抽水储能空间有多大?从技术、成本到市场空间全面解析。

01 行业政策

2021年5月,经有关部门发布《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,抽水蓄能两部制电价政策:

以竞争性方式形成电量电价+完善容量电价核定机制,并将容量电价纳入输配电价回收。

(1)在电力现货市场运行的地方,抽水蓄能电站抽水电价、上网电价按现货市场价格及规则结算,在电力现货市场尚未运行的地方,抽水电价按燃煤发电基准价的75%执行。

在成本调查基础上,对标行业先进水平合理确定核价参数,按照经营期定价法核定抽水蓄能容量电价,并随省级电网输配电价监管周期同步调整。

(2)政府核定的抽水蓄能容量电价对应的容量电费由电网企业支付,纳入省级电网输配电价回收。

与输配电价核价周期保持衔接,在核定省级电网输配电价时统筹考虑未来三年新投产抽水蓄能电站容量电费。

2021年7月,经有关部门发布《国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见(发改能源规〔2021〕1051号)》。

目标:到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化转变,装机规模达3000万千瓦以上。

到2030年,实现新型储能全面市场化发展,新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。

发电侧:健全包括利用小时数、并网时序等的“新能源+储能”项目激励机制;

电网侧:建立电网侧独立储能容量电价机制,研究探索将电网替代性储能设施成本收益纳入输配电价回收;

用户侧:完善峰谷电价。

2021年9月,经有关部门发布《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,2025年抽水蓄能装机达6200万千瓦,2030年装机规模达1.2亿千瓦。

【出于国家生态文明建设等多方面的考虑,新能源汽车受到了政府的大力支持,但是由于新能源存在续航不足、低温电池容量变小等问题,很多人都有不同程度的里程焦虑,并不接受新能源汽车。为此,新能源也在不断探索其发展方向,并推出了换电模式。】

蔚来最早走通换电模式,CATL去年推出了EVOGO巧克力换电块。最近,在飞凡R7上市之际,上汽联合中石油、中石化、宁德时代共同推出了换电模式。虽然都叫换电模式,但三者之间的差异非常大。

左上:蔚来换电车型 左下:EVOGO换电 右:可换电的飞凡R7【图1】

#换电模式#好不好? 要从用户与行业两个角度,分开来看。

一、 用户角度:可充可换更合理
讨论充电与换电,似乎二者水火不容。实际上,用户面临的并不是「充电」与「换电」的抉择,而是「只能充电」与「可充可换」之间的抉择。

从「只能充电」进化为「可充可换」,多个选项肯定更好。

1. 换电 vs 超快充
家充桩慢充依然是主流充电场景,超快充与换电对决的战场主要有两个:长途高速服务区补电与城市应急补电。

从用户角度来看,换电用时更短、补能更多(高SOC超快充会降速)、服务可达性更高(不存在占位等情况)、对车型要求低(不需要800V高压系统),体验上比超快充有优势。

2. 「可充可换」+「可升级」
换电模式一开始被广泛置疑,后来逐渐被认可,关键点就在于落实了「可升级」这一步,使早鸟用户也可以享受电池技术进步的福利。

蔚来在2018年NIO DAY发布了84kWh电池包,这是第一次升级。进一步地,现在可选100kWh、将来可选150kWh电池包。2018年第一批交付的老款ES8,竟能用上2023年的150kWh电池包,这种奇迹般的景象正是换电模式的功劳。

蔚来于2018年NIO DAY发布84kWh电池包【图2】

3. 电池成为权益,永不衰减
买来的电池是一个实体,它会衰减、会坏掉。换电模式当选择BaaS租用电池时,电池实质上就成了一种用户权益,永远不用担心衰减问题。以我为例,每年里程高达4-6万公里,长期使用担心电池衰减问题,因此下一辆会买可换电的电动车。

此外,电池权益不存在衰减问题,这也有助于二手车保值率的坚挺。

4. 灵活租用,成本更低
城市通勤使用小电池,成本低;节假日长途,再加点钱临时租个大电池,这种「灵活租用」的模式降低用户的综合成本。如果选择电池租用模式,购车成本大为降低;如果是30万以上,换电车型还能额外吃上1万+的国家补贴,这点也要考虑进去。

能降低多少成本?关键就在于灵活的程度:电池大小的灵活度、租用周期的灵活度。蔚来平时用70kWh电池、长途可租100kWh,1个月起租。如果你想用更少的钱租50kWh电池,抱歉没有这个选项。

EVOGO巧克力换电块「可掰开可组合」的特性,将灵活性提高不少:一块26.5kWh、两块53kWh、三块79.5kWh。这种方式也有代价:电池包能量密度会低一些(更适合中低端车型)、安全性可靠性也有待实践检验。【图3】

5. 飞凡换电有何特点?
三四年前,数十家造车新势力雨后春笋一般兴起,绝大部分都是充电车型。换电模式很难重演这一景象,因为它需要大规模的基础设施投入,换电站选址的排他性也对后来者形成了阻力,没两把刷子真的玩不转。

因此,当飞凡R7宣布可换电时,我就一直保持着兴趣,好奇三个问题: 飞凡换电能否兼顾高性能与灵活性?能否兼容更多车型?能否有让众人跟随的号召力?

电池成组技术发展也很快,采用的一直是电芯立式设计。今年有两个技术实力雄厚的玩家开始创新:宁德时代麒麟电池采用了「倒立设计」、飞凡汽车采用了「躺平设计」。

二者共同点在于:将热扩散风险最高的电芯大侧面给保护起来,以做到电池包零热失控;降低垂向高度,将空间让给座舱。【图4】

「躺平设计」的成组方案,使电池包垂向高度的灵活性更高。例如,飞凡R7的CTP电池采用统一的长、宽和外壳设计,不同厚度对应不同的电池容量,可覆盖50-130kWh+的能量跨度。整包设计的能量密度高达185Wh/g,可以说是兼顾了灵活性与高性能。

【图5】因为厚度可调,所以长×宽的「占地面积」较小,兼容更多车型。此外,轿车不必为了换电而牺牲造型与空间了。值得关注的是,飞凡还提到一种「轴距自适应切换系统」,可使换电兼容从A0到MPV跨度的车型,目前我还不清楚技术细节。

对换电模式来说,兼容性对形成网络效应至关重要 —— 电池兼容更多车型 → 兼容的换电站更多、运营效率更高 → 每一辆换电车辆都会受益。

网络效应让每一个节点都受益【图6】
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