发电企业充换电产业投资机会与策略研究

张 敏，李嘉宇，张 靖，唐 诚

（1.中国华能集团有限公司，北京 100032；2.清华大学能源互联网创新研究院，北京 100084；3.清华大学电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，北京 100084）

0 引言

当前世界能源需求日益增长，能源生产增速逐步放缓，给可持续发展带来了严峻挑战。2020年9月，国家主席习近平于第75届联合国大会一般性会议上提出了 “2030碳达峰、2060碳中和”的“双碳战略”，为缓解能源危机，实现能源可持续发展起到了重要推动作用[1]。2021年，“以新能源为主体的新型电力系统”、“国内大循环”、“国内国际双循环”等热词频出，进一步推动了我国的减碳进程[2]。

在我国碳排放体系中，交通领域终端碳排放约占10%，其中公路运输占其总量的85%以上，是绝对的减碳主体与重点。为加快交通领域的脱碳进程，在国家政策的推动下，国内新能源汽车产业发展迅猛，与新能源汽车配套发展的充换电基础设施建设被视为新型电力系统的重要组成部分，是落实国家、政府战略的重要保障，也是推进交通领域再电气化与“源-网-荷-储”一体化进程的重要手段[3]。随着国家不断出台新的节能减排法规，通过发展充换电产业提升终端电气化水平，实现能源绿色转型已成为交通领域的核心任务。在新政策指导、新商业模式探索、新技术发展的背景下，充换电产业高速发展的新通道即将开启，将迎来新的发展机遇[4]。

近年来，国内外相关学者针对充换电产业的建设、发展与规划展开了诸多研究。文献[5]系统地阐述了现阶段充电基础设施在行业与企业层面存在的问题，并从宏观层面系统地给出了应对策略。文献[6]针对我国充电基础设施规划中存在的问题展开了详细研究，并从规划定位、规划流程、法律体系和相关技术标准三方面提出了发展策略。文献[7]通过开发混合整数规划模型，高精度实现了充电基础设施与新能源汽车数量的匹配，并基于加利福尼亚州的实际案例进行了验证。

上述研究取得了较高水平的科研成果。但是，在现阶段针对充换电产业的研究多集中于布局建设与顶层规划方面，而针对发电企业投资充换电产业策略的相关研究甚少[8]～[10]。发电企业作为能源体系中的重要组成部分，在双碳目标、新型电力系统等概念的驱动与指引下，其定位正逐步由传统火电型企业向综合能源服务商的角色过渡。充换电产业作为综合能源服务中的核心业务，是助力发电企业达成“双碳目标”，实现自身高质量发展的关键。现阶段，国内少数发电企业已展开针对充换电产业的投资布局，但由于与其主营业务存在一定程度的偏离，其规划大多缺乏系统性与针对性。因此，开展发电企业充换电基础设施投资发展战略的研究，对实现我国能源结构转型具有重要意义。针对上述问题，本文首先从宏观态势、政策环境、技术现状和市场格局4个方面研究了我国充换电产业发展的整体情况；以发电企业视角切入，分析了投资充换电产业的机会与风险；给出了发电企业投资充换电产业的建议。

1 充换电产业发展现状

1.1 宏观态势与产业格局

宏观视角下，国内充换电产业历经多年发展，产业态势已逐渐趋于平稳（图1）。在能源行业变革以及充换电产业发展的共同作用下，国内电动车市场将迎来持续的高增长时期，便捷、可靠、安全的充电网络体系也正逐步完善。随着我国充换电产业进入关键时期，国家也部署了对应的中长期发展战略，我国政府对新能源汽车及充换电产业的发展目标已基本明确。2025年新能源汽车新车销售量将达到汽车新车销售总量的20%左右。今后，以加强充换电服务为抓手，依托其他城市建设，将充电基础设施行业重心由“建设+运营”向“运营+服务”倾斜。

图1 我国充换电产业发展历程Fig.1 Development path of charging and swapping industry in China

近年来，我国充换电基础设施增长速度有所提高，但市场缺口仍然较大（图2）。

图2 我国电动汽车、充电基础设施历年保有量及缺口Fig.2 Retention and disparity of electric vehicles and charging facilities in China in recent years

