編譯|楊玉科
編輯|沈天香
出品|幫寧工作室《gbngzs》
隨著越來越多的人意識到電動汽車的環保效益，電動汽車越來越受歡迎。
然而，電動汽車普及面臨的最大挑戰之一仍是裡程焦慮。
當前，除了不斷提高電池續航，解決裡程焦慮主要有兩種方法——換電和超級充電《超充》。
換電是將耗盡的電動汽車電池迅速替換為滿電電池的過程；超充是指在短時間內為電動汽車電池充電的過程。
特斯拉吹噓自己的超級充電網絡最好，蔚來換電站的滲透也是壓倒性的，尤其是最近一段時間內。
隨著這些技術不斷進步，它們都提供了有前景的替代方案，並進一步增強了電動汽車對全球汽車用戶的吸引力。
換電和超充都可以幫助用戶緩解充電難的擔憂，但哪種選擇更好呢？
如果汽車制造商制造生產的電動汽車都采用統一標準的電池，換電模式可能會起飛，但這種可能性不太大。
盡管如此，各種各樣的研究項目正在調查換電和充電的利弊，比較充電和換電的資源效率。
來自德國生態經濟研究所《IÖW》的能源專家維森塔爾《Jan Wiesenthal》認為，未來幾年電動汽車市場將強勁增長。
因此，現在需要回答的問題是，哪種電池系統最適合能源和資源轉型的緊迫目標，這將為充電基礎設施發展帶來方向性決策。
01.
充電之痛
在加州聖何塞一個不起眼的辦公園區裡，美國最大的電動汽車充電網絡運營商ChargePoint經營著一個類似酷刑的實驗室。
在這裡，ChargePoint將其產品置於極端溫度和雨水中，並模擬沙塵暴和地震等極端環境。
滑輪系統一遍又一遍拉著充電線，模擬已經使用多年的情況，另一種裝置是用鋼球撞擊充電樁，看看它們是否會破裂。
每年，該實驗室都會測試大約3300個充電樁，多輪測試後，這些充電樁基本廢棄了。
ChargePoint首席執行官帕斯闊裡·羅馬諾《Pasquale Roma《參數丨圖片》no》說：『這些昂貴的東西，基本上算是廢了』在他的旁邊，一排機器一遍又一遍模擬著充電樁插頭的插拔過程。
ChargePoint的目標是解決電動汽車轉型過程中最緊迫的問題之一——讓公共充電樁能正常工作。
在美國，公共充電樁經常因各種原因發生故障，比如零件損壞、信息屏幕死機、支付系統故障、銅賊偷電線或有人破壞充電插頭等等，甚至還有一個臭名昭著的例子——有人將碎肉塞進充電插頭。
10年前，早期的電動汽車用戶願意忍受不可靠的公共充電樁。
然而，現在這個問題威脅到喬·拜登《Joe Biden》總統的電動汽車雄心。
拜登將電動汽車作為其氣候政策和經濟政策的基石，投入50億美元在主要道路沿線建設充電網絡，投入25億美元在社區內安裝充電設施。
其目標是說服每一位美國司機使用電動汽車。
但對許多人來說，這是一個信念的飛躍——如果他們不相信公共充電樁會起作用，可能不願意去買電動汽車。
J.D. Power全球汽車研究執行董事佈倫特·格魯伯《Brent Gruber》表示：『在進一步推廣電動汽車之前，必須先解決這些問題。
人們的心態正在發生變化，從早期的采用者預計會遇到一些困難，到主流消費者不願意忽視這些問題』
J.D. Power定期調查美國電動汽車用戶的充電體驗，並與許多用來定位充電站的應用程序PlugShare《一個電動汽車車主社區》合作。
兩年前，14.5%的受訪者表示他們無法在公共充電樁充電，現在的數據是21.4%。
格魯伯說：『這絕對是在朝著錯誤的方向前進』
這不僅僅是美國的問題。
英國Zapmap公司的應用程序跟蹤了英國70%的公共充電樁的實時數據，發現該公司去年有6%的公共充電樁在任何時候都處於停機狀態。
