2024賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型-中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀探究及國際比較_第1頁
2024賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型-中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀探究及國際比較_第2頁
2024賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型-中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀探究及國際比較_第3頁
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文檔簡介

2024年1月賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀探究及國際比較崔洪陽、馬瑞晨、劉依妮(國際清潔交通委員會

)禹如杰、彭小津、張珺、李楊(中國汽車技術(shù)研究中心)致謝本研究是在能源基金會

的慷慨資助下完成的。我們感謝中國電動汽車百人會的熊英、能源基金會

的陳健華、以及國際清潔交通委員會

(ICCT)的Marie

RajonBernard、Nicole

Egerstrom、Dale

Hall、Felipe

Rodríguez、Pete

Slowik、張耘天

等專

家對報告初稿進行的審閱

及提出的建設(shè)性意見,我們也感謝TomásHusted、Amy

Smorodin、Jennifer

Callahan、Valerie

Sheckler以及朱軒伶在報告編輯和排版設(shè)計方面所提供的支持。本研究可能存在的疏漏和不完善之處均由作者負責(zé)。國際清潔交通委員會

簡介國際清潔交通委員會

(ICCT)一家獨立的非營利研究機構(gòu),為世界各地的環(huán)境管理部門提供專

業(yè)客觀的科學(xué)研究和技術(shù)分析。ICCT的目標(biāo)是大幅減少陸運、海運、空運等各類交通源的大氣污染物和溫室氣體排放,從而改善空氣質(zhì)量、保護公眾健康、減緩氣候變化。中國汽車技術(shù)研究中心簡介中國汽車技術(shù)研究中心有限公司(簡稱“中汽中心”)是國務(wù)院

國資委直屬中央企業(yè),成立于1985年,主要工作包括協(xié)助政府建立健全汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)法規(guī)、產(chǎn)品認證檢測、質(zhì)量體系認證、行業(yè)規(guī)劃與政策研究、信息服務(wù)與軟科學(xué)研究等。InternationalCouncilon

Clean

Transportation1500

KStreetNW,

Suite650Washington,DC

20005communications@|

|@TheICCT?2024InternationalCouncil

on

Clean

Transportation執(zhí)行摘要中國已經(jīng)在汽車電動化轉(zhuǎn)型方面取得了令人矚目的巨大進展,但要實現(xiàn)“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”這一雄心勃勃的氣候目標(biāo),中國還需要進一步加速電動汽車的推廣。而要進一步加速電動汽車的推廣,完善的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。中國政府正在積極地擴大和完善中國的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò),為進一步的汽車

電動化轉(zhuǎn)型鋪平道路。在此背景下,本報告深入探究了中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)現(xiàn)狀,包括中國公用充電樁的數(shù)量、覆蓋

范圍、功率和利用率等。我們還將中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)現(xiàn)狀與歐洲和美國的情

況進行了比較,并相應(yīng)地為中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的進一步完善提出了政策建議。本報告的主要研究結(jié)論包括:?

中國已經(jīng)建立了全球最大的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。截至2022年底,中國的公用充電樁保有量已經(jīng)達到100萬根,占全球公用充電樁總保有量的51%;中國公用充電樁的總裝機功率已經(jīng)達到5.6萬兆瓦。?

中國的公用充電樁地域分布不均,聚集在少數(shù)最發(fā)達的城市。截至2022年底,公用充電樁保有量排名前15位的城市的公用充電樁保有量之和占到了全國總量的57%。?

速公路是中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一個薄

弱環(huán)節(jié)。截至2022年底,中國平均每萬公里高

速公路沿途的公用充電樁數(shù)量只有挪威的六分之一。?

北京、上海等中國城市已經(jīng)在中心城區(qū)基本建成了覆蓋

廣泛的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò),電動汽車車主在這些城市中心城區(qū)的幾乎任何一個地方都可以在20分鐘之內(nèi)找到一個公用充電樁。相較而言,郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的公用充電樁覆蓋

率要低得多。?

中國領(lǐng)先城市市中心的公用充電樁已經(jīng)實現(xiàn)了較高

的平均時間利用率,與位于歐洲城市前列的阿姆斯特丹的水平相當(dāng)。但從全市整體平均來看,中國城市公用充電樁的利用率仍然較低。本報告對中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的進一步完善提出以下四條政策建議:?