根据工信部发布的数据可知，截至2021年6月，我国累计建设各类充电基础设施194.7万台，换电基础设施716座[11]。虽然车桩比从最初的6∶1提高至3∶1，但与电动汽车保有量相比仍存在较大的差距。根据车桩比1∶1的建设目标，未来10年我国充电基础设施建设仍存在1600万台的市场缺口，预计将形成1.02万亿元的充电基础设施建设市场。

从整体来看，国内充换电市场历经多年发展，产业格局已基本形成。以目标用户及主要应用场景进行分类，充换电产业格局可分为公用基础设施、专用基础设施和私人基础设施3类（表1）。

表1 我国充换电产业应用类型及应用场景Table1 Application types and scenarios of charging and swapping industry in China

1.2 政策环境与政策导向

充换电产业在发展初期存在着数量缺口大，选址不合理，运营体制不完善等问题，极大程度地抑制了新能源汽车的发展。为使新能源汽车和充换电产业相互促进，政府颁布了一系列指导政策（表2）。按颁布时间大体划分为3个阶段。

表2 我国充换电产业关键政策Table2 Key policies of China's charging and swapping industry

第一阶段：酝酿指导意见。2014年以前，没有针对充换电产业的独立政策文件，一些相关政策要求均包含在新能源汽车推广应用的相关政策内。这些政策主要鼓励和扶持充电设施建设，以满足电动汽车充电需求。

第二阶段：构建政策体系。2015年9月，《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》文件的发布，标志着中央开始出台独立的充电设施政策文件，各地方出台配套实施细则，逐渐形成了较为完备的政策体系。

第三阶段：以政策细化完善为主。2018年以后，中央层面主要是查漏补缺，出台指导性文件，各地方主要是推进政策落实。该阶段重点关注居民区、高速公路服务区等充电设施建设，补齐产业发展短板。

1.3 技术现状与发展趋势

目前，我国充换电产业已形成了“基础设施层+平台信息层”的产业架构。基础设施层主要指充换电物理基础设施，是充换电产业实现用户服务的基础。信息应用层包含具备在线运维、移动支付、智能找桩等功能的充换电平台，可为充换电产业运营商及用户提供信息处理与信息服务。

充电基础设施现阶段技术形态主要可分为交流、直流两部分，其主要技术发展现状示于表3。

表3 充电基础设施特点总结Table3 Summary of charging facilities characteristics

换电用户通常具有对补电时间敏感性强、换电频率及活动路线相对固定等特点。目前，国内仅提倡在城市公交、物流配送等路线相对固定以及矿场、港口等场所相对封闭的场景下推广换电。国内换电方式主要包括底盘换电、分箱换电、侧方换电3种，其技术特点如表4。

表4 换电技术特点总结Table4 Summary of swapping facilities characteristics

续表4

在发展趋势方面，大功率充电技术、无线充电技术和车辆到电网（Vehicle-to-Grid，V2G）双向互动技术是充电产业未来5～10年内的技术发展方向。发展集约型换电设施，逐步推动换电标准统一是换电产业未来5～10年内的技术发展方向。

1.4 市场格局与商业模式

以产业链条划分，国内充换电市场历经10余年发展，市场格局大体可划分为上游设备生产、中游建设运营、下游整合服务3部分（图3）。

图3 我国充换电产业市场格局Fig.3 Market structure of China's charging and swapping facilities

上游：设备生产端。涵盖设备供应商及电力供应商。其中：设备供应商以充换电模块、滤波装置等硬件系统制造、集成商为主；电力供应商以电网公司为主。

中游：建设运营端。涵盖运营商、新能源车企及第三方充电平台。其中：运营商主要负责充电基础设施的安装、调试、运维；新能源车企主要负责新能源汽车的制造、售卖、与上中游企业进行合作；第三方充电平台主要负责构建并运营充电平台，为用户提供优质充电服务。

下游：整合服务端。主要涵盖导航功能支持、支付功能支持两部分。其中：导航功能支持商主要负责为用户提供地图找桩服务；支付功能支持商主要负责提供给用户在数字平台上进行移动支付的功能。

