淄博市新能源汽車充電樁發(fā)展現(xiàn)狀及選址研究

文/商 慧，陳 高，劉洪柱，劉從臻

0 引言

近年來，全球氣候變暖不斷加劇，石油、煤炭等不可再生能源緊缺，發(fā)展綠色環(huán)保的新能源汽車顯得尤為重要。充電樁作為新能源汽車重要的配套設(shè)施，影響著此類車的發(fā)展。2010年，淄博市供電公司就已經(jīng)在5個(gè)區(qū)的各個(gè)大型停車場(chǎng)、居民小區(qū)等建立36個(gè)充電樁。雖然充電樁的規(guī)模不斷擴(kuò)大，但在建設(shè)布局上仍然存在許多問題。本文分析了淄博市汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀，并依據(jù)選址優(yōu)化理論提出了科學(xué)合理的規(guī)劃布置。

1 淄博市新能源汽車充電樁建設(shè)背景

2014年年初，淄博被列入國(guó)家新能源汽車推廣示范城市。自此，政府開始在全市推廣使用新能源汽車，鼓勵(lì)支持市民積極購(gòu)買，其數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。截至2021年12月，淄博市新能源汽車保有量已達(dá)5萬輛左右。

在加大新能源汽車推廣同時(shí)，淄博市也開始擴(kuò)大建設(shè)充電站等基礎(chǔ)設(shè)施，與新能源汽車發(fā)展保持同步。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2021年年底，淄博市電動(dòng)汽車充電樁保有量已經(jīng)達(dá)到3 500個(gè)左右，其中公共充電樁大約有1 500個(gè)。為了進(jìn)一步推動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，淄博市于2022年3月發(fā)布了《2022年電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)施方案》。根據(jù)規(guī)劃，淄博將力爭(zhēng)新增3 000多個(gè)電動(dòng)汽車公共充電樁（包括綜合能源港200個(gè)公共充電樁）和7 000多個(gè)社區(qū)個(gè)人充電樁。目前，淄博市的充電設(shè)施建設(shè)方式根據(jù)領(lǐng)域不同主要有以下4種：私人領(lǐng)域型、企業(yè)自用型、公共服務(wù)型和社會(huì)服務(wù)型。

2 淄博市新能源汽車充電樁發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議

2.1 充電樁選址布局困境

目前淄博市充電樁的布局范圍小且數(shù)量較少，分布不均勻，主要集中在張店區(qū)的大型商場(chǎng)、酒店等繁榮地帶的停車場(chǎng)。而對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)緩慢的高青縣、桓臺(tái)縣及博山區(qū)，充電樁的建設(shè)較少，無法滿足廣大用戶的需求。同時(shí)由于充電樁主要的建造位置在城市中心繁華地帶，這些地方通常面臨著兩個(gè)問題，即高收費(fèi)和高服務(wù)費(fèi)。經(jīng)濟(jì)實(shí)力的優(yōu)勢(shì)使得這些地區(qū)的車輛相比其他區(qū)域更多，造成停車位不足，導(dǎo)致一些燃油車車主將汽車停在充電樁區(qū)域，致使電動(dòng)汽車無法及時(shí)充電。

2.2 充電樁充電費(fèi)用問題

新能源汽車數(shù)量的增加勢(shì)必引起電能消耗的增多，在這一背景下充電費(fèi)用也相應(yīng)提高。對(duì)用戶來說，充電費(fèi)用通常包括兩個(gè)方面，一方面是充電基礎(chǔ)費(fèi)，另一方面為服務(wù)費(fèi)。以淄博市某一家公司建設(shè)的充電樁為例，在峰時(shí)段時(shí)每度電的收取費(fèi)用為1.113 4元，在平時(shí)段時(shí)每度電的收取費(fèi)用為0.763 9元，在谷時(shí)段時(shí)每度電收取費(fèi)用為0.414 4元。除了基礎(chǔ)的充電費(fèi)用以外，每度電還要收取0.6元的服務(wù)費(fèi)用。就谷時(shí)充電來說，每度電需要支付的費(fèi)用為1.011 4元。如果使用家庭電能，每度電收取費(fèi)用為0.55元，相比市場(chǎng)上谷時(shí)段，費(fèi)用得到極大地減小，這一連鎖反應(yīng)也造成一些充電樁的使用效率低下。

2.3 充電樁設(shè)備管理問題

隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的不斷增加，車主對(duì)于充電樁的質(zhì)量和充電速度的要求也在提高。由于當(dāng)前充電樁建設(shè)的速度比較快，而后續(xù)的設(shè)備管理維護(hù)，定期檢查等服務(wù)技術(shù)無法及時(shí)跟進(jìn)，使得一些充電設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)，不能快速解決。張店地區(qū)部分充電樁因?yàn)榻ㄔO(shè)較早，充電設(shè)施出現(xiàn)斷電現(xiàn)象未能及時(shí)更新，且工作人員的管理監(jiān)督不及時(shí)，導(dǎo)致許多充電樁成為“僵尸樁”。有樁不能充電，給車主造成了極大不便。例如：銀座地下停車場(chǎng)的充電樁是早期舊樁的第一代，充電口跟現(xiàn)在的車輛不匹配，并且現(xiàn)場(chǎng)無槍線，需要自帶設(shè)備，充電過程中經(jīng)常出現(xiàn)斷電問題。此外，一些設(shè)備由于未能及時(shí)完善，出現(xiàn)了充電速度慢等問題，造成車輛無法充電甚至更嚴(yán)重的安全問題。

