国际电动车基础设施发展经验借鉴与上海模式建议

上海市发展改革研究院能源交通研究所 刘惠萍

引言

PM2.5减排方案中，机动车尾气治理首当其冲，机动车尾气污染物排放及温室气体减排也是当今世界关注的焦点。汽车替代能源的清洁化和高效利用则是减排的重要途径之一，也是交通节能减排的重要举措。汽车替代燃料按燃料类别归纳大致可分为气体燃料、液体燃料、电燃料三大类。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，提出以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向。2012年6月，国家《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》明确了未来几年发展的技术路线和主要目标。2012年12月25日，上海市政府颁布了《上海市鼓励私人购买和使用新能源汽车试点实施暂行办法》，众所周知，与之配套的充电基础设施是新能源汽车发展的重要支撑，相关支持政策也在进一步完善中。鉴于目前各种电力驱动新能源汽车仍处在试点示范阶段，无论是车还是桩，其技术经济性和服务完善性都需要经过实践的考量。在试点阶段如何做到让先行者使用方便，起到鼓励作用，又不盲目布点造成资源浪费，为未来发展留有空间，科学合理“以车配桩”布局充电基础设施仍需要我们去不断探索。本文借鉴国际国内经验，结合上海在世博、嘉定示范区等实践和前期跟踪研究，提出进一步探索有效的商业运营模式，稳步推进充电基础设施发展的策略建议。

1 电动汽车产业发展利益相关方分析

广义上，应该说每个人都是潜在的用户，都是利益相关方。因此，电动汽车发展和基础设施配套是一项复杂的系统工程，牵涉面很广。从电动车供应侧和需求侧各环节考虑，本文梳理了至少11个方面的利益相关者。其中，政府层面有与电动车发展相关的中央各部门、地方政府涉及的各省市相关部门，示范运营区域涉及的园区管委会或相关属地政府部门。企业层面主要有主要为电动汽车基础设施提供配套服务的企业，包括基础设施设备生产销售企业、基础设施建设和运营维护服务企业等、电力输配企业、电动汽车研发与制造企业、汽车经销商、潜在电动汽车经销商等。科研机构有与电动车发展相关的科研机构，既包括电动汽车技术研发机构，也包括电动汽车发展产业战略、能源战略等研究机构；既包括高校研究团队，也包括政府智囊机构。而与电动车发展相关的行业协会（学会）、媒体和普通公众是电动车市场能否健康、可持续发展的不可忽视的重要力量（见图1）。

图1 电动汽车产业发展利益相关者分析图

2 国际先行国家发展充电基础设施的经验

一直以来，世界各主要汽车生产国为了保持与发挥本国汽车工业的优势，十分关注电动汽车的发展。电动汽车按能源动力类型可分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。由于自然环境、科研力量、汽车工业基础等资源禀赋不同，各国与地区选择了不同的电动汽车发展路径。为配合电动汽车技术的研发与应用，美国、西班牙、德国、葡萄牙、韩国和日本等国从政府出台财政补贴、支持研发示范、鼓励电价政策等方面，采取措施支持电动汽车的配套充电设施建设。

2.1 美国

在新能源汽车开发过程中，美国以生物乙醇和生物柴油汽车为主，以电动汽车为辅，电动汽车车以混合动力汽车（包括插电式）发展为主。美国政府把较为成熟的混合动力汽车技术作为目前电动汽车市场的主流技术大力推广，并对下一代的氢燃料电池技术研发进行投入。美国能源部（DOE）计划到2015年投放市场的插电式混合动力汽车达到100万辆的目标，并对购买插电式混合动力汽车车主予以7500美元的税收抵扣。政府还会投入4亿美元支持充电站等基础设施的建设。

