基礎設施日臻完善

鄭劼

除了產品和技術，我國在充電、換電、氫能和綠電交易等方面同步推進，在新能源汽車使用的配套設施方面同樣構建了強大的勢能。

從2020年開始，以5G基建、特高壓、新能源汽車和充電樁、數據中心、人工智能、工業互聯網為代表的“新基建”嶄露頭角，越來越受到市場關注。作為新基建的重要組成部分和我國新能源汽車產業發展的“后勤保障部隊”，在政策扶持疊加新技術驅動下，我國新能源汽車基礎設施建設也已取得了階段性成果，正迎來新一輪的發展周期。

具體來看：充換電基礎設施建設全面提速，商業模式不斷創新;氫能基礎設施建設有序開展;新能源汽車與綠色能源向跨領域融合發展穩步推進。

充電網絡規模全球第一

根據《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》，到2025年，我國新能源汽車新車銷量占比將達到20%左右。在未考慮碳達峰和碳中和的情景下，預計到2035年，國內純電動汽車保有量有望達到1.2億輛，屆時純電動汽車的充電需求將超過5500億kwh。作為源網荷儲媒介，充電網絡可以助力電動汽車有效調節電力負荷、改善電能質量、提升電力系統對波動性可再生能源的消納等。

值得驕傲的是，無論是充電樁數量還是里程覆蓋率，我國都已經走到了世界前列，“讓充電樁走進千家萬戶”這一美好愿景已經指日可待。

相關數據顯示，截至2021年8月，中國已建公共充電樁98.5萬臺、私人充電樁112.0萬臺、換電站849座;1-6月，公共充電設施規模占比達到全球62%，其中公共快充設施占比達到全球80%。與此同時，中國高速公路快充樁總數量已經超過1萬余臺，里程覆蓋率超過35%，京津冀、長三角和珠三角重點區域高速已經實現全面覆蓋。

技術是支撐充電網絡迅速鋪開的基礎，近年來，我國充電關鍵技術持續提升，不僅充電功率模塊轉換效率、可靠性、功率密度和成本指標顯著提升，大功率充電和柔性功率控制技術研發取得積極進展，無線充電、自動充電等新技術應用也取得了重大突破。

換電安全管理系統方案基本形成

電動汽車換電模式是指通過集中型充電站對大量電池集中存儲、集中充電和統一配送，并在電池配送站內對電動汽車進行電池更換服務或者集電池的充電、物流調配以及換電服務于一體。

相比充電模式，換電最大的特點是車電分離，不僅可以有效降低車主負擔，而且還能大大縮短補能時間。充電+換電兩種模式并行、互補，是行業公認的新能源汽車在補能環節的發展趨勢。目前，我國積極推動換電模式創新應用，并取得了顯著成效。

從換電技術層面看，我國已克服了制造一致性、裝配容錯性、連接安全性、換電成功率及穩定性等多項技術難點，采用視覺識別技術精準定位，具備快速準確定位、安全可靠鎖止、長壽命和高可靠性的特點。 可實現穩定換電次數2000次以上，乘用車換電時間3分鐘以內，商用車換電時間5min左右。

從換電安全管理層面看，也已形成了系統化的解決方案，電池恒溫水冷系統確保不受季節影響;監控傳感器、AI攝像頭結合高算力邊緣計算系統，使換電站能自動診斷設備故障，自動確定解決方案;站內環境監控系統實時監控全站溫度、濕度、煙霧和水浸等多種工況，保證站內運營安全。

氫能技術實現示范應用

氫燃料汽車規模化擴張在即，制/儲氫技術的突破十分關鍵。目前，我國已實現制氫、儲氫技術規?；痉稇谩?/b>

中國現階段主要以化石原料制氫為主，制氫成本每千克約9元。氣態儲氫應用相對成熟，高壓儲氫已廣泛應用，液態儲氫開始示范應用。車載儲氫瓶全部實現自主配套，并由Ⅲ型瓶向IV瓶發展，儲氫壓力、儲氫質量密度不斷提升，已開發出70MPa IV瓶產品，儲氫密度達到6wt%（質量儲氫率）左右。成功開發全球首款液氫重卡，液氫瓶儲氫密度達到9wt%（質量儲氫率）。

可再生能源電解水制氫是氫燃料電池汽車實現全生命周期碳減排的重要路徑，是未來發展趨勢。中國已開展多個可再生能源電解水制氫示范項目，項目規模達到兆瓦級，系統轉化效率提高到80%以上。寧東能源化工“太陽能電解水制氫綜合示范項目”，涵蓋了20萬kw光伏發電裝置和產能為每小時2萬標方的電解水制氫裝置;張家口沽源“風電制氫綜合利用示范項目”于2021年完成一期建設，產能達到800標方。

尤為重要的是，我國在加氫站建設上也已處于全球前列。截至2021年8月，中國共建成加氫站189座，包括專用加氫站以及油-氫合建站、油-氫-電合建站、油-氫-電-氣合建站等綜合補給站，具備35MPa、70MPa加氫能力。

綠電交易超26億kWh

現階段，新能源汽車與清潔能源融合發展不斷推進，充電樁已經不僅僅作為獨立的樁存在，還正與電網發生有機融合，進行能量交互，充換電場站的綠電交易規模也持續擴大。

以國家電網為首的企業已經在北京、上海等地區開展了車網互動項目試點，充分挖掘充電基礎設施在能量市場以及電力輔助服務市場上的潛力。截至今年8月底，國家電網已在北京、天津和河北等14個省市開展綠電交易，累計完成交易電量超過26億kWh，減少碳排放超過260萬噸。

而在此之前，2018年8月，工業和信息化部、聯合國工業發展組織也已共同啟動全球環境基金“中國新能源汽車和可再生能源綜合應用商業化推廣”項目，項目實施周期三年。通過項目示范推動政策及標準法規體系完善，促進與擴大中國新能源汽車與可再生能源融合發展。

目前，“中國新能源汽車和可再生能源綜合應用商業化推廣”項目已經在北京、上海、天津、太原、深圳、青島、保定、鹽城和連云港等城市開展落地示范，主要包括 V2G技術示范、城鎮社區智能有序充電示范、農村分布式可再生能源利用示范以及大規模充電站智能有序充電示范等。

從項目進展來看，目前，長城保定工業園區車網互動示范項目已經完成V2G車型開發及驗證，已招募17位車主進行V2G應用并采集相關數據，對其中一位車主的充放電數據進行詳細分析，同時也完成了V2G車型電池壽命的階段性分析等。