充電技術進步如何影響充電設施行業演化

文/ 中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟技術和認證部主任 劉鍇

作為當前建樁主力的直流快充樁對新能源汽車業態發展產生了哪些影響？大功率快充技術更適用于哪些場景？解決哪些問題？充電服務能力將發生哪些改變？

距《指南》目標相去甚遠

2015年10月國家發改委、國家能源局、工信部和住建部聯合印發《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020)》（《指南》），《指南》將全國（不含港澳臺）劃分為積極促進地區、示范推廣地區和加快發展地區并分別提出了10萬個、220萬個和250萬個的建樁目標。2016-2018年間，多地政府以《指南》為依據編制和發布了相關充電樁的布局規劃。

車輛目標方面，《指南》指出，到2020年，全國電動汽車保有量將達到500萬輛。據公安部機動車保有量數據顯示，截至2021年上半年，全國新能源汽車保有量603萬輛。全國新能源汽車保有量已超出《指南》提出的500萬輛車的目標。

2021年上半年各區域建樁情況

充電樁目標方面，《指南》也將廣西、西藏、青海、寧夏、新疆等5個省區列為積極促進地區，預計到今年，充電樁保有量達10萬個；將山西、內蒙古、吉林、黑龍江、江西、河南、湖北、湖南、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅等14個省區市列為示范推廣地區，預計到今年，充電樁保有量達220萬個；將北京、天津、河北、遼寧、山東、上海、江蘇、浙江、安徽、福建、廣東、海南等12個省市列為電動汽車發展基礎較好,霧霾治理任務較重，應用條件較優越的加快發展地區，預計到今年，充電樁保有量達250萬個。

從《指南》發布的近五年來各區域的行業實踐來看，充電樁建設的目標達成率不及預期。雖然距《指南》目標相去甚遠，但從國家到地方都沒有對充電設施發展進行過多干預，這也充分體現了國家對市場在資源配置中起決定性作用的工作思路，即充電樁建設須由市場供需決定。雖然當前政府仍有資金獎補政策加以市場引導，但充電運營企業的持續盈利性問題需要企業根據市場情況進行調整。這也是最近兩年公共充電樁增速較2015-2017年大幅減緩的最主要原因。長遠來看，隨著充電樁進小區難題的逐步破解以及單槍大功率充電技術（P≥350千瓦，下同）的成熟應用，公共充電樁的數量增長將具有較大不確定性。而聚焦住宅小區的充電設施配套工程和隨車配送的私人專用充電樁卻能穩定輸出需求。

現有充電服務能力基本支撐需求

數據來源：公安部2021年上半年統計數據 中國充電聯盟2021年上半年統計數據

據公安部統計數據顯示，截至2021年上半年，全國新能源汽車保有量為603萬輛，其中純電動汽車493萬輛。從車樁目標達成率來看，車樁比約為3.1∶1。從具體車輛分類來看，若以純電動汽車保有量來計算，則車樁比約為2.5∶1。另外需要提醒的是，近兩年公共充電樁領域，高功率直流充電樁成為建設的主流，也在一定程度上提升了充電效率。再加上配建率約為73%的私人充電樁的作用，所以才出現了194.7萬個的充電樁支撐了603萬輛新能源汽車的充電需求的情況。此外，筆者也曾以北京市的新能源汽車規模和充電樁服務能力進行過測算，若以北京現有的車輛構成、保有量規模和充電樁數量及其充電服務能力為模型來計算，在計入私人充電樁影響的情況下，全國公共充電樁的利用率僅為13.8%。顯然，現有充電服務能力可以支撐新能源汽車充電需求。

從各地區發布的政策情況來看，其新能源汽車銷量主要得益于政策的驅動。這也和當前新能源汽車尤其是純電動汽車的市場接受程度有關。當前新能源汽車僅在日常行駛成本和日常維保成本上優于燃油汽車，而在涉及動力電池性能衰減、能源補給效率低和能源補給便利性差這三個燃油車完全不存在的問題上則充分體現了短板效應。這也是新能源汽車的市場接受程度還暫時無法完全由市場驅動的最主要原因。但另一方面，對于像公交車輛、物流車輛等運行時間固定、運行里程固定和車輛統籌管理的運營類專用車輛則可以很好解決上述問題，從而較快全面實現電動化。此外，在能較好解決充電樁進小區的城市和有一定經濟基礎的鄉村地區也將迎來新能源汽車的快速增長。經測算，未來3-5年內在沒有惡劣氣候制約、人均GDP達到一定水平、千人汽車保有量較低且沒有新能源汽車牌照數量限制的城市及其鄉村地區將有較大增長空間，具體可參考《中國新能源汽車產業發展情況分析與測算》報告。

