产业前沿综合简报 2024-11-13
产业前沿综合简报 2024-11-13
在“双碳”背景下，中国新能源汽车市场经历了爆发式增长，带动了充电设施的建设热潮。充电设施不仅支撑着“双碳”目标和新能源汽车产业的发展，还承担着新基建的使命，成为连接能源低碳化和交通电动化的重要基础设施。近年来，从中央到地方均高度重视此领域，在一系列配套政策的支持下，中国充电桩的建设速度加快，逐渐形成了覆盖城市、公路、乡村的充电网络。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟公开数据，截至2023年底，中国充电桩保有量达到859.6×104台，包括公共充电桩272.6×104台和私人充电桩587×104台。然而，随着新能源汽车和充电设施的快速发展，一系列问题也随之出现，如充电桩与电动车辆的比例失衡、充电桩分布不均、用户体验不佳、运营效率低下、设备更新迭代需求、以及大功率充电对电网的影响。
（一）车桩规模不匹配。根据“适度超前”原则中国充电桩的发展速度超过新能源汽车的发展速度，车桩比震荡下行。2015—2023年中国充电桩保有量年均增速84.1%，中国新能源汽车保有量年均增速63.3%车桩比由6.48下降到2.48。由于充电“去中心化”的特点，私桩增速大幅领先于公桩，公桩占比震荡下行，车公桩比稍有上升趋势。2015—2023年，私桩年均增速128%，公桩年均增速62.2%（略低于中国新能源汽车保有量年均增速1.1个百分点），私桩年均增速比公桩高65.8个百分点，导致公桩占比由87.7%下降到31.8%。因此，车公桩比由7.37震荡上升到7.78，与车桩比快速下降趋势形成了鲜明对比。
未来车桩比总体朝着1：1方向发展，必然造成资源的大量浪费。在公共充电领域，根据《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》（工信部联通装函【2023】23号），新增公共新能源汽车与公桩推广数量比例力争达1：1；私人领域随车配桩，私桩基本自用、私桩共享比例仅有1.4%，新能源汽车与私桩的比例也朝着1：1方向发展，这将造成充电基础设施的浪费。以私家车为例，在北京市区内行驶，平均每天耗电约7kW•h，只需要每周充电一次，随车配的私桩大部分时间处于闲置状态。而在公共领域，随着电池技术和充电技术的进步，每天只需充电一次，每次充满耗时10—30分钟，按1：1配置充电桩也存在使用率低、资源浪费的问题。
（二）充电桩布局不均。各省份之间充电桩发展规模和使用率存在一定差距。虽然各省份充电基础设施规模与新能源汽车保有量规模基本匹配，从车桩比发展趋势来看也逐渐趋近，但充电设施仍然存在分布不够合理的问题。2023年，黑龙江车桩比最低，约为1.83：1，广西最高，约为3.54：1。从公桩的使用率来看，全国平均值约为5%，平均日充电量约为70kW•h，距离盈利尚有一定差距；各地因为车桩比和充电桩功率的差异，使用率也存在一定差异，例如：黑龙江公桩平均使用率约为3.9%，北京、上海、新疆公桩平均使用率约为4.2%，广西公桩平均使用率约为7.5%。另外，各省份之间充电基础设施公私结构也存在一定差距。湖北、福建公桩占比最高，均超过50%；上海、辽宁公桩占比最低，仅约为23%。
车桩比在一定程度上反映出地方政府在充电基础设施配套方面的推动力度，而公桩占比在一定程度上反映出各地公桩和私桩建设条件以及政府发展导向。新能源充电设施建设已被多个省份列入其“十四五”和2035年的发展规划中，但从各省份发展目标来看，对充电基础设施发展的重视程度和推广力度存在较大区别。例如：北京市规划到2025年全市充电桩总规模达70×104台；上海市规划到2025年满足125×104台以上电动汽车的充电需求，全市车桩比不高于2：1（充电桩总规模约62.5×104台）；黑龙江省规划到2025年累计建成各类充电桩2.5×104台。
