充换电基础设施发展迎来新拐点

新能源汽车作为国家七大战略性产业之一,是我国从汽车大国走向汽车强国的必由之路。近年来我国已建成世界上数量最多、辐射面积最大、服务车辆最全的充电基础设施体系,为新能源汽车快速发展提供了有力保障。随着新能源汽车产业快速发展,充电基础设施作为其重要支撑,发展质量直接关系到绿色出行的推广和生态环境的改善。2023年6月,国务院办公厅发布了《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》,明确提出了充电基础设施体系构建的总体要求和2030年发展目标,并出台了加大支持保障力度的具体措施。
为充分把握构建高质量充电基础设施体系的政策精神,全面推进充电基础设施体系建设,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于2023年12月19-21日在杭州联合主办了“2023中国汽车充换电生态大会”。此次大会以“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场大会主论坛+6个主题论坛+N场重磅发布,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”等方面展开了深入交流,以探寻构建充换电产业高质量发展格局的对策、方法和路径。
其中2023年12月20日上午,举行了“大会开幕式”和“大会主论坛”,并发布了《电动汽车充电基础设施2022-2023年度发展报告》,成立了闪充委员会等。在上午的论坛上,政府部门领导、行业机构领导和行业企业代表分享了各自在充换电领域的实践经验和心得,以共同打造充换电产业可持续发展生态。

充电基础设施建设第三波浪潮来临
“我们认为,中国的充电基础设施建设第三波浪潮已到来!这波浪潮的关键词是‘高质量’。”华为数字能源技术有限公司智能充电业务总裁刘大伟认为,中国充电基础设施已经历了两波发展,现在进入第三波浪潮中。“第一波是从2013年左右开始,在国家倡导下初步建设,以承载着国家使命的国网、南网为代表;第二波是从2017年左右开始全面市场化,众多中小型企业参与进来,建成了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年到了一个新拐点,由于新能源汽车私家车车主占比达到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。”
到2023年,我国新能源汽车保有量达到2000万辆。业内预计,到2025年新能源汽车保有量将超过4000万辆。这对充电基础设施的需求也将激增。而政策、市场和技术等多元驱动,尤其中石油、中石化等能源转型企业和国有企业下场,为充换电市场发展注入了新活力。中国汽车工业协会充换电分会、中国电动汽车充电基础设施促进联盟副秘书长仝宗旗表示,到2023年11月,充电基础设施保有量达到826万台,同比增长67%。其中,公共充电基础设施保有量达到262.6万台,同比增长51.7%;私人充电桩保有量达到563.8万台,同比增长75%。注册的充电桩相关企业有34.5万余家,包括充电桩设备企业、平台商、运营商等。现在整个充换电产业处于蓬勃发展阶段。
在刘大伟看来,在国家双碳目标中,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节点的重要角色。充电基础设施支撑着新能源汽车和新能源电力系统变革需求,需要向高质量方向发展。
为此,刘大伟认为,要实现充电基础设施高质量发展目标,需要解决五大关键问题,让五个利益相关方满意:一是用户的高体验,让用户满意;二是设备的高质量,让运营商满意;三是投资的高收益,让场站投资者满意;四是车网的高效益,让车企和电网满意;五是资源的高利用,让市政规划部门满意。他说:“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。”
在构建高质量充电服务网络方面,国网智慧车联网技术有限公司能源服务中心(负荷调控中心)总监秦俭表示,一是要大力推进充电设施报装减环节、压时限、提效率,降低用户接电成本;二是加强充电设施建设保障,积极投资建设公共充电设施;三是打造智慧车联网平台,形成全充电场景的立体化服务体系;四是推进标准“走出去”,建立具有中国自主知识产权的充电标准体系。
同时,刘大伟直言,在充电基础设施第三波建设浪潮中,充电设备功率小、电压低、体验差、投资风险大等问题仍然存在,整体充电基础设施建设仍落后于新能源汽车发展需求。这不利于充换电产业健康发展。

