發電企業充換電產業投資機會與策略研究

張 敏，李嘉宇，張 靖，唐 誠

（1.中國華能集團有限公司，北京 100032；2.清華大學能源互聯網創新研究院，北京 100084；3.清華大學電力系統及大型發電設備安全控制和仿真國家重點實驗室，北京 100084）

0 引言

當前世界能源需求日益增長，能源生產增速逐步放緩，給可持續發展帶來了嚴峻挑戰。2020年9月，國家主席習近平于第75屆聯合國大會一般性會議上提出了 “2030碳達峰、2060碳中和”的“雙碳戰略”，為緩解能源危機，實現能源可持續發展起到了重要推動作用[1]。2021年，“以新能源為主體的新型電力系統”、“國內大循環”、“國內國際雙循環”等熱詞頻出，進一步推動了我國的減碳進程[2]。

在我國碳排放體系中，交通領域終端碳排放約占10%，其中公路運輸占其總量的85%以上，是絕對的減碳主體與重點。為加快交通領域的脫碳進程，在國家政策的推動下，國內新能源汽車產業發展迅猛，與新能源汽車配套發展的充換電基礎設施建設被視為新型電力系統的重要組成部分，是落實國家、政府戰略的重要保障，也是推進交通領域再電氣化與“源-網-荷-儲”一體化進程的重要手段[3]。隨著國家不斷出臺新的節能減排法規，通過發展充換電產業提升終端電氣化水平，實現能源綠色轉型已成為交通領域的核心任務。在新政策指導、新商業模式探索、新技術發展的背景下，充換電產業高速發展的新通道即將開啟，將迎來新的發展機遇[4]。

近年來，國內外相關學者針對充換電產業的建設、發展與規劃展開了諸多研究。文獻[5]系統地闡述了現階段充電基礎設施在行業與企業層面存在的問題，并從宏觀層面系統地給出了應對策略。文獻[6]針對我國充電基礎設施規劃中存在的問題展開了詳細研究，并從規劃定位、規劃流程、法律體系和相關技術標準三方面提出了發展策略。文獻[7]通過開發混合整數規劃模型，高精度實現了充電基礎設施與新能源汽車數量的匹配，并基于加利福尼亞州的實際案例進行了驗證。

上述研究取得了較高水平的科研成果。但是，在現階段針對充換電產業的研究多集中于布局建設與頂層規劃方面，而針對發電企業投資充換電產業策略的相關研究甚少[8]～[10]。發電企業作為能源體系中的重要組成部分，在雙碳目標、新型電力系統等概念的驅動與指引下，其定位正逐步由傳統火電型企業向綜合能源服務商的角色過渡。充換電產業作為綜合能源服務中的核心業務，是助力發電企業達成“雙碳目標”，實現自身高質量發展的關鍵。現階段，國內少數發電企業已展開針對充換電產業的投資布局，但由于與其主營業務存在一定程度的偏離，其規劃大多缺乏系統性與針對性。因此，開展發電企業充換電基礎設施投資發展戰略的研究，對實現我國能源結構轉型具有重要意義。針對上述問題，本文首先從宏觀態勢、政策環境、技術現狀和市場格局4個方面研究了我國充換電產業發展的整體情況；以發電企業視角切入，分析了投資充換電產業的機會與風險；給出了發電企業投資充換電產業的建議。

1 充換電產業發展現狀

1.1 宏觀態勢與產業格局

宏觀視角下，國內充換電產業歷經多年發展，產業態勢已逐漸趨于平穩（圖1）。在能源行業變革以及充換電產業發展的共同作用下，國內電動車市場將迎來持續的高增長時期，便捷、可靠、安全的充電網絡體系也正逐步完善。隨著我國充換電產業進入關鍵時期，國家也部署了對應的中長期發展戰略，我國政府對新能源汽車及充換電產業的發展目標已基本明確。2025年新能源汽車新車銷售量將達到汽車新車銷售總量的20%左右。今后，以加強充換電服務為抓手，依托其他城市建設，將充電基礎設施行業重心由“建設+運營”向“運營+服務”傾斜。

圖1 我國充換電產業發展歷程Fig.1 Development path of charging and swapping industry in China

近年來，我國充換電基礎設施增長速度有所提高，但市場缺口仍然較大（圖2）。

圖2 我國電動汽車、充電基礎設施歷年保有量及缺口Fig.2 Retention and disparity of electric vehicles and charging facilities in China in recent years