在省市層面采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的需求預(yù)測方法并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情

況對當(dāng)?shù)氐碾妱悠嚦潆娀A(chǔ)設(shè)施需求進行科學(xué)的量化評估,基于量化評估的結(jié)果制

定出臺近中長期的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃。?基于一整套覆蓋

多角度的綜合指標(biāo)體系對充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平進行更加準(zhǔn)確、全面的評估,將找樁時長、車功率比、充電樁平均時間利用率等指標(biāo)納入考量。iICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型?

在領(lǐng)先城市的中心城區(qū)已經(jīng)取得實質(zhì)性進展的基礎(chǔ)上,通過針對性的政策助推后發(fā)城市、郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),進一步釋放中國加速汽車電動化轉(zhuǎn)型的潛力。將高

速公路作為一個關(guān)

鍵應(yīng)用場景,為有效提升高速公路沿線的充電便利性提供針對性的政策和資金支持。?

建立一套官方的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施國家數(shù)據(jù)庫,進一步提升充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)的質(zhì)量和全面性,并在數(shù)據(jù)庫中將電動重型車的充電基礎(chǔ)設(shè)施單獨考慮?;谠摴俜綌?shù)據(jù)進行更加深入的量化分析,為相關(guān)

政策的科學(xué)制定提供有力的技術(shù)支撐。iiICCT

研究報告

|

賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型章節(jié)目錄執(zhí)行摘要................................................................................................................................i研究背景

..............................................................................................................................1公用充電樁數(shù)量..................................................................................................................

3公用充電樁覆蓋范圍..........................................................................................................

8公用充電樁功率..................................................................................................................9公用充電樁利用率.............................................................................................................12結(jié)論和政策建議.................................................................................................................13參考文獻.............................................................................................................................15iiiICCT

研究報告

|

賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型圖表目錄圖

1

2013-2022年全球分市場的電動汽車年銷量

..........................................................................................1圖

2

本報告中所定義的充電站、充電樁和充電槍的概念圖...........................................................................2圖

3

截至2022年底中國、歐洲和美國分直流交流的公用充電樁保有量(圖中圓形的面積代表公用充電樁保有量的大小).......................................................................................3圖

4

截至2022年底中國、歐洲、美國公用充電樁保有量排名前十的城市的公用充電樁保有量(左圖)和交直流占比特征(右圖)..................................................................................................................4圖

5

截至2022年底中國分城市的公用充電樁保有量

...................................................................................5圖

6

截至2022年底歐洲分城市(NUTS

3層級)的公用充電樁保有量

.....................................................5圖

7

截至2022年底美國分城市(CBSA劃分方式)的公用充電樁保有量

.................................................6圖

8

截至2022年底中國、歐洲、美國公用充電樁保有量排名前15位的城市的公用充電樁保有量累計占比................................................................................................................6圖

9

截至2022年底中國和挪威(左圖)以及中國海南省和美國加州(右圖)高速公路沿線的公用充電樁密度

.......................................................................................................................7圖

10

截至2022年底上海、北京、成都開車5分鐘和20分鐘之內(nèi)能夠找到公用充電樁的區(qū)域..............8圖

11

截至2022年底中國和歐洲分交直流的公用充電樁最大輸出功率的分布特征.................................9圖

12

截至2022年底中國和歐洲公用充電樁保有量排名前十的城市分交直流的公用充電樁最大輸出功率分布特征

.............................................................................................................10圖

13

截止2022年底公用充電樁總裝機功率與(只考慮截止2022年底電動車保有量超過5萬輛的城市)....................................................................

11電動汽車保有量之比最大的十個中國城市汽圖

14

32個中國主要城市和阿姆斯特丹的公用充電樁平均時間利用率....................................................

12ivICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型研究背景從諸多角度來看,中國都是全

球汽車電動化轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)者(褚一丹等,2023)。如圖1所示,中國在2022年共銷售了630萬輛電動汽車–包括純電動汽車和插電式混合動力汽車–占當(dāng)年中國汽車總銷量的26%和當(dāng)年全球電動汽車總銷量的59%。這630萬輛電動汽車包括590萬輛電動乘用車、25.6萬輛電動輕型貨車、6.2萬輛電動公交和電動客車、以及3.3萬輛電動中重型貨車。截至2022年底,中國的電動汽車累計銷量已經(jīng)達到1560萬輛,占全球總量的54%(EV-Volumes,2023)。中

國在電動汽車推廣方面已經(jīng)取得了令全球矚目的巨大進展,但要實現(xiàn)“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”這一雄心勃勃的氣候目標(biāo),中國還需要進一步加速汽車電動化轉(zhuǎn)型(金伶芝等,2021)。12中國歐洲美國其他國家和地區(qū)10864202013201420152016車年銷量201720182019202020212022圖

