電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展趨勢(shì)

李毅然　李杰

[提要] 在資源與環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻的當(dāng)下，在政府的鼓勵(lì)與消費(fèi)者環(huán)保節(jié)約意識(shí)提高的良好環(huán)境中，電動(dòng)汽車未來(lái)勢(shì)必?fù)碛袕V闊的市場(chǎng)與蓬勃的發(fā)展。充電基礎(chǔ)設(shè)施作為電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)尚未成熟，仍處于起步階段，給消費(fèi)者帶來(lái)了顧慮，對(duì)電動(dòng)汽車的推廣造成阻力。本文基于國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成果進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施存在的缺陷及面臨的挑戰(zhàn)，最后對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行前景展望。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；充電基礎(chǔ)設(shè)施；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：F4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收錄日期：2017年9月18日

2016年，我國(guó)汽車產(chǎn)銷均突破2，800萬(wàn)輛，這些汽車主要以化石燃料為能源。燃油汽車在提供便利的同時(shí)，消耗了大量寶貴的不可再生資源，也造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。在資源與環(huán)境的雙重壓力下，發(fā)展電動(dòng)汽車是必經(jīng)之路。而電池具有強(qiáng)大的續(xù)航性能，能夠方便高效且穩(wěn)定地充電是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要前提和保障基礎(chǔ)。因而，規(guī)劃制定充電設(shè)施發(fā)展戰(zhàn)略，是電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)廣泛推廣和應(yīng)用的條件。

一、電動(dòng)汽車充電設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

車載電池作為電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部分，充電效率、續(xù)航里程和使用壽命三大指標(biāo)直接影響到電動(dòng)汽車的發(fā)展。目前，車載電池主要有鉛酸蓄電池、鎳氫電池和鋰離子電池（磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池）三類。除少數(shù)短途公交車與景點(diǎn)觀光車外，絕大部分電動(dòng)汽車采用鋰離子電池作為動(dòng)力，故配套充電設(shè)施也基本服務(wù)于此。充電設(shè)備包含充電樁、充電站與換電站。其中，充電樁數(shù)量最多，安裝密度最大，最貼近用戶需求；充電站提供包含不同功率的交直流充電樁，服務(wù)于不同類型的汽車；換電站提供更換電池包服務(wù)，但需要專人操作，發(fā)展相對(duì)緩慢?？v觀近年來(lái)充電設(shè)施的發(fā)展，大體呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

（一）電動(dòng)汽車及其充電基礎(chǔ)設(shè)施多層次、寬領(lǐng)域、蓬勃發(fā)展的格局基本形成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年，已建成各類充電樁共23萬(wàn)座，其中大部分為公共充電樁，各類型新能源汽車共計(jì)109.02萬(wàn)輛。充電樁數(shù)量與2015年底相比，增速超過(guò)400%。

在電動(dòng)汽車推廣的大環(huán)境下，京、滬、廣、深等一線城市以及杭州、合肥、濟(jì)南等二線城市已經(jīng)初步形成了規(guī)模較大、相對(duì)成熟的城市充電網(wǎng)絡(luò)；滬寧杭與珠三角地區(qū)大力發(fā)展城際充電網(wǎng)絡(luò)；京滬、京港澳等高速服務(wù)區(qū)建成了高速路網(wǎng)省際充電系統(tǒng)。隨著城市、城際、省際多層級(jí)的充電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)正走向成熟。

（二）充電設(shè)施技術(shù)水平不斷提高。目前，交直流充電樁、V2G、電池快速更換設(shè)備等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，且產(chǎn)品性能不斷提高，已投入運(yùn)營(yíng)的交直流充電樁普遍在60～120kW之間，具有電池快充能力，極大地縮短了充電時(shí)間。充電設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)與檢測(cè)報(bào)警等技術(shù)日趨成熟；此外，充電基礎(chǔ)設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)+、智能電網(wǎng)、云（e）快充等跨領(lǐng)域新技術(shù)的交叉結(jié)合也在試點(diǎn)運(yùn)行。

（三）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善。目前，國(guó)家已制定充電系統(tǒng)及設(shè)備、電池包、充電設(shè)施、充放電接口等部分約60余項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基本建立了電動(dòng)汽車充電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，增大了我國(guó)在電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的主動(dòng)性與影響力。

（四）國(guó)家配套支持、補(bǔ)貼政策陸續(xù)出臺(tái)。近年來(lái)，各級(jí)政府和有關(guān)部門，貫徹落實(shí)相關(guān)決策部署，為電動(dòng)汽車的推廣和充電基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的發(fā)展制定和出臺(tái)了一系列多方位的配套支持政策，包括購(gòu)車補(bǔ)貼、充電服務(wù)指導(dǎo)價(jià)格和充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)財(cái)政補(bǔ)貼等，為促進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了不竭動(dòng)力。

