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刘大伟:高质量充电基础设施可持续发展思考

  2023年12月19日-21日,由中国电动汽车充电基础设施促进联盟、中国汽车工业协会充换电分会、杭州市富阳区人民政府联合主办的“2023中国汽车充换电生态大会”在杭州举办。本届大会以“迎接新挑战,全面推动充换电基础设施高质量发展”为主题,设置了“1+1+6+N”场会议和发布,即1场闭门会议+1场大会论坛+6个主题论坛+N场重磅发布,会议围绕“充换电基础设施建设”、“充电桩下乡”、“高品质充电服务”、“换电模式”、“海外出口”、“车网互动”等方面进行深入交流,研讨构建产业高质量发展格局的对策、方法与路径。其中,在12月20日上午进行的“大会主论坛”环节,华为数字能源技术有限公司智能充电业务总裁刘大伟发表了精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  尊敬的各位领导,嘉宾,大家上午好!今天非常荣幸来到这里,跟大家分享关于高质量充电基础设施的发展思考。
  今天我不会重点去讲公司的产品,大家也都知道我们在今年4月全球首发的全液冷超充直流母线构架,我很欣喜地看到国内很多同行也快速地进入到这个赛道之中了,一定要打造高质量,一定要将品质做到最佳,我们会不断地追求在技术上的领先,不断地创造更多、更好、更丰富的产品,以满足充电基础设施的发展需求。
  今天我最主要谈的是我们在充电基础设施这个领域中我们作为设备供应商的责任和对未来的看法。首先,充电基础设施处于非常关键的位置,在国家双碳目标当中,交通的电动化与新能源电力的变革是两大国家战略,充电基础设施正好是承载着新能源汽车与新型电力系统的两大变革,起到信息交互枢纽与能源管理的节点重要角色。国务院在今年6月19日的发文中明确将其定位为交通与能源融合型的基础设施,承载着新能源汽车产业发展与新型电力系统重要的使命。
  面对两大国家战略的机遇和挑战,华为数字能源与新能源车企合作提供动力域的解决方案,到现在为止我们已经和10多家车企推出了近50款的车型,为新能源行业提供智能光伏解决方案,全球发货量第一,为充电基础设施运营商提供创新的技术构架与解决方案,推动产业向高质量发展。
  刚才小飞总提到了一个全面高压化的趋势,我们也是坚定地认为未来新能源汽车将全面走向高压化,从当前的B级、C级车型,刚才提到高压超充车价已接近16万元,未来到10万元级别的A级车也要走向全面高压化,全面高压化是一个必然趋势。
  在今年广州车展已经超过60款车实现了全面的超充化,预计到2025年将会有150款以上的车型支持高压车。在乘用车领域,随着一些技术的进步,包括成本的降低,特别是在碳化硅功率半导体等核心零部件的成本快速降低的情况下,高压化的构架将迅速向A级车普及,在商用车的领域,高压化也将快速延伸,通过超快充提升快速补能,减少电池容量,可大幅降低整车成本和提升运营效率,高压平台车型施展空间持续扩大,根据行业洞察到2026年高压新型车型的销量,将有可能超过40%,整个在新能源汽车领域将全面走向高压化。
  不容忽视的一个现状是整体充电基础设施还是比较落后于新能源汽车的发展需求的,有功率小、电压低、体验差等方面的问题,我上个月跑了欧洲,对比了欧洲的充电基础设施发展有很多是值得我们借鉴的地方。举一个例子,在欧盟中提出来Fit for 55,在2025年前在核心的Top10的网络当中要部署每60公里一个大功率充电站,单枪的输出功率要在350千瓦以上,这个规划远领先于新能源汽车发展步伐的,这是值得我们借鉴与参考的。
  中国充电基础设施经历了两波发展阶段,现在进入到第三波关键浪潮之中,第一波是承载着国家使命的国网南网为代表,从2013年左右开始在国家倡导下做的初步建设。第二波是在2017年左右全面市场化,众多的中小型企业参与进来,建成了我们当前世界上数量最多,服务最广,品类最广的充电基础设施。2023年我们认为到了一个新的拐点,由于新能源汽车私家车的车主占比达到87%,用户从充电价格敏感转变为体验优先,这是非常大的转折点。今年11月,新能源汽车月销量达到100万辆,存量2000万台的情况下,高质量充电基础设施的需求会激增,政策、市场、技术等多元驱动之下我们将迎来高质量发展的新阶段,同时也感谢中石油、中石化等能源转型企业与国有企业下场,也注入了一个新的发展活力,我们认为中国的充电基础设施的第三波浪潮已到来!这波浪潮的关键词是“高质量”!
