汽車產業作為國民經濟的戰略性、支柱型產業,如今正在經歷由傳統燃油汽車向新能源汽車的轉變,充/換電站作為電動汽車的補能設施,是汽車產業新型基礎設施建設中的重要抓手。2020年,新能源汽車基礎設施正式納入國家新基建,政策的扶持疊加市場擴大的前景,資本開始加速布局充電樁市場。另外,隨著新技術的驅動,新能源汽車基礎設施跨領域的融合發展,充電基礎設施行業將迎來新一輪發展周期。
新能源汽車基礎設施會成為行業發展重點和創新熱點
新能源汽車規模化發展將帶來基礎設施需求的大幅上升。根據《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,到2025年,我國新能源汽車新車銷量占比將達到20%左右。在未考慮碳達峰和碳中和的情景下,預計到2035年,國內純電動汽車保有量有望達到1.2億輛,其中私家車約1.1億輛。屆時純電動汽車的充電需求將達5574億千瓦時,若補能費用按照1.5元/千瓦時計算,其補能市場空間或超過8300億元。
另外,電動汽車作為高度靈活的移動儲能單元,其儲能容量在2035年將超過115億千瓦時,而充換電基礎設施作為源網荷儲媒介,可以助力電動汽車有效調節電力負荷、改善電能質量、提升電力系統對波動性可再生能源的消納等。
因此,新能源汽車基礎設施的重要性日益凸顯,其規模化發展所帶來的巨大潛力將吸引更多參與者,提高市場創新的活躍度,尤其在充換電技術創新、商業模式創新以及政策突破方面迸發出更多活力,成為行業發展新的重點。
積極推進能源網、交通網、信息網三網融合
過去能源網、交通網、信息網三網各自發展、缺少統籌,存在資源浪費、重復建設、投入產出低等問題,難以滿足人們對電動汽車基礎設施的高效化、優質化服務需求。隨著清潔能源發電、電動汽車以及大數據、人工智能等前沿科學技術的突破,能源網、交通網、信息網將由各自單一發展轉變為協同融合發展,形成廣泛互聯、智能高效、清潔低碳的新型綜合基礎設施體系,從而實現產業跨界融合,創新智慧能源、智慧交通、智慧城市等新業態、新場景,為社會公眾提供更便捷、更高品質的服務。
現階段,充電樁不僅僅作為獨立的樁存在,還正與電網發生有機融合,進行能量交互。以國家電網為首的企業已經在北京、上海等地區開展了車網互動項目試點,充分挖掘充電基礎設施在能量市場以及電力輔助服務市場上的潛力。2019年,國家電網跨省采購7000萬千瓦時青海的光伏“綠色電力”,全部用于北京地區充電樁充電,并通過基于區塊鏈和大數據技術的智慧車聯網平臺,使電動汽車充電與青海新能源發電精確匹配,實現了電動汽車的“綠電”消納,提高了電動汽車全生命周期的清潔度。
未來,充電基礎設施作為新能源汽車推廣的重要基礎,不僅是智能交通、智慧城市和智能電網的綜合節點,也是互聯網經濟的入口,通過跨平臺共享充電安全數據、汽車用電數據、汽車行為數據等各類數據,可以實現充電樁上下鏈條上數據的充分融合,從而形成電網能源供給、樁網互動、補能方式、售后服務等多樣化業務,極大的擴展充電樁行業的業務范圍與價值。
從“三網融合”智慧生態中的參與者來看,跨領域相互融合將模糊行業間界限,使得不同運營主體之間形成聯動,進入一體化運營階段。隨著“車電分離”商業模式的推出,整車-電池產權產生分離,電池所有權變化將帶動更多復合服務商不斷涌現,“電網+電池”、“充電+電池”、“汽車+電池”等運營管理一體化服務或將成為未來的發展趨勢。
