充換電產業的新局面

本刊記者/甄文媛

未來15 年充換電基礎設施將如何發展？《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035）》（以下簡稱新《規劃》）將為這一產業打開新的發展局面。

場景化新思考

用戶在不同時間、空間的需求應有不同的解決方案，移動互聯網時代的場景化思維正滲入行業政策的理念中。未來15 年充換電基礎設施應如何發展？新《規劃》給出了場景化發展方向。

對于居民區充電服務，新《規劃》明確了“積極推廣智能有序慢充為主、應急快充為輔”的建設運營思路。對于高速公路和城鄉公共充電網絡，則應“適度超前、快充為主、慢充為輔”。

相比2012 年《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020）》對于基礎設施的發展指導，如“積極試行個人和公共停車位分散慢充等充電技術模式”、“因地制宜建設慢速充電樁、公共快速充換電等設施”等，新《規劃》不僅在具體導向上有重大調整，“因地制宜”也細化為具體場景，近年基礎設施領域發展的經驗教訓和目前看來較為有效的模式思路均被篩選、提煉并納入其中。

中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟（以下簡稱“充電聯盟”）統計顯示，截至2020 年10 月，全國充電基礎設施累計數量已經達到149.8 萬臺，同比增加30.9%。其中受部分運營商集中梳理上報影響，10 月公共充電樁數量陡增，10 月比9 月公共充電樁增加6.1萬臺，同比增長39.4%。從2019 年11月到2020 年10 月，月均新增公共類充電樁約1.6 萬臺。

工信部副部長辛國斌公開表示，“我國已經建成了全球最大規模的充電網絡。” 國家電網近日首次發布的《中國新能源汽車充電數據應用分析報告》也顯示，國網智慧車聯網平臺已接入充電樁超103 萬個，覆蓋全國29 個省份、273 個城市，服務電動汽車消費者550萬人，是全球最大的電動汽車充電網絡。其中公共充電樁占全國總量的93%，占全球總量的66%；個人充電樁占比達到中國私人充電樁保有量的近46%。

即便規模如此，當前充電焦慮仍然是消費者購買使用新能源汽車的障礙之一。辛國斌就曾不止一次指出，相比新能源汽車推廣應用的規模，充電設施建設發展仍然有點滿足不了消費者的需求。

“最終導致這個問題的原因還是現在的充電服務能力并沒有均衡滿足實際充電細分場景。”四維圖新滿電出行科技有限公司總經理王穎在2020 全球未來出行大會上表示，現有充電設施的充電能力并沒有切實落實到各個場景上，整個充電和出行的服務結合其實還不夠深入和融會貫通，缺少整體規劃和一體化解決方案，最終導致用戶現在對新能源汽車出行缺乏信任和依賴。

不同場景還面臨不同的問題。例如針對居民區特別是老舊小區，建樁問題一直以來沒有得到根本解決。這也是當前國內在充電基礎設施建設上的重要痛點和堵點之一。車位缺乏、電力設施容量不足、擴容成本較高、管理單位或居民對安全問題認識有限等因素，都是影響充電設施進社區尤其是老舊小區的主要障礙。

充電聯盟的另一組統計數據顯示，截至2020 年10 月，通過聯盟內成員整車企業采樣約118.8 萬輛車的車樁相隨信息，未隨車配建充電設施35.7 萬臺，整體未配建率30.1%。其中，集團用戶自行建樁、居住地物業不配合、居住地沒有固定停車位這3 個因素仍然是未隨車配建充電設施的主要原因，占比達70.2%，其余原因占比為29.8%。

值得注意的是，《規劃》中通過鼓勵商業模式創新的方式緩解居民的充電困難，倡導結合老舊小區改造、城市更新等工作，引導多方聯合開展充電設施建設運營，支持居民區多車一樁、臨近車位共享等合作模式發展。

目前已經有很多充電運營商、物業公司甚至房地產開發商正在開拓小區充電樁建設業務。例如在2019 年，國家電網與恒大集團合資成立了“國網恒大”，主要聚焦社區停車庫車位的智慧充電服務。

為從根本上解決好這一問題，辛國斌表示，下一步還需加大建設力度，優化結構布局。在今后的工作中，工信部將配合能源局等部門加強與城鄉建設規劃、電網規劃及物業管理等的統籌協調。