就公共充電服務而言，電力資源和充電場地資源是提供充電服務的必要前提。由于當前90%以上的充電運營企業皆為服務型企業，故近五年來，服務型企業加快了充電樁站點的布局。

場地是充電服務的核心資源

從公共充電運營市場來看，全國范圍內公共充電服務企業大致可以劃分為五大類：一是以國網、南網等擁有電力資源以及中石油、中石化、地方城投、地方能投等擁有充電場地資源為代表的資源型企業；二是以絕大部分自建自營充電樁的民營企業為代表的服務型企業；三是以小桔充電、高德地圖、支付寶等以超高用戶流量為基礎進行充電樁聚合的互聯網企業為代表的平臺型企業；四是以特斯拉、蔚來等以滿足自身用戶充電需求的新能源汽車制造企業為代表的能源配套型企業；五是以出租車公司、公交公司、物流公司等有車輛電動化要求并有穩定充電需求為代表的需求型企業。從目前公共充電樁保有量來看，服務型企業的自有充電樁保有量占比約為70%。

2021年上半公共充電服務按類型劃分企業概況

就公共充電服務而言，電力資源和充電場地資源是提供充電服務的必要前提。由于當前90%以上的充電運營企業皆為服務型企業，故近五年來，服務型企業加快了充電樁站點的布局。以北京和深圳為例，在所有核心地段、人流和車流較大的場地皆已有企業進行了充電樁布局。

另一方面，雖然電網企業是資源型企業，但由于我國電力資源屬于國家統一調配的資源范疇，故在新能源汽車產業發展之初，國家和各項地方政策的著力點幾乎都在圍繞電力價格、接電便捷、用電安全等方面做文章。加之充電站點越多，越有利于電網售電，所以電網企業在排除掉自身建樁的需求后，將不會把電力資源視為充電服務的競爭壁壘。相反，由于場地資源的產權所有方構成復雜、場地溢價千差萬別，場地供需高度市場化，從而導致場地資源不能靠國家政策統一調配而只能通過政府引導，最終靠市場行為來解決。所以不論是公共充電服務還是私人充電服務，充電場地資源將是充電服務的核心資源。

充電技術發展如何影響運營業態

從近年來公共充電樁的增長情況來看，直流快充樁已經成為新增建設的主流。近兩年，單槍平均功率60-90千瓦的充電樁成為了大多數運營企業的建樁首選。這一方面得益于車輛和動力電池技術的進步，另一方面也是充電場地資源的占有成本以及運營效益的必然要求。公共充電樁必須加大充電功率、提升充電效率、提升充電場地有效利用率來實現盈利，已成為行業共識。尤其是單槍更大功率（≥350千瓦）的充電，一是可以做到充電效率和加油效率相當，極大提升新能源汽車市場接受程度，二是極大提升充電車位有效利用率，實現即充即走的加油站模式。

量產車型——電壓平臺（單位：V）

量產車型— —充電電流（單位：A）

量產車型——充電功率（單位：kW）

據北京市城市管委提供的數據顯示，截止到今年上半年北京市加油站共計1007座，以每座加油站平均約30把加油槍計算，北京市的加油槍總量約30210把。另一方面，今年上半年全北京市民用汽車保有量約605萬輛。故車槍比約為200∶1，以當前北京市約37.9萬輛純電動乘用車汽車的保有量計算，以大功率充電技術為前提，在充電站點布局合理的基礎上全北京市僅需要充電槍1895個。

綜上可知，大功率充電技術帶來的充電模式其實質是加油站模式。如果是加油站模式興起，則這其中最有可能實現大功率充電網絡的企業則是前述資源型企業。布局合理的充電場地資源和電力資源的結合，則資源型企業具備先天的競爭優勢。