到2015年，美国将成为世界上第一个在道路上拥有一百万辆电动汽车运行的国家，包括插电式混合动力汽车、增程式电动汽车以及全部由电力驱动的汽车三种，并制定了一系列配套政策。联邦政府通过美国经济复苏法案（ARRA）和美国能源部先进技术汽车项目（ATVM）贷款两种渠道为百万辆电动汽车目标提供保障。美国经济复苏法案（ARA）的8个创新示范项目中包括了“美国充电点计划”（ChargePoint America program），其中，截止2011年9月，美国ECOtality的充电设施公司获得了两笔合计1.15亿美元资金，用于从2009年-2010年期间在美国的6个州14个城市布设14000个私人或商业用充电桩。据了解，当时实际完成了3000个，后向美国能源部申请将该任务延期完成。截止2011年2月，美国另一家充电设施Coulomb技术公司获得了1500万美元，用于建设5000个私人和商业用充电桩服务在美国9个大都市2600辆电动车。

美国地方政府也出台各自扶持政策。洛杉矶电动汽车示范处于领先地位，洛杉矶开展电动汽车示范的途径分成三部分：提供奖励、建造电动汽车基础设施和宣传示范。其中，电动汽车基础设施方面的举措主要包括以下三条：一是使家庭充电更加方便——通过提供24小时在线申请，实现7天安装家用充电桩的承诺；二是增加公共领域充电桩——支持基础设施供应商对90年代建设的充电桩进行升级或安装新一代充电桩，包括与区域合作者共同制定一个长期的基础设施规划，第一阶段的目标是3000-5000个充电桩。同时，鼓励第三方安装公共充电桩；三是给具有充电设施的建筑编码——为具有充电设施的建筑提供统一编码，并支持加州其他城市也这么做。洛杉矶政府在为电动车用户提供优惠的同时，也对其有义务的要求：例如在给予电费优惠时要求用户承诺“谷时”充电；提供智能电网支持时收集用户使用过程中的数据。

2.2 西班牙

巴塞罗那是西班牙电动车发展较好的城市，其支持政策也具有一定特点。目前，巴塞罗那的公共电动/混合动力车数量超过250辆，私人电动车数量超过3000辆（包括电动摩托），公共充电桩超过240个，开始实施私人充电设施。

2009-2011年期间，西班牙国有节能服务公司IDEA实施MOVELE计划，投入1千万欧元用于电动车的推广及对500个充电桩提供补贴，车型包含摩托车、乘用车和公交大巴。2010-2014年IDEA将投入5.9亿欧元用于促进新能源车行业发展。国家对购买电动汽车用户提供补贴政策：个人购买电动汽车提供最高6000欧元补贴，公交车提供3万欧元补贴

同时加泰罗尼亚自治区政府也有补贴政策，包括：免注册费和牌照税；减少高速公路交通费；免费停车位，免费充电；设立电动汽车专用通道；区域内设立300个充电中心。

巴塞罗那则推出有特色的LIEV（Logistics for the Implementation of the Electric Vehicle）计划。这项计划重点不在于车辆或是基础设施的示范，而是关注于发展电动车行业的整个后勤保障，目的是建立一个公共-私人合作伙伴平台，用来刺激、协调、监控和交流在巴塞罗那地区电动车的发展。内容主要包括：支持电动动力示范项目发展，通过各种示范项目取得实际成果推动研发，为创新以及经济和工业的发展提供必要手段和资源；支持当地财团的产品，国家和欧洲的项目，以及大学研究机构技术和学科项目；帮扶巴塞罗那推广电动汽车示范机构、场所和促进巴塞罗那电动交通各项活动；鼓励在巴塞罗那大都会区公共和私人场所建立充电网络；建立欧洲第一个推广电动动力办公室，为巴塞罗那的民众和公司解答相关疑问，同时展示相关企业产品。

2.3 德国

德国电动汽车技术研发基础较好，在各种电动汽车包括燃料电池汽车的研发示范上都进行过很多实践，由于成本、技术路线等仍在探索中，规模化应用相对保守，汽车工业发展重心仍在传统燃料汽车上。但为抢占电动汽车发展先机，保持德国汽车工业优势地位，德国政府逐步将发展重心转移至使用锂电池的纯电动汽车。2008年，德国政府与大众汽车公司及能源巨头EON等企业联合公布混合动力汽车发展计划，并拨款1500万欧元用于该计划，目标在未来4年内研发推出与可再生能源配套使用的电池、开发出更先进的车用锂电池等。2010年，德国政府启动了一项3.6亿欧元的车用锂电池开发计划，几乎所有德国汽车和能源巨头均加入计划。

