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充电设施“十四五”规划需考虑的六个问题和五个关系

储能世界网讯:刚刚闭幕的党的十九届五中全会提出了到二〇三五年基本实现社会主义现代化远景目标和“十四五”时期经济社会发展主要目标,这是各行各业规划“十四五”发展规划的指南。当前,电动汽车充电设施行业正在回顾和总结前十年发展经验,2015年颁布的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020年)》也到了实施收官之年。谋划下一个十年发展,提出“十四五”发展目标,需要我们通盘思考充电设施行业的发展愿景。

(来源:微信公众号“中国电力企业管理” ID:zgdlqygl 作者:刘永东)

电动汽车充电设施建设取得了重大成绩

从2008年北京奥运会开始配套新能源汽车示范运行开始,电动汽车充电设施逐步得到发展,逐渐成为电动汽车产业发展中的重要一环,保障了电动汽车从示范运行到产业化转型发展。

政策支撑保证有力。2015年国务院发布了《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》(国办发[2015]73号),国家发展改革委、工信部等四部委联合发布了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020年)》(改能源[2015]1454号),明确了充电设施与电动汽车协同发展的规划目标,为我国充电基础设施规划建设提供了顶层设计指导。相关部委和各级地方政府也陆续出台一系列支持政策,覆盖了财政奖补、充电电价优惠、建筑物配建充电桩要求与相关标准规范、地方专项规划、数字化监管平台、充电设施建设运营监管、安全生产等各方面,初步形成了充电设施建设和发展的政策支撑体系。

充电设施网络体系初步形成。截至2020年10月,公共充电桩保有量66.65万台,充电站4.33万座,换电站528座,配建私人充电桩数量83.11万台。北京、上海、深圳等新能源汽车发展较快城市,中心城区公共充电服务半径已与加油站服务半径相当。累计在42条高速公路建成2251座充电站、9065个充电桩,服务里程5.4万千米,占全国高速公路总里程的35%。建成了世界上充电设施数量最多、辐射面积最大、服务车辆最全的充电设施体系。

产业生态逐渐构成。电力、电工、汽车、公交、石油、房地产、互联网等行业都在积极开拓充电服务场,充电与汽车销售、金融保险、出行服务更加紧密,形成了“互联网+充电”的产业生态。目前,现有充换电运营商超过2000家,初步形成国有资本与社会资本共同推进、各类所有制企业并存的产业格局。前三大充换电运营商充电桩保有量46.6万个,全国占比69%,头部效应明显,同时各地区中小运营商茁壮成长,成为我国充电运营服务网络的有力补充。

充电技术水平迅速提升。已经形成传导充电、电池更换、无线充电的技术发展路线。车桩兼容经过行业共同努力,车桩兼容水平逐渐增高。从2017年至今连续开展的行业传导充电互操作性测试结果来看,充电成功率已由 2017年的91%增长至2019年的98%。直流充电功率模块全面实现国产化,单位成本近五年来下降幅度达90%。率先在国际上推出充电弓、群充群控等充电技术,大功率充电、有序充电、自动充电等新技术实现示范应用,换电技术性能显著改善。

标准体系逐步完备。标准是产业发展基础。规划充电设施标准153项,目前,已发布标准有75项,正在制修订标准有58项。充电设施的设计、施工安装、运行维护、通信协议等标准体系初步建成。统一充电接口标准,在世界上率先推出无线充电标准。推动中国充电技术标准国际化,先后在直流充电、充电漫游、换电等领域取得突破,形成与美国、欧洲、日本并列具有自主知识产权的中国充换电标准体系,中国已经成为国际标准中的重要一方。

我国充电设施发展的短板与挑战

经过5年发展,基本实现了《关于加快新能源汽车充电基础设施建设的指导意见》以及《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020年)》提出的核心目标,对如期实现500万辆车辆推广应用目标提供了有力保障,并在市场培育和创新发展方面走在了国际前列。但也应看到,我国充电设施发展中但存在诸多问题和短板,距离高质量发展相比,与广大车主需求相比,仍有不少差距,主要表现在:

建设数量没有完成。和2015年提出的新增充换电站超过1.2万座,分散充电设施超过480万个的发展指南数据相比,目前只完成约30%左右,建设任务远远没有完成,充电桩数据不足依然是充电基础设施行业存在的主要问题。

