电动时代的能源网络之战

· Mar 28, 2018

本文作者郭昱,中国科学院生物物理所生物信息学博士,北京大学博士后,长期关注互联网和新能源汽车领域,希望能抛砖引玉,和大家多多交流。

汽车行业的电动化,几年前提起来,大家似乎都觉得还很遥远,现在来看,似乎已经触手可及。近几年,各大主流汽车厂商纷纷推出电动车型,可以说,汽车行业的电动化已经是大势所趋。

如果我们认可这一趋势,认为未来电动汽车会全面取代汽油车,那么就不得不认真思考下,电动时代的能源补给网络应该是什么样子的?

尽管电车可以随时随地接一根电源就补充能源,但是各种突发情况和对高效率旅行的追求,使得人们对电车的里程焦虑有增无减。而面对已经拥有发达能源补给网络的汽油车,没有能够与之媲美的能源补给网络,是无法完成对汽油车的取代的。

成熟的电力能源补给网络至少需要做到以下几点:

1,覆盖广。跨城主干道是必须要覆盖的,而且密度不小于现有的加油站,只有这样,才能保证跨城旅行的畅通无阻。对于城市,毕竟电车可以在家充电,能源站守住城市的主干道入口就足够了,当然可以视充电桩普及率,适当考虑增加下城市内部的能源站覆盖度,但个人认为不需要达到如今城市加油站的密度。

2,速度快。在我看来,5 分钟内快速补充能源是任何一种动力的汽车想要普及都必须提供的服务。这个标准在电动汽车普及的早期阶段或许可以适当放松,但成熟的能源补给网络必须拥有这种快速补给能力。supercharger.0.0

3,兼容性好。未来的市场肯定不会被一家或者几家大公司把持,成百上千的汽车制造商都有可能,如果各家的产品只能使用自家的能源补给网络,不仅不方便,也是对资源的极大浪费。能源补给网络带有一定的公共服务性质,各国政府也不会坐视这种情况出现,统一的标准肯定会出台,强制各厂商遵循,至于选择怎样的标准,还要看各大厂商的博弈了。

4,盈利能力强。长期依赖车企贴补,很难发展出成熟的能源补给网络。无论最终的能源补给网络是归属于某几家车企,亦或是由独立于车企以外的公司运行,盈利都是至关重要的,实际上也是水到渠成的。因为可以自行慢充,快速能源补充只是应急手段,应急手段的定价不必太过追求性价比,快速补充一次能源的价格完全可以和加满一箱油相当。在电动汽车有了一定的存量以后,一个车流量足够的补给站,完全有能力实现盈利。

此外,因为有利可图且市场容量巨大,现有的加油站,很多都是私人获取授权,加盟经营的,这个比例在国外更高,这样的机制,在电力能源网络同样适用。可观的利润,吸引加盟商加入从而加快能源补给网络建设速度,更好的能源补给网络吸引更多的用户购买电车,带来更大的能源补给利润,形成良性循环。这对电动汽车行业中后期的发展以及完成对汽油车的取代至关重要。Better-Place

从电动汽车诞生之日开始,对能源补给网络的思考就没有停止过,这期间,换电和快充两种模式也经历了数次的交锋。随着换电模式的鼻祖 Better Place 于 2013 年宣布破产倒闭,似乎一时之间,换电模式看不到了希望。然而被视为走快充模式的特斯拉却在之后不久展示了其 90 秒的换电技术,而无需改装便可直接换电的设计,也说明了特斯拉对此早有布局。一时之间,作为电动汽车领域的领头羊,特斯拉最终会选择快充还是换电变得扑朔迷离。tesla-battery-swap

随后在 2015 年,特斯拉宣布放弃换电模式,如今 Model 3 的发布,无法快速更换电池的设计也证实了特斯拉确实做出了最终的选择。在这个大家都在致敬特斯拉的电动汽车市场,特斯拉的决定,似乎已经宣判了换电模式的死刑。

然而就在这个时候,作为特斯拉在中国最好的「学徒」之一,蔚来却宣布了一条与特斯拉完全不同的换电之路。有了 Better Place 的前车之鉴,蔚来这一次自然是有备而来,在换电方案上下足了功夫,占地面积和部署速度都有了很大的突破,最关键的还是成功的控制住了成本。DSC09697

战争,因此而起。

从上面提到的四个方面来对比两种能源补给网络来看:

1,覆盖度。换电站需要大量的冗余电池,快充对电力网络要求较高,整体成本应该还是充电占优势,更低的成本更有利于提高网络覆盖度。

2,速度。换电的强项,现在的换电技术基本都能做到 5 分钟以内完成。快充的话,至少目前特斯拉的超级充电站还不能一战,半小时一辆的充电速度,在电动汽车普及之后,根本无法满足较高车流量下的需求。当然,特斯拉也不会止步于此,有传闻说特斯拉正在研发 720kW 的高功率充电桩,对于特拉斯目前的主要车型,尤其是未来主力的 Model 3,足以实现 5 分钟内的快速能源补充。

