電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電動車正在迎來全面爆發的歷史機遇期。到2030年,道路上約莫四分之一的汽車和輕型卡車將是電動車,包括混合動力車和純電動車。
電動車的興起是以汽車燃料發展路徑發生重大轉移為背景,這就是所謂的交通電氣化(電氣化)。這一變化不僅包括電動車的發展,還包括道路和港口等基礎設施的改造,以使得充電成為可能。這一轉變對公用事業有重大影響。他們非得做好準備,滿足電氣化所帶來的能源需求,使他們成為轉型的推動者和受益者。公用事業公司有很大的機會做到這一點:波士頓咨詢集團(BostonConsultingGroup)估計,電動車的爆發可能為公用事業公司創造30億至100億美元的新價值。
要獲取該值,公用事業公司非得在三個方面采取行動。首先,它們要進行明智的投資,以加強電網基礎設施。雖然電動車對總千瓦時(kWh)能源需求的凈影響不會很大,但電網的容量(以總千瓦為單位)將要張大,以應對在充電設施在某些時點出現的需求激增。其次,他們要支持政府的電氣化方針政策。公用事業可以采取多種行動來支持電氣化,包括制定新的費率計劃、回扣和促銷活動。第三,以電動車充電設備的安裝、運行、維護等電動車相關產品和服務進入新市場。
公用事業公司今朝就應當開始著手計劃,然后立即行動,以克服挑戰,實現電氣化的價值。這包括為電氣化創建遠期計劃,建立清晰的治理和跨職能的協作,確保有效地規劃和執行與電氣化相關的新項目,開發新功能以在電動車時代取得成功,并調整與電氣化相匹配的短時間規劃和執行時間線。那些沒有積極行動的公用事業公司將會把電動車所創造的機會和價值拱手讓給其他公用事業公司以及其他行業的競爭者,如汽車制造商和石油天然氣公司。
電動車成為主流
汽車工業的將來已經成為人們關注的焦點—電動車正是焦點上的明珠。(參見2018年一月波士頓咨詢公司的《電動車引爆點》(TheElectricCarTippingPoint)。)在將來的十多年里,技術、監管授權、消費者采納、自動駕駛汽車和共享汽車等四個因素將推動并塑造向電動車的轉型。
推動電動車電池成本大幅下降的技術進步,或許是最有力的推動力。電動車動力鋰離子電池在插電式混合動力汽車和全電動車(即電池電動車)的總成本(TCO)中占比最大,而其成本已從2009年的700美元降至2017年底的150~175美元。預計油價將持續下跌,到2025年將達到80~105美元,到2030年將達到70~90美元。隨著電池成本下降,購買電動車的經濟性也在新增。我們估計,在5年內—即到2028年,美國純電動車的總成本將低于內燃機汽車。此外,政府的政策法規也在推動電動車的使用。共享電動車(SAEVs)的發展很可能會在將來幾年推動更大的動力。
隨著這些措施的加強,電動車的市場份額將會張大。到2030年,我們預計電動車—包括混合動力和全混合動力、插電式混合動力和電池驅動的電動車將占新車銷量的50~60%,占道路上所有輕型汽車(如乘用車和SUV)銷量的21~27%。對公用事業運營影響最大的汽車—插電式混合動力車和電動車電池將占新銷量的20~30%,占所有轎車和卡車銷量的7~2%。
為公用事業供應了巨大的價值創造機會
在公用事業的3種電氣化機會中,前兩種(加強電網和支持電氣化政策)通常是受監管的商業活動。而第3種機會—進入新產品和服務市場是不是存在監管上存在不確定性,這取決于市場的詳盡情況。假設電動車的使用率如上文所述呈上升趨勢,到2030年,這三個機會將為擁有200~300萬用戶的一般公用事業公司創造30~100億美元的額外價值。我們以此為基礎,測算了公用事業公司將作出的投資。(見表1所示。)
增強電網設施。公用事業公司在新電網基礎設施上的資本投資將獲得回報,這是滿足電動車不斷上升的需求所必需的。這項投資的大部分將要進行細致分配。
這些投資將緊要與提高容量有關,而不是提高總發電量。這是因為我們預計到2030年,電動車的普及對總能源需求(包括住宅、商業和工業用途)的影響相對較小。然而,在特定地點或特按時間,其需求的顯著上升將會要求張大當前電網的容量。
