新能源换电网络：美国三次试水，中国一次成型

（The Model T车型 图片来源：福特）

（蔚来换电县县通战略布局 图片来源：蔚来汽车）

• Better place与特斯拉换电方案夭折的原因；
• 为什么在超充崛起的当下，换电依旧是最快补能形式；
• 除整车市场，换电业务还有哪些增长空间。

一、

作为试水新能源汽车换电业务的先驱，回看Better Place的发展布局，虽然为后人留下了不少经验，但这些经验基本可以写成一本反面教材。

2007年，以色列人Shai Agassi在美国加州成立了新能源换电解决方案公司——Better Place，旨在帮助汽车市场加速电动化转型。

与当下很多车企创始人的背景相同，Shai Agassi同样发迹于互联网行业。在将旗下的信息门户网站TopTier Software作价4亿美元卖给德国软件巨头SAP之后，在硅谷声名鹊起的Shai Agassi进入了当时处于萌芽期的新能源行业。

没有制造业背景、没有车企从业经历，这都没关系。

头顶“成功的连续创业者”光环，Shai Agassi在资本市场有足够的话题吸引大家的关注。一开始，他就将换电业务打上了“减少石油依赖”、“与油车补能一样快”的slogan。

而他本人，在当时被无数媒体称为“电动汽车救星”。

确实是救星。

因为当时的新能源汽车，纯电续航实在太短，且充电极为不便。以2011年的日产聆风为例，这辆车纯电续航里程达117公里，即便是找到充电接口，用户也要在旁边苦等数个小时。

随后，这位救星带着换电方案与日产-雷诺达成合作，后者提供了2011款Fluence ZE纯电车型作为换电业务试点。

当时这款满电续航为128公里车型，与聆风可以说是难兄难弟。但在换电的加持下，Fluence ZE可以10分钟达到满电状态。

同时，Better Place在当时与日产雷诺的合作业务模式，与当下的换电模式基本一致：

公司保留电池物权归属，使终端售价下降约1万美元；

铺设自动换电站，采用机器人更换电池。

但是与当下采取换电方案的厂商不同的是，Better Place只是换电方案的提供商，旗下并没有整车与电池生产业务。

从产业层面来看，Better Place从一开始就输了。

有持续的需求，才能抬升供给。

支撑换电业务不断扩张的必要前提，是需要有大量支持换电的车型。但在当时，不用说支持换电的车型，就连新能源汽车都少的可怜。

雪上加霜的是，Better Place在资本市场讲的故事，到整车企业面前失灵了。

在当时的市场中，内部电芯集成方案也并不成熟，导致其体积利用率属实有限，因此整车电池包结构形态各异。

除了日产雷诺外，没有任何一家整车厂想因为区区一个换电方案，舍弃掉底盘与电池包的尺寸设计，来实现当时听起来莫名其妙的“标准化”。

同时，Agassi对于其换电方案的市场推广过于乐观。他曾预测，搭载其换电方案的车型，在2010年销量达到100,000辆。

然而，实际销量只有不到1,000辆。

并且，该方案中的电池物权转交所带来的优惠也并不明显，换电版本的Fluence ZE售价仍高达33,000美元，相对于经济实惠的日本燃油车（本田思域2010年美国售价为22,000美元）而言并没有什么竞争力。

作为一名资深创业老兵，即便跨行业，Agassi依旧在面对着各种问题时昂首挺胸。他曾多次公开放话：就算免费赠送换电汽车，其业务仍然可以盈利。

作为整车换电方案的供应商，他的这一番言论，反过头来挑起了市场上诸多整车厂的怒火。

但就算是老兵，那也是互联网的老兵，Agassi对于制造业恐怕并不熟悉。尤其是在制造成本控制方面，其换电站单站预算为50万美元，落地后成本竟然核算到200万美元。

于是，这家换电业务先驱在烧光近9亿美元的融资后，于2013年二季度惨淡收场。

鼓破万人捶。

六年前还在硅谷风头无两的Better Place，在破产后被美国媒体贴上了“21 世纪最失败的科技初创公司”的大标签。

2004年，同样发迹于互联网行业的埃隆·马斯克斥资635万美元入股特斯拉。在发布Model S一年后，特斯拉于2013年宣布开展换电业务。

马斯克在当年专门召开了一场发布会，在其Model S车型上展示了电池包更换技术（Battery Swapping）。与现在一样，当时这项技术的产品点也是通过缩短电动汽车的补能速度，来争夺燃油车市场的客户。