慢充、快充、超級快充、換電、無線充電……越來越多的補電模式可以在不同場景下排列組合，形成不同的能源補給體驗，消費者享受的服務和體驗多元化的背后是技術多元化。

另據充電聯盟綜合部主任張帆介紹，電力企業將開展居民區有序充電項目試點，2020 年以后將在可行性和經濟性論證的基礎上啟動大規模推廣應用，以構建智慧能源服務體系，提高客戶側深度參與電力調節的能力，滿足消納清潔能源、削峰填谷、調壓調頻等電網調節需求。

對于公共領域的充電基礎設施，目前業內更多目光集中在“存量”上。對運營企業而言，受熱點商業區用地貴、利益分配調和難度大、早期規劃失誤、舊站升級換代、運營盈利困難等因素影響，一些現有場站目前處于非正常運轉甚至無人管理、關閉狀態。傳遞到用戶端，利用情況冷熱不均、找樁難、充電安全等問題備受關注。

辛國斌認為：“我國充電設施網絡建設在全球已經相對比較完善，怎么把現有的這些樁更好地充分利用起來，這是下一步要考慮的一個問題。要利用現有的信息管理技術把所有充電樁納入一個管理平臺，并盡量做到共享，行業現在已經在開展這方面的工作。”

“近兩年公共充電設施發展主要呈現集中度較高、裝機功率提升、交流樁數量多于直流樁等特點。”張帆表示，其中“建設增速下降”值得注意。

多家充電企業負責人也表示，近兩年特別是在北京、上海等大城市不再大面積建設，業務重點更多集中在樁和站的運營上。根據市場實際需求，通過大數據分析等手段有針對性地建樁，也盡最大可能避免資源浪費。

“充電設施跑馬圈地時代，我個人認為已經過去了。”張帆預計，未來私人充電樁配建率將逐步提升，專用充電樁將按需配建，公共充電樁建設布局將逐步趨于科學合理，充電設施發展規模將與新能源汽車推廣規模密切相關。

在許多商用場景中，受限于當前的電池及車輛技術水平，充電甚至快充已經不是能源補給的唯一路徑。越來越多業內人士認為，出租車、物流車、分時租賃等營運車輛領域標準化程度高，換電似乎是更好的選擇。北汽、一汽、東風、長安、吉利等主流車企均在這些領域試水換電模式。新《規劃》也明文表達了鼓勵支持的態度。

中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高在2021 中國電動汽車百人會論壇新聞發布會上表示，換電對長途重型卡車的電動化意義重大，并將2020 年定義為卡車電動化的元年。由于卡車電池裝載量大、行駛里程長，無論是過去的充電還是電池技術都難以真正滿足其使用需求。通過換電模式不僅可以降低運營商采購價格，還能保障裝貨量、提高運營效率。

“從目前看，換電卡車可以和柴油卡車進行商業競爭。”歐陽明高進一步解釋說，按照目前電池價格的綜合成本看，購置一輛重卡大概需要40 萬－50萬元，但是全生命周期的油費約為200萬-300 萬元，油費是最大的運營成本。而電動卡車最大的優勢就是能源費低。“我相信今后5 年重卡換電會形成一股高潮，包括在港口、礦山、長途運輸等場景運營的卡車。

“我認為現階段充電、換電要融合發展，不是非此即彼。”歐陽明高認為，換電現階段看對提高銷量是有好處的。對于商用車，原則上換電是一種不錯的商業模式。對于私家車而言，中長期來看最好的方式還是充電，平時在家或者單位慢充，高速公路長途行車時超快充補電。

多元化新挑戰

慢充、快充、超級快充、換電、無線充電……越來越多的補電模式可以在不同場景下排列組合，形成不同的能源補給體驗，消費者享受的服務和體驗多元化的背后是技術多元化。

新《規劃》對各種技術路線持包容鼓勵嘗試的態度，提出：“加強智能有序充電、大功率充電、無線充電等新型充電技術研發，提高充電便利性和產品可靠性。”

《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》則提出了未來基礎設施發展的5大主要技術方向，即充電設施布局技術、智能充電技術、充電安全技術、電能互動技術和云平臺大數據技術，通過構建慢充普遍覆蓋、快充網絡化部署滿足不同充電需求的立體充電體系，2035 年實現慢充樁接口達1.5 億端以上，公共快充接口達146 萬端以上，支撐1.5 億輛以上的車輛充電運行，實現城市出租車、網約車共享換電模式的大規模應用。

無論是效率還是充電體驗，快充特別是超級快充更得消費者的青睞。理想汽車CEO 李想甚至在社交媒體平臺上公開表示，許多行業人士沒有看準特斯拉自建超級充電站對于銷量的促進作用，“隨著電動車的保有量增加，公共快充樁的（使用）體驗持續下降。因此，能夠穩定解決最基本的充電體驗是銷量的核心基礎。最基本的‘一日三餐’的競爭其實就已經分出勝負。”理想汽車在產品規劃上也提出，在400kW 快充技術成熟前不會推出純電車型。