根據工信部發布的數據可知，截至2021年6月，我國累計建設各類充電基礎設施194.7萬臺，換電基礎設施716座[11]。雖然車樁比從最初的6∶1提高至3∶1，但與電動汽車保有量相比仍存在較大的差距。根據車樁比1∶1的建設目標，未來10年我國充電基礎設施建設仍存在1600萬臺的市場缺口，預計將形成1.02萬億元的充電基礎設施建設市場。

從整體來看，國內充換電市場歷經多年發展，產業格局已基本形成。以目標用戶及主要應用場景進行分類，充換電產業格局可分為公用基礎設施、專用基礎設施和私人基礎設施3類（表1）。

表1 我國充換電產業應用類型及應用場景Table1 Application types and scenarios of charging and swapping industry in China

1.2 政策環境與政策導向

充換電產業在發展初期存在著數量缺口大，選址不合理，運營體制不完善等問題，極大程度地抑制了新能源汽車的發展。為使新能源汽車和充換電產業相互促進，政府頒布了一系列指導政策（表2）。按頒布時間大體劃分為3個階段。

表2 我國充換電產業關鍵政策Table2 Key policies of China's charging and swapping industry

第一階段：醞釀指導意見。2014年以前，沒有針對充換電產業的獨立政策文件，一些相關政策要求均包含在新能源汽車推廣應用的相關政策內。這些政策主要鼓勵和扶持充電設施建設，以滿足電動汽車充電需求。

第二階段：構建政策體系。2015年9月，《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》文件的發布，標志著中央開始出臺獨立的充電設施政策文件，各地方出臺配套實施細則，逐漸形成了較為完備的政策體系。

第三階段：以政策細化完善為主。2018年以后，中央層面主要是查漏補缺，出臺指導性文件，各地方主要是推進政策落實。該階段重點關注居民區、高速公路服務區等充電設施建設，補齊產業發展短板。

1.3 技術現狀與發展趨勢

目前，我國充換電產業已形成了“基礎設施層+平臺信息層”的產業架構。基礎設施層主要指充換電物理基礎設施，是充換電產業實現用戶服務的基礎。信息應用層包含具備在線運維、移動支付、智能找樁等功能的充換電平臺，可為充換電產業運營商及用戶提供信息處理與信息服務。

充電基礎設施現階段技術形態主要可分為交流、直流兩部分，其主要技術發展現狀示于表3。

表3 充電基礎設施特點總結Table3 Summary of charging facilities characteristics

換電用戶通常具有對補電時間敏感性強、換電頻率及活動路線相對固定等特點。目前，國內僅提倡在城市公交、物流配送等路線相對固定以及礦場、港口等場所相對封閉的場景下推廣換電。國內換電方式主要包括底盤換電、分箱換電、側方換電3種，其技術特點如表4。

表4 換電技術特點總結Table4 Summary of swapping facilities characteristics

續表4

在發展趨勢方面，大功率充電技術、無線充電技術和車輛到電網（Vehicle-to-Grid，V2G）雙向互動技術是充電產業未來5～10年內的技術發展方向。發展集約型換電設施，逐步推動換電標準統一是換電產業未來5～10年內的技術發展方向。

1.4 市場格局與商業模式

以產業鏈條劃分，國內充換電市場歷經10余年發展，市場格局大體可劃分為上游設備生產、中游建設運營、下游整合服務3部分（圖3）。

圖3 我國充換電產業市場格局Fig.3 Market structure of China's charging and swapping facilities

上游：設備生產端。涵蓋設備供應商及電力供應商。其中：設備供應商以充換電模塊、濾波裝置等硬件系統制造、集成商為主；電力供應商以電網公司為主。

中游：建設運營端。涵蓋運營商、新能源車企及第三方充電平臺。其中：運營商主要負責充電基礎設施的安裝、調試、運維；新能源車企主要負責新能源汽車的制造、售賣、與上中游企業進行合作；第三方充電平臺主要負責構建并運營充電平臺，為用戶提供優質充電服務。

下游：整合服務端。主要涵蓋導航功能支持、支付功能支持兩部分。其中：導航功能支持商主要負責為用戶提供地圖找樁服務；支付功能支持商主要負責提供給用戶在數字平臺上進行移動支付的功能。