可持续发展后劲不足。充电服务的商业模式还没有明晰,充电运营还主要靠自行建桩、重资产布局方式,充电运营艰难;充电服务费从全行业来看,一般为0.5~0.9元/千瓦时,充电行业盈利能力较低,还主要依靠政府的充电补贴。充电站找地困难、成本高、转供电问题等长期困扰充电服务运营商。充电设施规划布局不合理,充电桩的建设布局呈现结构化的矛盾。电动汽车充电着火事件也影响着运营商的运营信心。

充电体验亟待提升。充电便捷性不高、充电时间长、油车占位、充电设施破损、小区建私桩困难、充电互联互通不足、充电安全担忧等问题一直是车主对电动汽车使用吐槽热点。

协调发展急需加强。整车企业与充电企业之间、充电设施布局与城市规划布局、配电网建设规划缺少有效衔接,还存在电动汽车充电系统要求与充电设施现状不一致的地方,既影响了电动汽车新产品的发布,也影响了车主的充电体验。电动汽车与能源融合仍停留在个别项目试点层面,电动汽车普遍采用无序充电模式,充电负荷与电网高峰负荷重合度高,电动汽车负荷可调度性好与分布式储能的灵活性资源潜力未能得到有效挖掘,下一步充电设施的大规模应用,必然对电网的规划发展带来新的挑战。

总体来看,充电基础设施取得的重大成绩以及暴露出的问题说明,我国的电动汽车充电设施发展还处于发展初级阶段,是与电动汽车产业发展相适应的,是由电动汽车和充电基础设施的技术发展水平和产业发展阶段决定的,是“发展”中的问题,属于成长的“烦恼”。

电动汽车充电设施规划目标定位

电动汽车充电设施“十四五”规划必须服从新能源汽车以及能源电力行业“十四五”发展规划,必须站在国家“十四五”时期经济社会发展主要目标中考虑充电设施的发展目标。

充电设施高质量发展。习近平总书记指出,“发展新能源汽车是迈向汽车强国的必由之路”,充电设施作为电动汽车普及的重要保障,也应该是我国汽车强国的有机组成部分,充电设施的“十四五”规划应围绕充电设施高质量发展来谋划,实现创新、协调、绿色、开放、共享发展。

新能源汽车坚强保障。充电设施的规划目标要与《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》提出新能源汽车发展规划目标相适应,满足以电动化、网联化、智能化为特征的新能源汽车技术转型发展需要。作为基础设施,还必须保持一定的适度超前。

智慧交通有机组成。充电设施作为城市的新型基础设施,要在智慧城市、智慧交通的建设发展中扮演重要角色,优化充电设施布局,将充电设施与城市交通设施建设、城市规划更加紧密结合起来,充分考虑无人驾驶产业化后的智能交通系统,统筹车流、人流、停车、充电需求,实现科学布局、精准布局,有效提高充电设施利用率。

能源体系转型升级。充电设施既是电动汽车能源供给的提供方,也是智能电网的重要组成部分。在落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略、构建十九大提出的清洁低碳、安全高效能源体系中扮演着重要角色。

国际国内市场双循环。在做大做强国内电动汽车充电设施市场的同时,必须支撑和服务我国电动汽车和充电设施国际市场开拓,要站在国际国内市场双循环角度审视和选择我国的电动汽车充电设施技术路线,要进一步加强国际标准合作和提高国际标准站位。

电动汽车充电设施规划应重点考虑的几个问题

当前,围绕2021~2025年的规划,《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020年)》正在编制修订中,结合充电设施建设和发展中的经验,应重点考虑以下六个问题:

车桩比

作为衡量电动汽车与充电设施数量配比关系的重要指标,车桩比比较形象地说明了充电设施数量配合电动汽车发展的支撑程度,作为2015年的规划指南中的重要指标,车桩比是按照1:1进行规划,但截至2019年底,据中国电动汽车充电基础设施促进联盟的统计数据,车桩比约为3.7:1左右。鉴于我国电动汽车在各地的分布格局、产品种类和分布数量上差距巨大,各自的充电需求不同,因此,统一的车桩比规划指标容易让人忽视电动汽车在各地、各行业的实际充电场景,应分应用场景规划车桩比,区分公交大巴、出租车、租赁车、物流车、环卫车、私人用车的不同充电需求,研究不同场景下的车桩比,对不同领域的车桩比指标进行科学分析,提出充电基础设施的建设规划。同时,也要将建设规划落地,提出与城市详细规划与电网规划的衔接机制和流程,明确与物业管理、城市停车、高速服务区管理等相关行业管理机制的衔接措施。