該公司的年度電動汽車充電調查顯示，可靠性是英國電動汽車司機最關心的問題。
波士頓咨詢集團《Boston Consulting Group》今年發佈的一項調查發現，可靠性是中國車主選擇公共充電樁的主要標準，排在速度、實用性和價格之前。
充電樁故障的原因並不單一。
有些問題可以歸結為一項新技術正在經歷改進學習曲線，尤其是老舊機器。
升級是有周期的，比如更換調制解調器以適應5G無線互聯網服務。
擁有這些機器的無數網絡、零售商店和車庫業主並不總是處於維護的首位，但充電樁必須能與快速迭代汽車進行匹配。
而且，問題的確切范圍尚不清楚。
每家充電服務公司都有自己的充電站和應用程序，而且沒有充電站性能的中央數據存儲庫，這讓電動汽車用戶面臨麻煩。
2022年，一項針對舊金山灣區快速充電站《不包括特斯拉》的研究被廣泛引用，該研究發現，657個充電插頭中約有25%無法工作。
雖然J.D. Power沒有公佈可靠性排名，但格魯伯說，表現最差的充電公司讓用戶在39%的時間裡無法充電。
『公共充電有點像蠻荒的西部』格魯伯說。
不過，特斯拉證明了可靠的充電是可能的。
這家全球電動汽車制造商在全球運營著一個由4.5萬個超級充電樁組成的網絡，這些充電樁可以在15分鐘內增加200英裡的續航裡程。
格魯伯說，在J.D. Power的調查中，特斯拉一直在所有充電公司中獲得最高的客戶滿意度，它的司機報告充電樁停機時間隻有3%。
但特斯拉的優勢在於一切都在公司內部。
直到最近，其超級充電樁還隻能在特斯拉汽車上使用，特斯拉還擁有自己的超級充電網絡。
而在過去10年中，安裝的許多公共充電樁，都隸屬於它們所在停車場的所有者。
格魯伯說，這樣的所有者沒有強烈的動力去維護他們的機器。
隨著充電網絡的擴展，部署公共充電樁的公司堅持認為，它們的可靠性越來越高，而不是越來越低。
從Blink Charging和ChargePoint等公司購買充電樁的業主通常會與這些公司簽訂服務合同，根據需要維護或更換充電樁。
格魯伯說，一些場地所有者讓這些協議隨著時間的推移而失效，導致機器年久失修。
充電公司也在設計帶有單獨組件的新設備，如果出現故障，可以現場更換。
帕斯闊裡將ChargePoint的充電樁比作一堆樂高積木，允許調制解調器等部分隨著時間的推移而升級，而設備的其餘部分則保持不變。
他說：『充電樁不像手機，技術在進步，你每隔幾年就得換一次。
這些充電樁至少要持續使用十幾年的時間』
充電公司也承認，過去10年安裝的前幾波公共充電樁，並不像用戶需要的那樣可靠。
『每個公司的第一代設備確實是第一代，』Blink創始人兼董事會成員邁克爾·法卡斯《Michael Farkas》說，『人們並不真正了解過時會產生的所有影響』
法卡斯特別批評了前幾代『直流快速充電器』，這種充電樁可以比普通的『2級』充電樁更快地為電動汽車電池充滿電。
『完全是垃圾，』他說。
『需要大量的維護。
一直離線，我們停止了部署，直到我們對問題得到解決感到滿意』
隨著電動汽車在美國的普及，大部分汽車充電可以在家中進行，這一便利本身就是電動汽車的主要賣點之一。
但是，即使美國電動汽車的平均續航裡程接近創紀錄的300英裡，公共充電站仍然需要用於長途旅行和沒有車庫的司機。
這就是為什麼拜登政府在今年春天制定了一套冗長的規則，直接針對有問題的充電樁。
其中包括：任何聯邦政府資助的充電樁必須在97%以上的時間內正常工作。
02.
