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可持续发展的商业模式：再利用电动汽车电池的案例研究
摘要：再利用电动汽车（EV）退休电池为降低电动车成本障碍提供了潜在途径。使用可再生能源的嵌入式储能系统和再利用的电池可以使电动汽车技术在充电源和清洁上更可持续利用，并且同时可以缓解对废旧电池处理环境问题。本文介绍了不同电动汽车的商业模式下能够促进电池再利用的利益相关者。基于不同的电动汽车行业，工业报告和学术文献的访谈，我们分析了如何再利用电池可以促进商业模式创新的可持续发展。调查结果强调了电池的所有权，行业间的合作伙伴关系和政策支持电池再利用的重要性。研究结果还表明，电池再利用的潜力巨大，它是作为一个联动的运输和能源部门的枢纽，和电动汽车商业模式重新配置的催化剂而存在的。
关键词：商业模式；可持续发展；创新；电子废弃物；再利用；能源储备
1 绪论
在过去的几十年里，全球对气候的关注变化加强了可持续发展的需要发展。运输部门虽然作为经济发展的关键，但是一直在可持续性能方面比较落后。据欧洲环境局2012年报道，道路运输排放量占欧盟总排放量的18.5%。向可持续的交通运输业的转型对于应对空气污染和资源短缺具有重要意义。技术的改进，如更有效的内燃机（冰），可能有助于在短期内的实现某些环境目标。但从长远来看，只有零排放的运输体统才能够符合标准。
电动汽车的发明便是一种可持续发展方面的创新，因为它比传统的汽油车更能有效地节能，并且不排放任何废弃物。一些国家现行的鼓励政策和政府补贴是寻求刺激电动汽车复兴和帮助它赢得市场的基础。尽管最近电动汽车市场份额的迅速增加，这个新生的行业仍然需要维持自己，以便有一个长期的可持续性的发展。但是，隐藏在电动车市场的一个主要的问题是电动车电池的价格太高阻碍了其市场的扩张。另一方面，目前的电动车页面临着是“真的绿色环保”还是“名义上的环保”的质疑。因为用于电动汽车电池充电的电力主要是靠非可再生能源，如煤炭和天然气供应，这只是把温室气体排放量从运输到能源部门而已。同时，快要废弃的电动车的电池也会威胁到电动车市场份额的成长。鉴于电池技术目前的限制，重新利用有价值的废旧电池有可能解决上述问题的新途径，并由此推动电动汽车作为一个更可持续的交通运输行业转型的引擎。
通过电动汽车充电，电动汽车电池的电网经营和管理潜力已引起越来越多的关注，特别是在如何有效的实现电网平衡和可再生能源之间的利益最大化方面。间歇性资源，风能和太阳能等可再生能源发电和能量储存目前由于缺乏性价比而面临巨大的挑战。考虑到这方面，利用废旧电池是一个解决电动车高成本的好方案。当然，可再生能源发电的整合也有助于电动汽车的声誉。此外，再利用废旧的电动车蓄电池的二次应用可以推迟他们带来的成本和不可避免的污染。延长电池寿命也有助于减少浪费和资源的开发。适当的情况下有效的电动汽车电池使用的商业模式是至关重要的，商业化的废旧电池可以给后汽车市场带来新的收入来源，也有助于电动汽车为客户降低价格。虽然一些新的商业模式是新兴的电动汽车，但是他们的重点放在经济方面却没有以整合社会和环境方面的资源为企业的核心。可持续发展仍然被看作是一种补充以外的业务模式，从而导致各种形式的缺失值的机会。本文研究了不可持续的问题在目前的电动汽车产业存在的提出二次电池使用可以提供促进电动汽车市场，通过商业模式的创新，通过提高电动汽车的可持续发展绩效的潜在途径。作者首先回顾了文献的商业模式创新的可持续发展理论，同时关注电动汽车行业的做法，重点是对电动汽车电池的再利用。然后，案例将研究与四个不同的电动汽车相关的利益相关者，并涉及电池复用的介绍和分析。调查结果强调了电池的所有权，行业间的合作伙伴关系和政策支持电池二次使用的重要性。研究结果还表明，虽然电池二次使用预计不会一举解决电动汽车的不可持续的问题，它可以作为一个桥梁，运输和能源部门，以及一个电动汽车商业模式创新实现可持续交通的催化剂。
2可持续发展的商业模式：以电动汽车的二次使用电池作为催化剂
2.1商业模式和可持续发展
每一个企业都在一定的商业模式下运作，不论复杂与否，都可以解释它的价值创造、价值传递和价值捕捉机制的过程和方式。由于信息和通信技术的出现，“商业模式”这个术语已经引起了学术界的广泛关注。虽然一个普遍接受的关于商业模式的定义尚未达成，但似乎有一个融合的关键主题，它包括价值主张，价值创造和捕捉，价值网络和经济结构。