2.4 充電樁改進(jìn)對(duì)策建議

（1）因地制宜加大充電樁建設(shè)。

近年來淄博市鼓勵(lì)支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。根據(jù)因地制宜、按需設(shè)置的原則，在現(xiàn)有停車場(chǎng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)大充電樁建設(shè)，優(yōu)化充電樁的布局。采取的措施主要有：通過實(shí)施補(bǔ)貼政策，鼓勵(lì)醫(yī)院、國(guó)家電網(wǎng)、高等學(xué)校等機(jī)關(guān)事業(yè)單位，按照至少12%的比例建設(shè)充電樁；建設(shè)以快速充電為主，慢速充電為輔；簡(jiǎn)化充電設(shè)施建設(shè)流程和手續(xù)，加快建設(shè)效率；利用傳統(tǒng)的站點(diǎn)增設(shè)充電功能，將一些合適的加油站、加氣站等站點(diǎn)改造成綜合性地能源港。

（2）加強(qiáng)管理監(jiān)督，建設(shè)充電樁信息管理平臺(tái)。

目前淄博市公共充電服務(wù)平臺(tái)主要是國(guó)家電網(wǎng)。建議相關(guān)工作人員可以加強(qiáng)對(duì)平臺(tái)的監(jiān)控，定期檢查充電設(shè)備。尤其是對(duì)于一些無槍線的“僵尸樁”及時(shí)做好設(shè)備維修，保證充電過程能夠順利有效地進(jìn)行，提高用戶的滿意度。

淄博可以參考海南省近年來的成功經(jīng)驗(yàn)，建立更加統(tǒng)一的信息管理平臺(tái)。將淄博市不同品牌的各類充電樁信息整合到平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及管理，利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，對(duì)充電樁的運(yùn)營(yíng)、布局以及使用情況進(jìn)行合理分析，確保充電設(shè)施通暢，進(jìn)一步促進(jìn)淄博市新能源汽車的發(fā)展。

3 新能源汽車充電樁選址理論

3.1 排隊(duì)論

排隊(duì)論即通過對(duì)需要服務(wù)的對(duì)象所到達(dá)的時(shí)間點(diǎn)和服務(wù)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析, 從而得到服務(wù)強(qiáng)度、等候時(shí)長(zhǎng)、隊(duì)伍長(zhǎng)度等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)量，進(jìn)而對(duì)服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，使其既可以滿足服務(wù)對(duì)象的需求，又能夠讓系統(tǒng)的某些指標(biāo)最優(yōu)。由于汽車充電是一個(gè)隨機(jī)性問題，所以在對(duì)充電樁進(jìn)行選址時(shí)要考慮多方面的問題。在不同時(shí)間段的充電人數(shù)大相徑庭，排隊(duì)時(shí)長(zhǎng)以及隊(duì)伍長(zhǎng)度也會(huì)對(duì)充電樁位置產(chǎn)生影響，還需考慮繁忙階段是否會(huì)因?yàn)槌潆娺^多導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或癱瘓。

3.2 中心地理論

該理論早期并未應(yīng)用在選址問題上，而是被使用在城市的規(guī)劃布局。后來隨著中心地理論的不斷發(fā)展成熟，其應(yīng)用范圍也被逐漸擴(kuò)大，在選址研究中該理論也逐漸合適。對(duì)于充電樁的位置，首先要考慮每個(gè)樁服務(wù)區(qū)域的大小。其次，在確定范圍后，應(yīng)選擇樁的布局方式，最大限度地提高整個(gè)充電系統(tǒng)的效率。可以使用該理論中六邊形網(wǎng)絡(luò)的布局圖，來對(duì)充電樁需要建設(shè)的位置進(jìn)行布置。

4 淄博市新能源汽車充電樁布局優(yōu)化

經(jīng)對(duì)淄博市新能源汽車未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)查，初步將汽車數(shù)量與充電樁的數(shù)量比例設(shè)置為28∶1，充電時(shí)間大約為85分鐘。通過對(duì)淄博市內(nèi)的充電需求分析，發(fā)現(xiàn)每輛車每周大約充2次電，周五周六充電時(shí)長(zhǎng)大約為20小時(shí)，為充電高峰期，而其余時(shí)間大約為14小時(shí)，在此期間每個(gè)充電樁都能充分利用。默認(rèn)用戶在周五或周六以相同的概率充電一次,其余時(shí)間等概率隨機(jī)充電一次。運(yùn)用排隊(duì)論分析,在保證排隊(duì)長(zhǎng)度的條件下，可大致確定充電樁的數(shù)量。由計(jì)算得出，在當(dāng)前電動(dòng)汽車數(shù)量下，最少需要建設(shè)40個(gè)充電站，才能滿足用戶的需求。

中心地理論要求充電樁的位置必須充分考慮經(jīng)濟(jì)性與便利性。綜合來看,淄博市火車站既是淄博市的中心位置，又有多條路線交叉，多方人員在此聚集。因此，將選址原點(diǎn)設(shè)在此附近是最好選擇。通過將理論優(yōu)化布局結(jié)果與既有充電站布局進(jìn)行比較，本著合理布局、適度超前的原則，淄博市將在既有充電站的基礎(chǔ)上再擴(kuò)建9座充電站，如圖1所示。

5 結(jié)語

隨著新能源汽車數(shù)量的不斷增多，急需解決充電樁的數(shù)量及規(guī)劃布局問題。本文研究了淄博市新能源汽車充電樁現(xiàn)狀，分析了充電樁當(dāng)前存在的問題，選取兩種充電樁選址理論，對(duì)充電樁布局進(jìn)行了合理優(yōu)化，以促進(jìn)充電樁與新能源汽車行業(yè)的協(xié)同發(fā)展。