目前公共充電基礎設施網絡的快充樁使用頻率更高。但所謂的快充樁，要實現補電80%所需時長在30-60 分鐘。據歐陽明高介紹，現在歐洲已經在采用350kW 的大功率快充。近日國內也已推出最新的快充標準。

華為在近日發布的《充電基礎設施發展趨勢白皮書》中甚至判斷，現在到未來幾年，乘用車充電電壓將從500V升級到800V，單槍充電功率從60kW升到支持350kW，充滿電的時間會從1 小時左右縮短到10-15 分鐘，接近燃油車的加油體驗。讓充電接近加油體驗是充電技術的重要發展趨勢之一。

但在當前的電池水平、電網負荷條件和運營成本等前提下，業內不少專家仍然不建議經常使用快充樁充電，市場究竟需要多少大功率快充設備仍是行業及企業需要重新考量的問題。

對于近兩年重新熱起來的換電模式而言，雖然路線各不相同，但其推廣的最大難題在于標準的統一。在私人領域，換電標準統一難度大，加上運營盈利、安全、產權意識等因素，目前在這一領域嘗試換電的企業較少。在運營車輛領域，由于重卡電動化對能源結構變革至關重要，標準統一是應當引起政府管理部門高度重視的事。2020 年9 月，中國電動重卡換電產業促進聯盟正式成立，下一步主要工作之一就是推動換電重卡車載換電系統互換互通的標準體系建設。

“我們樂于看到未來有多種能源補給方式，給用戶更高的便利性、更好的能源補給體驗。”張帆認為，充換電基礎設施與汽車產業一樣，銷售產品只是第一步，最大市場是后市場服務，是給用戶提供新能源汽車全生命周期過程中的良好服務體驗。

角色化新壓力

未來的充換電基礎設施形態更加復雜，將扮演多重角色，包括用電設備、網絡設備、綜合服務站、雙向通道等。新《規劃》提出，要“開展充換電、加氫、智能交通等綜合服務試點示范，實現基礎設施的互聯互通和智能管理”。

在當前數字化、智能化不斷深入的大勢下，汽車行業已經逐漸能夠通過智能電網、物聯網、5G 通信、遠程控制、云計算、大數據、人工智能、車聯網等實現區域、企業、充電樁網絡集約運行、智能出行。充換電基礎設施也將在“充電體驗、運行維護、網絡協同”等方面完全數字化、智能化，實現“充電體驗安全快捷、充電設施無人值守、遠程運行維護以及充電設施智能高效、充電網絡智能調度”。

充電設備的安全可信與隱私保護隨之成為下一步發展的重要挑戰，未來的充換電基礎設施將必須具備高可靠性、高網絡安全性、高可用性、高韌性等基本特征。

值得注意的是，此次新《規劃》也對推動新能源汽車與電網的能量互動進行了明確部署。

辛國斌表示：“這對發揮新能源汽車分布式儲能優勢，降低用電成本，提高電網調峰調頻和安全應急響應能力具有重要意義。”

V2G 技術（電動汽車與電網雙向充放電）在近兩年廣受車企、電池及充電企業重視。它對平滑電網用電的波峰與波谷能發揮重要作用，基本運行原理是當電網負荷過高時，可以通過電動汽車存儲的能源向電網售電，反之則由電網向電動汽車售電，輔助電網進行調峰調頻。這就讓電動汽車通過搭載車載電池實現移動儲能，從電力消耗方轉變為分布式能源提供方。簡言之，用戶可以將電動汽車存儲的電量售賣給電網從而賺取差價獲利。這種方式對電網的好處是，通過用電過程中的削峰填谷提升電網穩定性，降低使用成本。據了解，目前寧德時代等電池企業，國家電網、特來電等充電建設運營企業均在推動這一技術的開發應用。

由此對充電樁和電池提出了更高的技術要求，雙向充放電成為基本功能。此外，這項技術還需要更多軟硬件支持，新的產業鏈機會也由此誕生。

“在實際推動中還需要完善標準法規，加快技術和商業模式創新。”辛國斌表示，“后續我們會同相關主管部門加強協同配合，加強高循環壽命的動力電池、高性能雙向充放電等技術的攻關，加快V2G 接口、車網互動等標準體系的建設，鼓勵有條件的地方探索開展V2G 應用示范，積極推動產業融合創新發展。”