充電換電、純電氫能的爭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)我會詳細(xì)給大家分析。

      那么對于補(bǔ)能方式來說，在較長一段時間內(nèi)，換電和充電都無法壓倒性的戰(zhàn)勝對方，所以會以“充電為主、換電為輔”的格局共存，這個我后面也會詳細(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重卡的普及其實(shí)大家可能會有些疑惑，現(xiàn)在電動車不是發(fā)展的還不錯嗎？9月份市場份額都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)阻重卡以時速80km/h在一路暢通無阻的情況下從北京開到廣州耗的電夠一個普通家庭用一年。

      那么在技術(shù)上，如此龐大的電池組則會帶來兩個問題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)，其電池組重量也會有3-4噸，考慮到?jīng)]有了油箱、少了變速器和發(fā)動機(jī)，純電動重卡的自重仍然普遍會比柴油重卡重2噸左右。

      對于經(jīng)常滿載的車輛，重兩噸意味著少掙兩噸的運(yùn)費(fèi)；對于不滿載的車輛，重兩噸就意味著百公里電耗會上升25kWh左右，對應(yīng)到電費(fèi)上就是0.25-0.5元/公里。這顯然不是卡友們愿意看到的結(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間都是中短距離行駛，重卡生下來就是為了跑長途的，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小時就要休息20分鐘，但是實(shí)際上，長途運(yùn)輸?shù)闹乜ê芏鄷r候會配備雙司機(jī)，人歇車不歇。即使是單司機(jī)的車輛，也不會有過多的時間用于休息，畢竟時間就是金錢，這注定了重卡會非常在意補(bǔ)能時間。

      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，為了保證電池不斷供，如果每小時可以換3臺車，那么換電站需要儲備9塊電池，這個成本是非常高的。

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

      對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)都會停著數(shù)量非常多的重卡，如果都是純電動重卡，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)是會低于燃油車的。

      但是商用車則不同，一方面是使用時的碳排放沒那么小，另一方面就是制造時的碳排放會更多。對于一臺普通轎車，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，就只能先把電儲存起來，而恰恰這一步又很難，這就導(dǎo)致我國實(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存起來。

      僅2018年，我國的棄電量就達(dá)到了1000億kWh，可制氫超過180萬噸，能滿足1200萬輛乘用車的用氫需求。如果換算成商用車，也可以滿足50-100萬臺重卡的用氫需求。

      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，一臺純電動重卡所需要的電池可以造10臺普通轎車，50臺五菱宏光mini EV，這部分所增加的碳排放將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過造一個油箱的碳排放。但是氫燃料電池重卡則不同，只需要一個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小不少。

      所以在碳中和的大背景下，純電動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像乘用車那么懸殊前面說到純電動重卡電池容量至少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年動力電池的成本在700-800元/kWh，那么一臺純電動重卡光動力電池的成本就至少需要50萬左右，要知道，現(xiàn)在一臺國產(chǎn)高檔牽引車也就是這么個價格。

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

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

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

      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)槭袌鲆?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重卡持平，這在乘用車上是相對比較難實(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)能對于純電動重卡來說是噩夢，但是對于燃料電池重卡就相對輕松許多。

      不同于乘用車，重卡的日常行駛路線基本十分固定，要么行駛在國道和高速公路上，要么就停在各個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”，而且是現(xiàn)在就可以。

1.5 小結(jié)

      正是基于以上這些因素，國家其實(shí)對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”。相信在整個行業(yè)的共同努力下，下一個十年，氫燃料電池商用車也可以像純電動乘用車一樣逐步得到市場的認(rèn)可。

二、為什么充電和換電會共存？

      總體來說，換電主要在如下幾個場景更有優(yōu)勢：

      長途出行；城市中心區(qū)域無樁用戶；大電池車型、營運(yùn)車輛；車電分離、靈活升級、電池健康管理……但是與此同時，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)投入相對較大；目前各換電體系間相對獨(dú)立，兼容性差；車型開發(fā)會受電池限制。這就導(dǎo)致了無論是充電還是換電，都無法在面對另一方時擁有壓倒性的優(yōu)勢，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，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

      在這樣的前提下，像特斯拉Model 3這種小電池+低電耗+超級快充的技術(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

      同樣，如果換電也有非常多的優(yōu)點(diǎn)。如果換電真的一無是處，也沒法在競爭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)期間海南外牌電動車中蔚來的比例最高也能說明換電在長途快速補(bǔ)能時的優(yōu)越性，這對于地大物博的中國來說是非常重要的。所以李總的提議也有道理。

2.3 換電成本的估算

      當(dāng)蔚來換電站達(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塊錢左右，這個數(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)電動汽車補(bǔ)能。

      既然在未來一段時間內(nèi)兩種方案都無法獨(dú)自在所有使用場景都有最優(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立那一套。中國夠大，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、氫能源都會有各自最適合的領(lǐng)域，一家通吃的局面不會出現(xiàn)。