那么要張大多少?特別是在住宅范疇,新增一個可以在4~6小時內為一輛電動車充電的充電器,將使一般家庭的用電量新增20~50%。然而,當你考慮到這種新增的消耗將在一天中分散開來時,整個系統(包括商業、工業和其他部門)所需的新增的能源加工量力并不大。相比之下,對一般家庭來說,電動車充電將要更大的上升—70~130%的電網容量。(見附表2)。這一需求的上升大致相當于該地區新增了一套全新住宅。
與此同時,安裝公共充電器,尤其是商用快充的大量使用,將給電網帶來更大的壓力。
最終,提高傳輸和分配能力所需的投資是不是有效取決于公用事業公司自身的決策,這很大程度上與其鼓勵電動車車主在低峰時段使用充電設施及地方電網的容量限制。假設電池電動車的市場份額從2019年的1%上升到2030年的15%,我們預計,依據人們充電的時間和地點,每輛上網的電動車所需的傳輸、分配升級費用在1700美元到5800美元之間。到2030年,一般公用事業公司的電網改造累計價值預計將達到18億至62億美元。
采取行動支持電氣化。電動車和電動車的崛起為公用事業和政策制定者供應了一個雙贏的局面。電氣化將準許公用事業公司在支持監管機構的環境和政策目標的同時,向電網新增客戶和負荷。
為了利用這個雙贏的機會,公用事業公司要制定一個明確的戰略來支持電氣化。特別是,他們要向監管機構清楚地說明,他們的計劃和行動要怎么樣與總體監管目標保持一致。作為策略的一部分,實用程序還應當開發可靠的電氣化相關的目標和度量。這些可能包括公用事業公司電動車戰略對其領土內溫室氣體排放的預期影響、預期的電動車相關投資總額及其對費率的影響,以及弱勢社區采用電動車的目標。
有了這樣的策略,公用事業公司應當積極地向前推進以執行。為了刺激電動車市場,公用事業公司可以供應特定的電動車價格,供應折扣和促銷,以及建設完備的充電站基礎設施以使客戶接受電動車。隨著電動車充電量的新增,電力負荷將會新增。展望將來的公用事業公司正開始在低谷時段降低電動車充電費率。他們也開始嘗試通過智能充電器進行動態定價,將充電時間調整到低谷、平谷充電時段。他們很可能引入全新的費率設計,可能包括電力服務的訂閱計劃等方式。例如,訂購計劃可以對客戶收取固定的電動車充電費用,為他們供應免費的智能電動車充電器,自動將充電時間轉移到電網總體需求較低的時期。
與此同時,公用事業公司應當采取積極的措施來支持SAVEs的開發和使用—這一趨勢將成為總體電動車需求的強大驅動力。
一些公用事業公司已經開始著手抓住這些機會。在加州,監管機構已經批準了該州三家大型投資者所有的公用事業公司約莫11億美元的電氣化相關支出:南加州愛迪生公司(SouthernCaliforniaEdison)、太平洋天然氣電力公司(PacificGasandElectric)和圣地亞哥天然氣電力公司(SanDiegoGasandElectric)。這些支出包括鼓勵安裝家用充電器的退稅,支持中、重型汽車充電基礎設施的項目,以及推動長灘港基礎設施電氣化的項目。
我們估計,到2030年,關于一般公用事業公司支持電氣化的累計價值將在5000萬美元到10億美元不等,每輛電動車的價值約為50美元到950美元。這一范圍反映了不同司法管轄區在政策和監管支持方案上的巨大差異,其高值反映了加州和新澤西州等州關于公用事業公司的巨大商機。
為過時的產品和服務進入新的競爭市場。為公用事業公司創造新的產品和服務機會。包括電動車的運營和維護;電動車充電站的安裝、運行、維護和服務;針對能源管理和車隊路線等問題的軟件處理方案;咨詢服務。
已經有一些實用程序,包括Innogy,EnelE.On和Vat電氣化nfall已經成為充電基礎設施端到端的所有者和運營商,涵蓋了安裝、運營、維護和服務。
鑒于目前電動車的滲透率相對較低,立即推進充電基礎設施對所有參與者都沒有意義。這是因為,在電動車滲透率達到高水平之前,任何一個給定的充電點的利用率都較低。因此,倘若沒有補貼或開發創造性的收入機會,公用事業公司將很難在許多市場引入公共收費。