2 發電企業充換電產業投資環境分析

2.1 政策環境

目前，我國充換電產業政策環境整體利好，正助推市場蓬勃發展。作為電動汽車普及中“卡脖子”因素之一的充換電基礎設施相關產業，在多方政策因素的推動下，勢必會進入快速發展時期。現階段，充換電基礎設施建設的相關政策仍存在諸多方面不足：一是國家財政獎補資金額度基礎有待適度提高；二是單位內部充電設施、居民區公共充電設施和私人充電設施尚未納入獎補范圍；三是尚未設立鼓勵技術進步的專項獎補資金；四是通過國家平臺對獎補資金使用情況進行監管的機制 體 制 有 待 完 善[6]，[12]。

在等待足夠的政策扶持力度和整體環境利好的背景下對充換電產業投資，是發電企業與用電側資源關聯，并入充電網絡，為構建新型電力系統貢獻自身力量的重要機遇。

2.2 市場環境

在市場環境方面，國內充換電行業的發展潛力較大，新的商業模式正逐步顯現。特別是山東、河北、河南、四川等充電基礎設施建設尚不完善的地區，今后將存在巨大的市場需求。

隨著新能源汽車與充換電基礎設施的規模化發展，以新能源汽車作為分布式儲能來緩解電網波動性的愿景將逐步實現。“車-樁-網”互聯互動性增強，電力輔助服務市場的構建速度也將逐步加快，并將衍生多種基于輔助服務的商業模式。隨著新能源汽車購置補貼逐步退出，新能源汽車消費激勵手段有待豐富，預計未來隨同交通領域一并納入碳交易市場，形成促進交通領域減碳的激勵機制。然而，充換電產業的市場空間與盈利痛點并存，現階段充換電產業的整體盈利情況并不理想，投資商大多處于虧損狀態，充換電基礎設施普遍存在著利用率低的問題[13]。部分企業的充換電基礎設施產品質量參差不齊，對市場造成了不利影響，發電企業對充換電產業的投資仍應持謹慎態度。

結合國內市場環境，橫向對比充換電產業鏈中的各類企業，發電企業開展充換電產業投資的主要優勢及劣勢如下。

主要優勢：①與電網、充換電及互聯網企業相比，發電企業內部存在著特殊的充換電應用場景（如公路、港口等多種具備能源運輸需求的場景），企業可先針對其內部特殊場景開展對充換電產業的投資與應用，從而積累運營經驗；②隨著電力及碳交易市場改革進程的不斷推進，發電企業可在投資充換電產業的同時，與具備用電需求的電動汽車用戶簽訂電力交易協議，擴展自身售電途徑與用戶資源，增加主業收入。

主要劣勢：①發電企業進入充換電市場時間相對較晚，現階段多處于觀望布局狀態，多數充換電企業已基本完成了產業鏈布局，部分用戶對其品牌形成了一定依賴性，導致發電企業缺乏先發優勢與用戶資源；②相較于強調創新理念的互聯網企業，多數發電企業現有的投資管理手段、決策方法和決策流程并不適用于高度競爭，新進企業與快速發展的充換電產業及高度競爭化市場形態的匹配程度較低。

2.3 技術環境

在技術環境方面，國內充電技術手段日趨成熟，換電標準正逐步統一，但部分技術仍處于探索應用階段。隨著大批量互聯網企業進入充換電產業，數字科技的重要性也正逐步被市場認知與接受，充換電服務網絡以及平臺的建設也將進一步加快，智慧交通的大范圍推廣與實現指日可待。但是，部分關鍵技術目前仍處于探索應用階段。大功率直流充電技術復雜且成本高昂，仍面臨電池發熱、電網沖擊大等問題，目前尚以試點示范為主。無線充電技術尚未實現跨運營商充電，應用場景不夠明確，技術規范和商業模式尚未成熟。與基礎設施配套的充換電服務網絡建設成本高、建設周期長，實現全域無間斷續航、全面充換電管理與全局價值共享難度大。現階段國內僅有少量企業對充換電網絡服務開展了布局與探索。

結合國內技術環境，橫向對比充換電產業鏈中的各類企業，發電企業在開展充換電產業投資過程中的優、劣勢如下。優勢：充換電產業與綜合能源、能源管理系統等發電企業亟須重點研究的技術具備較高關聯性，發電企業在發展充換電產業的同時，還可橫向提升自身技術水平，帶動產業發展。劣勢：進軍下游整合服務領域的企業通常須要具備較強的數字科技儲備，而發電企業在這方面的技術儲備通常弱于互聯網企業，網絡與平臺運營經驗也不及電網企業和充換電企業。

