博客
推动经济绿色复苏,充电基建正当时
 

作者:刘琦宇、Ross McLane


 2020年初,新冠疫情在全球肆虐,给全球多国人民带来了生命和财产上的巨大损失。随着疫情逐渐得到阶段性控制,如何在疫情之后快速恢复生产、刺激需求并重振经济开始成为许多国家和地区现阶段的头等大事。为了更快速、高效地激励市场,增加消费和投资,并借此机会推动信息技术、能源和低碳等领域的发展,中国在不久前提出了“新基建”计划,涵盖了七大产业的投资方向,其中新能源汽车充电桩作为新形势下汽车行业向清洁化、智能化发展的重要支撑,在“新基建”中将发挥不可替代的重要作用。

对新能源汽车和充电桩的高度重视,一方面源于中国每年承受的巨大空气质量与碳排放的压力;另一方面则是因为燃油车到电动车的转型是大势所趋,中国也希望能够弯道超车,成为未来汽车工业的领头羊。而想要发展电动汽车,就要先解决充电基础设施的问题。无论是从行业企业还是电动汽车用户的角度来看,充电基础设施的不足时至今日仍然是阻碍电动汽车大规模替代燃油汽车的主要瓶颈。因此,如何借助“新基建”的推动,完善充电网络的优化布局,为电动汽车提供优质且贴合需求的充电基础设施服务,成为突破瓶颈的关键。正如落基山研究所在《全球经济刺激四大原则》报告中指出的,经济复苏要考虑创造就业、支持公共健康、增强经济韧性以及推进脱碳等多个原则。建设充电设施不仅可以在低碳、清洁空气等方面收获良多,还可以带动电动汽车制造等高端产业,促进就业,可谓一举多得。

从目前的保有量上来看,中国本就以超过120万个充电桩的建设规模在全球范围内稳坐第一把交椅,而根据发改委的统计与预测,在“新基建”的推动下,未来一年内整个充电桩市场还会注入大约100亿元投资并建成60万个充电桩。“新基建”已经并且会持续不断地为充电桩建设运营市场带来新的投资,而如何有效地配置这些投资,在建设足够数量的充电桩,并在充分满足用户充电需求的同时,实现成本最小化和环境效益的最大化,是一个需要城市政策制定者和充电桩建设运营商等利益相关方统筹规划和考量的过程。

作为政策和技术创新先行先试的典范,深圳市在电动汽车的推广应用和充电基础设施布局建设方面已经取得了突破性的进展。从2015年至今,深圳不仅实现了出租和公交车100%电动化、推广了超过7万辆电动城市配送物流车,还建设了超过8万个充电桩以充分满足电动汽车的充电需求,其在这一领域面临的障碍和挑战,以及为克服这些障碍所采取的措施可以为世界其他城市的类似努力提供借鉴。基于对深圳市电动汽车车辆运行数据与充电基础设施优化布点方面长时间分析研究的经验总结,落基山研究所总结出了以下关键思路,可供政策制定者和基础设施提供者在有效部署充电基础设施的工作中学习借鉴。

充电基础设施规划布局参考指南

1. 了解用户特点,针对用户需求

要更加合理地提供充电这项服务,首先需要充分了解其服务对象的特点和需求。通常情况下,许多国家和地方城市政策制定部门都希望通过设定具体数字的方式来规划充电基础设施建设的目标(例如,美国加州提出在2050年前建成250,000座充电桩的目标;德国提出在2030年前建成100万座充电桩的目标)。但这样的目标难免显得过于宽泛,因为充电设施规划需要从地理分布、充电习惯、充电类型等等多方面来考察,而电动汽车用户群体之间的需求不尽相同。因此想要让充电基础设施建设更有针对性,相关部门就必须了解不同用户的充电需求,并根据这些需求做出适当的规划。

深圳的电动车用户群十分多样:电动大巴、出租车、网约车、私家车、物流车,每一个群体都有自己独特的充电需求和习惯。私家车一般长时间停在住宅楼或者办公楼内,因此很适合用慢充桩充电。而对于轮班制的出租车来说,每多花一分钟在充电上,司机就会多损失一分钟的运营时间,因此公共快充桩以及见缝插针式的充电模式才更为适合。

当然现实情况比简单的一句话总结复杂得多,理解用户需求有时需要不断地摸索。以电动物流车为例,落基山研究所对深圳市电动物流车的充电行为做了大量研究。从地理位置上来看,大部分电动物流车都选择使用大型公共快速充电桩进行充电,但依然有小部分车辆会在物流设施和仓库附近进行统一充电。