德国政府正在研究通过不同方案、不同机构来推动建立高效的汽车充电网络。柏林市2009年宣布，将免费提供土地，在市区繁华地段建设至少550个充电站。戴姆勒汽车公司与RWE能源公司合作，从2012年开始，在德国国内新建至少500个充电站。

2.4 葡萄牙

葡萄牙政府将电动汽车发展与信息网络和可再生能源发展结合。葡萄牙可再生能源资源丰富，风能资源排名全球前三。葡萄牙政府充分发挥本国可再生能源资源优势，将风电等可再生能源接入电动汽车充电网络，并将电动汽车作为可再生能源的移动储能设备，通过智能信息网络进行管理。2010年，葡萄牙政府发布了电动交通城市规划和电动交通计划实施方案，推出25个主要城市的电动交通市立规划，贯彻统一的愿景、原则、激励措施、通信及监控方式，涵盖推广宣传、区域合作、能源建设、车队更新、创建低排放区域、设立电动汽车优先道、免除泊车费用、设立电动汽车专用泊车区域等多个方面。

葡萄牙政府积极引导企业开展合作，启动电动汽车充电网络的建设，在规划的25个城市建设1350个慢速充电站和50个快速充电站。目前，葡萄牙政府已向日产、西门子等企业提交充电桩订单。

2.5 韩国

截止2014年，首尔市将引进电动公交车400辆，电动出租车1000辆，公用、民用电动轿车2.86万辆，共推动3万辆普及工作。电动公交车于2010年12月正式投入使用，由首尔市政府和民间企业共同运营，实现电动公交技术商业化。首尔市计划到2020年将50%公交车辆，约4000辆更换为电动公交车。电动出租车自从2011年下半年开始示范运行10辆，正在探讨能够保障最佳运行的运营方案，同时评估换电的可行性。首尔电动出租车一天行驶距离为200-400 km，希望通过节省燃料费实现较短的投资回收期（约3年）。电动轿车则先从法人单位普及化起手，再从“官方用电动汽车普及”扩散到“民间轿车普及”，预计到2014年共计普及2.86万辆。

首尔市为了确保电动汽车的顺利有效行驶，电动公交车和电动出租车将以车库所在地为主优先设置充电设施。计划至2014年在公共停车场、路边停车场等公共领域建设8000部以上充电机。为了扩建民间部门电动车充电设施，与大型超市和便利店携手，向访客免费提供电动车充电设施利用服务。与此同时，首尔市还计划扩大普及与LGCNS共同开发的智能充电机。智能充电机具有交通卡识别功能、充值金额选择功能等多种尖端功能，因此用户不仅可以利用交通卡结算费用，还能实时传送信息。

2.6 日本

日本政府将纯电动汽车作为主要发展方向。1965年开始，日本启动电动汽车的研制，并将电动汽车列入国家项目。1971年起，日本政府多次投入大量资金支持燃料电池汽车等新能源汽车研发。此后，日本政府将发展重心转向使用锂电池的纯电动汽车。2009年，日本经济产业省所属的“新能源与产业技术综合开发机构（NEDO）”宣布实施“革新型蓄电池尖端科学基础研究专项”，进行各企业所需的共性基础技术开发。日本政府计划在7年内对此项目投入210亿日元，目标在2020年前将现行电动汽车一次充电续航距离提高3倍。

日本政府与能源、汽车企业分别制定电动汽车充电设施建设方案。日本政府计划到2020年，在全国设置5000座充电设施。日产公司将在全日本设置约200座充电站，三菱公司将设置约700座充电器。两公司已达成协议，电动汽车将可共享两公司的900座充电设施。