布局结构

过去,充电基础设施建设布局规划主要是分散为主,集中为辅。从经济学角度上讲,集中资源肯定比分散资源更有效,能够更好地进行资源优化配置。居民区分散充电设施分摊到建筑物上的建设成本从全社会上讲,最终也会传递到最终用户,最终的买单者还是用户。因此,考虑到各地区电动汽车推广的程度不同,考虑到电动汽车的渗透率是一个缓慢发展的过程,应结合各个城市的特点不同,慎重考虑充电设施的布局结构是集中建设还是分散建设。既要反对绝对化的分散式布局,也要反对简单化的集中布局,应从各个城市的电动汽车发展规模进度和城市的基础设施条件两个维度来顶层规划充电设施的布局是集中好还是分散好,一线城市应在居民分散充电设施的建设上多考虑集中布局的优势,三线城市应在商用车集中布局的基础上多考虑分散布局。要考虑充电基础设施的覆盖密度与充电场站的场均服务能力关系,在初期车辆不多时,建议以覆盖密度为主,需要相对分散;在后期随着覆盖密度提升,建议以提升场均服务能力来满足车辆规模增长需求。

重点应用场景的充电难问题

目前,我国的充电设施建设已经基本支撑电动汽车推广和产业化的需求,但是,老百姓还是抱怨充电设施少,充电不方便,主要体现在几个关键性应用场景的充电设施建设困难。“十四五”规划应重点关注这些充电短板:

一是老旧小区充电难。老旧小区充电存在电源容量不足、改造空间受限、停车位不足等限制性因素,应结合老旧小区的实际情况,因地而异,通过或扩容、或有序充电、或建立体充电停车库、或共享式直流充电桩、或小区附近大功率充电站等多种形式解决老旧小区的充电难问题,要为老旧小区充电提供组合方案。

二是农村充电难。农村电动汽车充电存在农村电网不强、电力接地安全风险大、农民安全意识淡薄等情况,应关注农村电动汽车充电的特殊性要求,加强宏观指导和指引,切实为电动汽车的下乡进村提供充电支撑。

三是重卡、物流车充电难。当前,国家正在加大包括物流车在内的商用车以及重卡车的电动化进程,物流车充电存在充电场地不固定,充电设施建设困难,充电电压平台多样化、低压化,充电保护控制薄弱等状况,应加大物流车充电设施的建设布局,为我国的物流产业提升提供保障作用。要结合重卡电池容量大、行驶线路固定、电能补给快等特点,重点开展换电模式探索。

充电互联互通

充电互联互通既是政府行业关心的问题,也是广大车主迫切期望解决的问题。我们期望实现一个充电APP能完成找桩、充电、结算的全流程,期望有一个行业的互联互通充电标识,真正实现一“卡”在手,充电漫游走天下。“十四五”规划应建立行业级的互联互通顶层设计,尊重市场机制,借鉴银联、高速ETC等行业经验,实现行业级的充电漫游。

充电安全体系

电动汽车安全事关产业的健康发展。充电安全作为电动汽车安全体系的重要部分急需全行业统筹推进。要建立严格的电池和电池管理系统产品质量准入体系,加强事后处罚力度,从源头上堵住充电安全问题。要严格充电设施产品质量、施工安装、运行维护制度,提高充电安全支撑体系。要加强电动汽车和充电设施信息系统的互联互通,提供大数据的充电安全预警作用。

建立可持续发展的商业模式

当前,充电服务费是采用在充电电量的基础上附加费用的定价方式,这种模式忽视了充电行业的固有特点。与加油不同,现阶段,充电站的运营费用与场站地址关系很大,充电服务费的差异度不足以弥补场站费用的差异,同时,充7~8个小时才充满电的充电体验和15分钟快速充满电的体验也是不一样的,由此可看,充电过程更是一种体验,准确来讲,是一种充电服务。充电服务的好坏与充电地段、充电站附加服务功能、充电速度等多种因素有关,这些充电服务的差异应该体现在充电服务的价格构成中,而不是简单地捆绑充电电量进行无差异化对待,可以考虑建立体现充电服务差异化竞争的价格构成机制,促进充电服务的提质增效,建立可持续的充电商业模式。同时,充电运营商也可以考虑包括电池健康保养、充电产品服务、保险等增值服务。