（三）用户体验不佳。目前，充电客户面临的主要问题是找桩难、充电繁琐、充不上、充不快、充不好等。1、找桩难，是因为加油站多在交通便利、主干道两侧、车辆汇集较多、良好的视觉位置，而充电桩多在停车场、居民区等位置，而且没普及到随处可见的程度，增加了用户找桩的时间，用户出行时为去哪里充电焦虑，尤其是长途出行。2、充电繁琐，是因为用户在不同的充电场站充电需要下载不同的APP，并且需要预充一笔费用才能扫码充电，影响了充电体验。3、充不上，是因为新能源汽车品牌和型号众多，不同车型之间的充电接口和充电协议存在差异，充电设施粗放式扩张、良莠不齐、兼容性差，导致一次充电成功率低于85%。4、充不快，是因为目前中国多数运行充电桩充电功率低于120kW，相较于传统燃油汽车5分钟加满，新能源汽车的补能时间较长，一般至少需要30分钟才能充到80%，遇到节假日高峰时期，尤其在封闭的高速服务区场景充电站排队概率会远远高于加油站。5、充不好，是因为中国充电桩多数为空冷，充电噪音高于90dB，充电枪重高于15kg，操作不灵便。
（四）运营效率有待提高。目前，充电桩运营过程中存在“三高”“三低”“三离散”和“收益率低”等问题。
“三高”是指高收入、高电力损耗和高故障率。加油站增设充电桩基本都需要增容，其费用为（40—100）×104元/台，而且不具备平滑增容能力；快充和超充充电桩价格不菲，如华为全液冷600kW充电桩60×104元/台，且还需要一定的建设成本。充电桩待机和充电过程中造成的电力损耗约为10%，且充电桩在充电过程中温度过高造成故障率高，充电速度快造成电池温度过高容易发生充电安全隐患，根据新能源汽车国家大数据联盟披露，仅2019年5月1日至年底，就发生新能源车辆事故100余起，导致充电维护和管理成本较高。
“三低”是指充电桩利用率低、充电服务费低、盈利能力低。公桩平均单日充电时间超1小时的只有四川、河北等个别省份。由于充电业务进入门槛低，部分投资主体盲目扩张，造成充电行业竞争加剧，充电服务费降低到0.1—0.3元/（kW•h），甚至出现零服务费。由于充电桩的使用率低、充电服务费低，加之电力损耗和高投入导致充电业务盈利能力低，多数运营企业处于亏损状态，寄期望于政府给予高补贴。但是，充电基础设施被政府定位于新基建，不以盈利为目的，政府补贴势必逐渐退出。
“三离散”是指充电车型离散、充电功率离散、充电时间离散。充电车类型多，充电功率从7—600kW离散化，私家车和运营车辆充电功率两极化，充电站需要根据不同的补电需求提供相应功率的充电桩。充电时间段离散，夜间22：00—1：00出现小波峰，主要为公共运营的出租车、网约车在谷电价格充电。上午7：00—10：00处于上班高峰期，充电出现低谷。中午11：00—12：00为平时电价，运营车辆的电量也基本消耗完成，大多利用午休时间充电，出现充电尖峰。充电补能效率低，高峰时段排队，低谷时段闲置，影响了站点运营效率。
（五）设备更新和迭代需求。当前，运营的充电桩存在寿命短、运维难、经营难、演进难以及充电车桩协同发展等问题。普通充电桩的寿命一般为3—5年，时间相对较短；容易出现充电模块故障，需要人工上站与运维；充电桩建设用地和电容的稀缺性造成投入成本高，充电桩利用率和充电服务费低造成低盈利性；普通充电桩向大功率演进和智能管理较为困难。设备更新迭代需求较快，随着耐高温、耐高压大功率半导体的量产和快充电池倍率的提升，如小鹏、理想、长安、长城、比亚迪、广汽埃安、路特斯、红旗等众多品牌的高压大功率车型规模化量产，预计2026年充电电压800—1000V、充电功率180—480kW的车辆销量将达50%。但是，当前中国电压800V及以上充电桩占比仅有25%，功率180kW以上充电桩占比不足20%，充电桩更新迭代需求迫切。
（六）大功率充电对电网的影响。用户希望通过大功率充电实现快速充电、节省时间，而运营商希望通过大功率充电提高补能效率和场站利用率。但是，大功率充电桩又存在对电网稳定运行影响大、增容更加困难、配电容量利用率低、输出功率可靠性低、噪声大等弊端，尤其是对电网稳定运行造成的影响和冲击短期难以解决。例如：一台480kW的充电桩需要配置500kVA的变压器容量，相当于一栋居民楼的配电量，一座超充场站配电4000kVA相当于一个园区的配电量。如果都采取大功率超充模式充电，一座城市需要配套一座核电站来保障电动汽车的充电需求。
总体而言，为了解决中国充电市场存在的关于规模、布局、结构、客户体验、运营效率、更新迭代、对电网影响等方面问题，必须加强政策引导、细化顶层设计、强化体系保障、创新发展模式，进而引导充电行业向高质量发展。（LEQ）
