用户名:  密码:

当前位置:首页 > 产业 > 市场分析

充电技术进步如何影响充电设施行业演化

距《指南》目标相去甚远
2015年10月国家发改委、国家能源局、工信部和住建部联合印发《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》(《指南》),《指南》将全国(不含港澳台)划分为积极促进地区、示范推广地区和加快发展地区并分别提出了10万个、220万个和250万个的建桩目标。2016-2018年间,多地政府以《指南》为依据编制和发布了相关充电桩的布局规划。
车辆目标方面,《指南》指出,到2020年,全国电动汽车保有量将达到500万辆。据公安部机动车保有量数据显示,截至2021年上半年,全国新能源汽车保有量603万辆。全国新能源汽车保有量已超出《指南》提出的500万辆车的目标。
充电桩目标方面,《指南》也将广西、西藏、青海、宁夏、新疆等5个省区列为积极促进地区,预计到今年,充电桩保有量达10万个;将山西、内蒙古、吉林、黑龙江、江西、河南、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃等14个省区市列为示范推广地区,预计到今年,充电桩保有量达220万个;将北京、天津、河北、辽宁、山东、上海、江苏、浙江、安徽、福建、广东、海南等12个省市列为电动汽车发展基础较好,雾霾治理任务较重,应用条件较优越的加快发展地区,预计到今年,充电桩保有量达250万个。
从《指南》发布的近五年来各区域的行业实践来看,充电桩建设的目标达成率不及预期。虽然距《指南》目标相去甚远,但从国家到地方都没有对充电设施发展进行过多干预,这也充分体现了国家对市场在资源配置中起决定性作用的工作思路,即充电桩建设须由市场供需决定。虽然当前政府仍有资金奖补政策加以市场引导,但充电运营企业的持续盈利性问题需要企业根据市场情况进行调整。这也是最近两年公共充电桩增速较2015-2017年大幅减缓的最主要原因。长远来看,随着充电桩进小区难题的逐步破解以及单枪大功率充电技术(P≥350千瓦,下同)的成熟应用,公共充电桩的数量增长将具有较大不确定性。而聚焦住宅小区的充电设施配套工程和随车配送的私人专用充电桩却能稳定输出需求。

现有充电服务能力基本支撑需求
据公安部统计数据显示,截至2021年上半年,全国新能源汽车保有量为603万辆,其中纯电动汽车493万辆。从车桩目标达成率来看,车桩比约为3.1∶1。从具体车辆分类来看,若以纯电动汽车保有量来计算,则车桩比约为2.5∶1。另外需要提醒的是,近两年公共充电桩领域,高功率直流充电桩成为建设的主流,也在一定程度上提升了充电效率。再加上配建率约为73%的私人充电桩的作用,所以才出现了194.7万个的充电桩支撑了603万辆新能源汽车的充电需求的情况。此外,笔者也曾以北京市的新能源汽车规模和充电桩服务能力进行过测算,若以北京现有的车辆构成、保有量规模和充电桩数量及其充电服务能力为模型来计算,在计入私人充电桩影响的情况下,全国公共充电桩的利用率仅为13.8%。显然,现有充电服务能力可以支撑新能源汽车充电需求。
从各地区发布的政策情况来看,其新能源汽车销量主要得益于政策的驱动。这也和当前新能源汽车尤其是纯电动汽车的市场接受程度有关。当前新能源汽车仅在日常行驶成本和日常维保成本上优于燃油汽车,而在涉及动力电池性能衰减、能源补给效率低和能源补给便利性差这三个燃油车完全不存在的问题上则充分体现了短板效应。这也是新能源汽车的市场接受程度还暂时无法完全由市场驱动的最主要原因。但另一方面,对于像公交车辆、物流车辆等运行时间固定、运行里程固定和车辆统筹管理的运营类专用车辆则可以很好解决上述问题,从而较快全面实现电动化。此外,在能较好解决充电桩进小区的城市和有一定经济基础的乡村地区也将迎来新能源汽车的快速增长。经测算,未来3-5年内在没有恶劣气候制约、人均GDP达到一定水平、千人汽车保有量较低且没有新能源汽车牌照数量限制的城市及其乡村地区将有较大增长空间,具体可参考《中国新能源汽车产业发展情况分析与测算》报告。

