財務(wù)視角下的乘用車換電模式研究

張寧

（中汽研（天津）汽車信息咨詢有限公司，天津300300）

主題詞：電動汽車 換電 產(chǎn)業(yè)鏈 經(jīng)濟性

0 前言

自2008年起，我國就已經(jīng)開始在純電動客車領(lǐng)域開展換電模式的推廣，但受限當時政策環(huán)境、技術(shù)水平、成本因素和市場規(guī)模，換電模式并沒有大規(guī)模推廣[1]。隨著換電技術(shù)進步、換電站建設(shè)成本降低、換電標準不斷完善，以北汽新能源、力帆、蔚來汽車等為代表的企業(yè)開始加大換電模式的研究和推廣。中國新能源汽車的能源補給方式正逐漸由充電為主轉(zhuǎn)變?yōu)槌鋼Q并舉，換電模式成為充電模式的重要補充，是后補貼時代推動我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新商業(yè)模式之一[2]。

1 換電模式的發(fā)展概述

1.1 純電動汽車補能方式

目前，純電動汽車主要有交流慢充、直流快充和換電3種補能方式[3]，詳細數(shù)據(jù)見表1。

(1)交流慢充需6～8 h；

(2)快充一般為大功率直流充電，0.5 h可以充滿電池80%容量;

(3)超過80%后，為保護電池安全，充電電流需要變小，充到100%的時間將較長。

相比交流慢充和直流快充，換電模式具有以下3個優(yōu)勢[4]：

(1)運營效率高，普通換電站換電僅需3 min，加上車輛進出時間，全流程大概需5 min，換電站單日換電次數(shù)超過200次，補能效率接近加油站。

(2)降低用戶購車成本，換電模式車電價值分離，換電網(wǎng)絡(luò)代替消費者承擔動力電池成本，有效地降低了用戶購車門檻。

(3)提高動力電池全生命周期價值，換電模式下，動力電池統(tǒng)一充電，統(tǒng)一維護，可以增加電池循環(huán)壽命，同時，換電模式可控制電池回收渠道，為動力電池梯次利用和再生利用奠定基礎(chǔ)[5]。

表1 充換電模式的參數(shù)對比和優(yōu)劣勢分析

1.2 換電模式技術(shù)路線

換電模式可以分為整包換電和分箱換電2種技術(shù)路線，核心區(qū)別是電池包的標準。

現(xiàn)階段，主流的車企多采用整包換電，原因現(xiàn)有車輛的電池規(guī)格不用做調(diào)整，在原電池包基礎(chǔ)上進行換電升級，流程簡單，成本較低。蔚來、北汽新能源、一汽、長安等企業(yè)均采用整包換電，由于整包換電電池包尺寸較大，該模式只能使用全自動換電站[6]。

分箱換電是將大尺寸電池包更換為3～4個小尺寸電池包，每個小尺寸電池包有固定的規(guī)格，串聯(lián)后放電，為車輛提供動力。分箱換電的優(yōu)勢是小電池包容量小，易于移動，可以使用微型、中小型、半自動和全自動4種換電站，目前伯坦科技、時空電動等企業(yè)采用分箱換電[7]。

2 換電模式產(chǎn)業(yè)鏈

2.1 換電模式參與主體

換電模式的產(chǎn)業(yè)鏈和充電模式相似，電流的起點是電網(wǎng)，終端是用戶，中間包括換電站建設(shè)和換電站運營2個環(huán)節(jié)（圖1）。換電站建設(shè)環(huán)節(jié)主要包括零部件供應(yīng)商和技術(shù)供應(yīng)商，零部件供應(yīng)商主要提供換電站的零部件建設(shè)，如山東威達；運營商主要提供換電的技術(shù)解決方案，包括車輛的改造以及換電站的技術(shù)改造，如伯坦科技。