2 发电企业充换电产业投资环境分析

2.1 政策环境

目前，我国充换电产业政策环境整体利好，正助推市场蓬勃发展。作为电动汽车普及中“卡脖子”因素之一的充换电基础设施相关产业，在多方政策因素的推动下，势必会进入快速发展时期。现阶段，充换电基础设施建设的相关政策仍存在诸多方面不足：一是国家财政奖补资金额度基础有待适度提高；二是单位内部充电设施、居民区公共充电设施和私人充电设施尚未纳入奖补范围；三是尚未设立鼓励技术进步的专项奖补资金；四是通过国家平台对奖补资金使用情况进行监管的机制 体 制 有 待 完 善[6]，[12]。

在等待足够的政策扶持力度和整体环境利好的背景下对充换电产业投资，是发电企业与用电侧资源关联，并入充电网络，为构建新型电力系统贡献自身力量的重要机遇。

2.2 市场环境

在市场环境方面，国内充换电行业的发展潜力较大，新的商业模式正逐步显现。特别是山东、河北、河南、四川等充电基础设施建设尚不完善的地区，今后将存在巨大的市场需求。

随着新能源汽车与充换电基础设施的规模化发展，以新能源汽车作为分布式储能来缓解电网波动性的愿景将逐步实现。“车-桩-网”互联互动性增强，电力辅助服务市场的构建速度也将逐步加快，并将衍生多种基于辅助服务的商业模式。随着新能源汽车购置补贴逐步退出，新能源汽车消费激励手段有待丰富，预计未来随同交通领域一并纳入碳交易市场，形成促进交通领域减碳的激励机制。然而，充换电产业的市场空间与盈利痛点并存，现阶段充换电产业的整体盈利情况并不理想，投资商大多处于亏损状态，充换电基础设施普遍存在着利用率低的问题[13]。部分企业的充换电基础设施产品质量参差不齐，对市场造成了不利影响，发电企业对充换电产业的投资仍应持谨慎态度。

结合国内市场环境，横向对比充换电产业链中的各类企业，发电企业开展充换电产业投资的主要优势及劣势如下。

主要优势：①与电网、充换电及互联网企业相比，发电企业内部存在着特殊的充换电应用场景（如公路、港口等多种具备能源运输需求的场景），企业可先针对其内部特殊场景开展对充换电产业的投资与应用，从而积累运营经验；②随着电力及碳交易市场改革进程的不断推进，发电企业可在投资充换电产业的同时，与具备用电需求的电动汽车用户签订电力交易协议，扩展自身售电途径与用户资源，增加主业收入。

主要劣势：①发电企业进入充换电市场时间相对较晚，现阶段多处于观望布局状态，多数充换电企业已基本完成了产业链布局，部分用户对其品牌形成了一定依赖性，导致发电企业缺乏先发优势与用户资源；②相较于强调创新理念的互联网企业，多数发电企业现有的投资管理手段、决策方法和决策流程并不适用于高度竞争，新进企业与快速发展的充换电产业及高度竞争化市场形态的匹配程度较低。

2.3 技术环境

在技术环境方面，国内充电技术手段日趋成熟，换电标准正逐步统一，但部分技术仍处于探索应用阶段。随着大批量互联网企业进入充换电产业，数字科技的重要性也正逐步被市场认知与接受，充换电服务网络以及平台的建设也将进一步加快，智慧交通的大范围推广与实现指日可待。但是，部分关键技术目前仍处于探索应用阶段。大功率直流充电技术复杂且成本高昂，仍面临电池发热、电网冲击大等问题，目前尚以试点示范为主。无线充电技术尚未实现跨运营商充电，应用场景不够明确，技术规范和商业模式尚未成熟。与基础设施配套的充换电服务网络建设成本高、建设周期长，实现全域无间断续航、全面充换电管理与全局价值共享难度大。现阶段国内仅有少量企业对充换电网络服务开展了布局与探索。

结合国内技术环境，横向对比充换电产业链中的各类企业，发电企业在开展充换电产业投资过程中的优、劣势如下。优势：充换电产业与综合能源、能源管理系统等发电企业亟须重点研究的技术具备较高关联性，发电企业在发展充换电产业的同时，还可横向提升自身技术水平，带动产业发展。劣势：进军下游整合服务领域的企业通常须要具备较强的数字科技储备，而发电企业在这方面的技术储备通常弱于互联网企业，网络与平台运营经验也不及电网企业和充换电企业。

