新基建下對充電樁建設(shè)形勢展望

新基建下對充電樁建設(shè)形勢展望

仝宗旗

(中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟信息部主任)

一、國內(nèi)充電基礎(chǔ)設(shè)施政策分析

為加快國內(nèi)充電基礎(chǔ)設(shè)施的推廣建設(shè)，規(guī)范行業(yè)健康發(fā)展，更好支持新能源汽車推廣，相關(guān)部門逐步出臺了一系列政策。

表1 涉及電動汽車充電設(shè)施政策匯總

為加強(qiáng)規(guī)劃指導(dǎo)，《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015～2020年)》提出我國充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的目標(biāo)，到2020年新增集中式充換電站超過1.2萬座，分散式充電樁超過480萬個，以滿足全國500萬輛電動汽車充電需求。并將全國分為加快發(fā)展地區(qū)、示范推廣地區(qū)、積極促進(jìn)地區(qū)三個區(qū)域，明確分區(qū)域建設(shè)目標(biāo)。并要求“新建住宅配建停車位應(yīng)100%建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件，大型公共建筑物配建停車場、社會公共停車場建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件的車位比例不低于10%，每2000輛電動汽車應(yīng)至少配套建設(shè)一座公共充電站”。

由此可見，制定政策的整體預(yù)期是電動汽車與充電樁的比值達(dá)到1:1，同時有一定數(shù)量的集中充換電站來完善充電服務(wù)。

圖1 “十三五”期間全國充電基礎(chǔ)設(shè)施分區(qū)域建設(shè)目標(biāo)

電動汽車從結(jié)構(gòu)區(qū)分，主要可分為純電動汽車和混合動力汽車兩類，其中，純電動汽車(非換電模式)對充電樁的依賴度較高，其整個生命周期主要通過充電樁來完成能源補(bǔ)給;相較而言，混合動力汽車對于充電樁的依賴度偏低，混合動力汽車又可分為插電式混合動力汽車(PHEV)和非插電式混合動力汽車(MHEV)，其中MHEV完全不通過充電樁來進(jìn)行能源補(bǔ)給，而PHEV也只有少數(shù)情況下通過充電樁來進(jìn)行能源補(bǔ)給。從技術(shù)原理上分析，可以發(fā)現(xiàn)并不是所有的電動汽車都需要充電樁來服務(wù)。

電動汽車從車型區(qū)分，可分為商用車和乘用車，各自的充電場景有別。商用車中，純電動商用車占絕對主導(dǎo)地位，主要可以分為純電動公交車、純電動客車、純電動貨車、純電動環(huán)衛(wèi)車等。商用車使用頻率普遍較高，對充電樁有更強(qiáng)烈的需求，主要通過公用類充電樁和專用類充電樁完成能量補(bǔ)給。乘用車存在個人自用和商業(yè)運(yùn)營兩種情況，其中，個人自用乘用車由于使用強(qiáng)度不高，且普遍有較固定的行程，如能隨車配建私人充電樁，基本上可以通過較低充電功率的私人充電樁完成日常充電，并通過公用類充電樁完成應(yīng)急補(bǔ)電;用于商業(yè)運(yùn)營的乘用車，由于使用強(qiáng)度較高，行程不固定，雖然隨車配建私人充電樁可以每日對車輛進(jìn)行一定程度的能量補(bǔ)給，但是其對公用類或?qū)Ｓ妙惓潆姌兜男枨笠廊粡?qiáng)烈。乘用車中，純電動乘用車占比較高超過80%，這其中又有較大比例作為共享汽車、網(wǎng)約車電動投入使用。