換電站運營環(huán)節(jié)主要包括：換電網(wǎng)絡(luò)運營商和電池資產(chǎn)管理公司，換電網(wǎng)絡(luò)運營商主要負責(zé)換電網(wǎng)絡(luò)的日常運營，電池資產(chǎn)管理公司主要承擔電池資產(chǎn)，一般由車企、電池企業(yè)和電網(wǎng)組成[8]。

圖1 換電模式產(chǎn)業(yè)鏈組成和分工

2.2 換電模式參與方利好

換電模式的本質(zhì)是挖掘動力電池全生命周期價值，實現(xiàn)企業(yè)和消費者利益再分配。換電模式對于車企、電池企業(yè)、電網(wǎng)、消費者和政府的多方參與者都大有好處。

（1）車企：根據(jù)換電推出多種銷售方案，促進銷售，方便電池監(jiān)控，減少電池故障產(chǎn)生的召回問題。

（2）電池企業(yè)：增加電池用量，便于對電池進行梯次利用和回收利用。

（3）電網(wǎng)：增加售電量，降低電網(wǎng)負荷不均的風(fēng)險。

（4）消費者：降低購車初始成本、減少充電時間、解決充電樁不夠問題、緩解里程焦慮。

（5）政府：在土地利用率、電網(wǎng)管理、電池管理的多方面均有較好的社會效益，便于管理。

3 換電模式經(jīng)濟性測算

3.1 經(jīng)濟敏感性分析模型

3.1.1 敏感性模型基本概念

敏感性分析法是指從眾多不確定性因素中，找出對投資項目經(jīng)濟效益指標有重要影響的敏感性因素，并分析、測算其對項目經(jīng)濟效益指標的影響程度和敏感性程度，進而判斷項目承受風(fēng)險能力的一種不確定性分析方法，把所有其它不確定因素保持在基準值的條件下，考察項目中每項要素的不確定性對目標產(chǎn)生多大程度的影響。根據(jù)不確定性因素每次變動數(shù)目的多少，敏感性分析法可以分為單因素敏感性分析法和多因素敏感性分析法，單因素敏感性分析在計算特定不確定因素對項目經(jīng)濟效益影響時，須假定其它因素不變，實際上這種假定很難成立，故采用不多。

多因素敏感性分析法是指在假定其它不確定性因素不變條件下，計算分析2種或2種以上不確定性因素同時發(fā)生變動，對項目經(jīng)濟效益值的影響程度，確定敏感性因素及其極限值。多因素敏感性分析一般是在單因素敏感性分析基礎(chǔ)進行，且分析的基本原理與單因素敏感性分析大體相同，但需要注意的是，多因素敏感性分析須進一步假定同時變動的幾個因素都是相互獨立的，且各因素發(fā)生變化的概率相同[9]。

3.1.2 敏感性模型分析步驟

（1）確定敏感性分析指標

敏感性分析的對象是具體技術(shù)方案及其反映的經(jīng)濟效益。因此，技術(shù)方案的某些經(jīng)濟效益評價指標，例如：息稅前利潤、投資回收期、投資收益率、凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率，都可以作為敏感性分析指標，本文敏感性分析目標為內(nèi)部收益率，縮寫為IRR。

（2）計算該技術(shù)方案的目標值

一般將在正常狀態(tài)下的經(jīng)濟效益評價指標數(shù)值，作為目標值，本文主要目標值為IRR=10%。

（3）選取不確定因素

在進行敏感性分析時，并不需要對所有的不確定因素都考慮和計算，而應(yīng)視方案的具體情況選取幾個變化可能性較大，并對經(jīng)效益目標值影響作用較大的因素，本文主要影響因素為服務(wù)費和車輛單日行駛里程。

（4）計算不確定因素變動時對分析指標的影響程度

若進行單因素敏感性分析時，則要在固定其它因素的條件下，變動其中一個不確定因素；然后，再變動另一個因素（仍然保持其它因素不變），以此求出某個不確定因素本身對方案效益指標目標值的影響程度。

3.2 換電項目經(jīng)濟性測算和敏感性分析

3.2.1 整車和電池基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

測算用的整車和電池基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表2。

表2 整車和電池基本數(shù)據(jù)