3 发电企业充换电产业投资策略

发电企业在投资前应注重对管理、技术等方面的能力储备，综合考虑投资模式的盈利预期，提前明确不同投资模式的成果形态。在此基础上，审慎投资充换电基础设施的建设、运营及服务业务。图4为发电企业充换电产业的投资策略架构图。

图4 发电企业充换电产业投资策略架构图Fig.4 Power generation enterprises charging and swapping industry investment strategy framework

3.1 提升企业投资管理能力

①强化政策引导，建立健全充换电机制体制

第一，将充换电产业纳入企业发展规划，明确并界定充换电产业的定义内涵、业务范围，将充换电产业定位于发电企业业务的辅助支撑角色，是服务主营业务、提升综合能源水平、提升对灵活性资源把控能力的有力抓手。依据实际情况，对充换电产业的投资予以税收优惠、加快审批等政策支持，以政策驱动方式带动模式创新、效益提升、产业进步。第二，强化企业发电、煤炭产运销储供、综合能源服务、能源管理平台等现有业务与充换电产业间的衔接，提升充换电体系建设的系统性、协同性，鼓励以多元股权投资、资产投资等形式推进充换电产业发展。

②明确投资原则与对象，优化投资管理

第一，确保产业投资对象与企业发展战略和主营业务的协同关系。选择投资资源能力丰富、经济效益及社会效益好、与发电企业业务存在一定协同性的企业为投资对象。第二，优化投资制度流程体系，建立健全立项专业评价制度、项目审批专业评审制度、投后评价及项目审计制度、投资风险管控等制度和投资项目审批流程、成员单位报企业审批等流程。第三，提升对充换电产业项目的筛选能力，依照投资目的和投资策略，设定明确的项目筛选标准。第四，提升对充换电产业项目的调研和决策能力，加强项目前期调研和走访，建立健全评审制度，增强对投资项目的认识和判断能力，加强深入评价决策举措。

3.2 提升充换电产业技术研究能力

①加强对充换电产业趋势、业态及商业模式的整体认知

第一，建立广泛的项目信息网络，拓展项目信息获取渠道，深刻剖析“双碳”、新型电力系统背景下充换电产业的发展趋势，探索针对发电企业的可行商业模式（如根据发电企业需求，展开矿场、港口等内部特殊场景下的换电基础设施投资，基于与电网公司的友好合作关系实现联营），并基于其它企业类似的投资运营实例进行分析验证。第二，开展用户侧用能数据应用研究。发电企业具备丰富的用户资源及用户用能数据，应充分认识用能数据价值，打造信息化环境下的数字能力，探索基于数字科技的电力用户数据价值挖掘、行为分析等技术及其应用，形成可持续竞争优势。

②加强绿色低碳能源技术研究

第一，开展“光-储-充”一体化技术研究。基于发电企业对新能源及储能技术的研究基础，强化研究储能电池选型、能量优化管理、“光-储-充”一体化充换电站建模及仿真技术，为“光-储-充”一体化充换电站的自建自营及合资建设提供技术经验与支持。第二，开展针对适用于充换电技术的电动汽车的各类停车场、住宅小区、商业中心、政府部门、银行金融部门、科研院所、供电不稳定的工矿企业和适用于各类发电企业的风光多能互补系统、综合能源工业园区等应用场景或商业模式的研究。第三，考虑以“发电企业+充换电运营企业”的双重身份，重点攻关碳核算技术，由政府监管部门牵头，构建由发电企业、电力交易中心、充换电运营商、终端用户和政府监管部门等各方主体互认的碳交易体系，同时厘清企业内部包含充换电产业在内的碳排放结构，梳理碳减排策略，构建碳排放交易模型。

③加强充换电服务网络及平台认知

第一，研究充换电服务网络建设方法，前瞻布局智慧车联网体系，实现充换电物理基础设施接入网络，加强与电网企业的友好互动。第二，开展充换电服务平台构建方法研究。结合发电企业自有的能源管理平台相关研发技术，实现对企业内部已有充换电基础设施的智能管理和有序充电。第三，基于对用户用能行为的分析，提供智能路线规划、灵活计费套餐等服务；基于服务平台探索新的商业模式与效益增长点。