1

2013-2022年全球分市場的電動汽要進一步加速汽車電動化轉(zhuǎn)型,完善的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。中國政府正在積極地擴大和提升中國的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò),為進一步的汽車電動化轉(zhuǎn)型鋪平道路(國家發(fā)展與改革委

,2022a;國務(wù)院

辦公廳,2023)。在

此背景

下,本報告基于最佳可用的數(shù)據(jù)深入探究了中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)現(xiàn)狀,在數(shù)據(jù)可得的情

況下將其與歐洲和美國的進展進行了比較。接下來的四章分別從公用充電樁1的數(shù)量、覆蓋

范圍、功率和利用率四個角度對公用充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)現(xiàn)狀進行了量化分析,最后一章基于量化分析的結(jié)果為中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的進一步完善提出了政策建議。本報告量化分析使用的公用充電樁數(shù)據(jù)來自中汽數(shù)

據(jù)(中國數(shù)據(jù))、Eco-movement(歐洲數(shù)據(jù))、以及美國能源部替代燃料數(shù)據(jù)中心(美國數(shù)據(jù))。1本報告中的公用充電樁是樁未計入在內(nèi)。換電、無線充電、懸鏈線充電、可移動式充電等新興的替代性技術(shù)尚處于早期示范階段(RagonBernard等,2022),因此也未納入考量。指對公眾開放的不可移動的有線充電樁。家用充電樁和場站專

用充電樁等僅對特定用戶開放的充電1ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型1????5????6????圖

2

本報告中所定義的充電站、充電樁和充電槍的概念圖如圖2所示,本報告在進行充電樁數(shù)量的統(tǒng)計時,統(tǒng)計的是充電站內(nèi)能夠在同一時間為電動汽車提供服務(wù)的充電槍的數(shù)量。對于中國來說,本報告中所統(tǒng)計的充電樁數(shù)量就等于充電槍的數(shù)量;而對于歐美來說,情

況并非如此。這是因為歐洲和美國并非像中國一樣采用統(tǒng)一的充電接口標(biāo)準(zhǔn)(中國目前是統(tǒng)一采用GB/T標(biāo)

準(zhǔn)),而是多種充電接口標(biāo)準(zhǔn)同時存在,如CCS1標(biāo)準(zhǔn)、CCS2標(biāo)準(zhǔn)、CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)、特斯拉標(biāo)準(zhǔn)等。因此,如圖2中最右側(cè)的充電設(shè)備所示,歐洲和美國均存在一臺充電設(shè)備的一側(cè)有兩把或多把充電槍、且這幾把充電槍分屬不同的充電接口標(biāo)準(zhǔn)、但在同一時間這幾把充電槍只能為一輛電動汽車充電的情

況。當(dāng)其中的一把充電槍正在為一輛電動汽車進行充電時,同側(cè)其他的充電槍就沒有功率分配,無法同時為更多的電動汽車進行充電。但需要指出的是,該充電設(shè)備另一側(cè)的充電槍此時仍然可以有功率分配并為另一輛電動汽車進行充電。因此,當(dāng)歐洲和美國市場上出現(xiàn)如圖2最右側(cè)充電設(shè)備所示的這一類情

況時,本報告按3把充電槍、2根充電樁對這臺充電設(shè)備進行統(tǒng)計,因為這3把充電槍在同一時間最多只能服務(wù)兩輛電動汽車。本報告對充電樁的這一定義方式與國際上對電動汽車供應(yīng)設(shè)備(Electric

Vehicle

Supply

Equipment;EVSE)的定義一致。2ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型公用充電樁數(shù)量中國所建成的公用充電樁數(shù)量比世界上任何一個國家都多。截至2022年底,中國的公用充電樁保有量已經(jīng)達到100萬根,較2021年增長了25%,是歐洲

公用充電2樁保有量的近兩倍,是美國公用充電樁保有量的8倍,占全球公用充電樁總保有量的51%(圖3)。公用充電樁可以分為交流樁和直流樁,直流樁通常裝機功率–為電動汽車充電時可以輸出的最大功率–更大,因此可以以更快的速度為電動汽車補充電能。截至2022年底,中國的公用充電樁中有47%是直流樁,53%是交流樁。中國公用充電樁保有量中直流樁的占比顯著高