規則改變者
那麼換電能解決電動汽車裡程問題嗎？
隨著人們對美國電動汽車充電樁性能的擔憂日益加劇，一種替代方案正在出現——像手電筒一樣可以隨時插入和取出的電池。
事實上，這並不是一個新點子，過去10年，在以色列Better Place和特斯拉的實踐中，這種模式遭遇了引人註目的失敗。
現在，隨著電動汽車革命的正式開始，舊金山的一家公司正在嘗試一種新的方法。
小型換電公司Ample經過10年的艱苦奮鬥，終於取得了一些成功。
今年5月，該公司確定了第一個汽車合作夥伴，一家名為菲斯克的小型電動汽車制造商。
Ample準備用在加州獲得1500萬美元的撥款，以擴大其在灣區的小工廠，並正忙於安排從日本到西班牙的交易。
其主張是：更換電池，而不是充電，可以讓汽車更快地重新上路。
它隻需要最少的電力基礎設施。
對於想要為電動汽車提供服務的加油站和作為Ample最大支持者的石油公司來說，這些都是很大的賣點。
然而，換電與大部分汽車制造商、投資者和政府對電動汽車未來的規劃大相徑庭。
他們已經做出了如此多的決定，花費了巨大的資金，對於大多數行業來說，放棄傳統的充電模式而采用其他方式可能為時已晚。
『這真的會成為主流嗎？最簡單的答案是否定的，』專註於電動汽車的獨立汽車預測人士艾倫·鮑姆《Alan Baum》說：『但在某些情況下，可能會做一些小項目』
換電是個很好的機會，在路邊充電樁不是最佳選擇的情況下，這樣做可以加速電動汽車的普及。
例如，菲斯克在一份電子郵件聲明中表示，該公司在與Ample的合作中專註於『叫車和租車公司』。
這些用戶有一些非常適合更換電池的特點：他們行駛了很多英裡，如果不能馬上充滿電，就會賠錢。
在美國充電網絡的發展速度似乎慢於電動汽車普及的情況下，換電的概念也具有一定的吸引力。
電動汽車賣得很火。
考克斯汽車公司《Cox》預測，美國人今年將購買100多萬輛電動汽車，相當於所有輕型汽車銷量的7%以上。
但是由於許可和供應鏈障礙以及可靠性問題，充電樁在路邊的普及速度卻很慢。
換電雖然是一個簡單而引人註目的概念，但在實踐中出現了一些引人註目的失敗。
2010年初，當電動汽車首次進入主流市場時，一家名為Better Place的初創公司成為了投資者和媒體的寵兒。
該公司籌集了10億美元，因為它的充電站可以在5分鐘內更換電動汽車的電池——復制了加油站的速度和便利性，甚至價格更低。
該項目始於以色列，那裡的石油價格很高，改造一個小國的前景似乎是可以實現的。
但到了2013年，Better Place破產了。
它未能說服兩個關鍵的合作夥伴。
它的技術隻被雷諾集團一家汽車制造商試用過。
而且它並沒有說服用戶，他們不得不絞盡腦汁去想一個奇怪的想法，那就是擁有一輛車，而不是它最昂貴的部件：電池。
當時，擔任汽車顧問的約翰·加特納《John Gartner》在接受《衛報》采訪時表示：『這種模式需要消費者的信心飛躍，而許多人不願意這樣做』
兩年後，世界領先的電動汽車制造商特斯拉開始涉足換電領域。
它在舊金山和洛杉磯之間建立了一個換電站，但反響不溫不火。
『顯然，它不是很受歡迎，』首席執行官埃隆·馬斯克《Elon Musk》當年在與投資者的電話會議上說。
『也就是說——人們不關心換電』
後來，換電在中國找到了歸宿。
中國的一家新造車企業——蔚來率先采取了行動，其創始人兼首席執行官李斌今年3月在與投資者的電話會議上表示，蔚來已經安裝了1300多個換電站，並計劃在今年年底前將換電站數量增加到3000個。
另一家中國汽車制造商吉利汽車也在迅速建設交換中心。
不過，Ample的做法不同於其他公司的嘗試。
對Better Place、特斯拉和中國汽車制造商來說，方法是更換整個電池，這是一個重達數千磅的巨大塊。
Ample公司設計了更小的模塊化電池，根據車輛需要的續航裡程，可以恢復整個電池，也可以恢復一部分電池。
該公司通過自動化系統更換電池。