场地是充电服务的核心资源
从公共充电运营市场来看,全国范围内公共充电服务企业大致可以划分为五大类:一是以国网、南网等拥有电力资源以及中石油、中石化、地方城投、地方能投等拥有充电场地资源为代表的资源型企业;二是以绝大部分自建自营充电桩的民营企业为代表的服务型企业;三是以小桔充电、高德地图、支付宝等以超高用户流量为基础进行充电桩聚合的互联网企业为代表的平台型企业;四是以特斯拉、蔚来等以满足自身用户充电需求的新能源汽车制造企业为代表的能源配套型企业;五是以出租车公司、公交公司、物流公司等有车辆电动化要求并有稳定充电需求为代表的需求型企业。从目前公共充电桩保有量来看,服务型企业的自有充电桩保有量占比约为70%。
就公共充电服务而言,电力资源和充电场地资源是提供充电服务的必要前提。由于当前90%以上的充电运营企业皆为服务型企业,故近五年来,服务型企业加快了充电桩站点的布局。以北京和深圳为例,在所有核心地段、人流和车流较大的场地皆已有企业进行了充电桩布局。
另一方面,虽然电网企业是资源型企业,但由于我国电力资源属于国家统一调配的资源范畴,故在新能源汽车产业发展之初,国家和各项地方政策的着力点几乎都在围绕电力价格、接电便捷、用电安全等方面做文章。加之充电站点越多,越有利于电网售电,所以电网企业在排除掉自身建桩的需求后,将不会把电力资源视为充电服务的竞争壁垒。相反,由于场地资源的产权所有方构成复杂、场地溢价千差万别,场地供需高度市场化,从而导致场地资源不能靠国家政策统一调配而只能通过政府引导,最终靠市场行为来解决。所以不论是公共充电服务还是私人充电服务,充电场地资源将是充电服务的核心资源。

充电技术发展如何影响运营业态
从近年来公共充电桩的增长情况来看,直流快充桩已经成为新增建设的主流。近两年,单枪平均功率60-90千瓦的充电桩成为了大多数运营企业的建桩首选。这一方面得益于车辆和动力电池技术的进步,另一方面也是充电场地资源的占有成本以及运营效益的必然要求。公共充电桩必须加大充电功率、提升充电效率、提升充电场地有效利用率来实现盈利,已成为行业共识。尤其是单枪更大功率(≥350千瓦)的充电,一是可以做到充电效率和加油效率相当,极大提升新能源汽车市场接受程度,二是极大提升充电车位有效利用率,实现即充即走的加油站模式。
据北京市城市管委提供的数据显示,截止到今年上半年北京市加油站共计1007座,以每座加油站平均约30把加油枪计算,北京市的加油枪总量约30210把。另一方面,今年上半年全北京市民用汽车保有量约605万辆。故车枪比约为200∶1,以当前北京市约37.9万辆纯电动乘用车汽车的保有量计算,以大功率充电技术为前提,在充电站点布局合理的基础上全北京市仅需要充电枪1895个。
综上可知,大功率充电技术带来的充电模式其实质是加油站模式。如果是加油站模式兴起,则这其中最有可能实现大功率充电网络的企业则是前述资源型企业。布局合理的充电场地资源和电力资源的结合,则资源型企业具备先天的竞争优势。

