CGEP報告對我國電動汽車充電設(shè)施建設(shè)的啟示

賽迪智庫

2019 年 2 月 5 日，美國哥倫比亞大學(xué)全球能源政策中心（CGEP）發(fā)布《中美兩國電動汽車充電比較》（以下簡稱《報告》）。《報告》從建設(shè)規(guī)模、推廣政策、應(yīng)用技術(shù)、充電業(yè)務(wù)模式等方面，對比分析了中美汽車充電設(shè)施建設(shè)情況及存在的問題，既肯定了中國通過全國統(tǒng)一規(guī)劃和部署推進充電設(shè)施建設(shè)的工作成效，也認(rèn)為美國充電設(shè)施運營方面的一些經(jīng)驗和做法更具成效。當(dāng)前，充電基礎(chǔ)設(shè)施是制約中國新能源汽車發(fā)展的短板之一，借鑒美國在快速充電技術(shù)、充電需求響應(yīng)、充電業(yè)務(wù)運營等方面的相關(guān)經(jīng)驗，將有利于提高充電設(shè)施利用效率，改善充電企業(yè)經(jīng)營效益，增強電動汽車充電保障能力，補齊中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板。

《報告》主要觀點

《報告》認(rèn)可中國采用全國統(tǒng)一規(guī)劃和部署推進充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的工作成效，充電樁建設(shè)數(shù)量更多，增速更快。第一，中國充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和部署工作成效明顯，政府在充電樁建設(shè)過程中發(fā)揮了重要作用。中國政府出臺電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施全國整體規(guī)劃，具體執(zhí)行部門分別從建設(shè)數(shù)量、激勵政策、充電標(biāo)準(zhǔn)等方面推出具體政策。同時，中國各地方政府也相繼出臺財政獎勵、新建筑停車配建電樁等具體措施。

《報告》認(rèn)為，“美國制定的政策具有偶發(fā)性和短期性”，應(yīng)借鑒中國中長期規(guī)劃的做法，整合公共和私營部門力量，共同建設(shè)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施。

第二，中國充電設(shè)施建設(shè)規(guī)模更大，增速更快。截至 2018 年底，中國公共充電樁保有量 30 萬個，同比增長 43%，電網(wǎng)公司是充電設(shè)施建設(shè)的重要力量，兩大電網(wǎng)公司共計建設(shè)充電樁 5.86萬個。同期，美國公共充電樁保有量 6.75 萬個，增長 33%，保有量不及中國的 1/4。

第三，中國快速充電樁保有量更多。中國快充樁保有量超過 10 萬個，快充樁占到充電樁總量的 36%，目前已初步形成高速公路充電網(wǎng)絡(luò)體系。美國沒有聯(lián)邦層級政策協(xié)調(diào)，各州負(fù)責(zé)充電設(shè)施建設(shè)，各自為政，快充樁數(shù)量 9450 個，占比僅為 14%。第四，中國充電信息數(shù)據(jù)采集及利用效率高。國家電網(wǎng)公司實時采取汽車充電數(shù)據(jù)，包括在用電樁品牌、位置和電量等信息，《報告》認(rèn)為美國應(yīng)“學(xué)習(xí)中國進行數(shù)據(jù)收集和共享，以掌握電動汽車充電趨勢”。

《報告》認(rèn)為，美國市場化運營充電樁效率更高，在快速充電技術(shù)、充電需求響應(yīng)、充電業(yè)務(wù)運營等方面卓有成效。第一，美國汽車快速充電技術(shù)進步較快。特斯拉汽車快速充電技術(shù)應(yīng)用處于國際先進水平，車、樁、網(wǎng)適配，特斯拉超級快充站的額定功率分為 120kW 和250kW 兩種，2019 年3 月推出的第三版特斯拉超級充電站可支持 Model 3 以實際功率250kW 充電。第二，美國已在開展汽車充電需求側(cè)響應(yīng)項目。依托智能電網(wǎng)技術(shù)，在加州、佛蒙特州等地區(qū)進行汽車充電需求響應(yīng)項目試點，平衡電網(wǎng)需求已取得良好成效。第三，美國充電業(yè)務(wù)運營狀況較好。一是美國獨立充電企業(yè)可向商家提供充電服務(wù)并收取服務(wù)費，已有一定經(jīng)營效益;二是美國“充電樁選址更多是基于市場動態(tài)”，依據(jù)市場需求，合理布局充電樁位置，充電樁利用率較高。