主要矛盾从“里程焦虑”转向“补能担忧”
对于充电基础设施高质量发展问题,2023年6月国务院办公厅发布的《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》,从国家层面提出了新目标、新要求。
高质量的充换电服务网络是电动汽车产业高质量发展的重要基础和保障。中国汽车工业协会副秘书长杨中平表示,希望电动汽车、充电基础设施、动力电池等产业链各参与方抓住历史机遇,通过技术创新做实产业腾飞的基础,通过商业模式创新拓展产业生存空间,通过多产业融合打造充换电产业新生态。他说:“充换电产业经过近几年快速发展,逐步形成了满足细分场景下的不同商业模式,而更多充换电生态圈企业进入,推动了产业高质量发展。”
充换电基础设施作为新能源汽车推广应用的保障,有力支撑了新能源汽车产业高速发展。中国工程院院士孙逢春认为,当前我国新能源汽车产业已进入全面市场拓展期,新能源汽车推广应用的主要矛盾从“里程焦虑”向“补能担忧”转移,因此充换电基础设施网络服务能力成为行业关注焦点。在国家政策指导和扶持下,我国充换电规模持续保持全球第一,商业模式不断创新,充电服务水平不断提高,为我国新能源汽车大规模推广应用提供了重要保障。他希望充换电产业链上下游企业齐心协力,共同为构建健康、可持续发展的充换电产业生态而努力。
公路沿线作为充换电基础设施建设的重要场景地,交通运输部路网监测与应急处置中心出行服务处处长闻静表示,要科学谋划、统筹分类推进公路沿线充电基础设施建设改造,加快形成重要节点全覆盖、运行服务良好的公路沿线充电基础设施网络。这是落实加快建设交通强国,推进公路交通网络与能源网络融合发展的重要载体,是切实保障公众放心出行,化解电动汽车车主的“里程焦虑”和“补能焦虑”的“必答题”。截至2023年11月底,全国已建设充电停车位的服务区共计6325个,占高速公路服务区总数的95%;全国高速公路服务区累计建成充电桩2万个。“未来要持续提升新能源车主高速公路出行体验,构建高质量公路充电基础设施网络,加密优化充电设施点位布局,让更多电动车主放心出发、远途出行。”
而超充和闪充网络主要围绕高速公路建设。高速公路沿线场站具有“潮汐特性”。正如业内所说“闲时用不到,忙时不够用”。因此,超充补能方式得到用户认可。氢积电能源技术(上海)有限公司CEO陆颖表示,用户期待叠加政策支持,超充网络建设大有可为。但利用传统电力系统去响应以新能源为主体的新型电力系统发展,势必会遇到资产投资过大、周期长且资产利用率较低等问题。为解决这个问题,陆颖认为,氢能有利于助推超充网络普及。目前,其公司能给超充和闪充网络共建伙伴提供全新的临时供能解决方案——Chongya氢能离网解决方案,帮助客户更好地进行盲点覆盖。
秦俭也认为,未来新型电力系统与电动汽车之间是相辅相成的关系。电动汽车具有天然的电力“海绵”特性,是非常好的移动储能资源,可以在电源侧和负荷侧充分发挥电力海绵的效果,实现充电与放电的双向行为。“电动汽车参与电网互动的市场条件已经具备,通过聚合充电桩参与电力调峰、需求响应、用电交易,可以获取更多的收益。”
当然,用户在不同场景下对充电补能需求不同。但新能源汽车800V平台车型逐渐增多。2023年广州车展上有超过60款车型实现全面超充化,预计到2025年将有150款以上车型支持高压平台。据业内观察,到2026年高压新型车型销量有望超过40%。因此,刘大伟认为,高压平台车型施展空间持续扩大,未来新能源汽车将全面走向高压化。
事实上,一些车企一直在积极发展800V高压快充技术。杭州闪电速能科技有限公司CEO王小飞说:“标配800V大功率超充设备,全面满足用户的超快充补能需求。我们在技术、产品和体验三个环节深耕,是行业首家自主研发且已成功实现量产商用大功率充电机器人的公司。”在王小飞看来,更高效的充电技术是构建高品质充电服务生态的基础。按照电动汽车长续航发展方向,800V电压平台已成为主流,有利于缓解用户充电焦虑和里程焦虑,满足不同细分市场用户差异化高品质补能需求。

构建互联互通的充换电网络和商业模式
随着充换电市场向纵深发展,充换电商业模式也在不断创新。仝宗旗表示,从商业模式上看,出现了不同形式,比如虚拟电厂、车网互动、社区统建统营模式、基于充电服务平台的车辆综合服务模式、换电模式、光储充一体化模式、充换电场站数字资产交易模式、目的地充电模式、配送储能移动充电模式以及高速服务区充电模式等。随着新能源汽车进一步推广应用并下沉到四五六线城市甚至乡村,保有量或渗透率会越来越高,充电模式和技术会有更多创新涌现出来。
仝宗旗认为,充电信息将互联互通,其信息服务将平台化。其中平台,既有政府平台,还有第三方互联互通平台和企业平台,但无论什么类型平台,都有其存在的实际价值。从充换电产业发展趋势来看,一是充换电产业融合创新、合作共赢,二是高电压平台充电设备占比将进一步提升,三是换电标准化程度不断提升,四是智能充电桩加速落地,五是充电服务高品质发展。
不同用户有不同需求,不同场景下充电需求也不一样,所以充电网络建设比较复杂。万帮数字能源股份有限公司轮值CEO王磊表示:“我们做了很多探索,尤其平台化运营方面,让更多中小运营商或大国企、央企、能源企业不断加入充电行业大军,互联互通。我们在‘开放’上执行得比较坚决。现在我们做的充电网络是一个多维交叉互补模型。”其公司推出了移动数字能源解决方案。对于充电网络,基于大数据、算法模型,进行精准化、智能化运营。比如,在数字化能力加持下,其公司尝试做邀约型虚拟电厂平台,实现多维能源品种之间互相交易等。
秦俭也认为,要强化充电设施与电网规划的有效衔接,推动城际充电网络互联互通,推动县乡充电网络有效覆盖。在高速公路方面,巩固高速公路充电网络,应用大功率充电技术,促进协同建设,服务互通;在城市方面,结合交通枢纽、城市道路,联合社会相关方因地制宜,布局公共充电网络;在乡村方面,加快大型村镇乡村旅游、重点村镇的布局充电网络,推动农村充电网络与城市衔接。
“在城市中,今天公共快充是主流,但未来一定不是。”特来电新能源股份有限公司董事长于德翔说,“如果我们现在不能提前科学布局公交充电网、公共充电网、物流充电网、小区充电网、园区充电网,未来将无法支撑大规模电动汽车发展。”
同时,需要构建合作共赢的充换电产业生态。秦俭表示,要发挥车联网平台的功能与引流优势,将社会资产充电桩直接接入车联网平台,借助全产业链成熟经验,简化社会运营商建设门槛,降低前期投入成本,合作共赢构建可持续发展的行业生态。