（1）項目測算以A級車作為標準車型，燃油車整車銷售價為14萬元，整車電耗為15 kW·h/100 km;

（2）動力電池容量采用主流A級純電動車容量60 kW，電池類型為三元鋰離子電池，循環(huán)壽命1 000次，單車電池包成本為6萬元。

3.2.2 換電網(wǎng)絡(luò)運營基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

在經(jīng)濟性測算模型中，換電網(wǎng)絡(luò)以單個城市為基本單位，模型以二線城市為例（表3）：

表3 換電網(wǎng)絡(luò)基本數(shù)據(jù)

（1）根據(jù)用戶調(diào)研的數(shù)據(jù)，換電站的平均距離最遠控制在6 km，在720 km2的二線城市中（直徑30 km），至少需要20個換電站（平均每36 km2一個換電站），才能保證城市換電便利性。

（2）單站單日服務(wù)車輛次數(shù)為200次，20個換電站可以滿足3 000臺車的日常運營。

3.2.3 IRR關(guān)鍵因素設(shè)定

在經(jīng)濟性測算模型中，換電網(wǎng)絡(luò)以單個城市為基本單位，模型以二線城市為例，主要參數(shù)見表4。

表4 IRR關(guān)鍵因素設(shè)定

3.3 IRR測算結(jié)果和敏感性分析

根據(jù)IRR測算結(jié)果得知，電費收入和讓利用戶幅度是影響換電網(wǎng)絡(luò)IRR的主要因素，將2個參數(shù)進行調(diào)整（表5），在個人用戶與企業(yè)用戶方面可得到如下敏感度，總結(jié)如下：

（1）C端場景：用戶單日行駛里程較少，即使收取用戶服務(wù)費，企業(yè)也難以盈利，在現(xiàn)有模型下，不賺錢，投入越大，虧損越大，尚無企業(yè)運用該模式。

（2）B端場景：用戶單日行駛里程較多，即使不收取用戶服務(wù)費，IRR也能維持在10%左右，當前的主流模式。

表5 換電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部收益率隨用戶日均行駛里程和服務(wù)費的敏感性分析 %

4 問題與解決方案

綜上財務(wù)分析及實地調(diào)查，認為換電模式當前仍然存在6大核心問題，但也有相應(yīng)的解決方案：

（1）財務(wù)問題，電池成本高，投資大，企業(yè)要面對較高的財務(wù)壓力，只有規(guī)?；倪\營，單個城市換電網(wǎng)絡(luò)的IRR才能達到一定的經(jīng)濟指標。

（2）運營問題，相關(guān)運營參數(shù)直接影響IRR，企業(yè)要探索精細化的運營，應(yīng)用數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用數(shù)據(jù)平臺解決以上問題。

（3）電池標準問題，短期內(nèi)車企之間很難實現(xiàn)大規(guī)模的電池標準化，未來車企可以在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)2～3個車型的電池互換，車企之間推動1～2個車型的電池互換。

（4）電網(wǎng)協(xié)同問題，換電站的電容要和當?shù)氐碾娋W(wǎng)協(xié)同發(fā)展，換電網(wǎng)絡(luò)要拿到當?shù)剌^低的電價和土地資金，企業(yè)須在地方有較強的資源整合能力。

（5）用戶接受度，用戶是把換電池當做加油還是換發(fā)動機，用戶能否按照協(xié)議來用車都是現(xiàn)階段需要解決的問題，提高用戶體驗是解決該問題的有效辦法。

（6）潛在風(fēng)險問題，如果電池技術(shù)和充電技術(shù)的升級超預(yù)期，會在一定程度上影響換電模式的推廣。

不管未來場景如何，換電模式將長期存在，建議在標準端實現(xiàn)車端換電電池包的通用性，以及換電站設(shè)施的共享，在政策端對車電分離的商業(yè)模式給予適當?shù)墓膭睢?/p>