結(jié)合行業(yè)企業(yè)反饋，各類電動汽車對于公共充電樁(公共包含公用類和專用類)中的直流充電樁的需求情況不同。純電動公交車、純電動客車對直流充電樁需求比約為5:1，純電動物流車、純電動環(huán)衛(wèi)車對直流充電樁需求比約為7:1。新能源乘用車對直流充電樁需求比約為20:1。由于交流充電樁充電功率普遍較低，充電速率較慢，預(yù)測未來公共交流充電樁主要布局在商超停車場、居民區(qū)停車場以及各種分散式停車場，同時也會與直流充電樁進(jìn)行搭配建設(shè)。公共交流充電樁主要以輔助身份與直流充電樁共同搭建公共充電網(wǎng)絡(luò)。從近一年的公共充電樁中交流、直流充電樁月保有量和月增量分析可以發(fā)現(xiàn)，其比值為6:4，預(yù)期未來較長一段時間都會維持在這個比值。而私人充電樁也難以實(shí)現(xiàn)電動汽車與充電樁的比值達(dá)到1:1。

綜上分析，未來電動汽車與充電樁的比值將不會維持為1:1。

二、我國充電樁發(fā)展現(xiàn)狀

1.近五年整體發(fā)展情況

2015～2019年，我國公共充電樁保有量持續(xù)增長。2019年底我國公共充電樁保有量達(dá)到51.6萬臺，是2015年底的近九倍。截止2020年4月，公共充電樁保有量已經(jīng)已超過54萬臺。我國充電市場規(guī)模已經(jīng)遙遙領(lǐng)先于世界其他國家和地區(qū)。

2016、2017年新增公共充電樁數(shù)量保持在9.1萬臺左右。2018年增量有較大幅度提升，增加14.73萬臺，2019年有所放緩，公共充電樁新增12.89萬臺。放緩直接原因是新能源汽車銷售數(shù)據(jù)低于預(yù)期，主要原因是充電樁利用率長期維持在較低水平，一定程度上降低了運(yùn)營企業(yè)的積極性。

圖2 2015～2019年新能源汽車總銷量與公共充電樁保有量比值變化

圖3 2015～2019年新能源汽車增量與公共充電樁增量比值變化

2015～2019年新能源汽車總銷量與公共充電樁保有量比值維持在8上下，2016年后比值緩慢上升。2016年新能源汽車增量與公共充電樁增量的比值為5.55。2017年、2018年維持在8.5，進(jìn)入2019年上升到9.36。隨著充電市場的日趨成熟，運(yùn)營企業(yè)已經(jīng)摒棄了跑馬圈地式運(yùn)營，開始采取按需發(fā)展，適當(dāng)先行的策略，車樁增量比值在增大。

2.公共充電樁地域分布現(xiàn)狀

我國東北地區(qū)、華東地區(qū)、華北地區(qū)、華中地區(qū)、華南地區(qū)、西南地區(qū)和西北地區(qū)公共交、直流充電樁數(shù)量分布(見圖4)。

圖4 各區(qū)域公共交、直流充電樁數(shù)量分布圖

華東地區(qū)不管從公共交流樁、公共直流樁還是公共充電樁總量看都是七大區(qū)域之首，公共交流樁占比稍高;其次是華北地區(qū)和華南地區(qū)，華中地區(qū)和西南地區(qū)也有一定數(shù)量的公共交流樁和公共直流樁。西北地區(qū)由于人口稀疏和汽車保有量較低，導(dǎo)致其公共交流樁和公共直流樁數(shù)量都較少;東北地區(qū)主要由于過低的溫度不利于電動汽車的推廣，從而導(dǎo)致此地區(qū)公共交流樁和公共直流樁的數(shù)量都排名墊底。

華東地區(qū)分布著將近一半的公共充電樁，總量超過24萬臺，華北地區(qū)、華南地區(qū)分別占比21%、13%，數(shù)量11.4萬和7.2萬，這三個地區(qū)公共充電樁數(shù)量達(dá)到43萬，占比接近80%。華中地區(qū)、西南地區(qū)分別有4.6萬和3.4萬。西北地區(qū)、東北地區(qū)占比僅為4%和2%。

3.各充電運(yùn)營企業(yè)規(guī)模及市場占有率情況

截至2020年3月，全國規(guī)模充電運(yùn)營企業(yè)(運(yùn)營超過1000臺)24家，共運(yùn)營公共充電樁538554臺，占比99.42%。