换电充电模式应为补能贡献各自力量
随着新能源汽车市场规模化增长,充换电业务对公对私也都高速增长,由此带来了三大业务快速发展:一是多元补能业务,即充换电业务,有快充、慢充、超充、换电、加氢、甲醇等再生能源的多元补能业务;二是电池服务业务,包括电池回收、梯次利用、电池检测、电池维修,甚至在整个过程中的碳资产业务;三是能源服务业务,比如光伏、储能以及大数据业务、智能化、生态化业务等。蓝谷智慧(北京)能源科技有限公司董事长王水利认为,这三大业务快速兴起,为新能源汽车行业发展带来巨大的潜在机会。
但在充电模式和换电模式发展过程中也有过争论:到底是以充电模式为主还是以换电模式为主。王水利认为,换电模式与充电模式共享,共同促进补电基础设施体系智能化与可持续发展。其实,换电模式和充电模式各有优势,各有应用场景,为新能源汽车补电贡献各自力量。
王水利分析,换电模式核心解决了高频运输车辆的效率问题与电池的寿命问题。比如,换电模式比快充模式对车辆运营时间效率可以提高1.25倍。在电池寿命方面,换电模式是快充模式的3倍。换电模式在电池的检验、及时维修、环境保证、操作安全等保障方面更容易形成可持续发展产业,具备统一管理、统一处置、统一充电、统一追溯等优势。
不过,目前换电站模式在推广过程中仍然面临着很多挑战:一是不盈利、投资大、管理严。比如,一个换电站在一个区域的投资500万到1000万元,投资回收期7到10年,甚至更长。二是选址难、增容难。比如,目前增容流程很长,换电站从选址到运营至少得3到6个月。三是换电站的标准与电池标准不统一,导致不同车辆匹配电池不一致,无法互联互通。
针对这些问题,王水利分享了其公司做法:一是以换电模式为基核,多能互补,降低投资成本,提高收益。二是通过产业联盟构建共同体,解决场地、电力增容等问题。三是通过场景的扩展逐步实现换电标准化和规模化,提升边际收益。其主要措施是,由单一企业向多企业扩展,将同一换电网络多品牌共享化;由单一车型业务向多车型业务扩大,让统一型号的电池多车型共享。四是伴随着AI和大数据发展,换电将成为更安全、更智能、更高效的智慧能源服务模式,以共同打造城市运营综合服务平台。
2023年11月,蔚来与长安、吉利先后达成换电方面的合作协议,开始向其他品牌开放换电。这对换电模式的发展具有示范性意义。上海蔚来汽车有限公司高级副总裁沈斐表示,目前蔚来有2289座换电站,其中739座在高速上。2023年国庆节期间,蔚来用户出行在高速上的充电量、换电量的总电量中有82%来自换电。同时,目前蔚来拥有2000多座超充站、9600多根充电桩,还有1476根目的地充电桩,总计有2万多根充电桩,并接入其他厂家的充电桩,绝大部分实现互联互通。
那么,怎样实现换电共享化?沈斐说:“我们设计了一条通用化、标准化路径:一是电池标准化,二是换电站通用化。这两步做完后,就可以做共享的换电网络。”其中,换电网络标准化有两种路径:一是共享换电站,但不共享电池包;二是共享换电站,也共享电池包。
总之,要鼓励充换电共享共用,支持充换电服务平台化、智能化,为企业探索可行的充换电商业模式,进而共同推动充换电行业高质量发展。
注:本文首发于《汽车纵横》杂志2024年2月刊
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