充電換電、純電氫能的爭(zhēng)論可以說是新能源車技術(shù)發(fā)展路線里永恒的話題了，我之前也談?wù)撨^許多次。

結(jié)論

      先從能源角度來說，乘用車領(lǐng)域純電基本上完全占據(jù)上風(fēng)了，這背后的本質(zhì)不是技術(shù)問題，而是政治問題。

      自從中美歐都全力發(fā)展純電乘用車的時(shí)候，燃料電池乘用車就已經(jīng)被判死緩了，你看之前最抵制純電的日系車系也不得不進(jìn)入這條賽道了。

      但是在商用車領(lǐng)域，尤其是重載長(zhǎng)途卡車，氫能源還是大有作為的，主要原因是重卡太耗電也太耗電池，后續(xù)我會(huì)詳細(xì)給大家分析。

      那么對(duì)于補(bǔ)能方式來說，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，換電和充電都無(wú)法壓倒性的戰(zhàn)勝對(duì)方，所以會(huì)以“充電為主、換電為輔”的格局共存，這個(gè)我后面也會(huì)詳細(xì)解釋。

一、為什么重卡不適合純電？

1.1 當(dāng)前的技術(shù)條件不足以支持純電動(dòng)重卡的普及其實(shí)大家可能會(huì)有些疑惑，現(xiàn)在電動(dòng)車不是發(fā)展的還不錯(cuò)嗎？9月份市場(chǎng)份額都15%了，為什么到了卡車這里就不行了呢？

      那是因?yàn)橄噍^于乘用車，重卡的耗電量其實(shí)是超乎想象的高，在計(jì)算之前，我也沒想到重卡竟然會(huì)這么耗電。

      由于造型因素，目前大部分重卡的風(fēng)阻系數(shù)都在0.7-1之間，即使是做的比較好的也要到0.55左右（這里不考慮那些宣稱風(fēng)阻系數(shù)0.35左右的PPT卡車），迎風(fēng)面積10平方米左右。

      在車重方面，單牽引車車頭是10噸左右，國(guó)內(nèi)法規(guī)允許的最大總重是49噸，大大超過乘用車的1.5-2.5噸。那么把上述一些列數(shù)據(jù)代入汽車行駛方程式可以算得不同工況下重卡的電耗。

      不看不知道，一看嚇一跳。

      不管風(fēng)阻系數(shù)是0.35還是0.55，純電動(dòng)重卡的高速巡航電耗基本上都是100-200之間，如果想要純電動(dòng)重卡的實(shí)際續(xù)航達(dá)到400km，電池基本上得要600-1000kWh。

      這么說大家可能沒有概念，上海市的居民階梯用電2檔和3檔的分界線是2400kWh/年，換句話說，一輛輕載的低風(fēng)阻重卡以時(shí)速80km/h在一路暢通無(wú)阻的情況下從北京開到廣州耗的電夠一個(gè)普通家庭用一年。

      那么在技術(shù)上，如此龐大的電池組則會(huì)帶來兩個(gè)問題1.1.1 極大增加重卡自重在乘用車領(lǐng)域，目前電池能量密度在200Wh/kg左右，即使重卡能保持同樣的水準(zhǔn)，其電池組重量也會(huì)有3-4噸，考慮到?jīng)]有了油箱、少了變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)，純電動(dòng)重卡的自重仍然普遍會(huì)比柴油重卡重2噸左右。

      對(duì)于經(jīng)常滿載的車輛，重兩噸意味著少掙兩噸的運(yùn)費(fèi)；對(duì)于不滿載的車輛，重兩噸就意味著百公里電耗會(huì)上升25kWh左右，對(duì)應(yīng)到電費(fèi)上就是0.25-0.5元/公里。這顯然不是卡友們?cè)敢饪吹降慕Y(jié)果。

1.1.2 給補(bǔ)能帶來非常大的困難不同于乘用車大部分時(shí)間都是中短距離行駛，重卡生下來就是為了跑長(zhǎng)途的，這就注定了重卡的補(bǔ)能次數(shù)要比乘用車高得多。雖然交通法規(guī)規(guī)定每連續(xù)行駛4小時(shí)就要休息20分鐘，但是實(shí)際上，長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)闹乜ê芏鄷r(shí)候會(huì)配備雙司機(jī)，人歇車不歇。即使是單司機(jī)的車輛，也不會(huì)有過多的時(shí)間用于休息，畢竟時(shí)間就是金錢，這注定了重卡會(huì)非常在意補(bǔ)能時(shí)間。

      所以在這種情況下，服務(wù)區(qū)必須要有20分鐘補(bǔ)充600kW/h以上電量的能力，換算成功率就是平均1800kW，對(duì)比一下，小鵬前兩天發(fā)布的800V超充樁峰值功率才480kW。