2.7 国际电动车基础设施发展经验与趋势

目前通用充电设施可分为充电站与充电桩，世界各国主要采用充电桩为主、充电站为辅的充电设施建设模式。为解决充电设施对占地空间、充电时间要求较高的问题，目前美国、德国、韩国等国家正在研制通过电磁耦合原理进行无线充电的技术，目标是在道路两旁设置无线充电设施，实现电动车辆行驶过程中即可充电。但目前仍以建设充电桩（站）设施为主，用于私人电动车以充电桩为主（参见表1）。

综上所述，结合我们的示范阶段和市场需求，值得我们借鉴的做法主要有四方面：一是政府制定目标计划，实施政府财政补贴，支持研发示范。二是政府和相关汽车、电力企业带头示范试用。三是电价政策上鼓励用户利用夜间低谷电。四是充电站和充电桩建设鼓励与可再生能源结合，与终端智能用户结合共享数据，与公共停车场及商务办公、商业网点结合方便补电。

3 上海世博与电动车示范园区实践借鉴

上海市政府高度重视新能源汽车发展和基础设施配套工作。作为新能源汽车示范城市，近年来已经在科技研发和世博先导性示范运营方面进行了很多探索，世博会示范应用了上千辆新能源汽车作为世博园区交通工具，建设了相应的充电桩、充（换）电站和加氢站。主要有油电混合车、电电混合车（电池-电容）、纯电动车、超级电容车与氢燃料电池车这五类新能源汽车。上海为此在电动汽车基础设施标准规范制定、规划建设运营管理方面开展了一系列前期研究与试点。我国北京、深圳等新能源汽车示范城市也在基础设施规划建设方面因地制宜开展了有益的尝试，但多数在公共用车领域。

总体来说，在私人购车和使用方面我国仍处在试点阶段。本着适度超前的原则，结合电动汽车的类型与使用范围，上海建成和在建的十多个充电局域网点和千余个充电桩，主要服务对象为政府班车、电动公交车及电力工程车、私人电动汽车等。三种典型的充电设施和设置模式如下：

表1 各国电动车基础设施发展政策工具与做法

1)采用慢充与快充相结合的充电桩式充电设施。其典型代表是位于上海市徐汇区华石路的漕溪充电站。是国内第一座具有商业运营能力的电动汽车充电站，占地面积400平方米，共设有9个充电车位。其中，4台路边充电机面向中小型电动车辆提供充电服务，5台停车场充电机则主要服务于大客车、工程车等大型电动车辆。目前尚需在车与站容量匹配、让更多潜在用户体验方面完善。

2)采用快速电池更换与电池充电的充电站。其典型代表是上海世博充电站。该充电站占地6亩，采用电池快速更换的方式，设有4条车辆更换电池通道，配有8套电池快速更换设备，可以同时为8辆电动公交车提供更换电池服务。车辆运营时使用一套电池，另一套电池则放在充电站充电，在2010年上海世博会期间，充电站每天要为电动公交车更换电池350次以上。后续利用中仍存在成本高、技术升级、换电站用地等问题。

3)以嘉定区国际汽车城为主体的电动汽车国际示范区。嘉定区国际汽车城位于上海市西北部，区内集聚了拥有一批整车企业，电池、电机、电控关键零部件企业，形成了汽车研发、制造、贸易等多功能为一体的综合性产业基地，是上海新能源汽车研发的一个集聚地。2011年1月，经国家批准，嘉定国际汽车城地区成为全国首个电动汽车国际示范区。目前，区内已建成电动车试驾中心为潜在用户和各类电动车厂商提供试驾宣传平台，园区员工率先购买和试驾本市第一批私人电动汽车，已在汽车城大厦、试乘试驾中心、汽车城发展公司、安亭新镇等建设百余个充电桩，并开展了一系列私人电动车充电设施建设管理和运营服务研究试点工作，购车一门式服务等正在探索中。