二、充電基礎(chǔ)設(shè)施存在的問(wèn)題與挑戰(zhàn)

縱觀國(guó)內(nèi)外，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起步較晚，實(shí)現(xiàn)行業(yè)發(fā)展與完善還需迎接挑戰(zhàn)與克服困難，推進(jìn)難度依然較大。

（一）充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)難度大。近年來(lái)，盡管電動(dòng)汽車質(zhì)量和規(guī)模顯著提升，但是相較于傳統(tǒng)燃油汽車，比例仍然較低。主要原因是消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程、電池壽命和充電便捷性存在顧慮。這一方面需要政府和行業(yè)專家引導(dǎo)消費(fèi)者扭轉(zhuǎn)消費(fèi)觀念，使其認(rèn)識(shí)到電動(dòng)汽車節(jié)能環(huán)保與行程成本低等優(yōu)點(diǎn)；另一方面要打消消費(fèi)者的顧慮，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大投入充電技術(shù)研發(fā)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。然而，設(shè)施建設(shè)涉及規(guī)劃、施工、用電等諸多領(lǐng)域，在具體施行過(guò)程中，涵蓋多個(gè)政府部門、用戶群體和企業(yè)，利益主體多，訴求各不相同，其中存在利益沖突。只有解決了這些問(wèn)題，電動(dòng)汽車才能迎來(lái)發(fā)展的新格局。比如，充換電站占地面積廣，用電需求大，現(xiàn)有站點(diǎn)布點(diǎn)偏僻，用戶使用不便；社會(huì)公共停車場(chǎng)和小區(qū)私人車位充電樁建設(shè)涉及利益主體多而分散，難以統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

（二）充電設(shè)施對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響。目前，我國(guó)電動(dòng)汽車及其相關(guān)行業(yè)進(jìn)入高速推廣發(fā)展階段，充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量與質(zhì)量大幅提高。大量電動(dòng)汽車充電所產(chǎn)生的集聚效應(yīng)給配電網(wǎng)增加了較大的負(fù)荷壓力；快充與慢充等不同的充電模式，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的強(qiáng)度與時(shí)間不同，需要分階段、分類型將充電設(shè)施對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響進(jìn)行分析處理，妥善解決。

（三）電動(dòng)汽車推廣與充電基礎(chǔ)建設(shè)不協(xié)調(diào)。電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展普遍著眼于汽車推廣而忽視了充電設(shè)施完善，導(dǎo)致車樁配比失衡。截至2016年底，車樁配比為4.75∶1，有車無(wú)樁的問(wèn)題突出。另一方面，因?yàn)槌鋼Q電站布局不合理、充電樁通用性差，加之消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車認(rèn)可度不高等原因，部分地區(qū)也存在有樁無(wú)車的現(xiàn)象。

（四）充電基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)尚未健全。國(guó)家已頒布的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未得到企業(yè)充分重視，部分領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在漏洞與缺陷，導(dǎo)致不同品牌的電動(dòng)汽車與不同廠家生產(chǎn)的充電設(shè)備難以兼容匹配。通信協(xié)議、結(jié)算方式不統(tǒng)一，在繳費(fèi)、電量查詢、空余充電樁位置數(shù)量查詢等方面服務(wù)未能充分滿足用戶需求，加大了用戶對(duì)電動(dòng)汽車的顧慮。故此，充電基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化亟須成熟與完善。

（五）配套政策不完善以及落實(shí)不到位。盡管目前各級(jí)政府與有關(guān)部門已出臺(tái)了包括財(cái)稅政策在內(nèi)的一系列配套支持與管理政策，但是仍存在政策不完善或落實(shí)不到位現(xiàn)象。政策支持促進(jìn)力度不夠，充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展要求與電動(dòng)汽車政策不平衡與不匹配等問(wèn)題。由于初期投入高，盈利緩慢，吸引社會(huì)資本參與建設(shè)難度大；價(jià)格機(jī)制不健全，與居民區(qū)、單位和社會(huì)停車場(chǎng)協(xié)調(diào)加裝、新建充電設(shè)備的推動(dòng)力度不夠等諸多壁壘。

三、電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)