关于大功率充电技术的四个判断
大功率充电技术的应用初期仅局限于豪华汽车品牌,且受众有限。从世界范围来看,目前大功率充电技术尚无成熟应用先例,仅在部分豪华品牌车型开展了一些技术验证工作。在技术发展初期,一是由于该技术对车辆高压器件有较高要求,涉及车企供应链调整以及关键零部件可能出现的“卡脖子”问题,国产品牌2-5年内将不会将该技术路线作为重点方向;二是由于车端成本原因,当前阶段大功率充电技术也仅能应用于豪华汽车品牌,就如特斯拉真正高明之处在于把用户定位和用户体验作了精准分析。针对当时存在的电池成本高和续驶里程短两大矛盾,特斯拉巧妙选择用户定位,用多装电池的方式解决续驶里程问题,定位高端跑车以缓解成本压力。所以低端车型尤其是国内品牌溢价较低的车型将不会选择该技术路线;三是当前阶段电池性能还不能完全匹配大功率充电技术,由该技术带来的电池衰减和车辆侧充电安全性问题还没完全得到解决,这也是现阶段制约该技术推广的原因之一。
大功率充电技术可以解决两大互联互通难题。大功率充电技术其实质是带来了加油站模式的兴起。从长期来看,其一是如果现有加油站全面改成充电站,则信息互联互通的问题将迎刃而解,因为现有的每一个地图应用都有每一座加油站的地理位置信息,地图应用只需将“加油站”改成“充电站”就能解决问题。如此,用户将通过地图应用去查询充电站,这便解决了信息互联互通的问题;其二是加油站模式的有人化值守,可以轻而易举地解决支付互联互通的问题,因为一旦有人值守,则用户可以选择现金、扫码、刷卡等各种方式支付充电费用。同样是因为有人值守的加油站模式,充电站点布局不合理、充电车位专用化率较低和充电车位被占用率较高等现阶段频发的充电体验痛点将被极大缓解。
大功率充电技术有三大应用需求场景。一是例如像北京、上海、深圳等停车位资源紧张的特大型城市中的改造难度较大的老旧小区居民用户的充电需求;二是例如像公交、出租和物流等企业对于充电效率要求较高的运营类专用车辆用户的充电需求;三是例如像日益增长的长途自驾的有在高速公路上进行快速补电的出行用户的充电需求。
大功率充电技术应用进入成熟期后,平台需求被弱化。长期来看,随着大功率充电技术成本的不断降低,越来越多的车型可以应用该技术,又因为该技术可以较快较好解决信息和支付互联互通的问题,则面向用户的平台需求将会被弱化。
另一方面,鉴于大功率充电技术的现实意义和广受关注,全国汽标委也正在抓紧调整2015版国标(20234.1-2015)的有关要求,并开展关于大功率充电技术的适应性验证工作(主要验证载流能力和温升),这也将对大功率充电技术的车端应用起到积极推动作用。
充电桩进小区时间跨度大大缩短
虽然电网公司用了近二十年的时间才实现了家家户户用空调,但由于政策的支持、技术的进步和模式的创新,充电桩进小区的时间跨度将大为缩短。首先,以国家电网公司为代表的有关企业已经研发出住宅小区有序充电的充电桩和相关能源配套系统,在技术上已经能够做到引导用户分批、按时、按需进行车辆充电。现在要从政策推动和市场化机制入手来引导用户遵守和适应有序充电的规则要求,以形成规模化效应;其次,即使在电力容量和车位较为紧张的小区,也已经有企业开展小区范围内公共充电桩运营模式的探索,且也取得了一些经验和效果;再次,私桩共享模式也已在多地进行了商业化尝试,但是还要从桩主自主定价的合法性以及发生安全事故后责任的划分和赔偿等方面着重加以研究,形成长效机制,解除监管方、物业方和业主方的后顾之忧,畅通住宅小区充电服务。
决定充电服务能力的三个因素
从技术进步的角度来看,不论是为公共充电服务的大功率充电技术,还是为私人充电服务的住宅小区有序充电技术,其解决的都是电力资源利用率的问题。从商业模式的角度来看,不论是为公共充电服务的加油站模式,还是为私人充电服务的居住地充电模式,其解决的都是充电车位专用化的问题。所以,充电车位专用化率、充电桩额定装机功率和充电桩保有量这三方面因素才决定了充电服务能力。
随着充电桩进小区越来越容易,大功率充电技术的成熟和普及,公共充电桩的数量需求将具有较大不确定性。而车主在家就能充电才是实现充电比加油更方便的最关键一环。长远来看,服务型企业将有可能逐步成长为汽车企业、房地产开发企业和物业管理企业的零部件配套供应商和能源系统集成商。
注:本文作者中国电动汽车充电基础设施促进联盟技术和认证部主任 本文首发于《汽车纵横》杂志2021年9月刊
版权声明:本文系汽车纵横网原创文章,如需转载请注明出处和作者,并加上指向链接:http://www.autoreview.com.cn,谢谢合作。

地址:北京市丰台区汽车博物馆东路1号院诺德中心二期11号楼33层 邮编:100160 电话:010-63425939 E-mail:autoreview@caam.org.cn
《汽车纵横》杂志社有限公司 京ICP备05030302号-2