孙宁宁
(合肥市规划设计研究院,安徽 合肥 230000)
我国新能源汽车推广应用始于2009 年,基本和美国、日本、欧洲保持同步。在2009—2012 年第一轮推广期间,科技部、工信部、发改委和财政部四部委出台了一系列文件,覆盖了车辆技术要求和准入管理、购车补贴方式与标准、产业安全监管等方面,政策体系逐步完善,但在充电基础设施建设方面缺乏明确的政策文件予以专门指导。
到2015 年《国务院办公厅关于加快新能源汽车充电基础设施建设的指导意见》 (国办发〔2015〕73 号) 和《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》 (2015) 的出台,明确了国家层面的充电基础设施发展目标、明确了各类领域(场所) 的充电设施配建原则与细分目标,提出行业亟须的政策体系与监管框架。这两份文件建立了我国充电基础设施发展顶层设计框架,是行业的一个重要里程碑。
从2015 年~2018 年,这一阶段是全国电动汽车充电基础设施高速发展的阶段。据中国充电联盟统计,我国公共类充电桩的保有量已经从2015 年4.9 万个发展到2018 年29.9万个。规模持续保持世界首位。
随着财政部、工信部、科技部和发改委四部门联合发布《进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》政策的出台,文件要求:自2019 年6 月起,较2018 年中国新能源电动车补补贴锐减50%,至2020 年车补将彻底退出,并改车补为对设施建设的补贴。由此,电动汽车进入后补贴时代。
自2009 年新能源汽车推广以来,我国的新能源汽车经过10 年的推广应用,产业链基本形成,动力电池、电机驱动等关键部件形成规模化生产,产业趋近成熟。
电动汽车保有量:2018 年,我国新能源汽车销售125.6万辆,同比增长61.7%,新能源汽车保有量261 万辆,保有量占全球的50%以上。电动汽车企业:新能源汽车销售万辆以上的规模企业16 家,主要有比亚迪、北汽新能源、重庆长安、上汽集团、吉利控股、奇瑞汽车、安徽江淮、荣威等,总销售量占新能源乘用车总销量的90%。动力电池:2018 年,我国动力电池出货量继续保持第一,达到65GWH,同比增长46%,占全球动力电池总出货量60%以上
2018 年我国新能源乘用车汽车销售100.8 万辆,同比增长88.5%,占新能源汽车销售量的80%以上。2018 年底我国新能源汽车保有量261 万辆,其中纯电动汽车保有量211 万辆,占新能源汽车总量的81.06%。
充电桩数量:充电基础设施建设规模持续高速增长,据中国充电联盟统计。2019 年6 月全国充电基础设施累计数量为100.2 万个,规模持续保持世界首位。
我国公共类充电桩的保有量已经从2015 年4.9 万个发展到2018 年29.9 万个,截至2019 年6 月,已经达到41.2 万个。
建设与运营企业:充电桩的建设和运营集中程度较高,囯网、特来电、星星充电、普天新能源、依威能源、上汽安悦、深圳车电网等7 大运营商的市场占比89.87%。
桩车比:2018 年底车桩比为到2.74:1 左右水平,为运营网络提供有力支撑。
互联互通:由中国充电联盟组建的国家电动汽车充电基础设施信息平台于2016 年启动,2017 年完善信息服务平台功能,接入数据开始上线。至2018 年底,国家平台完成了与特来电、星星充电普天、上汽安悦、比亚迪、浙江万马、首钢中兴能源、北富电科技、珠海驿联等全国多家运营商数据对接,同时与上海、北京、贵州、浙江、安徽等省、市级平台实现数据互联互通。
从新能源汽车发展至今天的后补贴时代,我国充电充电桩仍然面临四大问题:一是续驶里程,二是购车成本,三是充电关键技术突破,四是充电设施合理化布局及便利性。