3 發電企業充換電產業投資策略

發電企業在投資前應注重對管理、技術等方面的能力儲備，綜合考慮投資模式的盈利預期，提前明確不同投資模式的成果形態。在此基礎上，審慎投資充換電基礎設施的建設、運營及服務業務。圖4為發電企業充換電產業的投資策略架構圖。

圖4 發電企業充換電產業投資策略架構圖Fig.4 Power generation enterprises charging and swapping industry investment strategy framework

3.1 提升企業投資管理能力

①強化政策引導，建立健全充換電機制體制

第一，將充換電產業納入企業發展規劃，明確并界定充換電產業的定義內涵、業務范圍，將充換電產業定位于發電企業業務的輔助支撐角色，是服務主營業務、提升綜合能源水平、提升對靈活性資源把控能力的有力抓手。依據實際情況，對充換電產業的投資予以稅收優惠、加快審批等政策支持，以政策驅動方式帶動模式創新、效益提升、產業進步。第二，強化企業發電、煤炭產運銷儲供、綜合能源服務、能源管理平臺等現有業務與充換電產業間的銜接，提升充換電體系建設的系統性、協同性，鼓勵以多元股權投資、資產投資等形式推進充換電產業發展。

②明確投資原則與對象，優化投資管理

第一，確保產業投資對象與企業發展戰略和主營業務的協同關系。選擇投資資源能力豐富、經濟效益及社會效益好、與發電企業業務存在一定協同性的企業為投資對象。第二，優化投資制度流程體系，建立健全立項專業評價制度、項目審批專業評審制度、投后評價及項目審計制度、投資風險管控等制度和投資項目審批流程、成員單位報企業審批等流程。第三，提升對充換電產業項目的篩選能力，依照投資目的和投資策略，設定明確的項目篩選標準。第四，提升對充換電產業項目的調研和決策能力，加強項目前期調研和走訪，建立健全評審制度，增強對投資項目的認識和判斷能力，加強深入評價決策舉措。

3.2 提升充換電產業技術研究能力

①加強對充換電產業趨勢、業態及商業模式的整體認知

第一，建立廣泛的項目信息網絡，拓展項目信息獲取渠道，深刻剖析“雙碳”、新型電力系統背景下充換電產業的發展趨勢，探索針對發電企業的可行商業模式（如根據發電企業需求，展開礦場、港口等內部特殊場景下的換電基礎設施投資，基于與電網公司的友好合作關系實現聯營），并基于其它企業類似的投資運營實例進行分析驗證。第二，開展用戶側用能數據應用研究。發電企業具備豐富的用戶資源及用戶用能數據，應充分認識用能數據價值，打造信息化環境下的數字能力，探索基于數字科技的電力用戶數據價值挖掘、行為分析等技術及其應用，形成可持續競爭優勢。

②加強綠色低碳能源技術研究

第一，開展“光-儲-充”一體化技術研究。基于發電企業對新能源及儲能技術的研究基礎，強化研究儲能電池選型、能量優化管理、“光-儲-充”一體化充換電站建模及仿真技術，為“光-儲-充”一體化充換電站的自建自營及合資建設提供技術經驗與支持。第二，開展針對適用于充換電技術的電動汽車的各類停車場、住宅小區、商業中心、政府部門、銀行金融部門、科研院所、供電不穩定的工礦企業和適用于各類發電企業的風光多能互補系統、綜合能源工業園區等應用場景或商業模式的研究。第三，考慮以“發電企業+充換電運營企業”的雙重身份，重點攻關碳核算技術，由政府監管部門牽頭，構建由發電企業、電力交易中心、充換電運營商、終端用戶和政府監管部門等各方主體互認的碳交易體系，同時厘清企業內部包含充換電產業在內的碳排放結構，梳理碳減排策略，構建碳排放交易模型。

③加強充換電服務網絡及平臺認知

第一，研究充換電服務網絡建設方法，前瞻布局智慧車聯網體系，實現充換電物理基礎設施接入網絡，加強與電網企業的友好互動。第二，開展充換電服務平臺構建方法研究。結合發電企業自有的能源管理平臺相關研發技術，實現對企業內部已有充換電基礎設施的智能管理和有序充電。第三，基于對用戶用能行為的分析，提供智能路線規劃、靈活計費套餐等服務；基于服務平臺探索新的商業模式與效益增長點。

