CGEP报告对我国电动汽车充电设施建设的启示

赛迪智库

2019 年 2 月 5 日，美国哥伦比亚大学全球能源政策中心（CGEP）发布《中美两国电动汽车充电比较》（以下简称《报告》）。《报告》从建设规模、推广政策、应用技术、充电业务模式等方面，对比分析了中美汽车充电设施建设情况及存在的问题，既肯定了中国通过全国统一规划和部署推进充电设施建设的工作成效，也认为美国充电设施运营方面的一些经验和做法更具成效。当前，充电基础设施是制约中国新能源汽车发展的短板之一，借鉴美国在快速充电技术、充电需求响应、充电业务运营等方面的相关经验，将有利于提高充电设施利用效率，改善充电企业经营效益，增强电动汽车充电保障能力，补齐中国新能源汽车产业发展短板。

《报告》主要观点

《报告》认可中国采用全国统一规划和部署推进充电基础设施建设的工作成效，充电桩建设数量更多，增速更快。第一，中国充电基础设施规划和部署工作成效明显，政府在充电桩建设过程中发挥了重要作用。中国政府出台电动汽车充电基础设施全国整体规划，具体执行部门分别从建设数量、激励政策、充电标准等方面推出具体政策。同时，中国各地方政府也相继出台财政奖励、新建筑停车配建电桩等具体措施。

《报告》认为，“美国制定的政策具有偶发性和短期性”，应借鉴中国中长期规划的做法，整合公共和私营部门力量，共同建设汽车充电基础设施。

第二，中国充电设施建设规模更大，增速更快。截至 2018 年底，中国公共充电桩保有量 30 万个，同比增长 43%，电网公司是充电设施建设的重要力量，两大电网公司共计建设充电桩 5.86万个。同期，美国公共充电桩保有量 6.75 万个，增长 33%，保有量不及中国的 1/4。

第三，中国快速充电桩保有量更多。中国快充桩保有量超过 10 万个，快充桩占到充电桩总量的 36%，目前已初步形成高速公路充电网络体系。美国没有联邦层级政策协调，各州负责充电设施建设，各自为政，快充桩数量 9450 个，占比仅为 14%。第四，中国充电信息数据采集及利用效率高。國家电网公司实时采取汽车充电数据，包括在用电桩品牌、位置和电量等信息，《报告》认为美国应“学习中国进行数据收集和共享，以掌握电动汽车充电趋势”。

《报告》认为，美国市场化运营充电桩效率更高，在快速充电技术、充电需求响应、充电业务运营等方面卓有成效。第一，美国汽车快速充电技术进步较快。特斯拉汽车快速充电技术应用处于国际先进水平，车、桩、网适配，特斯拉超级快充站的额定功率分为 120kW 和250kW 两种，2019 年3 月推出的第三版特斯拉超级充电站可支持 Model 3 以实际功率250kW 充电。第二，美国已在开展汽车充电需求侧响应项目。依托智能电网技术，在加州、佛蒙特州等地区进行汽车充电需求响应项目试点，平衡电网需求已取得良好成效。第三，美国充电业务运营状况较好。一是美国独立充电企业可向商家提供充电服务并收取服务费，已有一定经营效益;二是美国“充电桩选址更多是基于市场动态”，依据市场需求，合理布局充电桩位置，充电桩利用率较高。

《报告》提醒各国需关注电动汽车销量、消费模式及驾驶技术和汽车能源补给方式等影响因素。第一，未来电动汽车销量是影响充电桩建设的最重要因素。虽然石油输出国组织（OPEC）、国际能源署（IEA）、摩根斯坦利（Morgan Stanley）等机构对未来电动汽车销量预测差别较大，但这些机构一致认为未来电动汽车销量和占比均将会大幅攀升。第二，未来新兴消费模式及驾驶技术的出现，将催生形成新的充电场景。共享汽车和自动驾驶技术已相互结合，汽车消费进入“出行即服务（MaaS）” 时代，住宅、办公地点、公共桩等现有充电场景使用量下降，远程遥控汽车充电等新的充电场景将兴起。第三，新兴能源补给方式将颠覆现有插线充电的汽车能源补给方式。《报告》认为，一旦无线充电、 “换电”等新兴技术取得突破，将显著改变用户习惯，进而影响充电设施建设。

对我国电动汽车充电设施建设的三点启示

启示一：突破大功率充电技术是达到和追赶国际先进充电水平的重要途径。美国主要存在三种电动汽车快速充电标准，分别是特斯拉超级充电标准（Tesla）、欧洲联合充电系统标准（Combo）和日本标准（CHAdeMo）。《报告》认为，美国采用多种快速充电标准并没有阻碍汽车充电技术的进步，汽车企业积极推进充电设备的研发和建设，特斯拉汽车充电可最高实现功率250kW，且已形成规模化。截至 2018 年底，在美国已建设 595 个充电站，约5100 个Tesla超级充电桩，形成覆盖全美的 Tesla 超级快充网络。

