基建投資補助等方式，支持包括重卡在內(nèi)的特色領域新能源汽車應用。

采用換電模式可以有效的彌補部分充電模式的短板，在部分場景中可以有效的促進重卡電動化的發(fā)展。成本方面，換電模式可以通過車電分離的方式降低購置成本。運營效率方面，可以通過換電降低車輛載電量需求，使得電動重卡與傳統(tǒng)車的重量差距縮小，極大的降低了電池自重大對電動重卡載重的影響。而且換電過程可以做到約5分鐘完成換電，和傳統(tǒng)車加油時間相當，因此可以實現(xiàn)車輛的連續(xù)運營，也降低了充電對重卡運營效率的影響。占地資源方面，換電站占地面積比較小，配電容量利用系數(shù)較高，節(jié)約了土地和電力資源。通過以上幾個方面，可有效的將充電面臨的相關的難點加以解決，實現(xiàn)重卡的電動化應用。

商用車重卡換電主要有頂置總成換電(代表廠家上海玖行)、側(cè)置總成換電(代表廠家金茂科易)兩種常用的換電方式。由于頂置總成換電技術(shù)相對簡單、成本比較低，比較容易實現(xiàn)換電位置誤差的兼容，可行性比較高，是目前市場上占有率最高的換電方式。

2 換電重卡的主要應用場景及經(jīng)濟性分析

當前，換電重卡在部分特定場景中已經(jīng)投入應用，在煤炭礦產(chǎn)短駁、鋼廠短倒、市政工程和港口等場景的綜合運營優(yōu)勢較為明顯。這些場景是換電重卡優(yōu)先布局的重點方向。

2.1 煤炭礦產(chǎn)場景

煤炭礦產(chǎn)運場景中存在大量的短運距高頻次的往返運輸，坡度陡路況差，傳統(tǒng)柴油重卡行駛油耗高，借助礦區(qū)周邊電廠低電價的特點，換電重卡模式在煤炭礦產(chǎn)運場景中市場推廣前景廣闊，在圍繞發(fā)電廠周邊100 km運距范圍內(nèi)的電煤、粉煤灰、煤渣、石膏運輸業(yè)務中，存在大量換電重卡和電動工程機械的替代空間。憑借發(fā)電廠內(nèi)部建立的換電站，開展直接售電業(yè)務，既可降低車輛的用能成本，又可提高電廠售電收入。以某煤炭短駁換電重卡的應用場景為例，主要以電池租賃模式為主，對比同等條件下燃油重卡及新能源整車購買場景，傳統(tǒng)煤炭短駁場景下對換電時效性有較強要求，通過對比，換電重卡有一定的經(jīng)濟性。

表1 換電方式對比

2.2 港口運輸場景

港口內(nèi)部存在大量高頻、低速、重載運營的重卡及工程機械。由于港口內(nèi)裝卸等候時間較長，傳統(tǒng)燃油或燃氣車輛頻繁啟停和長期怠速的過程中能耗和污染物排放均較高。港口到堆場的外部運輸路線也符合高頻、短途、線路固定的特征，因此也適合以換電重卡替換傳統(tǒng)重卡。該場景下，換電站可建設于港口內(nèi)部，或建設于港口周圍的堆場及物流園區(qū)內(nèi)。以某港口運營場景為例，高頻倒短的場景、可控的電價、較高的總里程，使得新能源重卡具有較好的經(jīng)濟性,新能源成本優(yōu)勢較為明顯。成本方面，燃油車頻次高，里程超短，重載現(xiàn)象多，起停狀態(tài)多，油耗非常高。新能源車起停對電耗影響小，電費整體較低。

2.3 混凝土攪拌運輸場景

針對包括城市混凝土攪拌運輸、建筑砂石及渣土運輸、城市環(huán)衛(wèi)運輸?shù)仍趦?nèi)的城市內(nèi)短倒運輸場景，傳統(tǒng)燃油或燃氣車輛噪音大、污染重、排放高，對于城市面貌產(chǎn)生極大的負面影響，均適合以充換電重卡進行替代。以某水泥攪拌站運輸場景為例，電費按照社會定價，目前的業(yè)務量油車和新能源車的經(jīng)濟性基本一致，只有提高運輸里程才能有好的經(jīng)濟性表現(xiàn)。成本方面燃油車目前攪拌站使用強度一般，工程量不多，主要夜間行車，油耗屬于行業(yè)正常水平。新能源車電價主要以市場價格為主，以目前電價和運輸量，成本基本接近。

表2 煤炭礦產(chǎn)場景換電重卡經(jīng)濟性分析

表3 港口運輸場景換電重卡經(jīng)濟性分析

2.4 鋼廠場景

鋼鐵企業(yè)作為碳排放重要行業(yè)，尤其在京津冀及周邊地區(qū)“2+26”城市，各類高污染高排放企業(yè)關停限產(chǎn)，碳積分壓力巨大，嚴重影響生產(chǎn)連續(xù)性。通過特定場景中大量淘汰傳統(tǒng)運輸車輛，緩解配額積分不足，將有限的碳排量用于生產(chǎn)鋼鐵，解決評級、限產(chǎn)、停運的問題。以某鋼廠運輸場景為例分為廠內(nèi)與廠外運輸，廠內(nèi)主要進行原材料及半成品或成品轉(zhuǎn)運、堆放，具有高頻、短途、線路固定的特征，但是運輸總里程較短；廠外成品運輸圍繞單趟70 km左右的鋼廠周邊鋼材市場運輸。目前鋼鐵廠裝卸量有限，充電可以滿足使用，重卡換電站建設仍在發(fā)展中，隨著鋼廠污染治理政策的不斷升級，采用更為高效的零排放換電重卡將成為最佳的選擇；企業(yè)通過使用電動重卡實施綠色節(jié)能減排最大限度減少停產(chǎn)及限產(chǎn)帶來的鋼鐵產(chǎn)值損失；同時具有一定的經(jīng)濟性。

3 換電模式發(fā)展趨勢展望

投入運營的馬鋼換電站

表4 混凝土攪拌運輸場景換電重卡經(jīng)濟性分析

當前，換電站建設仍面臨審批難度大、選址與配電接入難、換電共享化與智能化推動難等挑戰(zhàn)。各地換電站建設審批流程不統(tǒng)一，換電站建設的協(xié)調(diào)難度大，而且許多城市未明確換電站可以享受新能源汽車充電基礎設施建設補貼，進一步拉大了與充電站建設、運營成本的差距。此外，工信部會同相關部門，開展相關技術(shù)標準的完善工作，加快《電動汽車換電安全要求》國家標準的審查報批，鼓勵企業(yè)根據(jù)適用場景研發(fā)換電模式車型，推動商用車電動化高質(zhì)量發(fā)展。T

表5 鋼廠場景充電重卡經(jīng)濟性分析