3.3 開展充換電產業投資

企業針對充換電基礎設施的投資可細化為兩種，即資產投資和股權投資。資產投資優先考慮以企業間合作的方式展開，以中游建設運營端為切入，逐步縱向擴展到下游整合服務端，以投資充換電產業為依托，逐步橫向擴展至綜合能源、數字平臺等領域。股權投資主要以購買其它企業股權的形式展開，發電企業可基于已有資源和對充換電產業發展的認知，綜合考慮股權投資所帶來的直接效益（參股企業股權上漲所帶來的溢價、部分資產控制權等）和間接效益（經營決策過程中發現新的商業機會等），在此基礎上審慎展開投資。

（1）資產投資的具體舉措

①投資公用基礎設施，提升綜合能源服務水平

第一，基于企業已有資源，優先考慮大型城市生產生活圈內的、具備良好交通運輸條件的自有電廠內部土地資源，采用與充換電設備制造企業合資的方式，建設“光-儲-充”一體化充換電基礎設施。選取自有電廠開展建設的方法可有效降低企業的建設經濟成本，同時能最大程度地利用電廠內部豐富的土地資源以及周邊的電力設施，積累建設運營經驗。第二，利用發電企業在發展綜合能源過程中在建的綜合能源工業園區資源，緊抓綜合能源高速發展的關鍵機遇，擇機利用自身金融業務優勢，采取與充換電網絡建設企業合資的投資模式，布局綜合能源充換電服務網絡，加快推進充電運營企業平臺互聯互通，實現信息共享與跨平臺、多渠道支付結算，提升充電便利性和用戶體驗，滿足不同品類用戶需求。基于合資建設的綜合能源充換電服務站還可將充電設施服務作為信息入口，為市場上其它類型企業開展相應的保險、售車等服務，提升社會影響力，實現傳統能源企業、車企、充換電運營商之間的資源共享與互補。第三，尋找優質場站資源，與地方政府、城投公司在一、二線城市的地標性場所、核心位置簽訂周期在5年以上的長期合作協議，配合地方政府優化完善充換電產業發展規劃，強化充換電基礎設施與運營網絡建設力度，助推充換電產業發展。

②投資專用基礎設施，滿足內部外部場景需求

第一，以掌握客戶資源為目標，開展專用充換電基礎設施的投資，重點探索針對出租、物流、市政環衛等車輛在外部專用場景下的直流充電技術與共享換電模式，優化提升用戶充換電服務體驗。第二，在自有煤礦、基地中開展新能源作業車輛替代試點，配套開展充換電設施建設。部分發電企業存在其它類型企業不具備的，對煤炭等一次能源的產、運、銷、儲、供的需求，可優先在滿足或靠近企業的內部特殊場景（如港口、礦場等短途、高頻、重載場景）投資重卡換電基礎設施建設。探索車電分離模式，吸引電動汽車及充換電基礎設施企業入駐，與用戶側發生關聯，提質增效。通過能量存儲和優化配置，實現本地能源生產與用能負荷基本平衡。

（2）股權投資的具體舉措

①針對產業鏈一體化企業展開股權投資

第一，通過股權投資方式加強與同時具備建設運營、整合服務能力的企業（如國家電網、特來電、星星充電等）間合作。建設充換電運營管理與服務平臺，促進中下游領域間的互聯互通。第二，基于對相關系統架構認識及構建能力的提升，橫向完善企業在主營業務側的各類監控運營平臺，聯合政府及相關機構，提前布局“車-樁-網”互動標準體系的建設。

②針對下游具備整合服務能力的互聯網企業展開股權投資

第一，與具備高新技術的互聯網企業展開股權投資。考慮與互聯網企業展開與發電企業主業相關的技術合作，推進“互聯網+智慧交通”業態構建，提升充換電服務平臺及已有能源管理等平臺的智能化水平。第二，圍繞用戶需求，運用數字科技技術，為用戶提供數據服務，如充電預約、充電導航等服務，擴展平臺增值業務，提升企業自身的服務能力與數字化水平。

4 結束語

本文結合國內充換電產業發展現狀，從政策、市場、技術3個方面分析研判了發電企業投資充換電產業的機會與風險。從提升管理能力、提升研究能力、開展產業投資3個方面給出了具體策略，為發電企業開展充換電領域的投資與布局提供了相關指導。

隨著新型電力系統構建進程的不斷加快、電力市場化改革進程的不斷鋪開以及數字科技的高速發展，V2G、虛擬電廠等前瞻性技術即將成為未來我國能源轉型的重要支點。資源聚合商角色在未來能源及交通領域內的重要性將持續提升，同時，將開辟新的業務領域，催生出新的商業機會。