（一）擴(kuò)大設(shè)施規(guī)模，提高充電便利性成為行業(yè)發(fā)展必然所趨。有效平衡各方利益訴求，推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。根據(jù)實(shí)際情況與發(fā)展前景，建設(shè)不同類型充電基礎(chǔ)設(shè)施。把小區(qū)固定停車位、單位停車場(chǎng)專用充電樁作為建設(shè)主體，以建設(shè)停車場(chǎng)、臨時(shí)停車位公用充電樁建設(shè)為輔助；在公交、出租車、共享汽車等公共領(lǐng)域積極發(fā)展充換電站；在中長(zhǎng)途交通運(yùn)輸、物流等領(lǐng)域，發(fā)展城際、省際快充站與快換站，全面推進(jìn)高速路網(wǎng)服務(wù)區(qū)充換電站建設(shè)，最終形成布局合理、便捷高效、功能完善的電動(dòng)汽車充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。2020年，我國(guó)電動(dòng)汽車總量預(yù)計(jì)達(dá)到500萬(wàn)輛，其中包括私家車和公用車共430萬(wàn)輛，其余以公共服務(wù)用車為主。充電設(shè)備包括專用充電樁430萬(wàn)座，公共充電樁50萬(wàn)座。車樁配比由2016年的4.75∶1變?yōu)?.04∶1，基本實(shí)現(xiàn)一車對(duì)應(yīng)一樁，以滿足用戶日常需求。

（二）推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，讓技術(shù)創(chuàng)新成為行業(yè)發(fā)展的根本動(dòng)力

1、加快充電設(shè)施的技術(shù)創(chuàng)新。對(duì)于主流電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，目前交直流充電樁可以實(shí)現(xiàn)30分鐘將電池容量提升至90%。這就要求我們?cè)谛滦蛢?chǔ)能材料、增強(qiáng)電池抗沖擊能力和提高充電設(shè)備功率等方面做深入研究，將充電時(shí)間由目前的幾十分鐘縮短到十幾分鐘甚至幾分鐘，既改善了汽車的續(xù)航里程，同時(shí)使充電更加輕松便捷。

2、加強(qiáng)電網(wǎng)保障能力。配套電網(wǎng)作為充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的堅(jiān)實(shí)保障，需要加強(qiáng)自身建設(shè)與匹配。根據(jù)實(shí)際條件與用戶需求，合理制定相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與改造完善，確保“設(shè)施建設(shè)，電網(wǎng)先行”。有效解決用戶找樁慢、出行難等問(wèn)題，持續(xù)提升充換電服務(wù)水平。

3、構(gòu)建智能充電網(wǎng)絡(luò)。建立“互聯(lián)網(wǎng)+充電基礎(chǔ)設(shè)施”的發(fā)展模式，與智能電網(wǎng)、智能交通、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等新理念、新技術(shù)相融合。提高充電基礎(chǔ)設(shè)施與電網(wǎng)、用戶的能量與信息互動(dòng)。以用戶為中心，引入互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，加強(qiáng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理，提供預(yù)約充電、空樁查詢、移動(dòng)支付、實(shí)時(shí)查詢等服務(wù)，并積極拓展有關(guān)業(yè)務(wù)，提升電動(dòng)汽車充電便捷性和設(shè)備使用效率。

（三）加快推進(jìn)充電標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，讓標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)發(fā)展的指向。相關(guān)部門需要與科研單位、企業(yè)密切溝通，盡快修訂、完善、出臺(tái)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并確保有效落實(shí)。對(duì)已有充電基礎(chǔ)設(shè)施加以改造，計(jì)劃建設(shè)的充電設(shè)備需要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。同時(shí)，電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家也要按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自身產(chǎn)品改進(jìn)、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，打破行業(yè)內(nèi)部由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一產(chǎn)生的割裂現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)汽車與充電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、兼容互通。

（四）形成成熟的充電服務(wù)商業(yè)模式，讓可持續(xù)商業(yè)成為行業(yè)發(fā)展的源泉。積極引入社會(huì)資本、技術(shù)，充分發(fā)揮國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)兩大電網(wǎng)集團(tuán)在充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的資金、技術(shù)與人才優(yōu)勢(shì)，加快車樁全壽命周期管理理念推廣，加快充電基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)化建設(shè)力度，整合城市公交、出租、共享汽車等公共資源，優(yōu)先投入公共領(lǐng)域充電服務(wù)建設(shè)。由政府有關(guān)部門牽頭，以相關(guān)企業(yè)為行業(yè)建設(shè)示范與主體，同時(shí)積極鼓勵(lì)引導(dǎo)其他社會(huì)資本參與融入其中。通過(guò)相關(guān)法律法規(guī)與行業(yè)秩序規(guī)范生產(chǎn)建設(shè)與營(yíng)運(yùn)行為，盡快形成競(jìng)爭(zhēng)有序、統(tǒng)一規(guī)范和持續(xù)健康發(fā)展的成熟商業(yè)市場(chǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到重視，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)勢(shì)必迎來(lái)蓬勃發(fā)展的未來(lái)，因此有必要對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行深入探討與研究，為充電基礎(chǔ)設(shè)施明確發(fā)展前景與方向。

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