《報告》提醒各國需關(guān)注電動汽車銷量、消費模式及駕駛技術(shù)和汽車能源補給方式等影響因素。第一，未來電動汽車銷量是影響充電樁建設(shè)的最重要因素。雖然石油輸出國組織（OPEC）、國際能源署（IEA）、摩根斯坦利（Morgan Stanley）等機構(gòu)對未來電動汽車銷量預(yù)測差別較大，但這些機構(gòu)一致認(rèn)為未來電動汽車銷量和占比均將會大幅攀升。第二，未來新興消費模式及駕駛技術(shù)的出現(xiàn)，將催生形成新的充電場景。共享汽車和自動駕駛技術(shù)已相互結(jié)合，汽車消費進入“出行即服務(wù)（MaaS）” 時代，住宅、辦公地點、公共樁等現(xiàn)有充電場景使用量下降，遠(yuǎn)程遙控汽車充電等新的充電場景將興起。第三，新興能源補給方式將顛覆現(xiàn)有插線充電的汽車能源補給方式。《報告》認(rèn)為，一旦無線充電、 “換電”等新興技術(shù)取得突破，將顯著改變用戶習(xí)慣，進而影響充電設(shè)施建設(shè)。

對我國電動汽車充電設(shè)施建設(shè)的三點啟示

啟示一：突破大功率充電技術(shù)是達(dá)到和追趕國際先進充電水平的重要途徑。美國主要存在三種電動汽車快速充電標(biāo)準(zhǔn)，分別是特斯拉超級充電標(biāo)準(zhǔn)（Tesla）、歐洲聯(lián)合充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（Combo）和日本標(biāo)準(zhǔn)（CHAdeMo）。《報告》認(rèn)為，美國采用多種快速充電標(biāo)準(zhǔn)并沒有阻礙汽車充電技術(shù)的進步，汽車企業(yè)積極推進充電設(shè)備的研發(fā)和建設(shè)，特斯拉汽車充電可最高實現(xiàn)功率250kW，且已形成規(guī)模化。截至 2018 年底，在美國已建設(shè) 595 個充電站，約5100 個Tesla超級充電樁，形成覆蓋全美的 Tesla 超級快充網(wǎng)絡(luò)。

我國快速充電樁建設(shè)規(guī)模較大，但存在“快充不快”的尷尬現(xiàn)狀，實際功率普遍較低。比如，國家電網(wǎng)快充樁實際功率約50kW;具有代表性的“小鵬超級充電樁”額定功率 120kW，但車輛驗證實際功率在 90kW 左右，建設(shè)數(shù)量相對較少。截至 2018年底，小鵬汽車已運營充電站 28 座，不及特斯拉中國超級充電站數(shù)量的 15%。

由此，我國應(yīng)加快推動電動汽車大功率充電行業(yè)發(fā)展，盡快縮小與美國先進水平的技術(shù)差距。一是支持電網(wǎng)公司、充電設(shè)備企業(yè)、車企、電池企業(yè)協(xié)同開發(fā)大功率充電技術(shù)和產(chǎn)品，包括高電壓平臺車型、高壓零部件、快充電池等，破解大功率充電在電池、電機、電控等方面的發(fā)展瓶頸。結(jié)合我國新能源汽車行業(yè)情況，可借鑒德國快速充電聯(lián)盟3的做法，由汽車企業(yè)成立聯(lián)盟攻關(guān)大功率充電技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

二是加快電動汽車大功率充電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作。總結(jié)北京、深圳、常州等地電動汽車大功率充電示范項目做法，支持開展“車-樁-網(wǎng)”測試，檢測車輛生產(chǎn)技術(shù)、電網(wǎng)技術(shù)、充電設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，制定大功率充電標(biāo)準(zhǔn)，尤其支持在商用車、出租車、物流車等運營車輛，以及長續(xù)航里程乘用車等領(lǐng)域的應(yīng)用。三是建立大功率充電示范項目（比如高速公路快充試點），對電網(wǎng)、電池、充電設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)等方面進行可行性驗證，推動大功率充電技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用。