图1:深圳物流与充电设施分布情况


 
其次,从快慢充的选择来看,2018年,53%的物流车充电行为都是使用快充桩完成的,而仅仅一年之后,这一数字就增长了11%,达到了64%。这种改变其背后原因有很多。大型物流车车队通常更愿意选择在自家物流园区附近使用慢充站充电,这一方面是因为这些慢充站往往只服务于物流企业,充电更有保障,与公共快充站相比不会出现排队、占位等情况;另一方面许多人担心快充容易损坏电池,影响车辆寿命。与之相对的,小型物流车车队或者物流车散户们则更倾向于使用快充桩,因为他们往往没有固定的客户和路线,其充电习惯也更具不确定性,更没有专属的慢充站,所以经常需要见缝插针式的快速补电。如今快充占比越来越大,说明随着快充桩的普及和充电技术的改善,越来越多的物流司机开始尝试并接受快充带来的便利。


图2:2018年电动物流车快速充电和慢速充电次数


最后从数量上看,2019年深圳市公共充电桩的保有量已经达到了8.3万个,按照电动物流车7.1万的保有量来计算,车桩比已经达到了小于1的水平。尽管这一数字比例并不完全具备城市充电桩数量规划的参考价值(部分充电桩不能为物流车提供服务),但从车辆用户的反馈中同样能够看到,电动物流车驾驶员已经逐渐打消了充电桩数量不足的顾虑,这表明在满足需求的基础上,充电桩的数量同样会起到至关重要的作用。

总而言之,建立一个能够更好地服务电动车市场的充电基础设施网络,从理解需求、服务需求出发是决策中的重中之重。

2. 最大化充电桩利用率

明确用户需求是第一步,确保了基础设施建设可以大体上满足充电的需要。不过这还不够,基础设施建设还要考虑自身的收益,因为负收益的项目是不具备可持续性的。而充电设施的收益,与充电桩的利用率是直接挂钩的。

在中国,充电设备本身只占新充电站建设总成本的大约1/3,土地租金、电网扩容和土建等项目还需要花费大量的投资。在前期建设和选址的高额投资成本下实现收支平衡并非易事——要做到这一点,充电站必须拥有足够多的日常用户和充电次数,从而通过提供足够多的充电电量,收取相应的服务费,才能产生足够收益以达到收支平衡。

要提高充电设施利用率并创造可持续的充电桩运营环境,一种行之有效的方式是针对高使用率车辆规划基础设施,优先满足他们的需求。现阶段,电动出租车、电动公交车和城市电动物流车是深圳市利用率最高的三大电动汽车类型,在识别其充电需求的同时,深圳市通过为集中式大功率公共充电场站提供更为优惠的电价(大型工商业电价),优先为使用率较高的车辆提供充电服务,以确保对应充电桩有着相对稳定的使用率。

图3:中国不同车辆类型的里程估算


3. 控制“软性成本”

充电桩的建设运营过程中主要的成本包括设备设施、土地和电网资源以及充电设施的运营和维护等方面,虽然设备设施等硬件带来的高昂固定成本给许多充电站的盈利带来了困难,但随着技术的不断突破和生产工艺流程的精简化,这类成本已经出现了较为明显的下降趋势。然而,以土地租赁审批和电网容量申请过程中的延迟,以及各种繁琐复杂的合规工作为代表的“软性成本”的高低则更有可能决定一个项目的成败。控制这些软成本并不像找到一种更有效的设计方案,或成本更低的材料那么简单,它们涉及复杂的监管框架,需要多方机构之间的协调沟通以及政策的统筹优化。

在与深圳市利益相关方的访谈中,充电桩运营商多次提到,在目前深圳市土地资源和电网容量相对紧张的情况下,土地租赁和电网容量升级的申请往往需要花费几个月甚至半年的时间,外加数万人民币的成本才能得到落实,极大地增加了充电桩建设运营的总成本。

因此,“新基建”计划下的开展的充电基础设施建设,应当首先建立和完善充电基础设施项目的申请和审批流程,确保公共充电基础设施项目得到优先审批,并获得土地、能源和劳动力的保障。同时,通过行业协会等组织建立以城市为单位的充电基础设施委员会,保持与规划部门、电网公司、土地拥有者以及管理者的密切沟通,为充电基础设施的建设扫清“软性成本”的障碍。