于歐洲(13%)和美國(21%)。截至2022年底全球建成的所有直流公用充電樁中有76%是建設(shè)在中國。在下文公用充電樁功率這一章中,我們將更詳細地介紹中國交流和直流公用充電樁的功率分布特征并與歐洲進行比較。中國歐洲美國13%

直流21%直流53%

交流47%

直流79%

交流87%

交流5,000個公用充電樁交流樁占比直流樁占比圖

3

截至2022年底中國、歐洲和美國分直流交流的公用充電樁保有量(圖中圓形的面積代表公用充電樁保有量的大?。┰诔鞘袑用?,中國城市的公用充電樁保有量也引領(lǐng)全球。截至2022年底,全球范圍內(nèi)公用充電樁保有量最大的五個城市全部來自中國,深圳以14.6萬根的公用充電樁保有量排名世界第一,排名二

到五位的分別是上海(7.3萬根

)、廣州(5.7萬根

)、武漢(4.1萬根)、和北京(3.5萬根),這五個中國城市的公用充電樁保有量加在一起占到全球總量的17%。圖4對比了截至2022年底中國、歐洲、美國公用充電樁保有量排名前十的城市

的公用充電樁保有量及其交直流構(gòu)成特征??梢钥吹?,中國城市的公3用充電樁保有量顯著高

于歐洲和美國城市(實際是大都市區(qū))的水平。阿姆斯特丹和洛杉磯分別以截至2022年底2.9萬根和1.2萬根的公用充電樁保有量排名歐洲第一和美國第一。歐洲排名前五的城市有三

個來自荷蘭

,而美國排名前五的城市有3個來自加州。23本報告中的歐洲包括27個歐盟成瑞士。中國的城市通常比歐洲和美國的城市大很多,其在定義上與層面的公用充電樁保有量分析時將中國城市與歐洲和美國的大都市區(qū)進行對比。在未特別說明的情

況下,本報告中的歐洲城市和美國城市指的都大都市區(qū),雖然城市名稱用的是個大都市區(qū)的核心城市的名字。例如圖4和圖8中的舊金山指的是金山-奧克蘭

-伯克利大都市區(qū)。員國、英國、以及歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟(EFTA)的四個成員國即冰島、列支敦士登、挪威、歐洲和美國的大都市區(qū)的定義更為接近,因此本報告在進行城市是每舊3ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型從交直流構(gòu)成特征看,中國排名前十的城市的公用充電樁保有量中直流樁的占比在18%(深圳)到72%(成都)之間。相較而言,歐洲和美國排名前十的城市的公用充電樁保有量中直流樁的占比要低得多,歐洲在2%(阿姆斯特丹)到14%(巴塞羅那)之間,而美國則在9

%(波士頓)到22%(紐

約)之間。公用充電樁保有量(根)公用充電樁保有量的交直流占比050,000100,000150,0000%50%100%深圳深圳上海廣州武漢北京南京西安成都杭州合肥上海廣州武漢北京南京西安成都杭州合肥中國歐洲美國阿姆斯特丹倫敦阿姆斯特丹倫敦鹿特丹巴黎烏特勒支維也納鹿特丹巴黎烏特勒支維也納巴塞羅那巴塞羅那斯德哥爾摩

斯德哥爾摩馬德里奧斯陸馬德里奧斯陸洛杉磯舊金山洛杉磯舊金山紐

約紐約圣何塞華盛華盛波士頓

波士頓邁阿密

邁阿密圣何塞頓頓亞特蘭大西雅圖圣迭戈亞特蘭大西雅圖圣迭戈交流直流交流直流圖

4

截至2022年底中國、歐洲、美國公用充電樁保有量排名前十的城市的公用充電樁保有量(左圖)和交直流占比特征(右圖)圖5、圖6、圖7三

張地圖分別展示了中國、歐洲、美國的公用充電樁保有量在城市層面的分布特征。整體來看,中國東部和南部城市的公用充電樁保有量比西部和北部城市更多,這與中國電動汽車銷量主要集中在東部和南部城市的特征(褚一丹等

,2022)類似。歐洲和美國也是如此,歐洲電動汽車推廣量和公用充電樁保有量最大的城市都主要集中在北歐和西歐(Rajon

Bernard等,2021),而美國電動汽車

推廣量和公用充電樁保有量最大的城市都主要集中在東西海岸(Bui等,2021)。4ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型圖