啟示二：分步走，啟動我國汽車充電需求響應(yīng)項目試點。美國正推進汽車充電電力需求響應(yīng)試點工作，已在加州、佛蒙特州等地區(qū)開展大規(guī)模應(yīng)用。一是加州電力市場“虛擬電池儲能”系統(tǒng)，由智能虛擬電池管理系統(tǒng)通信連接6000 多輛電動汽車，組成分布式電動汽車充電負(fù)載，該項目無需增加電池、廠房等新增投資，就可形成向電網(wǎng)增加緩沖容量的電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)，在用電高峰抑制充電需求，實現(xiàn)削峰填谷，有效平抑電力波動。

二是佛蒙特州綠山能源企業(yè)“無污染電動汽車充電”項目，公司購買特斯拉 Powerwall 產(chǎn)品（即家用儲能和充電設(shè)備）給用戶使用， “要求用戶參與需求響應(yīng)計劃，在超高峰時段中斷電動汽車充電” ，Powerwall 的儲能電池形成共享微電網(wǎng)，既降低電網(wǎng)用電高峰負(fù)荷，又為用戶節(jié)省電費。

反觀我國，受電力批發(fā)市場結(jié)構(gòu)限制，電力需求側(cè)響應(yīng)項目發(fā)展較為緩慢，目前僅有分時電價、階梯電價等基于價格的需求響應(yīng)，還沒有針對電動汽車充電需求響應(yīng)項目。《報告》認(rèn)為，中國開展汽車充電需求響應(yīng)項目“取決于現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)等領(lǐng)域的電力市場改革”。由此，建議分兩步走啟動電動汽車充電響應(yīng)試點：一是試點放開電力交易相關(guān)市場，支持戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在浙江、江蘇等地推進電力直接交易，支持充電設(shè)施運營商參與大用戶直接交易，有效降低用電成本。二是借鑒美國經(jīng)驗，由電網(wǎng)、汽車廠商、充電智能技術(shù)公司合作開展充電需求響應(yīng)的項目和商業(yè)模式試點，利用電動汽車入網(wǎng)技術(shù)（V2G），將電動汽車作為分布式儲能單元，以充放電形式參與電網(wǎng)調(diào)控，可在用電高峰由電動汽車反向饋電，實現(xiàn)削峰填谷、電力調(diào)頻、平抑可再生能源電力波動、為電網(wǎng)提供無功支撐等儲能功能。

啟示三：探索新的商業(yè)模式，進一步提高充電企業(yè)經(jīng)營效率。美國充電企業(yè)經(jīng)營相對靈活，市場經(jīng)營能力相對較強。一是獨立充電企業(yè)具有盈利能力。美國零售商利用汽車充電招徠顧客，《報告》指出“市場調(diào)查結(jié)果顯示，電動車用戶在商店停留時間增長了 3倍，消費額也提高”。目前，商場、酒店、餐館等商家主動與充電企業(yè)合作，按月支付充電服務(wù)費。相比之下，我國獨立充電企業(yè)與商家合作程度較淺，還存在電樁布局不合理、維護欠佳等問題。中國電動汽車百人會公布的數(shù)據(jù)顯示，2018 年全國公共充電設(shè)施利用率不足 10%，充電站內(nèi)部收益率為5.3%。

因此，建議我國在新能源汽車推廣較好的地區(qū)，探索可持續(xù)商業(yè)模式，試點放開充電服務(wù)費上限，實行充電企業(yè)自主定價，通過差異化收費策略實現(xiàn)雙贏。比如，在市中心等繁華地段，充電企業(yè)可與酒店、購物中心等商家合作，按照高標(biāo)準(zhǔn)收取服務(wù)費;在市郊等偏遠(yuǎn)地方，充電企業(yè)可與加油站、便利店、主題公園等商家合作，以低標(biāo)準(zhǔn)或免收服務(wù)費。

二是美國充電樁選址更加注重效益。由于獨立運營商和汽車企業(yè)是美國充電設(shè)施建設(shè)主體，充電樁選址自主決策。我國相當(dāng)一批公共充電站建設(shè)則主要基于規(guī)劃和行政命令，存在選址位置偏僻、充電樁利用率低等問題。因此，我國應(yīng)注重市場需求導(dǎo)向，在充電樁后續(xù)建設(shè)過程中，綜合考慮交通便利性和運行經(jīng)濟性，對充電站位置進行科學(xué)合理論證，提高充電樁利用效率，改善企業(yè)經(jīng)營業(yè)績。