通过回顾文献可以发现，商业模式的概念，往往会出现在包括所有相关的业务，从战略到经济模式等方面中。要真正理解商业模式，改进甚至创新商业模式，与其他流行的商业术语混淆，应避免包含冗余的问题。在本文中，笔者将业务模型定义为焦点公司和其利益相关者之间的价值交换的逻辑。具体而言，一个核心组件，价值主张，和三个实施组件：价值创造，价值网络和价值捕获，构成商业模式。在图1中给出了业务模型定义的原理图价值命题，作为一种商业模式的关键组成部分，阐明了交换价值的逻辑基础。它回答的首要问题：什么是创造的价值从提供的（产品/服务），一个公司打算提供给它的利益相关者，并产生利润？
决定价值主张后，通过使用该公司的关键资源和能力的关键活动的目标客户创造价值。价值网络决定了焦点公司及其在价值链中的伙伴关系。最后，价值被焦点公司和转向通过其成本和收益模型，以及其他来源，如政府支持。
图1 商业模式定义的示意图
为了保持竞争优势，企业需要明智地创新商业模式，以及技术和工艺。当把可持续性的概念融入到企业的核心业务时，可以使业务模型本身更有竞争力。可持续发展不仅有助于经济的可持续发展，而且也有助于提供社会和环境效益，这是“三重底线”。然而，这已经是明显的，当时的商业模式可能是不合适的甚至阻碍对可持续创新的市场渗透。一个可持续发展的技术不能在一个不可持续的产业中发展；换句话说，我们不能指望一个可持续的技术在不改变业务逻辑和系统的情况下与现存的市场的主导性产业相竞争。商业模式，作为一个整体的创新理念，应将可持续发展纳入业务逻辑，并在一个行业层面上采取多利益相关者的角度。这就要求重新审视价值主张，价值创造，价值网络，经济模式。再利用的可持续发展为企业的核心，新的价值来源可以从商业模式创新的产生，这本身就成为竞争优势。
2.2 电动汽车二次使用的催化剂
号称是可持续的电动汽车技术，曾承诺最终会促成一个零排放的运输系统。然而，它存在着许多不足，其中包括与传统汽车相比的高成本。同时，续航时间短和充电时间长也还是阻碍电动汽车的市场渗透的“碍脚石”。此外，从经济、社会和环境的角度来看，不可持续的做法在在目前的电动汽车行业是常见的。这使越来越多的人怀疑是否电动汽车是一个可持续的选择，或只是“名义上的环保”。除了进一步推进电池技术，以实现成本效益，高性能电动汽车电池，商业模式创新这生命的可持续性在企业的核心是对于电动汽车目前的技术条件下扩散约束。它也有助于创造价值提供经济，社会和环境效益电动汽车的利益相关者。如果设计得好，一个商业模式，是能够不仅抵消了伴随不成熟的困难技术，而且创造更多的经济价值。
从文献和实践回顾了电动汽车行业，目前电动汽车系统不可持续的问题主要存在于经济，社会和环境等方面。这些问题的详细信息如图2所示。从社会的角度看，最具挑战性的问题是流动性的不便，电池技术的不成熟和充电基础设施的不成熟导致了充电时间过长和客户的焦虑。一些新的商业模式已经出现，试图解决这个问题，如电池交换发展的更好的地方和快速充电的特斯拉，这也依赖于昂贵的基础设施。另一个阻碍公众接受电动汽车的原因是汽油车的发展。电动汽车商业化多取决于较低成本的先进电池。目前，在整个电动汽车行业，电动汽车电池约占三分之一到一半的成本。此外，客户可能需要支付电池退休后的旧电池更换，从而进一步电动汽车的成本增加。如果继续采用传统的能源为其充电的话，电动汽车产生的对环境的污染有可能和传统汽车产生的污染一样多。考虑到上述问题，我们发现，再利用使用后电动汽车电池可以提供一种解决或缓解这些问题的潜在途径。
图2 电动汽车不可持续的范围
通常情况下，电动汽车电池达到寿命（EOL）时，也就是当其剩余容量低于新的80%时，便会被建议更换。但是一块不能满足汽车需求的废弃电池中仍然存在一定的电量，这些电量能够支持要求不高的应用如：负载均衡、可再生能源存储和整合，备用电源和传输支持。此外，电池的再利用，可以推迟需要成本和潜在的浪费的回收阶段。再利用废旧电池能够提高其总寿命，减慢开发资源进度和降低废物处置率。
电动汽车电池使用的技术和经济可行性已被许多作者讨论。民营企业和研究机构已发起各种成功的再利用电动车电池的试点项目，例如，在太阳能电池板和风力农场，住宅和公共备用电源、负载均衡、其他应用中。项目中没有遇到重大的技术障碍，但是在实践中的经济可行性需要进一步研究一下。然而，很少有作者从商业模式的角度研究电动汽车电池的再利用。鉴于所提到的研究空白，本文便旨在探讨如何从商业模式的角度帮助利益相关者最大限度地使用废弃电动车电池值以及如何把废旧电池的再利用和作为运输和能源部门之间的连接，以及一个可持续发展的商业模式创新的催化剂。
3资料和方法
定性的方法经常被用来归纳主题。由于研究背景的复杂性和探索性，本文只采用定性的个案研究方法为读者提供关于该主题的理解。在新型电动汽车行业的研究中，通过对比多个案例来直接归纳理论是比较有用的。与单一个案研究相比，多个案例“能够通过比价发现一个有用的理论是来自一个还是多个连续的案例”。不同情况下，往往注重不同的方面，并强调互补的现象。这里多个案例可以适合更强大，可复制和推广的结果。