随着动力电池和整车的技术进步,以及产销规模不断扩大,解决里程和成本的问题基本有了时间表,充电时长的问题解决路径基本明确,但充电便利性问题涉及面广,多重因素相互制约,随着新能源汽车由推广应用进入到市场化普及阶段,充电便利性的短板进一步凸显。
所谓充电便利性具体而言包括三大方面,第一,充电设施布局是否合理性,与充电需求匹配度,第二,充电桩是否方便查找,第三,充电桩使用和支付是否便利。充电设施布局是否合理性主要涉及城市规划与充电设施建设管理,充电设施建设涉及政府多部门,也是新管理领域,缺少相关流程、制度、标准和规范,政府履行职能无据可依,总体上处于摸索开展。充电桩是否方便查找是信息的互联互通,包括车-桩 互联互通、桩桩互联互通,由于不同车企、运营商企业对信息开放互联给用户就解决便利性尚未形成基本共识,行业尚未形成信息交互分享机制和商业规则、各自利益问题及行业管理不足导致互联互通难。充电桩使用和支付是否便利是产品技术和品质、信息平台稳定性、运营维护保障。
交流桩仍是电动汽车最主要的充电方式,充电方式还将进一步多元化,无线充电和大功率充电是两个热点方向,智能充电综合平台提升运营竞争力。
无线充电是基于电磁感应原理的在一定空间范围内的电能无线传输。其优点在于使用方便、安全程度高、减少人工操作、提高与电网连接率有利于未来与电网互动的互联要求。目前美国和日本处在世界研究的前沿。
美国橡树岭国家实验室(ORNL) 研究团队日前在电动汽车无线充电技术方面获得重大进展。一个20 千瓦的无线充电系统充电效率达到90%,充电速度是通常使用的插电式电动汽车设备的三倍。
日产魔方电动车:采用了可在供电线圈和受电线圈之间提供电力的电磁感应方式。日本无线充电式混合动力巴士:电磁感应式,供电线圈是埋入充电台的混凝土中的。
大功率充电具有缩小充电时间,提高充电效能的特点。目前很多跨国车企都已经着手规划建设超级充电基础设施,而且提出的是350kW、1000V/350A 的大功率充电。德国Ionity 的首个超快速充电站:戴姆勒、大众福特、宝马等汽车产业巨头组建的欧洲快速充电联盟Ionity 的首个超快速充电站已启用,Ionity 计划,到2018 年底总共配置100 个充电站。到2020 年,在整个欧洲配置400 个充电站。
国内特斯拉已建成充电功率147kw 的充电站:已落地峰值充电功率147kw 的充电站。国网、星星充电和特来电:也在发力大功率充电技术。小鹏汽车:在2019 年投入运营30个超充站,车主最短在30 分钟内即可将车辆电量充电至80%。
随着充电技术的发展,还可以在普通交直流电充电桩的基础上发展更为多元的充电方式,除了无线充电技术、还有电池更换技术、充电(加氢) 基础设施等。
电池更换技术:通过全自动或半自动机械设备,进行快速的电池更换,通过电池更换的方式实现电动汽车电能的补给。目前电池更换方式主要应用于商用车(公交、环卫) 或汽车租赁领域,一般情况下电池更换时间为8-10min。
充电行业是平台主导型产业,运营充电桩需要土地、电、设备等资产要素,这些线下资产具有本土化、零散的特点,需要平台主导才能形成规模。智能充电云管理平台主要包括两个层面,一方面,通过APP/公众号为新能源车主提供优质、实惠、快捷、值得信赖的充电服务;另一方面,通过商户管理平台为充电站运营商提供立体信息可视化的运营管理服务,借力海量数据+智能算法,提升充电站运营效率。
进入新能源汽车后补贴时代,国家虽然消减对新能源汽车的车补,但增加了对新能源汽车充电设施的补贴。充电设施将会进入一个新的里程碑。智能充电综合平台将集新能源汽车充电技术研发、充电网络建设与运营、充电云管理平台开发及相关增值服务于一体,为新能源汽车的发展提供有利支撑;无线电充电、大功率充电等充电方式的运用将成为充电设施的发展方向,为未来的电动汽车发展夯实基础。