電網公司、充換電企業、車企等可利用充換電基礎設施作為數據接口,通過打通供能端、充電端、用能端的數據壁壘,對電池進行均衡管理、運行狀態監測等,為電池生產商提供改善電池質量的數據依據,減少車企因電池故障召回產生的巨大損失;同時,電池數據實時監測還能夠實現電池資產管理優化,評估梯次利用電池的剩余容量及剩余使用壽命等,實現電池應用價值的最大化。例如奧動、蔚來、杭州伯坦等換電運營商利用換電模式下電池的集中管理優勢,確立遠期動力電池梯次利用運營模式,形成了換電商業模式閉環。
基于場景確定多元化能源供給方式
隨著電動汽車滲透到更多的應用場景,單一的補能模式將面臨著場地資源稀缺、電力資源緊張、補能效率低等問題。而多種補能技術的進步與商業化落地,使得未來可以依據不同場景,精準選擇能源供給方式,提高充電基礎設施利用率,滿足不同場景下用戶的補能需求。
快速充電與換電模式是運營車輛的主要能源供給方式
通過打造“快充+快換”電動汽車能源服務網絡,促進充、換能力互補,提高高頻運營車輛的能源補給效率。對高頻使用的運營車輛來說,電動汽車的補能效率極大影響了運營車司機的收入水平。目前縮短充電時間的解決辦法包括快充和換電,一般大功率直流充電樁補能時間1.5小時,換電模式則能夠在3-5分鐘內完成換電,可以有效解決司機里程焦慮、能源補給時間長等痛點。以公共出行領域的出租車為例,北京出租車采用換電模式后,日均訂單數量增長了25%,運營里程提升了38%,司機收入增加了30%。
在私人補能領域,應加快推動住宅小區智能有序充電
未來新能源汽車最大的增量市場在私人領域,但大規模無序充電接入電網將給電網帶來巨大沖擊。而智能有序充電則可以將部分負荷轉移到波谷,降低電網運行壓力。目前,國網和南網已經在部分居民小區開展了有序充電試點,引導居民分批、按時、按需進行車輛充電,但還需要從政策推動和市場化機制入手來引導用戶遵守和適應有序充電的規則要求。此外,住宅小區電力條件約束、物業不配合、車位緊張等原因也導致住宅小區充電缺口較大,私人用戶充電需求無法得到有效保障。與此同時,現有私人充電樁的閑置率普遍在75%以上,有著巨大的利用空間,在電力容量和車位較為緊張的小區,可以開展私樁共享、小區公樁模式的探索,重點關注車輛進入、責任界定等問題。
以停車為突破口,打造停車+充電協同一體的發展模式
新能源充電樁在建設規劃中,結合各場所停車位的建設是首要解決的問題。一方面,打造“停車+充電”協同一體化的發展環境。通過事先評估建成后充電樁的使用率,基礎設施建設運營商可以吸納停車場等資源參與充電網絡建設,合理規劃充電網絡的布局。并根據地方公共停車場分類,明確公共停車場充電車位保障的主體責任,制定不同類型停車場充電設施配建考核標準。另一方面,創新商業模式。綜合考慮電力和停車資源供需矛盾,建立差異化的充電服務體系,滿足多層次的充電需求;鼓勵停車場管理公司和充電運營公司探討合作建樁,收益分成,車位保障,動態調節的供應模式。
構建多元化基礎設施協同發展的城市交通能源體系
在電動汽車基礎設施建設驅動下,未來城市智慧交通體系將形成一個更加多元化、更加清潔、更加低碳的能源補給格局。目前,我國汽車市場處于以燃油車為主,電動汽車、氫燃料電池汽車等多種清潔能源汽車共存的階段,城市加油站、充換電站、加氣站、加氫站等補能基礎設施開始呈現出多元化格局。
而新能源汽車作為國家能源安全戰略的重要舉措,未來市場占有率將大幅提高,并逐漸占據主導,燃油汽車也將向著更加高效節能方向發展。屆時,城市補能基礎設施的結構將更加多元化,并隨著汽車市場結構變化同步調整,同時孕育出新的補能服務業態,如移動補能供給以及綜合補能一體化運營服務。