圖5 規(guī)模充電運(yùn)營企業(yè)-運(yùn)營充電樁數(shù)量

全國前十名充電運(yùn)營企業(yè)共運(yùn)營497760臺，占比91.89%。特來電、星星充電和國家電網(wǎng)這三家運(yùn)營企業(yè)處于第一梯隊(duì)，共運(yùn)營充電樁371732臺，占比達(dá)68.63%。頭部運(yùn)營企業(yè)處于絕對市場主導(dǎo)地位，是新能源車主充電的主要服務(wù)商，但也可以看出目前我國充電運(yùn)營行業(yè)還處在百花齊放的階段，初具規(guī)模的運(yùn)營企業(yè)數(shù)量繁多，需高度關(guān)注充電運(yùn)營企業(yè)間的互聯(lián)互通，提高充電行業(yè)的整體服務(wù)水平。

三、新基建下充電樁建設(shè)形勢思考及建議

1.充電樁發(fā)展存在的問題

電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，很多問題都得到了不同程度的解決，然而目前仍存在一些問題。

從近幾年各區(qū)域充電樁發(fā)展情況看，加快發(fā)展地區(qū)、示范推廣地區(qū)和積極促進(jìn)地區(qū)間差異明顯。三個地區(qū)規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)占比分別為加快發(fā)展地區(qū)52.08%、示范推廣地區(qū)45.83%、積極促進(jìn)地區(qū)2.08%。而根據(jù)2020年4月中國充電聯(lián)盟所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，加快發(fā)展地區(qū)75.33%、示范推廣地區(qū)22.82%、積極促進(jìn)地區(qū)1.24%。涵蓋了東部沿海省份的加快發(fā)展地區(qū)分布著更多的充電樁，示范推廣地區(qū)和積極促進(jìn)地區(qū)這些省份的充電樁建設(shè)數(shù)量更少，數(shù)量不僅遠(yuǎn)低于目標(biāo)建成數(shù)量，占比也遠(yuǎn)低于目標(biāo)占比。充電樁運(yùn)營企業(yè)布局公共充電樁的積極性，主要由當(dāng)?shù)乇Ｓ械碾妱悠噷Τ潆姌兜男枨蠖?，這也是導(dǎo)致三個地區(qū)間公共充電樁數(shù)量差異的主要原因。

在對不同類型電動汽車車主建設(shè)私人充電樁意愿收集后發(fā)現(xiàn)，相較于純電動汽車車主來看，混合動力汽車車主對于建設(shè)私人充電樁的意愿不是很高。此外，充電樁未能全部順利充電、充電樁利用率較低、私人車主難以隨車配建充電樁比例較大也是主要問題。

2.基于新基建對充電樁發(fā)展的思考

(1)高可靠性、長壽命是新基建下對于充電樁的基本性能要求

傳統(tǒng)基建“鐵公基”中的房建、公路、鐵路、機(jī)場、港口、水利等基礎(chǔ)設(shè)施工程設(shè)計(jì)壽命通常為50年，由于設(shè)計(jì)使用壽命較長，在適度超前建設(shè)部署的前提下，可以滿足后期延遲到來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。而對于充電基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)前充電樁產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壽命通常在10～15年左右，質(zhì)保年限通常為1年，與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施50年的設(shè)計(jì)壽命相差甚遠(yuǎn)，難以滿足新基建形勢下對于基礎(chǔ)設(shè)施超前部署的高可靠性、長壽命的剛性需求。

充電樁的使用壽命與多個因素相關(guān)，既與產(chǎn)品本身的整體設(shè)計(jì)、物料選型密切相關(guān);又與產(chǎn)品的使用環(huán)境、操作規(guī)范密切相關(guān)。充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿足不同階段、不同車型充電對于功率大小的需求。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面需要具備高度的靈活性，當(dāng)前布局階段單樁配置功率不宜過高，后期擴(kuò)容階段通過簡易措施便可提升單樁容量。