本研究的数据是从半结构化面试与各种电动汽车获得利益相关者以及次要来源如工业报告和文件中得到的。一个半结构化面试持续时间为1小时左右，被采访者主要是管理者、公司或部门的经理。访谈提供了丰富的信息来源以及对他们可能使用或者禁止回收废旧汽车电视的原因。开放式的问题，半结构化面试，让新的想法和愿景被提出，使我们大仙可能提供的机会，并寻找新的方式看来理解回收的主题。此外，它们是对公开提供的数据的良好的补充。
选择这四个案例是看中他们在回收废旧电池和安排不同的利益相关者的基础上所创新的商业模式。他们是电动汽车制造商，回收公司，充电基础设施供应商和电池二次使用合资公司（表1）。一个多利益相关者的角度增加了数据的可靠性和丰富的信息来源，否则可能被忽视。电动车制造商银龙能源数据（YLE）和回收公司邦普的数据从半结构化的访谈收集，而充电基础设施的启动freewire技术和电池再利用合资4R能源的案例是通过公开来源分析的。OEM方式基本上旨在建立一个闭环的产业链，这个供应链生产从电池材料到电动公交的所有产品和能源储备系统。基于金融租赁经营模式，YLE通过为客户提供售后服务以及签订的回收合同来保留对电池的所有权。作为一个国家级的回收企业，邦普致力于资源回收的退休电池和报废的汽车，以及高端电池材料的生产。然而，邦普是现在面临的挑战，利用电动汽车电池因为电池资源的缺乏。4R能源是企业日产和住友之间的一家合资企业，旨在探讨电池再利用有效的商业模式。通过使用freewire 4R给废弃电池提供的电池叶，一家初创科技公司推出了充电服务的创新的商业模式，结合电动汽车充电与电网能量管理创建一个网格智能移动EV充电器网络，给废旧汽车电池提供了一个解决方案。
表1 研究案例的摘要
4 结果
通过对四个不同的废旧电动汽车产业的利益相关者的研究发现：利用废旧电动车电池估计不能够立即解决上述不可持续的问题。但是，相反，它是一种降低电动汽车成本的障碍，提高技术的可持续性能，并促使现存或/和新兴的利益相关者在电动汽车行业的共同努力的很有效的途径。电池的所有权，跨行业合作伙伴和政府的支持，也已被确定为影响废旧电池回收的三大关键因素。这些因素，也反映了各种电动汽车的商业模式。另一方面，我们发现，在考虑到电动汽车电池重复利用的情况下，也可能引起商业模式创新。
4.1 决定废旧电池回收利用的因素
从四家公司的案例研究中，我们已经观察到三种常见的决定因素，电动汽车电池二次使用：电池所有权，行业间的伙伴关系和政府支持。电池所有权的集中可以使电池统一管理，有利于在大型的废旧电池的二次利用的项目的实施。案例研究，尤其是YLE与邦普，表明电池的控制权是所有业务案件的前提。
YLE将电动公交车卖到金融机构，金融机构然后将电动车租给公交公司。10年的租赁期间，YLE按照合同未公交车公司提供免费维修和保养。在租赁期满后，YLE将收回的电动车从公交公司包括牵引电池。对于YLE的价值主张是负担得起的电动公交车，加上可靠的服务。YLE控制了电动汽车电池全生命周期，从制造生产到汽车生命周期结束。这大大有利于他们的策略，利用退休的电池进入其他产业链–ESS，因为他们不仅有财产也在维修服务获得了电池使用优势。相反，邦普依赖他们的客户提供电池。从传统的汽车电池到普通的便携式电子设备的电子，邦普已与它的客户像电池的生产商、制造商和公众建立了良好的关系。然而，邦普现在在利用电动汽车电池方面面临挑战。不像普通电子产品的废弃电池，电动车电池的高价值可能会使客户不愿意给邦普。电池的所有权缺乏可能将邦普在电池再利用市场上置于不利的地位。
重要的是目前并没有建立明确的规定电池的所有权，界定谁拥有的价值链中的电池。不同的国家和地区对于“谁负责废旧电动车电池”会有不同的答案的时候。虽然废弃产品一直被视为企业逃避负担，第二电池的寿命，在未来，将会成为一个丰富的利润流。因此，政策制定者明确EOL电池的所有权和责任是会造成很大影响的。此外，政府还可以提供奖励示范工作，鼓励试点有前途的再利用的项目的应用。同时，政府的行政壁垒应减少，如负载均衡测试和峰谷电价价差在有利可图的ESS支持接入电网。以YLE为例，该公司曾阐述了我国居民峰谷电价价差的缺乏会抑制家庭废弃电池利用的经济可行性。另一方面，在美国，freewire从日产退休的电池叶中开发了手机充电器和电池，这可以节省大量的收费客户的成本。
鉴于再利用电池的复杂性质及
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