最終多元化基礎設施協同發展的城市交通能源體系將以分布式可再生能源為主要一次能源,利用網絡化、數字化、智能化等技術,將信息網絡、能源網絡、補能網絡等緊密耦合,打破不同領域間的限制,實現城市內電力、儲能設備與負荷協調。(執筆人:張永偉 劉茜)

新能源汽車基礎設施會成為行業發展重點和創新熱點
新能源汽車規模化發展將帶來基礎設施需求的大幅上升。根據《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,到2025年,我國新能源汽車新車銷量占比將達到20%左右。在未考慮碳達峰和碳中和的情景下,預計到2035年,國內純電動汽車保有量有望達到1.2億輛,其中私家車約1.1億輛。屆時純電動汽車的充電需求將達5574億千瓦時,若補能費用按照1.5元/千瓦時計算,其補能市場空間或超過8300億元。
另外,電動汽車作為高度靈活的移動儲能單元,其儲能容量在2035年將超過115億千瓦時,而充換電基礎設施作為源網荷儲媒介,可以助力電動汽車有效調節電力負荷、改善電能質量、提升電力系統對波動性可再生能源的消納等。
因此,新能源汽車基礎設施的重要性日益凸顯,其規模化發展所帶來的巨大潛力將吸引更多參與者,提高市場創新的活躍度,尤其在充換電技術創新、商業模式創新以及政策突破方面迸發出更多活力,成為行業發展新的重點。
積極推進能源網、交通網、信息網三網融合

過去能源網、交通網、信息網三網各自發展、缺少統籌,存在資源浪費、重復建設、投入產出低等問題,難以滿足人們對電動汽車基礎設施的高效化、優質化服務需求。隨著清潔能源發電、電動汽車以及大數據、人工智能等前沿科學技術的突破,能源網、交通網、信息網將由各自單一發展轉變為協同融合發展,形成廣泛互聯、智能高效、清潔低碳的新型綜合基礎設施體系,從而實現產業跨界融合,創新智慧能源、智慧交通、智慧城市等新業態、新場景,為社會公眾提供更便捷、更高品質的服務。
現階段,充電樁不僅僅作為獨立的樁存在,還正與電網發生有機融合,進行能量交互。以國家電網為首的企業已經在北京、上海等地區開展了車網互動項目試點,充分挖掘充電基礎設施在能量市場以及電力輔助服務市場上的潛力。2019年,國家電網跨省采購7000萬千瓦時青海的光伏“綠色電力”,全部用于北京地區充電樁充電,并通過基于區塊鏈和大數據技術的智慧車聯網平臺,使電動汽車充電與青海新能源發電精確匹配,實現了電動汽車的“綠電”消納,提高了電動汽車全生命周期的清潔度。
未來,充電基礎設施作為新能源汽車推廣的重要基礎,不僅是智能交通、智慧城市和智能電網的綜合節點,也是互聯網經濟的入口,通過跨平臺共享充電安全數據、汽車用電數據、汽車行為數據等各類數據,可以實現充電樁上下鏈條上數據的充分融合,從而形成電網能源供給、樁網互動、補能方式、售后服務等多樣化業務,極大的擴展充電樁行業的業務范圍與價值。

從“三網融合”智慧生態中的參與者來看,跨領域相互融合將模糊行業間界限,使得不同運營主體之間形成聯動,進入一體化運營階段。隨著“車電分離”商業模式的推出,整車-電池產權產生分離,電池所有權變化將帶動更多復合服務商不斷涌現,“電網+電池”、“充電+電池”、“汽車+電池”等運營管理一體化服務或將成為未來的發展趨勢。
電網公司、充換電企業、車企等可利用充換電基礎設施作為數據接口,通過打通供能端、充電端、用能端的數據壁壘,對電池進行均衡管理、運行狀態監測等,為電池生產商提供改善電池質量的數據依據,減少車企因電池故障召回產生的巨大損失;同時,電池數據實時監測還能夠實現電池資產管理優化,評估梯次利用電池的剩余容量及剩余使用壽命等,實現電池應用價值的最大化。例如奧動、蔚來、杭州伯坦等換電運營商利用換電模式下電池的集中管理優勢,確立遠期動力電池梯次利用運營模式,形成了換電商業模式閉環。