3.3 开展充换电产业投资

企业针对充换电基础设施的投资可细化为两种，即资产投资和股权投资。资产投资优先考虑以企业间合作的方式展开，以中游建设运营端为切入，逐步纵向扩展到下游整合服务端，以投资充换电产业为依托，逐步横向扩展至综合能源、数字平台等领域。股权投资主要以购买其它企业股权的形式展开，发电企业可基于已有资源和对充换电产业发展的认知，综合考虑股权投资所带来的直接效益（参股企业股权上涨所带来的溢价、部分资产控制权等）和间接效益（经营决策过程中发现新的商业机会等），在此基础上审慎展开投资。

（1）资产投资的具体举措

①投资公用基础设施，提升综合能源服务水平

第一，基于企业已有资源，优先考虑大型城市生产生活圈内的、具备良好交通运输条件的自有电厂内部土地资源，采用与充换电设备制造企业合资的方式，建设“光-储-充”一体化充换电基础设施。选取自有电厂开展建设的方法可有效降低企业的建设经济成本，同时能最大程度地利用电厂内部丰富的土地资源以及周边的电力设施，积累建设运营经验。第二，利用发电企业在发展综合能源过程中在建的综合能源工业园区资源，紧抓综合能源高速发展的关键机遇，择机利用自身金融业务优势，采取与充换电网络建设企业合资的投资模式，布局综合能源充换电服务网络，加快推进充电运营企业平台互联互通，实现信息共享与跨平台、多渠道支付结算，提升充电便利性和用户体验，满足不同品类用户需求。基于合资建设的综合能源充换电服务站还可将充电设施服务作为信息入口，为市场上其它类型企业开展相应的保险、售车等服务，提升社会影响力，实现传统能源企业、车企、充换电运营商之间的资源共享与互补。第三，寻找优质场站资源，与地方政府、城投公司在一、二线城市的地标性场所、核心位置签订周期在5年以上的长期合作协议，配合地方政府优化完善充换电产业发展规划，强化充换电基础设施与运营网络建设力度，助推充换电产业发展。

②投资专用基础设施，满足内部外部场景需求

第一，以掌握客户资源为目标，开展专用充换电基础设施的投资，重点探索针对出租、物流、市政环卫等车辆在外部专用场景下的直流充电技术与共享换电模式，优化提升用户充换电服务体验。第二，在自有煤矿、基地中开展新能源作业车辆替代试点，配套开展充换电设施建设。部分发电企业存在其它类型企业不具备的，对煤炭等一次能源的产、运、销、储、供的需求，可优先在满足或靠近企业的内部特殊场景（如港口、矿场等短途、高频、重载场景）投资重卡换电基础设施建设。探索车电分离模式，吸引电动汽车及充换电基础设施企业入驻，与用户侧发生关联，提质增效。通过能量存储和优化配置，实现本地能源生产与用能负荷基本平衡。

（2）股权投资的具体举措

①针对产业链一体化企业展开股权投资

第一，通过股权投资方式加强与同时具备建设运营、整合服务能力的企业（如国家电网、特来电、星星充电等）间合作。建设充换电运营管理与服务平台，促进中下游领域间的互联互通。第二，基于对相关系统架构认识及构建能力的提升，横向完善企业在主营业务侧的各类监控运营平台，联合政府及相关机构，提前布局“车-桩-网”互动标准体系的建设。

②针对下游具备整合服务能力的互联网企业展开股权投资

第一，与具备高新技术的互联网企业展开股权投资。考虑与互联网企业展开与发电企业主业相关的技术合作，推进“互联网+智慧交通”业态构建，提升充换电服务平台及已有能源管理等平台的智能化水平。第二，围绕用户需求，运用数字科技技术，为用户提供数据服务，如充电预约、充电导航等服务，扩展平台增值业务，提升企业自身的服务能力与数字化水平。

4 结束语

本文结合国内充换电产业发展现状，从政策、市场、技术3个方面分析研判了发电企业投资充换电产业的机会与风险。从提升管理能力、提升研究能力、开展产业投资3个方面给出了具体策略，为发电企业开展充换电领域的投资与布局提供了相关指导。

随着新型电力系统构建进程的不断加快、电力市场化改革进程的不断铺开以及数字科技的高速发展，V2G、虚拟电厂等前瞻性技术即将成为未来我国能源转型的重要支点。资源聚合商角色在未来能源及交通领域内的重要性将持续提升，同时，将开辟新的业务领域，催生出新的商业机会。