我国快速充电桩建设规模较大，但存在“快充不快”的尴尬现状，实际功率普遍较低。比如，国家电网快充桩实际功率约50kW;具有代表性的“小鹏超级充电桩”额定功率 120kW，但车辆验证实际功率在 90kW 左右，建设数量相对较少。截至 2018年底，小鹏汽车已运营充电站 28 座，不及特斯拉中国超级充电站数量的 15%。

由此，我国应加快推动电动汽车大功率充电行业发展，尽快缩小与美国先进水平的技术差距。一是支持电网公司、充电设备企业、车企、电池企业协同开发大功率充电技术和产品，包括高电压平台车型、高压零部件、快充电池等，破解大功率充电在电池、电机、电控等方面的发展瓶颈。结合我国新能源汽车行业情况，可借鉴德国快速充电联盟3的做法，由汽车企业成立联盟攻关大功率充电技术研发和产业化。

二是加快电动汽车大功率充电系统标准制定工作。总结北京、深圳、常州等地电动汽车大功率充电示范项目做法，支持开展“车-桩-网”测试，检测车辆生产技术、电网技术、充电设备的稳定性和安全性，制定大功率充电标准，尤其支持在商用车、出租车、物流车等运营车辆，以及长续航里程乘用车等领域的应用。三是建立大功率充电示范项目（比如高速公路快充试点），对电网、电池、充电设备、标准等方面进行可行性验证，推动大功率充电技术大规模应用。

启示二：分步走，启动我国汽车充电需求响应项目试点。美国正推进汽车充电电力需求响应试点工作，已在加州、佛蒙特州等地区开展大规模应用。一是加州电力市场“虚拟电池储能”系统，由智能虚拟电池管理系统通信连接6000 多辆电动汽车，组成分布式电动汽车充电负载，该项目无需增加电池、厂房等新增投资，就可形成向电网增加缓冲容量的电网侧储能系统，在用电高峰抑制充电需求，实现削峰填谷，有效平抑电力波动。

二是佛蒙特州绿山能源企业“无污染电动汽车充电”项目，公司购买特斯拉 Powerwall 產品（即家用储能和充电设备）给用户使用， “要求用户参与需求响应计划，在超高峰时段中断电动汽车充电” ，Powerwall 的储能电池形成共享微电网，既降低电网用电高峰负荷，又为用户节省电费。

反观我国，受电力批发市场结构限制，电力需求侧响应项目发展较为缓慢，目前仅有分时电价、阶梯电价等基于价格的需求响应，还没有针对电动汽车充电需求响应项目。《报告》认为，中国开展汽车充电需求响应项目“取决于现货市场、辅助服务等领域的电力市场改革”。由此，建议分两步走启动电动汽车充电响应试点：一是试点放开电力交易相关市场，支持战略性新兴产业，在浙江、江苏等地推进电力直接交易，支持充电设施运营商参与大用户直接交易，有效降低用电成本。二是借鉴美国经验，由电网、汽车厂商、充电智能技术公司合作开展充电需求响应的项目和商业模式试点，利用电动汽车入网技术（V2G），将电动汽车作为分布式储能单元，以充放电形式参与电网调控，可在用电高峰由电动汽车反向馈电，实现削峰填谷、电力调频、平抑可再生能源电力波动、为电网提供无功支撑等储能功能。

启示三：探索新的商业模式，进一步提高充电企业经营效率。美国充电企业经营相对灵活，市场经营能力相对较强。一是独立充电企业具有盈利能力。美国零售商利用汽车充电招徕顾客，《报告》指出“市场调查结果显示，电动车用户在商店停留时间增长了 3倍，消费额也提高”。目前，商场、酒店、餐馆等商家主动与充电企业合作，按月支付充电服务费。相比之下，我国独立充电企业与商家合作程度较浅，还存在电桩布局不合理、维护欠佳等问题。中国电动汽车百人会公布的数据显示，2018 年全国公共充电设施利用率不足 10%，充电站内部收益率为5.3%。

因此，建议我国在新能源汽车推广较好的地区，探索可持续商业模式，试点放开充电服务费上限，实行充电企业自主定价，通过差异化收费策略实现双赢。比如，在市中心等繁华地段，充电企业可与酒店、购物中心等商家合作，按照高标准收取服务费;在市郊等偏远地方，充电企业可与加油站、便利店、主题公园等商家合作，以低标准或免收服务费。

二是美国充电桩选址更加注重效益。由于独立运营商和汽车企业是美国充电设施建设主体，充电桩选址自主决策。我国相当一批公共充电站建设则主要基于规划和行政命令，存在选址位置偏僻、充电桩利用率低等问题。因此，我国应注重市场需求导向，在充电桩后续建设过程中，综合考虑交通便利性和运行经济性，对充电站位置进行科学合理论证，提高充电桩利用效率，改善企业经营业绩。