(2)電網(wǎng)協(xié)同、雙向化是智能電網(wǎng)對于充電樁的調(diào)度功能要求

智能電網(wǎng)概念自提出以來，在不同國家得到了發(fā)展和應(yīng)用。我國通過多個示范項(xiàng)目開展了相關(guān)技術(shù)研究和工程示范。在配用電領(lǐng)域，智能化終端設(shè)備和智能儀表是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)關(guān)鍵設(shè)備。充電樁作為配用電領(lǐng)域的核心設(shè)備之一，必須通過信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的有機(jī)融合及協(xié)同，使充電樁具備可調(diào)度能力，并能與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)雙向互動，緊急情況下為電網(wǎng)提供功率支撐。

(3)充儲結(jié)合、柔性化是智能電網(wǎng)對于充電樁的技術(shù)彈性要求

在城市配電網(wǎng)中，隨著充電負(fù)荷的急劇增加，電網(wǎng)峰谷差日益加大。如果完全采用配電網(wǎng)增容方式去解決，則會面臨著投資風(fēng)險(xiǎn)大和設(shè)備利用率低的棘手問題。即使采用有序充電技術(shù)，也受制于用戶使用習(xí)慣、價格彈性系數(shù)、時間窗口等多因素限制而難以達(dá)到最佳效果。為了延緩設(shè)備增容，可以利用儲能系統(tǒng)與充電樁相結(jié)合，提升充電設(shè)施的彈性，降低對電網(wǎng)的峰值功率需求，實(shí)現(xiàn)充電樁的柔性接入電網(wǎng)。

(4)無感充電、人性化是充電用戶對于充電樁的互動體驗(yàn)要求

與傳統(tǒng)電氣設(shè)備、加油槍不同，充電樁作為新能源汽車時代用戶頻繁自主操作的一種電氣設(shè)備，既要充分考慮其安全可靠性，又要在智能化時代下建立與用戶的體驗(yàn)關(guān)系。國內(nèi)當(dāng)前應(yīng)用的充電樁系列產(chǎn)品，多為傳統(tǒng)工業(yè)時代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，對于用戶體驗(yàn)考慮不足，普遍存在操作復(fù)雜、信息不直觀、交互體驗(yàn)不好等問題，不能滿足未來場景用戶高頻次交互的體驗(yàn)需求。

在未來的場景中，無論是集中式充電場站還是分散式充電設(shè)施，充電樁均會成為一個高頻次操作的電氣設(shè)備，需要更新設(shè)計(jì)觀念，實(shí)現(xiàn)無感充電，提升充電設(shè)施的人性化特質(zhì)。

3.對充電樁未來發(fā)展的建議

新基建給充電樁行業(yè)發(fā)展帶來了良好的戰(zhàn)略機(jī)遇，緊抓歷史機(jī)遇，引領(lǐng)行業(yè)變革，推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，必將促進(jìn)中國充電樁產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及所遇到的問題，提出以下建議：

(1)將充電樁的安全性放在第一要務(wù)，只有將安全風(fēng)險(xiǎn)控制到最低，才能更好促進(jìn)行業(yè)長久發(fā)展。

(2)全行業(yè)需明確充電樁是為電動汽車服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，需加強(qiáng)車企與樁企間的技術(shù)交流，增加車樁充電匹配性測試，不斷優(yōu)化車主充電體驗(yàn)，加深充電過程中車樁的數(shù)據(jù)交互，同時促進(jìn)雙方在汽車銷售后市場合作。

(3)充電運(yùn)營商應(yīng)更多關(guān)注公共充電樁的整體性能，提高充電服務(wù)整體水平。運(yùn)營商應(yīng)加強(qiáng)彼此間的互聯(lián)互通，解決找樁難、充電體驗(yàn)差和充電樁利用率不高并存的問題。

(4)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是充電樁產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，收集行業(yè)各方意見，尤其是要高度關(guān)注車企的意見。

(5)重點(diǎn)關(guān)注小區(qū)內(nèi)充電樁的建設(shè)問題，相關(guān)方要通過多種途徑共同推動小區(qū)內(nèi)充電樁的建設(shè)工作。提倡私樁共享，促進(jìn)小區(qū)內(nèi)電容的有序調(diào)配。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年5月22日第20期