關于大功率充電技術的四個判斷

大功率充電技術的應用初期僅局限于豪華汽車品牌，且受眾有限。從世界范圍來看，目前大功率充電技術尚無成熟應用先例，僅在部分豪華品牌車型開展了一些技術驗證工作。在技術發展初期，一是由于該技術對車輛高壓器件有較高要求，涉及車企供應鏈調整以及關鍵零部件可能出現的“卡脖子”問題，國產品牌2-5年內將不會將該技術路線作為重點方向；二是由于車端成本原因，當前階段大功率充電技術也僅能應用于豪華汽車品牌，就如特斯拉真正高明之處在于把用戶定位和用戶體驗作了精準分析。針對當時存在的電池成本高和續駛里程短兩大矛盾，特斯拉巧妙選擇用戶定位，用多裝電池的方式解決續駛里程問題，定位高端跑車以緩解成本壓力。所以低端車型尤其是國內品牌溢價較低的車型將不會選擇該技術路線；三是當前階段電池性能還不能完全匹配大功率充電技術，由該技術帶來的電池衰減和車輛側充電安全性問題還沒完全得到解決，這也是現階段制約該技術推廣的原因之一。

大功率充電技術可以解決兩大互聯互通難題。大功率充電技術其實質是帶來了加油站模式的興起。從長期來看，其一是如果現有加油站全面改成充電站，則信息互聯互通的問題將迎刃而解，因為現有的每一個地圖應用都有每一座加油站的地理位置信息，地圖應用只需將“加油站”改成“充電站”就能解決問題。如此，用戶將通過地圖應用去查詢充電站，這便解決了信息互聯互通的問題；其二是加油站模式的有人化值守，可以輕而易舉地解決支付互聯互通的問題，因為一旦有人值守，則用戶可以選擇現金、掃碼、刷卡等各種方式支付充電費用。同樣是因為有人值守的加油站模式，充電站點布局不合理、充電車位專用化率較低和充電車位被占用率較高等現階段頻發的充電體驗痛點將被極大緩解。

大功率充電技術有三大應用需求場景。一是例如像北京、上海、深圳等停車位資源緊張的特大型城市中的改造難度較大的老舊小區居民用戶的充電需求；二是例如像公交、出租和物流等企業對于充電效率要求較高的運營類專用車輛用戶的充電需求；三是例如像日益增長的長途自駕的有在高速公路上進行快速補電的出行用戶的充電需求。

大功率充電技術應用進入成熟期后，平臺需求被弱化。長期來看，隨著大功率充電技術成本的不斷降低，越來越多的車型可以應用該技術，又因為該技術可以較快較好解決信息和支付互聯互通的問題，則面向用戶的平臺需求將會被弱化。

另一方面，鑒于大功率充電技術的現實意義和廣受關注，全國汽標委也正在抓緊調整2015版國標（20234.1-2015）的有關要求，并開展關于大功率充電技術的適應性驗證工作（主要驗證載流能力和溫升），這也將對大功率充電技術的車端應用起到積極推動作用。

充電樁進小區時間跨度大大縮短

雖然電網公司用了近二十年的時間才實現了家家戶戶用空調，但由于政策的支持、技術的進步和模式的創新，充電樁進小區的時間跨度將大為縮短。首先，以國家電網公司為代表的有關企業已經研發出住宅小區有序充電的充電樁和相關能源配套系統，在技術上已經能夠做到引導用戶分批、按時、按需進行車輛充電。現在要從政策推動和市場化機制入手來引導用戶遵守和適應有序充電的規則要求，以形成規模化效應；其次，即使在電力容量和車位較為緊張的小區，也已經有企業開展小區范圍內公共充電樁運營模式的探索，且也取得了一些經驗和效果；再次，私樁共享模式也已在多地進行了商業化嘗試，但是還要從樁主自主定價的合法性以及發生安全事故后責任的劃分和賠償等方面著重加以研究，形成長效機制，解除監管方、物業方和業主方的后顧之憂，暢通住宅小區充電服務。

決定充電服務能力的三個因素

從技術進步的角度來看，不論是為公共充電服務的大功率充電技術，還是為私人充電服務的住宅小區有序充電技術，其解決的都是電力資源利用率的問題。從商業模式的角度來看，不論是為公共充電服務的加油站模式，還是為私人充電服務的居住地充電模式，其解決的都是充電車位專用化的問題。所以，充電車位專用化率、充電樁額定裝機功率和充電樁保有量這三方面因素才決定了充電服務能力。

隨著充電樁進小區越來越容易，大功率充電技術的成熟和普及，公共充電樁的數量需求將具有較大不確定性。而車主在家就能充電才是實現充電比加油更方便的最關鍵一環。長遠來看，服務型企業將有可能逐步成長為汽車企業、房地產開發企業和物業管理企業的零部件配套供應商和能源系統集成商。