不過,公用事業公司今朝可以采取措施,建立一個支持電動車需求的生態系統,同時讓自己在充電基礎設施范疇展開競爭。與電動車制造商或大型車隊所有者(例如拼車公司或公共交通運營商)建立新的合作關系,可以提高充電點利用率。在馬德里,Endesa和Car2go推出了500輛配有充電點的電動車;在瑞典,Vat電氣化nfall與沃爾沃合作,為沃爾沃電動車用戶供應充電箱的交付、安裝和服務。
此外,公用事業公司可以探索增值服務,以提高收費投資的經濟性。這些可能性包括:與其他服務捆綁收費,如停車和路邊援助、食品雜貨或包裹遞送、電動車維護和維修。
汽車并網(V2G)技術也可能帶來機遇,該技術準許電動車向電網供應電力和能源服務。汽車制造商已經開始開發這些功能。例如,日產汽車(NissanMotor)正在供應V2G系統和家用電池包,使消費者既能向電網供應能源服務,又能將能源儲存起來供家庭使用。當然,V2G的長期潛力還不清楚,尤其是考慮到供應V2G服務可能會降低電池的總壽命。不過,公用事業公司應當跟蹤這一范疇的技術發展,以發現新的收入機會,比如為加工V2G設備的公司供應分銷服務。
新產品和服務的機會千差萬別—因此,我們對該行業潛在價值的估計也是如此。鑒于公用事業的一項核心服務可能是供應電動車營運及維修(營運及維修)服務,我們以消費者的營運及維修服務成本作為掂量這些服務價值的指標。因此,我們在這方面的預測是相當保守的。我們的低端價值是基于電動車車主的預期運營維護成本,而我們的高端價值是基于內燃機車主的運營維護成本。假設每輛車每年行駛約1.3萬英里,我們估計,從2019~2030年,每輛電動車的新技術相關產品和服務的累計價值為3400~7400美元。這意味著擁有200~300萬用戶的公用事業公司均勻價值為13億至29億美元。
克服成功的挑戰
先驅者將能夠塑造并捕獲電氣化創造的價值。而包括石油、天然氣和汽車行業在內的其他公司也已經在下注。這就是為甚么公用事業公司今朝就計劃并立即采取行動,以影響和支持電氣化法規和政策,并將自己置于電氣化生態系統的中心地位是至關緊要的。
公用事業公司非得采取六項行動,以應對它們在尋求新的、瞬息萬變的商業機會時所面對的關鍵挑戰:
確保圍繞他們對電氣化的愿景達成一致,并制定明確的戰略計劃予以支持。公用事業公司在復雜的環境中運營,它們非得支持監管機構的目標,將消費者的利率上調幅度降至最低,并遵守聯邦和州的政策。
與所有利益相關者就電氣化的愿景達成一致。因此,這可能是一項艱辛的工作。成功做到這一點的公用事業公司將比其他公司更有能力建立一個強大的新項目和產品組合。
創建一個合作伙伴生態系統,以幫助擴展公用事業公司供應的各種電動化相關產品和服務。公用事業公司通常不要在其核心業務中這樣做。而且,在過去,許多公司在推出新服務時,都難以建立正確的合作伙伴網絡。但鑒于電動車市場的發展速度,以及產品和服務機遇的復雜性,合作關系將是至關緊要的。公用事業公司要與價值鏈上的參與者建立聯系,以確保他們的產品具有競爭力和可靠性。
在傳統組織中開發有效的跨職能協作方式。例如,推動與電動車客戶合作的面向客戶的團隊與確保客戶在設置電動車充電器時擁有無縫體驗的網格工程師之間的協作。這種合作要新的工作方式,在一個長期以可預測的任務為特征的行業中尤其具有挑戰性,因此,要嚴格規定角色。
完善協調規劃和執行方案,無論是針對網格加強等項目的公用事業戰略執行,還是針對單個電氣化項目。通常情況是,整個公司的各種項目之間幾乎沒有協調,導致工作支離破裂,而沒用達到預期的效果。
為電氣化構建新的功能。這包括充電基礎設施工程和建設、數據和分解、進入市場辦法的開發、客戶體驗以及B2B銷售流程的管理方面的技能和專業知識。
調整到短時間計劃與執行時間線。傳統上,公用事業規劃要多年的時間。盡管與電網相關的投資和機遇實在會跨過數年,但獲取電氣化機遇的時間線,尤其是不受監管的競爭性游戲,將會短得多。
考慮到交通運輸業的巨大變化,公用事業公司非得在每個范疇迅速采取行動。倘若他們這樣做了,他們將在這一大規模電氣化交通旅途中把自己定位為司機—而不是乘客。
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