虽然上海在发展电动汽车及其配套充电设施方面取得了一定进展，但仍然面临着诸多挑战，尚有一些发展瓶颈亟待解决：

一是针对性鼓励政策尚需加大力度。基于汽车安全性的前提下，经济性和便利性是购车者，特别是私人购车者首要考虑的因素。因此，在电动汽车市场形成初期，需要政府通过资金补贴和政策支持来弥补电动汽车相比传统燃料汽车在经济性上的劣势、试点期的不方便性。如配套新能源汽车使用的充电设施补贴政策、公共场所或居民社区充电设施选址协调、安装许可、用户属性与用电价格、购车办手续等“一条龙”服务机制等支持，需要汽车厂商、销售商、电力企业、社区物业公司等融合提供服务，突破“最后一桩”的瓶颈，最大程度让先行者愿意先试。

二是“三位一体”充电设施服务体系尚未成熟。“三位一体”包括电、车、站三个方面的服务体系：“电”主要涵盖充电设施的能源供应，目前本市充电设施的建设尚处于探索期，电力供应主要来自传统煤电，

在纳入以可再生能源、智能电网与分布式供能为代表的电力供能系统方面还需深化。“车”主要指电动汽车的技术服务与售后服务体系,虽然一批汽车制造企业大力推进电动汽车的整车开发，并完成数款电动轿车的样车，但目前尚属新下线试点阶段，也未成规模化，未来下线的电动汽车成品类型尚存在不确定性。为此，现阶段对充电设施的充电方式、运作模式、相关的车辆维护、维修体系等方面的构建提出了更高的要求。“站”主要包括充电设施的服务体系，本市数百个充电桩已投入运行几年，但私人电动车启动前期“不叫座”的局面说明“以车配桩”与汽车销售关联的商业运营服务模式亟需深入探索。

三是充电设施建设标准与规范有待进一步完善。“十一五”期间，全国各地的电动汽车充电站建设工作进入实质性阶段，但是尚未有统一的标准与规范，一度造成各地区纷纷出台地方性的充电站标准与规范。标准的不统一为电动汽车基础设施建设和电动车使用造成了障碍。2010年7月，电动汽车充电设施标准化技术委员会成立，电动汽车充电设施的标准化工作正式启动，充电设施标准混乱的局面逐步得到改善。按照计划，在未来几年里，将初步建立与我国电动汽车推广应用和智能电网发展相适应的电动汽车充电设施标准体系，制定一批电动汽车充电设施基础标准、关键设备性能和测试方法标准、接口和通信标准、充电站建设技术标准、建设运行管理标准。上海作为示范城市更需继续在标准规范制订方面加大参与度，加大标准执行的监督力度，进一步推进自主创新技术的电动汽车充电设施标准的国际化工作。

4 构建基于用户端的电动汽车充电设施服务模式建议

1）以电动车相关行业人士为先行重点用户

电动汽车的用户主要包括私人用车与公务用车，建议试点阶段私车重点用户以下列两方面人士为主：一是电动汽车相关企业的专业人士，主要面向以电力供能公司、汽车制造商、电池运营商为代表的电动汽车产业相关企业，采用集团定向团体购买的方式先行先试，在重点区域开展电动汽车的示范应用；二是富有环保理念的时尚人士，通过政府补贴、整车租赁等优惠方式逐步引导电动私家车市场。公务用车先期主要以政府班车、相关行业用车如电力工程车、营销服务用车、汽车集团与相关大学班车等为主，适当发展短途定点线路的公交、旅游线路等公共服务领域用车。

2）以示范区为重点开展充电设施规划建设研究评估

上海电动汽车基础设施试点示范阶段，建议以示范区为重点遵循“试点先行、统一规划、分步实施、先易后难、经济环保”的原则，稳步推进电动汽车充电设施的规划选址与建设工作。注重将充电设施的选址规划与建设纳入城市规划体系，充电设施的供能模式与可再生能源发展相结合，充电设施的运营管理与智能电网、物联网建设相结合，充电设施的建设规模与电动汽车的技术研发、产业发展相协调，形成充电设施多元化投资、专业化经营的模式等。