      再考慮到目前的電池技術(shù)也無(wú)法承受如此高的電流，因此，充電肯定是死路一條。那么換電呢？其實(shí)也沒好到哪里去。

      假設(shè)電池可接受的平均充電功率為200kW（這個(gè)數(shù)值其實(shí)已經(jīng)很高了），充滿一塊電池至少需要3小時(shí)，為了保證電池不斷供，如果每小時(shí)可以換3臺(tái)車，那么換電站需要儲(chǔ)備9塊電池，這個(gè)成本是非常高的。

      而如果從整個(gè)換電站的功率來看，9塊電池一起充仍然是1800kW。

      對(duì)于繁忙的干線高速公路，在目前柴油重卡不需要頻繁補(bǔ)能的情況下，服務(wù)區(qū)都會(huì)停著數(shù)量非常多的重卡，如果都是純電動(dòng)重卡，出現(xiàn)在的服務(wù)區(qū)重卡數(shù)量還要比現(xiàn)在高得多。

      最可怕的是，這些車還都需要補(bǔ)能，所以換電其實(shí)也行不通，畢竟電池?fù)Q下來還是要充的。

1.2 如果從全生命周期計(jì)算，純電動(dòng)重卡并沒有大家認(rèn)為的那么環(huán)保雖然在不同計(jì)算口徑下，純電動(dòng)乘用車全生命周期的碳排放有高有低，但是目前總體上公認(rèn)是會(huì)低于燃油車的。

      但是商用車則不同，一方面是使用時(shí)的碳排放沒那么小，另一方面就是制造時(shí)的碳排放會(huì)更多。對(duì)于一臺(tái)普通轎車，其綜合油耗一般是8L/100km，而電耗則差不多是15kWh/100km，數(shù)值上大約是1:2。

      而重卡則不然，重卡綜合油耗一般是30-40L/100km，電耗是150-200kWh/100km，數(shù)值比大約是1:5。

      這就導(dǎo)致如果想要降低純電動(dòng)重卡使用中的碳排放，就必須要大幅降低火力發(fā)電在電網(wǎng)中的比重。但是這個(gè)過程并不是那么容易的，其中最重要的原因就是風(fēng)、光等零碳電力的穩(wěn)定性相對(duì)較差，電網(wǎng)不是那么愿意接收。想要穩(wěn)定輸出，就只能先把電儲(chǔ)存起來，而恰恰這一步又很難，這就導(dǎo)致我國(guó)實(shí)際上風(fēng)、光的棄電還是比較多的。

      但是如果能把這部分棄電直接用來制氫，我們就可以變相地把電能儲(chǔ)存起來。

      僅2018年，我國(guó)的棄電量就達(dá)到了1000億kWh，可制氫超過180萬(wàn)噸，能滿足1200萬(wàn)輛乘用車的用氫需求。如果換算成商用車，也可以滿足50-100萬(wàn)臺(tái)重卡的用氫需求。

      除此以外，利用工業(yè)副產(chǎn)品制氫的實(shí)際碳排放也很低。而在另外一方面，一臺(tái)純電動(dòng)重卡所需要的電池可以造10臺(tái)普通轎車，50臺(tái)五菱宏光mini EV，這部分所增加的碳排放將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過造一個(gè)油箱的碳排放。但是氫燃料電池重卡則不同，只需要一個(gè)100kWh左右的電池包和一套氫燃料電池反應(yīng)堆，這部分制造碳排放就會(huì)小不少。

      所以在碳中和的大背景下，純電動(dòng)重卡的未來也并不樂觀。

1.3 純電和氫燃料電池的成本差異在商用車上不會(huì)像乘用車那么懸殊前面說到純電動(dòng)重卡電池容量至少600-700kW/h，而且考慮到其苛刻的使用要求，電芯還必須要用比較好的。

      根據(jù)瑞銀估算，2021年動(dòng)力電池的成本在700-800元/kWh，那么一臺(tái)純電動(dòng)重卡光動(dòng)力電池的成本就至少需要50萬(wàn)左右，要知道，現(xiàn)在一臺(tái)國(guó)產(chǎn)高檔牽引車也就是這么個(gè)價(jià)格。

      而且，隨著全球范圍內(nèi)電動(dòng)化的快速推進(jìn)，動(dòng)力電池所需要的鈷、鋰等資源未來需求可能會(huì)存在缺口，如果重卡也電動(dòng)化，更會(huì)加劇這一情況，推高動(dòng)力電池成本上升。