當一輛電動汽車停在Ample站的換電位上時，用過的電池模塊會從車上卸下來，換上充好電的電池模塊。
空模塊被運送到一個毗鄰的大櫃子裡，在那裡它們被洗牌並充電。
Ample表示，這種方法可以大大減少其電站的電力足跡。
這意味著，它們可以更便宜、更快捷地安裝。
目前大功率充電站的最大障礙之一是，它們可能需要電力公司安裝更長的電線，而這些電線既昂貴又建造緩慢。
而在Ample的機櫃中有大量的電池模塊，當有電力可用時，它們會吸收電力。
該公司聯合創始人兼總裁約翰·德索薩《John de Souza》說，一個電站可能需要100千瓦的電力。
相比之下，作為2021年兩黨基礎設施法的一部分，拜登政府正在美國州際公路上資助的高速公路充電站，每個都需要至少600千瓦的電力。
Ample的做法得到了政府的支持。
今年2月，加州能源委員會向Ample提供了一筆1500萬美元的有條件撥款，用於擴建其位於舊金山附近的小工廠。
該委員會最早可能在本月敲定這筆資金。
如今，Ample表示，它在舊金山灣區經營著十幾個站點，每天有數百名優步司機到訪。
這些優步司機似乎都沒有在YouTube上分享這段經歷的視頻。
YouTube上唯一關於Ample電視臺的視頻片段是該公司高管的電視新聞片段。
這家公司得到了一些財力雄厚的公司的支持，其中包括日本和泰國的大型石油公司，以及英國石油巨頭旗下的殼牌風險投資公司《Shell Ventures》。
根據金融追蹤網站Crunchbase的數據，成立於2013年的Ample已經融資超過2.9億美元。
不過，目前尚不清楚汽車制造商和新興電動汽車行業的其他參與者，願意在多大程度上與Ample這樣的公司合作，以加快充電體驗。
轉向換電模式需要各方重新考慮他們的戰略。
電動汽車電池的每一個特性——形狀、在車內的位置、設計和化學配方——在不同的汽車制造商之間，甚至在不同的汽車制造商的個別車型之間都是不同的。
電池在電動汽車中的核心地位意味著它的細節是公司的關鍵機密。
電池本身的集成方式也可以抵抗拆卸。
例如，為了追求效率，特斯拉現在設計的汽車將電池作為車輛結構的一個組成部分。
與Ample合作要求這家汽車制造商徹底改變這一戰略。
如果合作，汽車制造商將有兩種選擇：將電池開發交給Ample，或者與這家初創公司合作，將其電池塊劃分為Ample格式的模塊。
Ample的戰略與當前汽車行業的發展趨勢格格不入，分析師對此表示懷疑。
『在美國輕型消費市場實現電池更換標準的諸多挑戰是如此之大，以至於任何大型《原始設備制造商》都不可能嘗試換電』加特納在一封電子郵件中表示。
03.
蔚來模式
在中國，蔚來是換電模式最大的擁躉。
最近一段時間，常常一天就有多座換電站在各個地方佈局。
僅今年5月份，蔚來就在全球新增了66座換電站《其中有2座在海外》。
盡管蔚來為其電池提供了家庭充電解決方案，但在中國，很少有家庭擁有支持安裝家庭充電點的基礎設施，因為中國大多數電動汽車消費者來自大城市，住在高層公寓中，基礎設施考慮、普及障礙、政府支持計劃和價格挑戰是蔚來建立交換站網絡並提供BaaS《電池租用服務》的主要動機。
蔚來從2020年初開始提供電池訂閱計劃，使消費者能夠購買沒有電池的汽車。
移除電池使蔚來的購買價格降低了10834.13美元。
根據訂閱計劃，買家每月支付152美元租用電池，並可以使用免費充電和更換服務，作為訂閱的一部分。
到2021年，蔚來已經執行了200多萬次交換，並將近40%的消費者群體轉換為BaaS。
BaaS服務是通過一個基於移動的解決方案提供的，該解決方案連接了整個換電設施網絡。
更換過程是完全自動的：汽車被開到交換站，在那裡汽車升降機電池更換系統會自動更換電池。
基於雲計算的電池管理系統在為下一個用戶充電之前，會檢查從車輛中取出的每個電池組的電氣性能。
如果發現故障，電池將停止流通，在占地面積方面，蔚來換電站的大小相當於三個停車位，方便安裝在停車設施，甚至是擁擠的公共場所。