建议以嘉定国际电动汽车示范区为重点，开展“以车配桩、以车配站”建设电动汽车配套充电设施和智能服务网络跟踪研究和后评估，总结成熟经验逐步推广至其它试点区域。建议近三年，以闵行交大紫竹园、浦东（世博园区、张江高科技园），虹桥商务区低碳实践区、迪斯尼、滨江地区、崇明生态岛、临港新城等部分地区为试点区域。

3）以车配桩兼顾用户补电布局充电设施服务网络

充电桩布局建议遵循“以安全为中心，统一标准、以车配桩、适度超前、服务为先”的原则，优先在有停车条件的住宅小区试点，鼓励私人车主夜间利用谷电充电。在商务办公场所与地铁等公交换乘停车场建设符合用户需要的充电桩为私人车主应急补电服务，鼓励低碳出行，逐步构建智能充电服务网络。配合公交、旅游车等公共行业用车充电，结合私人电动车补电，适当在城市郊区选点建设与可再生能源相结合的大型充电设施。结合变电设施建设，结合火车站、机场等大型公共场所建设与输配电网能力相协调的中小型充换电综合站。

4）进一步创建支持充电设施用户端的政策环境

基于补贴私人购买电动汽车政策，借鉴鼓励使用节能家电和旧家电回收补贴的政策模式，安排专项配套资金，重点用于充电基础设施建设和电池回收等用户端工作。进一步研究与充电桩用户属性匹配的合理电价政策，确保用户不因电价因素而选择一些不安全用电方式，不因电价因素、充电桩安装与社区物业协调问题而放弃购买意愿。进一步统一完善充电设施、电池回收利用技术标准、运营管理规范和回收机制。进一步加大充电设施的科技研发投入，重点发展电动汽车供能系统集成技术，结合智能电网与物联网建设，开展多样化充电设施的试点示范工作。进一步拓展融资渠道，对电动汽车及充电设施相关企业提供多样化的融资支持，鼓励专业企业增加投入，同时积极吸引民间资金，培养产业良性发展。

5）加快构建上海充电设施综合运营管理服务平台

电动汽车充换电设施的发展将会对本市汽车、新能源、充换电设施、智能电网等制造业和金融、咨询、租赁等服务业产生一定带动作用。为了更高效率地对电动车用户进行技术和安全应急服务，全方位跟踪服务于用户端需求，为全生命周期管理运营和产业链发展提供支撑。建议在前期试点基础上，以嘉定示范区为重点逐步拓展到其他试点区域，聚焦“电、车、站”三个方面，构建“三位一体”的充电供能服务体系，利用传感网、智能标签、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、无线宽带移动通信等技术，实现对电动汽车、动力电池、充电设施网络等资产的在线监控和全生命周期管理服务，努力实现从试点阶段伊始就高水准、高效率构建上海电动汽车充电设施综合运营管理服务系统。

6）以新能源汽车低碳时尚文化建设创新商业模式

针对居家有停车条件的潜在消费人群，特别是希望购买第二辆车的用户、示范区域政府官员、时尚消费者、专业领域生产研究人士，建议努力将电动汽车打造成为引领时尚潮流的低碳产品，通过上述先行者试驾示范引领用户使用。借鉴原有汽车、电力、租赁、银行、保险等商务平台，通过一日免费大众试驾、百日免费跟踪研究型试驾，试驾送电费、送停车费，购电动车免费换著名品牌车节假日出游等活动，结合购车享受“一门式”便利服务体验活动，让用户解除疑虑，用新能源汽车无后顾之忧。通过新能源汽车文化节、赛车、网上知识竞赛，有创意的科普影视广告等多种媒体宣传，共同打造新能源汽车低碳时尚文化平台。通过试点阶段工作，探索多元化投资运营充电设施合作模式，积累充电设施发展经验，探索创新适合新能源汽车和充电设施协调发展的“电、车、站”三位一体的商业模式。