      事實(shí)上，受疫情等多方面因素疊加影響，最近電動(dòng)車的價(jià)格已經(jīng)漲了很多了。

      而另一方面，雖然目前氫燃料電池重卡補(bǔ)貼后售價(jià)也還是超過100萬(wàn)，高于純電動(dòng)重卡。

      但是氫燃料電池汽車目前仍處于起步階段，類似于電動(dòng)汽車十年前的水平，因此其成本居高不下很大一部分是因?yàn)槭袌?chǎng)規(guī)模太小。

      隨著越來越多的車企進(jìn)入燃料電池領(lǐng)域，燃料電池系統(tǒng)的成本相較于去年已經(jīng)有了很大幅度的下降。

      可能用不了幾年，氫燃料電池重卡的成本就可以和純電動(dòng)重卡持平，這在乘用車上是相對(duì)比較難實(shí)現(xiàn)的。

1.4 重型商用車的使用環(huán)境降低了加氫站覆蓋的難度最開始說補(bǔ)能對(duì)于純電動(dòng)重卡來說是噩夢(mèng)，但是對(duì)于燃料電池重卡就相對(duì)輕松許多。

      不同于乘用車，重卡的日常行駛路線基本十分固定，要么行駛在國(guó)道和高速公路上，要么就停在各個(gè)城市的公路物流中心。

      所以，其實(shí)只要在上面這些地方布置好加氫站，基本上就可以100%覆蓋氫能源重卡的使用場(chǎng)景了。

最重要的是，氫燃料電池重卡真的可以實(shí)現(xiàn)“加氫10分鐘，開車4小時(shí)”，而且是現(xiàn)在就可以。

1.5 小結(jié)

      正是基于以上這些因素，國(guó)家其實(shí)對(duì)氫能源商用車的扶持力度非常大，北京、上海、廣東也在近期相繼進(jìn)入首批“氫燃料電池汽車示范城市群”。相信在整個(gè)行業(yè)的共同努力下，下一個(gè)十年，氫燃料電池商用車也可以像純電動(dòng)乘用車一樣逐步得到市場(chǎng)的認(rèn)可。

二、為什么充電和換電會(huì)共存？

      總體來說，換電主要在如下幾個(gè)場(chǎng)景更有優(yōu)勢(shì)：

      長(zhǎng)途出行；城市中心區(qū)域無(wú)樁用戶；大電池車型、營(yíng)運(yùn)車輛；車電分離、靈活升級(jí)、電池健康管理……但是與此同時(shí)，換電的缺點(diǎn)也很明顯，其中最突出的是：換電站前期建設(shè)投入相對(duì)較大；目前各換電體系間相對(duì)獨(dú)立，兼容性差；車型開發(fā)會(huì)受電池限制。這就導(dǎo)致了無(wú)論是充電還是換電，都無(wú)法在面對(duì)另一方時(shí)擁有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，李書福和雷軍在技術(shù)路線上的分歧本質(zhì)也源于此。

      正巧我前幾天又歸納了下充電、換電各自的優(yōu)勢(shì)，以及目前的換電體系到底需要額外花費(fèi)多少錢，也希望能幫助大家更好的了解這兩種技術(shù)路線。

2.1充電的優(yōu)勢(shì)

      在這樣的前提下，像特斯拉Model 3這種小電池+低電耗+超級(jí)快充的技術(shù)路線的補(bǔ)能總效率其實(shí)也不弱于換電，所以雷總支持大功率快充是有一定的道理的。

2.2 換電的優(yōu)勢(shì)

      同樣，如果換電也有非常多的優(yōu)點(diǎn)。如果換電真的一無(wú)是處，也沒法在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的今天還有新玩家入局，因?yàn)閾Q電真的能解決當(dāng)下非常多的問題。春節(jié)期間海南外牌電動(dòng)車中蔚來的比例最高也能說明換電在長(zhǎng)途快速補(bǔ)能時(shí)的優(yōu)越性，這對(duì)于地大物博的中國(guó)來說是非常重要的。所以李總的提議也有道理。

2.3 換電成本的估算

      當(dāng)蔚來?yè)Q電站達(dá)到了一定規(guī)模之后，我們發(fā)現(xiàn)每位車主需要為換電多花的成本可能也就在一萬(wàn)塊錢左右，這個(gè)數(shù)字可能比許多人想象的都要低不少。換電在經(jīng)濟(jì)賬上也不是就走不通的。

2.4 小結(jié)

      充電也好，換電也罷，本質(zhì)上都是為了讓用戶能夠更加方便、快捷的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車補(bǔ)能。

      既然在未來一段時(shí)間內(nèi)兩種方案都無(wú)法獨(dú)自在所有使用場(chǎng)景都有最優(yōu)的體驗(yàn)，那共存實(shí)際上就是唯一選擇。

      以充為主，以換為輔，完全沒必要搞二元對(duì)立那一套。中國(guó)夠大，容得下兩種補(bǔ)能技術(shù)方案。

      總結(jié)正式基于這些原因，充電、換電、氫能源都會(huì)有各自最適合的領(lǐng)域，一家通吃的局面不會(huì)出現(xiàn)。