4. 适当的政策支持

为了加速交通行业电气化,尽快实现电动汽车的高效市场化发展,国家和各地方已经通过多种类型的政策和市场措施为电动汽车行业的发展提供激励,并在过去的几年当中取得了显著的成果。在目前电动汽车技术和成本并没有完全达到和燃油车同等程度竞争力的情况下,一定的政策扶持有助于整个行业逐渐发展成熟。同样的,在充电基础设施建设的过程中,适当的政策支持也有机会帮助市场克服起步时的各种阻碍,并最终实现良性发展。

仍以深圳为例,在电动汽车市场发展的初期,由于充电基础设施的成本较高,建设量难以满足车辆充电的需求。为了解决这一问题,深圳市为充电运营商提供了建设补贴,并允许满足条件的充电桩使用较便宜的大工业电价以降低用电成本。两者的结合使充电站能够比在正常市场条件下更快地实现盈亏平衡。具体来说,一座60千瓦充电站在正常情况下需要达到8.3%的日利用率才能实现盈利,而在这些扶持政策下,日利用率达到7.0%即可盈利。这一个多百分点的改善虽然看起来可能微不足道,但无人问津的投资黑洞与人人追捧的市场新宠之间,可能就差着这一个百分点。

另一方面,深圳市也在通过提供一定时段的充电免费停车政策(公共停车场首2小时、路边停车位首1小时)的方式吸引电动汽车到更为便利的位置进行充电,并正在研究和计划充电桩运营补贴政策(按充电电量提供一定金额的资金补贴)的出台,以进一步鼓励和提升充电桩的使用率。

图4:补贴有助于降低充电站利用率压力
 
 

规划建设的基石—以运输车队为主要服务对象的公共快充桩


运输车队主要包括出租车、网约车、公交车和物流车,由于主要以提供公共服务并作为生产工具为特点,这类车辆的使用率往往会天然地高于私家车,这不仅提供了更为充足的充电基础设施建设需求,也为通过运行数据分析和识别其使用特点和充电需求创造了可能。除此之外,还能够带来以下几个方面的益处:

1.更容易实现盈利:运输车队通常具备一定的规模和使用率水平,因此可以快速地带来大量的充电,特别是快速充电需求。这既可以帮助充电建设运营商应对高昂的快充站建设成本,实现迅速盈利,还能够吸引更多的企业投入到充电桩建设运营的行业中来,创造更多的投资。

2.环境效益高:与个人车辆相比,运输车队的使用率更高,意味着通常情况下这些车辆的排放也更高。因此,把一辆燃油运输车辆替换为电动车带来的排放削减与环境效益也就更为明显。从运输车队入手能够在短时间内实现更大的节能减排收益,对国家和城市层面的政策制定者都有更为明显的回报空间和执行动力

3.车辆经济性强:由于日行驶里程更高,运输车队可以更好地利用电动汽车运营成本低的优势。因此,虽然电动汽车投资成本更高,但利用率高的特点让运输车队在相对更短的时间内就可以在总拥有成本上追平燃油车。所以对许多运输车队来说,成本就已不再是电动化的障碍,长时间的充电以及由此带来的运营时间上的损失才是。这时我们就需要通过建设充足、适用的充电设施,帮助车辆更好地利用低运营成本带来的优势,为大规模的运输车队电动化提供可能。

4.为完备的充电网络打下基础:虽然私人电动汽车用户倾向于在家中或者工作场所中充电,但许多潜在的电动车买主还是会因为公共充电设施不到位而对电动车犹豫再三。但面向私人用户的充电设施往往因为盈利能力差而难以在市场初期形成规模。这时候针对运输车队用户的充电场所就可以发挥它们易于盈利的优势,非常适合在市场初期拓荒,建立起最初的充电网络框架,为后期不断完善和补充打下坚实的基础。
 
A Call to Action
乘势而上,势如破竹


无论是从节能环保和低碳可持续发展的角度,还是后疫情时期经济恢复亟需新的投资消费增长点的意义上,电动汽车的快速发展都已经是大势所趋。“新基建”计划的出台不仅为充电基础设施的建设提供了强大的助力,也为新能源汽车行业的未来发展奠定了基础。在大量投资涌入充电基础设施建设行业的当口,国家和地方以及企业应当做好充足的准备,选准切入角度,在充分借鉴其他城市经验的基础上,从数据分析和需求的定位出发,综合考量并进行充电桩数量、位置和类型的统筹规划,同时理顺各利益相关方的关系,并提供必要的政策支持,从而确保“新基建”对充电桩建设运营的投资能够高效盈利的同时真正起到支持电动汽车推广应用的作用,以最高效的方式构建一个清洁、低碳、健康的交通未来