并且，特斯拉参考了Better Place这个先驱的换电方案，进行了工程优化。

马斯克表示：

“公司在这方面（换电业务）发展有些晚了。但我们希望能在未来几个月内，在洛杉矶和旧金山之间的5号州际公路落地这一项目。”

在发布会上，马斯克用了一辆奥迪A8与其换电方案进行对比，结果显示A8加油87升，用时4分钟。而Model S更换电池时间为91秒。

虽然没有公布更多的运营细节，但在价格方面，特斯拉表示更换一次电池包的费用为60至80美元，约等于当年美国56升93号汽油（93号为Gold级，美国最高标号）的价格。

在立下目标后，换电业务在特斯拉内部莫名其妙的消失了。在被问及该项业务进展时，马斯克也只匆匆留下一句：

“换电方案存在很多问题，不适合大规模使用，并且我们的客户对这项技术没什么兴趣。”

其实导致特斯拉换电方案夭折的根本原因，是美国的城市形态问题。

二战结束后，美国政府为了缓解交通拥堵、环境污染、城市基建老化等问题，开始推行住房政策和税收政策，以降低郊区住宅价格，促使大量城市中产阶级向城市外围迁移。

到1970年，美国郊区化达到巅峰， 大都市周围的郊区人口正式超过中心区人口，成为美国人口的主要构成部分。而美国新能源汽车的主力购买人群，也正是中产阶级。

而美国新能源汽车的主力购买人群，也正是中产阶级。

（美国郊区化后的中产社区 图片来源：Desperate Housewives）

而中产阶级从城市人口转变为新郊区人口，其居住环境从原本高密度的公寓，变成了低密度蔓延的独栋住宅。当一个拥有独栋住宅的中产阶级，电力用量充裕，家庭电力设备布置独立自由。那么在购买了一辆新能源汽车之后，首选的补能方式是什么？

当一个拥有独栋住宅的中产阶级，电力用量充裕，家庭电力设备布置独立自由。那么在购买了一辆新能源汽车之后，首选的补能方式是什么？

当然是家充。

二、

在特斯拉放弃换电业务一年后，2014年11月，蔚来在合肥正式成立。三年后，在首款车型ES8发布之前，蔚来第一代换电站宣布落地深圳南山科技园。

换电体系，正式引入中国市场。

鉴于美国换电先驱们的惨淡历程，蔚来在拥抱换电业务初期承受了巨大的非议，总结下来有两点：

• 市场只有蔚来一家车企采用换电方案，其销量增长无法支撑起换电网络巨大的投入成本；
• 超充桩的普及配合飞速发展的电池技术，换电方案的优势将不复存在。这一点，从智能手机的发展历程就能找到规律。