蔚來計劃到2025年在全球范圍內擴大到3000個換電站。
SMU一份調研報告顯示，蔚來的換電模式有諸多優勢。
其一，充電站的電池更換速度很快。
對於蔚來車主來說，換電池隻需要不到5分鐘，比給電動汽車充電快得多，相當於給一箱汽油或柴油加滿油。
電動汽車的充電時間因品牌和型號而異，很多快充模式下，為電池充電80%通常需要20到30分鐘。
其二，換電比電動汽車的其他電池替代品稍微便宜一些。
蔚來的服務每月提供6次換電池服務，相當於大約1500英裡的航程。
按月訂閱價格計算，這相當於每英裡0.10美元，略低於使用特斯拉超級充電樁每英裡0.104美元的估計成本。
其三，換電會促使蔚來的客戶在有更先進的電池組時選擇升級電池，這有助於保持汽車的性能和轉售價值，並緩解對電池退化的更廣泛擔憂。
為了確保新電池能夠適應舊汽車，蔚來對電池尺寸進行了標準化，從而使其電池成為汽車整體結構中可更換的模塊。
其四，電池是電動汽車市場的重要考慮因素。
電動汽車生產商的市場主導地位與誰能制造出最好的電池技術相關。
蔚來的BaaS在這方面起到了幫助作用，它允許公司投資電池技術，而不必擔心更換舊電池。
其五，在可行性方面，BaaS戰略通過大幅降低汽車價格，減少了消費者在電池方面的高額資本支出，同時，有助於建立品牌與消費者之間的密切關系。
在盈利能力方面，由於價格降低，BaaS創造了兩種收入來源——一種來自每月電池服務訂閱的經常性收入，另一個來自對新推出的電池的升級需求。
截至2021年，約有75500輛蔚來電動汽車在路上行駛，分析師估計，這項訂閱服務每月產生約450萬美元的經常性收入，或每年產生約5400萬美元的收入。
現在，隨著蔚來擴大生產，增加現有消費者的訂閱滲透率，增加銷售額，並擴大其交換站網絡，預計這一收入將進一步增加。
其六，盡管人們期望電動汽車能減輕化石燃料交通帶來的污染，但電池中使用的許多材料都是有毒且稀有的。
此外，到2025年，預計將有25萬噸電動汽車鋰離子電池達到其使用壽命。
盡管這些電池不能用於汽車，但仍可保留70%至80%的容量，並有可能用於其他用途。
尋找廢舊電池的第二次使用壽命對於使電動汽車可持續發展、減緩資源循環和提高電動汽車對循環經濟的貢獻至關重要。
當電池作為服務由制造商提供時，電池的所有權就轉移到了蔚來。
通過擁有這些電池，蔚來可以實現100%的電池回收率，有效評估電池的質量和處置，並允許客戶無縫升級到下一代新電池。
因此，BaaS被視為促進循環經濟的可行策略。
當然，盡管蔚來的諸多承諾，其BaaS戰略還存在一些缺點。
換電是一種昂貴的模式，因為它涉及到交換站的建設、自動化技術的部署、電池庫存的維護以及在站點收集電池。
此外，電池技術已經開始進步，電池可以在一次充電的基礎上行駛更長的距離，減少了在換電站頻繁充電的需要。
在這種情況下，蔚來的BaaS業務是一種可持續的商業模式嗎？
並非所有分析師都認為BaaS有益的。
一些人認為，雖然換電站可以為該公司在市場上提供即時優勢，但從長遠來看，它不太可能提供多少競爭優勢。
這主要是因為電池技術發展迅速，預計在不久的將來，充電時間會大大縮短。
一些分析師也對蔚來的換電策略表示擔憂，認為建立換電基礎設施和換電站成本高昂，因此他們必須滿足消費者的長期需求，才能實現商業意義。
然而，隨著電池技術的迅速發展，換電站似乎不太可能在很長一段時間內仍然存在。
換電涉及許多利益相關者，需要巨額投資、政策刺激和行業參與，因為電池的形狀、插入和電氣連接沒有統一的標準。
一位葡萄牙研究人員說，換電要想取得成功，不可能是一個品牌，一個公司，甚至一個國家的事情。
還有研究人員說，要實現換電的交通革命，不僅需要汽車和電池行業的參與，還需要機器人和電氣設備行業、電網運營商和國家當局、加油站老板，當然還有消費者的參與。
《本文部分內容綜合SMU、Vehicle Suggest、Bloomberg、EE news、Auto Vista 24報道，部分圖片來自網絡》