5

截至2022年底中國分城市的公用充電樁保有量圖

6

截至2022年底歐洲分城市(NUTS

3層級)的公用充電樁保有量5ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型圖

7

截至2022年底美國分城市(CBSA劃分方式)的公用充電樁保有量圖8在上面三

張地圖的基礎(chǔ)上進一步探究了公用充電樁保有量在城市層面的差異。可以看到,無論是在中國、歐洲還是美國,公用充電樁保有量都集中在少數(shù)最發(fā)達的城市,中國的集中程度在三

個市場中最高

。具體來說,中國有338個地級市,但排名前15位的城市的公用充電樁保有量之和就占到了全國總量的57%,歐洲和美國排名前15位的城市的公用充電樁保有量占比分別為23%和47%。中國排名前15位的城市美國排名前15位的城市歐洲排名前15位的城市佛山寧波重慶天津鄭州50%40%30%20%10%0%合肥巴爾的摩丹佛杭州成都薩克拉門托西安芝加哥里弗賽圣地亞哥西雅圖德南京北京武漢亞特蘭

大邁阿密廣州波士頓華盛上海頓圣何塞羅馬柏林漢堡馬爾默紐約慕尼黑奧斯陸馬德里斯德哥爾摩巴塞羅那深圳維也納烏特勒支舊金山洛杉磯巴黎鹿特丹倫敦阿姆斯特丹02468101214城市排名圖

8

截至2022年底中國、歐洲、美國公用充電樁保有量排名前15位的城市的公用充電樁保有量累計占比6ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型高

速公路沿途的充電便利性一直是中國車主駕駛電動汽車進行長途旅行時的最大擔(dān)憂之一(姚美嬌等,2023)。圖9對高

速公路沿線的公用充電樁密度–即高速公路沿線的公用充電樁保有量除以高

速公路總長

度–進行了分析。我們將中國與歐洲的挪威進行對比,挪威是全球范圍內(nèi)電動汽車市場滲透率最高

的國家。可以看到,截至2022年底,中國高

速公路沿線的公用充電樁密度為1050根/萬公里,而挪威是6540根/萬公里。中國交通運輸部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至2023年6月,中國高速公路沿途的公用充電樁數(shù)量為18590根,僅占全國公用充電樁總保有量的2

%(新華社,2023)。在地方層面,我們將中國的海南省和美國的加州進行對比,海南省和加州分別是中國電動汽車市場滲透率最高

的省份和美國電動汽車市場滲透率最高

的州。如圖9所示,截至2022年底,海南省高

速公路沿線的公用充電樁密度為1150根/萬公里,而加州是1350根/萬公里。a)

國家層面b)

地方層面對比對比中國海南省中國美國加州挪威0400800050100150高速公路沿線的公用充電樁密度(根/萬高速公路沿線的公用充電樁密度(根/萬公里)公里)圖

9

截至2022年底中國和挪威(左圖)以及中國海南省和美國加州(右圖)高速公路沿線的公用充電樁密度7ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型公用充電樁覆蓋

范圍衡量一個區(qū)域的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施可得性,不能只看這個區(qū)域內(nèi)公用充電樁的數(shù)量,還要看這些公用充電樁的覆蓋

范圍-即這些公用充電樁在地域上是如何分布的。近年來中國城市越來越重視公用充電樁的覆蓋

范圍,一些城市已經(jīng)開始采用“充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)半徑”這一指標(biāo)來對當(dāng)?shù)氐墓贸潆姌陡采w

范圍進行量化評估?!俺潆娀A(chǔ)設(shè)施服務(wù)半徑”這一指標(biāo)有其先進性,但也存在一定的局限性,因為“半徑”體現(xiàn)的是直線距離,而電動汽車車主從起始位置把車開到最近的公用充電站需要行駛的實際距離通常并非起始位置和這個充電站之間的直線距離。本報告在“充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)半徑”的基礎(chǔ)之上提出“找樁時長”這一新指標(biāo)用于對一個城市的公用充電樁覆蓋

范圍進行量化評估?!罢覙稌r長”的定義是電動汽車車主從一個位置出發(fā)開車找到一個公用充電站所需的最短時間。與“充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)半徑”相比,“找樁時長”這一新指標(biāo)有兩個突出優(yōu)勢。一是它體現(xiàn)了電動汽車

車主從起始位置出發(fā)開車找到一個公用充電樁的實際行駛路線,而非這兩點之間在現(xiàn)實中可能并不存在的一條直線路線;二是對于消費者來說,時間概念比距離概念更為直接、更易體會

。圖10對上海、北京、成都三

個城市進行了“找樁時長”分析,圖中黃色的部分是指截止2022年底這三

個城市開車5分鐘之內(nèi)能夠找到公用充電樁的區(qū)域,紫色的部分是指開車20分鐘之內(nèi)能夠找到公用充電樁的區(qū)域。a)