十年时间已过，蔚来摘掉了“蔚一万”帽子的同时，旗下的换电站数量（截至2024年8月27日）也来到了2482座，累计换电次数超过了5100万。

而换电这条路，也不再是蔚来的“独角戏”。

截止2024年8月，长安、一汽、广汽、奇瑞、吉利等车企均宣布加入蔚来换电网络。

换电车型的基盘在不断扩大，换电方案也在行业内达成了基本共识。

为何蔚来要坚持在中国大规模铺设换电站？

因为在当下的中国市场中，存在着一个巨大的市场痛点：

私家车与私家桩数量严重不匹配。

首先，我们要说一下中国居民的居住方式。

1978年，中国打响城市化改革，农村人口快速向城镇流动。大量的人口涌入带动了中国城市房地产市场。

从过去的住平房，到如今的住楼房，中国居民居住形态发生了翻天覆地的变化。

但与美国不同的是，中国是以“小区”为居住单位。楼体间距密集，单位土地居住人口密度高。在高密度的居住条件下，必然不能实现“人人有桩”。

截至2024年6月，全国累计随车配建充电设施（家充桩）数量共有712.2万台，但同期全国新能源汽车保有量为2472万辆。

如果简单按照“一车一桩”的配比，那么全国约有1700多万的新能源车主没有家充条件。

这就是蔚来换电站切入的最大空白市场：

有大量新能源车主面临着“有车无桩”的窘境。

当然，没有家充桩，大多数用户还有公共充电桩可以选择。但在这一场景下，换电方案的优势开始凸显——补能效率。

尤其是在一二线城市用户，日常时间并不充裕的情况下，换电2分钟与充电20分钟的体感，还是有很大区别的。

但上文就曾提到，市场中部分群体看衰换电网络的一个原因是：

超充桩与快充电池的普及将摧毁换电的补能效率优势。

事实上，尽管800V架构从80万的Taycan下放到15万的极狐，快充电池成为当下车型标配，绝大部分用户也没有体会到车端补能技术升级所带来的便利性。

充电与换电的补能时长，依旧有着较大差距。

这是因为超充的普及，并不是车企、电池企业或者用户能够左右的，其核心在于电网（国网、南网对于电网的改造进度）。

电网的升级，是一个极为庞大的系统性工程。这其中，涉及到输电网、配电网、变压器、区域电力容量等一系列问题。

我们简单类比：

有一天，一个人突然跟你说，在沙漠中（城市密集区）装了个超大号水龙头（超充桩），以后大家进沙漠，用水（充电）就方便了。

你肯定会觉得这个人是个骗子。

因为水流大小（充电功率）的决定性因素，不是水龙头（充电桩）的大小，而是取决于输水量（电力容量）。

电池的充电倍率越来越高，充电桩的功率越来越大，但是配电网、变压器没有多余的电力容量进行分流，落实到整车补能方面，快充电池与超充桩对于补能效率的提升，只能是相对改善，而不是革命性进步。

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用手机类比汽车，更是常识性错误。

目前智能手机最快补能功率是320W。而超充桩功率普遍为480kW以上，是手机超充功率的1500倍。

如果大家对于480kW这个单位没有概念，我们举一个生活中最常见的单位：中国一个普通家庭用电最大满载负荷功率为6kW。

如果要在一个街区内接入两根超充桩，那么这个街区的变压器就要扩容160户家庭的用电需求。

实际上，在国内，除了区域内既定的电力负荷外，变压器通常要留出20%的应急容量。尤其是东部一二线城市的密集城区，面对如此高功率的充电桩，变压器基本是“有心无力”的状态。

因此，在配电网以及电容问题没有大范围升级的背景下，从中短期来看，新能源汽车补能最快的方式依旧是换电。

诚然，换电方案也有其弊端，直接制约了其市场空间：

电池包的标准化。

采用换电方案的产品，必须在底盘尺寸以及电池包规格方面做出妥协，进而在产品开发时需要对车型尺寸做出让步。

这一问题，注定了换电方案必然不会服务于整个新能源汽车市场的所有车型。

但请注意，这里说的是“服务整车的市场空间有限”。

换电网络，服务的并不仅仅是整车市场。

三、

Battery as a Service（BaaS），电池即服务模式，是贯穿蔚来换电业务的主线。该业务模式的核心是将电池物权与车辆归属权进行剥离，从而将电池做最大程度的利用。