  在充电基础设施第三波建设浪潮当中,当前仍存在着非常低劣的充电产品,以低价抢占和冲击市场,很多老问题仍然存在,比如模块年失效率10%以上,充电桩平均寿命只有3、5年就要更换,投资风险非常大,设备噪音非常高,达到80db以上。这一次我到美丽的杭州看了几个站,体验了一下在充电的时候环境非常差,噪音很高,且夏天在户外长时间充电的体验非常难受,充电时长超过1小时,出行焦虑加重等,都是不利于这个产业健康发展的。
  因此我们认为充电基础设施是支撑新能源汽车和新能源电力系统变革的需求,需要向高质量充电基础设施目标网方向发展。我们认为高质量充电基础设施目标网,主要满足于四个应用场景,第一是针对城际的,尤其在高速、国道等服务区,实现规模布局大功率超充,实现100%覆盖,有路的地方就有超充。华为提出共同打造全中国的9纵9横的高速一张网,我们建设了超过首条高速公路的高质量充电网络体验,例如在广湛高速、广韶高速公路,最美的四川国道318川藏线上打造了超充之旅。专用场景做到公交、物流、矿山实现兆瓦级的周转超充,帮助卡车节约1吨的电池重量,节约电池成本10万元。在城市公共场景做到高渗透,为车主打造便捷的一公里超充圈,华为联合了政府的合作伙伴打造了深圳的超充之城、海南的超充之岛等。在居民小区等驻地场景,推广全面覆盖的直流慢充、智能有序充电方案。同时,要提升充电网与电网、车联网的互联互通,促进源、网、荷、储、车,等多领域的绿色协同发展。
  高质量基础设施的内涵,整个在行业里边到现在为止是没有明确定义的,我们也与行业的专家,一些相关的政府部门去讨论了我们在高质量充电设施当中的定位,应解决哪些问题,我们认为要解决五大关键问题,要让五个利益相关方满意。
  第一,用户的高体验,真正让电动车用户,特别是私家车用户能充上电,充好电,能充得快,让有路的地方就有超充,带来加油一样的体验,一秒一公里是华为提出来的目标,实际上我们也实现了一秒一公里,一秒一公里成为超充的基本要求,实现充电5分钟能行驶200公里,未来我们提出来充电3分钟行驶200公里,这是第一点让用户满意。
  第二是设备的高质量,作为充电基础设施的整个的设备生命周期应该从现在的3年、5年延长到15年以上,这是一个必要的条件。并且支持面向未来如“光储充一体、V2G”等技术与容量持续演进,让运营商满意。
  第三是投资的高收益,对于场站投资者,充电设备损耗小、性能高带来高电力利用率,设备稳定运行带来高时间利用率和低维护成本。同时,新能源车型迭代快,存量车型的全覆盖和支撑未来演进也对于投资收益至关重要。
  第四是车网的高效益,对于车企,高质量充电基础设施的规模建设,可将大容量但充电慢的电池包,转为小容量的超快充电池包,降低整车重量和成本。另外对电网来说,具备能源调度能力的充电设备能够缓解电网压力,提升电网稳定性。
  第五是资源的高利用,对于市政规划部门,我们要实现城市资源的高效利用尤其通过这种较高的池化功率调度的功能实现单车位上快速的充电,且实现集中化的资源利用优势。
  建设高质量充电基础设施,需要创新的技术架构与解决方案,来实现充电产业各参与方的收益与价值,并支撑两大产业变革与发展。我们总结出先进技术架构应该具备“全液冷、模块化、智能功率池化、直流母线”的特征充电模块、主机和终端全液冷能够大幅提升设备使用寿命与可靠性,降低设备噪音。设备部件全模块化,能够实现超/快充灵活组合,支持功率按需部署与柔性演进。智能功率池化通过功率调度优化,提升电力利用率。直流母线架构允许设备实现高效交/直流叠光叠储。
  在过去,行业中应用的“设备单瓦成本”投资比价模式,只能引导设备商持续降低设备成本来赢取市场,结果只会是劣币驱逐良币。然而充电桩是生产工具,需要考虑和关注到其在价值创造方面的能力,不能展现设备在“可靠性、寿命、充电量、兼容性以及电网友好”等方面的特性。因此,为了牵引整个行业的高质量发展,我们联合了行业专家,共同提出了充电度电成本(C - LCOE)投资收益评估方法。充电度电成本指标是生命周期总成本(即初始投资与运营成本)与运营周期总充电量及收益之间的比值。其中,充电设备维护费用、二次投资与电力损耗是影响生命周期总成本的关键因素;设备的功率利用率和时间利用率直接决定了场站运营周期总充电量,功率利用率与技术架构、电子元件效率直接相关,时间利用率与设备可靠性、有效充电时长直接相关。在行业里,推广充电度电成本(C - LCOE)投资收益评估方法,将会引导高质量充电基础设施良性可持续发展。
  我们做了几个案例,通过充电度电成本的评估方法,我们在深圳的社会场站和广东的高速服务区做了一个对比,整体的效果是投资收益增加了40%,度电成本降低了20%,这是两个比较明显的案例。例如深圳某公共超充站,在电网不扩容的情况下,场站改造后的累计充电总量提升46.9%,充电度电成本降低23.8%。以广东某服务区为例,在同等电容量情况下,使用华为设备累计充电量提升56.9%,充电度电成本降低29.6%。以上案例,我们的客户通过实践验证,虽然创新技术架构设备的CAPEX初始投资高,但生命周期内,带来的收益更高,充电度电成本更低。
  在两周前的世界新能源汽车大会上,我们华为数字能源总裁侯金龙先生也对外宣布华为是要承担在充电基础设施高质量发展的责任的,我们也愿意携手伙伴建设高质量可持续发展的充电基础设施,我们将在2024年携手客户与伙伴,在340多个城市与主要公路建设10万根以上的华为液冷超充,希望更多的车企、电网、运营商、伙伴加入进来,和我们一起打造一个真正高质量充电基础设施的超充生态圈。
  回到我今天的主题,我们认为未来两年非常关键,而且研究表明,其实高质量的充电基础设施能推动新能源车的快速发展,这也是我们在跟各个省领导去沟通时大家的一致意见,其实高质量充电设施能撬动新能源的比重可以达到1:10,一个GDP的充电基础设施的高质量基础设施的投资会换来十倍的GDP的新能源汽车的发展。
  所以我们希望将充电高质量基础设施纳入到大家所有的议程中来,接下来华为数字能源将联合行业共同发布《高质量充电基础设施可持续发展白皮书》,我今天演讲的最主要的内容也都在这本白皮书中。谢谢!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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