3,兼容性。从技术的角度来看,似乎是充电模式更容易做到兼容并包,然而市场很多时候并不由技术决定。

​不知道还有多少人记得 IBM 兼容机这个名词,在上世纪 70 年代末,苹果占据了个人电脑市场的大部分份额,强大,优雅,但是封闭。而 IBM 选择了另外一种方式进入个人电脑市场,开放了几乎所有技术资料,形成了个人电脑领域的行业标准,带领一堆「杂牌军」,用廉价的 IBM 兼容机,迅速的抢占了绝大多数的个人电脑市场,甚至在苹果放弃自家 CPU 改用 Intel 以后,所有的 MAC 其实也变成了一种运行 Mac OS 系统的 IBM 兼容机。

在智能手机领域,这一幕再次上演。这一次,安卓的起步同样比苹果要晚,然而开放的标准,兼容各家的开放式操作系统使得各厂商的联盟再一次迅速的从苹果手中抢下了智能手机的大部分市场份额。现在各种各样的三星、小米、华为,其本质都可以看成是一种安卓兼容机。

而这一幕,注定会在电动汽车领域再发生一次。与传统的汽油车不同,电动汽车结构简单,没有复杂的变速箱和传动系统,电动机比汽油发动机结构简单很多,极大的降低了行业准入门槛。汽车市场本身多样性很高,个性化的小企业不难找到生存空间,最难以克服就是能源补给网络和高效的电池管理系统。DSC09700

正如智能手机领域,自主研发 CPU、操作系统这样的核心元件的事情,大部分厂商都做不到,但是采购高通,联发科研制的 CPU,基于开源的安卓定制自己的个性化操作系统,一个小作坊都能轻松组装出一台智能手机,于是才有了智能手机领域的百家争鸣。

电车也是一样,研发高性能的可靠电池系统,建设自己专属的能源补给网络,大部分厂商也无力做到,然而剥离开这些核心元件,定制个性化的外观,内饰,交互系统,在现有的供应体系下,虽然可能还没简单到随便一个小作坊就能做出一台汽车的程度,但是也极大的降低了行业的准入门槛,很多厂商都能轻松打造一台个性化的汽车出来,而这也正是这些厂商逆袭的机会,这里面,很可能就会出现汽车领域的小米、华为。

现在如果我说二十年内,BBA 可能会关门倒闭,大家都会觉得是个笑话吧,可是仅仅是十年前,如果有人说诺基亚、摩托罗拉会关门出售,会有人相信吗?开放的能源补给网络所带来的,是对汽车行业的彻底颠覆,任何一家百年大厂,在这一次的变革中,稍有不慎,都有可能万劫不复。

因此,谁能够更快的形成行业标准,拉拢到更多厂商联盟成为赢得战争的关键。

在充电阵营,高性能的电池系统和充电网络成为核心竞争力。巨头们绝不愿意看到其他厂商利用自己的研发成果坐享其成,开放标准无从谈起,只可能形成巨头联合或者被政府强制统一标准。即使开放充电标准,小厂商也无力在高性能电池上与巨头一战。

再看换电阵营,统一的电池标准和开放的网络,使得换电模式下,厂商之间的核心竞争力变成了个性化定制和用户体验优化。这一点,小厂商和巨头们的差距大大的缩小了,甚至在追随潮流的速度上,小厂商比巨头们速度更快。这一幕,与 10 年前的智能手机市场,惊人的相似。目前来看,形成了多车型通用标准形态电池规范的,只有蔚来。所以,蔚来的产品只需要证明这条路能走通就足够了,蔚来的未来,完全可以转型为能源网络供应商和解决方案供应商。DSC09707

4,盈利能力。两种模式都有合理的商业模式,但是都依赖于市场规模,谁能够更快的占领市场,谁就能更早的实现盈利。

而最终能够决定这场战争胜利的,依然是用户。用户不会替厂商考虑成本,用户只会考虑自己的成本和体验。汽车是个长期使用的产品,从出厂到报废,普遍在十五年甚至二十年以上。即使经常换车的人,车辆的残值也是非常重要的指标。电动车很大一部分成本在于电池,基本上电池的残值决定了电动汽车的残值。对于快充,即使如特斯拉这样承诺了 8 年质保,且不论 8 年后电池的剩余电量还有多少,跟 8 年后的新电池比,就算剩余 100%电量怕是也要差一大截吧,同样的,与新技术电池相比,只怕在充电速度上,也远远无法企及,这样的老电池还能有多少残值呢?电池技术发展越快,老电池的贬值也越快,这是充电模式无法避开的悖论。

而对于换电来说,电池是一个不断流通中的网络,电池供应商可以稳步的替换流通中的旧电池,从而逐渐提升网络的整体质量。这对电车本身的残值不会有影响,电车的续航能力也不会随时间的增加而衰减,随着电池技术的发展,甚至可能会逐年递增,这一点,是连汽油车都无法做到的巨大提升,也是换电模式最大的杀手锏。

电动时代的能源网络战争,才刚刚开始,超级快充和超高容量的电池技术,生产厂商联盟和补给站加盟机制都尚未出现,每一项新的技术,每一种新的商业模式都可能带来巨大的变数。战争,哪怕只是商业战争,从来都比人们的想象,更加的精彩和残酷(War is always beyond imagination),让我们拭目以待。


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