基于場景確定多元化能源供給方式
隨著電動汽車滲透到更多的應用場景,單一的補能模式將面臨著場地資源稀缺、電力資源緊張、補能效率低等問題。而多種補能技術的進步與商業化落地,使得未來可以依據不同場景,精準選擇能源供給方式,提高充電基礎設施利用率,滿足不同場景下用戶的補能需求。
快速充電與換電模式是運營車輛的主要能源供給方式

通過打造“快充+快換”電動汽車能源服務網絡,促進充、換能力互補,提高高頻運營車輛的能源補給效率。對高頻使用的運營車輛來說,電動汽車的補能效率極大影響了運營車司機的收入水平。目前縮短充電時間的解決辦法包括快充和換電,一般大功率直流充電樁補能時間1.5小時,換電模式則能夠在3-5分鐘內完成換電,可以有效解決司機里程焦慮、能源補給時間長等痛點。以公共出行領域的出租車為例,北京出租車采用換電模式后,日均訂單數量增長了25%,運營里程提升了38%,司機收入增加了30%。
在私人補能領域,應加快推動住宅小區智能有序充電
未來新能源汽車最大的增量市場在私人領域,但大規模無序充電接入電網將給電網帶來巨大沖擊。而智能有序充電則可以將部分負荷轉移到波谷,降低電網運行壓力。目前,國網和南網已經在部分居民小區開展了有序充電試點,引導居民分批、按時、按需進行車輛充電,但還需要從政策推動和市場化機制入手來引導用戶遵守和適應有序充電的規則要求。此外,住宅小區電力條件約束、物業不配合、車位緊張等原因也導致住宅小區充電缺口較大,私人用戶充電需求無法得到有效保障。與此同時,現有私人充電樁的閑置率普遍在75%以上,有著巨大的利用空間,在電力容量和車位較為緊張的小區,可以開展私樁共享、小區公樁模式的探索,重點關注車輛進入、責任界定等問題。
以停車為突破口,打造停車+充電協同一體的發展模式
新能源充電樁在建設規劃中,結合各場所停車位的建設是首要解決的問題。一方面,打造“停車+充電”協同一體化的發展環境。通過事先評估建成后充電樁的使用率,基礎設施建設運營商可以吸納停車場等資源參與充電網絡建設,合理規劃充電網絡的布局。并根據地方公共停車場分類,明確公共停車場充電車位保障的主體責任,制定不同類型停車場充電設施配建考核標準。另一方面,創新商業模式。綜合考慮電力和停車資源供需矛盾,建立差異化的充電服務體系,滿足多層次的充電需求;鼓勵停車場管理公司和充電運營公司探討合作建樁,收益分成,車位保障,動態調節的供應模式。
構建多元化基礎設施協同發展的城市交通能源體系
在電動汽車基礎設施建設驅動下,未來城市智慧交通體系將形成一個更加多元化、更加清潔、更加低碳的能源補給格局。目前,我國汽車市場處于以燃油車為主,電動汽車、氫燃料電池汽車等多種清潔能源汽車共存的階段,城市加油站、充換電站、加氣站、加氫站等補能基礎設施開始呈現出多元化格局。
而新能源汽車作為國家能源安全戰略的重要舉措,未來市場占有率將大幅提高,并逐漸占據主導,燃油汽車也將向著更加高效節能方向發展。屆時,城市補能基礎設施的結構將更加多元化,并隨著汽車市場結構變化同步調整,同時孕育出新的補能服務業態,如移動補能供給以及綜合補能一體化運營服務。
最終多元化基礎設施協同發展的城市交通能源體系將以分布式可再生能源為主要一次能源,利用網絡化、數字化、智能化等技術,將信息網絡、能源網絡、補能網絡等緊密耦合,打破不同領域間的限制,實現城市內電力、儲能設備與負荷協調。(執筆人:張永偉 劉茜)