电动汽车充电设施规划需把握的几个关系

电动汽车充电设施发展正处于技术快速迭代升级、产业升级的过程中,与汽车、城市、电网互动密切,在充电设施“十四五”的规划时,需把握以下五个方面的关系:

发挥市场机制作用与加强政府宏观管理相结合

要把握市场作用与政府管理的关系。在充电设施建设运营补贴中,政府应重点支持充电设施网络短板建设,对那些当前不盈利、一般充电运营商不愿建设,但对于充电设施网络建设至关重要的节点、薄弱点充电站重点支持。例如在高速公路、城乡接合部、农村地区等地的充电设施建设和运营,进一步明确该类充电服务的民生属性,建议定为普遍服务性质,加强政府补贴力度;而对于竞争性充电场站,可发挥市场机制实现充电设施的规划选点优化。要强化小区桩建设、公共桩规划(保障用地)等方面的政府职责,进一步明确建设主体责任,发挥政府的主导作用。

结合充电产业发展趋势提前布局先进充电技术

要把握近期发展与远期布局的关系。针对大功率充电的产业化预期,应重点考虑在高速公路、城市群、一线城市等地区的提前进行ChaoJi充电设施布局规划。针对慢充应用场景,要分析有序充电、无线充电在2022年前后产业启动后对慢充桩充电在数量和结构上布局规划的影响,要考虑V2G的推广应用,加快慢充直流化技术的推广。针对重卡换电、共享换电,要结合商业模式和产业联盟进行规划。针对V2G要提前规划,创新V2G的商业模式,在政策上、在体制上扶持V2G,为V2G的产业化启动提前布局;要大力建设主动配电网建设,为V2G的实现提供基础和条件;大力建设电力市场,为V2G的推广提供最终的价值输出渠道。

充分考虑特种车辆充电需求

要把握一般充电与特殊充电的关系。针对不同应用场景要区分充电设施的技术路线和充电设施布局,既要满足一般公交大巴、私人车的充电需要,也要充分考虑高度重视物流车、环卫车、机场码头车辆等特种电动车辆的充电需求,只有建立适应不同充电需求的立体充电服务网络体系,才能全面推进和加速促进我国汽车电动化的全面转型。

重视充电国际标准,布局国际市场

要把握国内市场和国际市场的关系。国际标准是国际市场通行证,要加强充电国际标准化工作力度,进一步提高站位,要按照习近平总书记在2019年为第83届IEC大会贺信指出的“中国将继续支持和参与国际标准化活动”,“不断完善国际标准体系和治理结构,更好发挥标准在国际贸易和全球治理中的作用”要求,着眼未来、着眼世界,以更开放的态度和更加进取的精神做好充电设施国际标准化工作,为未来的国际市场开拓“站好卡位、打下先手”。

进一步注重协同发展

充电设施的产业布局应重点考虑电动汽车智能化、网联化的发展进展,提前考虑无线充电、机械臂辅助充电等自动充电的技术导入和设施建设;应结合下一代功率半导体的产业化推广和电压电流的升级方案提前推广宽电压、大电流、恒功率的充电设施布局。应结合智慧城市的建设,优化充电设施布局,便于方便充电,要充分考虑“充电+停车”、“充电+商业”、“充电+出行服务”、“充电+车辆服务”。应结合配电网的改造升级和电力市场建设,推动电动汽车充电与电网互动,发挥移动储能作用,实现电网的削峰填谷,通过V2G消纳更多新能源电力,引导“新能源汽车充新能源电”,替代更多化石能源,要以更高的站位提高V2G重大意义的认识,为我国实现二氧化碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和的目标发挥积极作用。

面向“十四五”的充电设施规划,不应局限在充电设施本身的规划,要将规划放在国家第十四个五年规划和二〇三五年远景目标中考虑,要在新时代新发展新格局的站位中考虑,要立足中国国情并放眼国际,充分发挥市场机制和政府有效作用,为我国建成汽车强国和实现能源转型发展谋篇布局。

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