这也引出了换电站背后的一项重大业务——城市矿山。

从2012年开始，有关部门就开始引导动力电池企业加强对废旧电池的回收利用，避免出现大规模电池退役潮造成的资源浪费与环境破坏。

但时至今日，电池回收这项业务在国内并没有实质性进展。

其核心原因就是，传统销售体系中，“电池物权”是跟随“车辆物权”交付消费者，车企与电池企业没有权利向消费者要求退役电池返还，也没有能力追踪退役电池的具体流向。

因此，“电池回收利用”这个业务，就如同空中楼阁。

但面对这个问题，换电站的第一个新形态出现了：

新电池与退役电池的集散中心。

用户在更换电池的过程中，通过换电站的电池数据监测，具备服役能力的电池继续上车，而问题电池将置留在换电站内回收。

这是大部分想做“循环能源体系”的车企所不具备的能力。

正如蔚能总经理陆荣华所言：

我们在管理一座矿山，但矿分布在各地的电动车上。

同时，被车企避讳的“标准化电池包”，在此刻拥有了巨大价值：

在统一产线完成批次拆解。

由于目前市场上电池包规格的百花齐放，在电池回收产业中，没有任何一条产线可以通用的拆解所有电池规格，这也是各回收企业大喊“拆解没有经济性”的另一重要原因。

但对于换电电池包，统一尺寸、封装规格统一、回收同批次统一、渠道来源易把控，拆解回收的成本必然低于整个回收行业。

同样，回收材料进入到蔚来合作的电池企业中，也将进一步降低电池包的采购成本。‍‍

从宏观层面来说，中国作为镍、钴、锂三种金属的贫矿市场，长期依靠海外供给的国内新能源汽车企业必须思考两个问题：

• 在动力电池产量不断增长的背景下，如何减少上游资源侧的供应安全问题；
  
  
• 如何减少上游金属价格波动，造成采购成本波动的问题。
  

电池回收，是一个很好的解题思路。

但从目前来看，也只有蔚来具备在合理成本区间内，堆出“城市矿山”的能力。

那么作为一个电池的集合站，换电站的另一种形态是什么？

作为城市中采集和存储电池的触点，除为用户换电外，集成多个电池包的换电站，功能无限接近于储能站。

储能的作用是什么？

我们简单来说，就是充当电网的“维稳工具”，其主要方式有两种：

• 调峰（在电力需求高峰时释放电力，在电力需求低谷时储存电力，帮助电力系统达到平衡）；

• 调频（我国电网频率为50Hz，允许的波动偏差为±0.2Hz，供电达不到负荷量，频率就会下降，反之则上升，储能通过释放、储存不足或冗余电量维持频率平衡，以防止跳闸）。

如果我们将电网类比成一个天平，那么天平的两侧是用电与发电，维持天平稳定的基础是两侧都需要保持实时平衡。如果天平的一方出现问题，轻则设备损毁，重则区域电力瘫痪。

近年来随着风电、光电的接入，新能源电力的不确定性与随机性对电网造成了一定程度的扰动，储能的作用，就是帮助电网消纳这些不确定性强的电力来源，以降低其对于电网的冲击。

但为电网“保驾护航”并不是无偿的，调峰、调频是根据调度次数支付辅助服务补偿费用。

对于单纯的储能项目，调峰调频是其核心业务。但对于换电站而言，核心是为用户换电服务，而储能部分的业务，则是实实在在的边际收益，也就是“顺手赚的”。

根据《国家电网报》报道，自2024年2月参与调峰至4月末市场关闭，两个月时间内，蔚来换电站最大降低高峰时段用电负荷2万千瓦，累计消纳新能源电量71万千瓦时，获得市场收益30余万元。

蔚来凭借换电网络，也拥有了除汽车制造商外的另一个身份：

电力负荷聚合商。

大家不要小瞧这30万元，这只是蔚来部分换电站在部分市场的两个月收益，随着我国电网接纳风光电力的逐步增多，蔚来参与调峰调频的次数会越来越多。

这正是蔚来换电网络的核心能力之一：

以换电站为锚点，规模调度用户侧的电力能源，反向支持电网。

而这一市场的盈利规模，不再有局限性，其发展空间是面向整个庞大的电力系统。

结尾

换电与充电，从来没有站在对立面。

就像锂电行业刚开始发展的那几年，国内三元与铁锂两条路线并行。时至今日，高端车型搭载高镍硅基、中镍高电压方形电池，中低端车型搭载改性铁锂刀片电池。

不同车型，不同场景，总有一个最优适配方案。

庞大的中国市场不应只有充电这一条路线，这也是新能源汽车产业渗透率进一步提升的关键：

除了车型产品丰富，补能方式也必须丰富，以能满足大市场中多种用户的需求，进而向上替代部分燃油市场产品。

但当我们跳出换电网络，站在整个产业层面思考一个问题：

新能源汽车产品的渗透率不断攀升，充电侧不断向电网要电力，电池侧不断向矿山要资源的单向发展模式，并不能支撑整个新能源汽车产业的长久发展。

打造“车-电-网”、“车-电池-金属”这两条路径的双向循环，才是未来新能源产业可持续发展的正确思路。

而对于蔚来而言，十年时间，循环能源的网络已经基本成型。剩下的想象空间，就留给下一个十年吧。

（作者微信：gusjiang1120，添加请备注公司、职位）