上海b)

北京c)

成都開車5分鐘之內(nèi)能夠找到充電樁的區(qū)域開車20分鐘之內(nèi)能夠找到充電樁的區(qū)域圖

10

截至2022年底上海、北京、成都開車5分鐘和20分鐘之內(nèi)能夠找到公用充電樁的區(qū)域可以看到,截至2022年底,上海有42%的區(qū)域已經(jīng)可以在5分鐘之內(nèi)找到公用充電樁,有82%的區(qū)域已經(jīng)可以在20分鐘內(nèi)找到公用充電樁。北京和成都在這一指標(biāo)上的表現(xiàn)相當(dāng),分別有20%和15%的區(qū)域已經(jīng)實現(xiàn)5分鐘找樁時長,53%和53%的區(qū)域已經(jīng)實現(xiàn)20分鐘找樁時長,需要說明的是,北京和成都的面積都是上海的兩倍以上。如果只看中心城區(qū),那么上海、北京和成都4幾乎100%的區(qū)域都已經(jīng)實現(xiàn)了20分鐘找樁時長,三

座城市實現(xiàn)5分鐘找樁時長的區(qū)域占比也分別高

達93%、70%和81%。4?上海的中心城區(qū)是指外環(huán)線以內(nèi)的區(qū)域,北京的中心城區(qū)是指城六區(qū),成都的中心城區(qū)是指繞城高

速以內(nèi)的區(qū)域。8ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型公用充電樁功率除了數(shù)量和覆蓋

范圍,公用充電樁的功率也至關(guān)重要。截止2022年底,中國公用充電樁的總裝機功率已經(jīng)達到5.6萬兆瓦,是歐洲的三

倍。中國公用充電樁總裝機功率與電動汽車保有量之比–即車功率比的倒數(shù)–為4.3千瓦/車,而歐洲是2.4千瓦/車。如圖11所示,中國的公用充電樁以最大輸出功率為7千瓦的交流樁和最大輸出功率為120千瓦、60千瓦、150千瓦的直流樁為主。截至2022年底,這四類充電樁在中國公用充電樁保有量中的占比分別為51%、19%、7%和5%。中國的交流公用充電樁中,最大輸出功率為7千瓦和3.5千瓦的樁是主流,分別占中國交流公用充電樁保有量的90%和4%。中國的直流公用充電樁中,最大輸出功率為120千瓦、60千瓦和150千瓦的

樁是主流,分別占中國直流公用充電樁保有量的43%、16%和11%。歐洲公用充電樁的功率分布特征與中國有明顯差異。歐洲的公用充電樁以最大輸出功率為22千瓦和11千瓦的交流樁和最大輸出功率為50千瓦的直流樁為主。截至2022年底,這三

類充電樁在歐洲公用充電樁保有量中的占比分別為37%、20%和8%。歐洲的交流公用充電樁中,最大輸出功率為22千瓦和11千瓦的樁是主流,分別占歐洲交流公用充電樁保有量的46%和25%。歐洲的的直流公用充電樁中,最大輸出功率為50千瓦、150千瓦和300千瓦的樁是主流,分別占歐洲直流公用充電樁保有量的40%、13%和8%。a)

所有公用充電樁-中國b)

交流公用充電樁-中國c)

直流公用充電樁-中國1.01.00.80.61.00.40.30.20.50.40.30.20.10.80.60.80.80.60.40.20.00.60.40.20.00.40.20.40.20.00.10.00.00.0050100150200250300350010203040506070050100150200250300350最大輸出功率(千瓦)最大輸出功率(千瓦)最大輸出功率(千瓦)d)所有公用充電樁-歐洲e)

交流公用充電樁-歐洲f)

直流公用充電樁-歐洲1.01.01.00.50.40.30.20.400.350.300.250.200.150.40.30.20.10.80.60.40.80.60.40.20.00.80.60.40.20.00.100.20.10.050.000.00.00.0050100150200250300350010203040506070050100150200250300350最大輸出功率(千瓦最大輸出功率(千瓦)

最大輸出功率(千瓦))累計頻率圖

11

截至2022年底中國和歐洲分交直流的公用充電樁最大輸出功率的分布特征頻率9ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型圖12展示了截至2022年底中國和歐洲公用充電樁保有量排名前10的城市分交直流的公用充電樁功率分布特征。圖中黃色三

角代表單個城市的平均值,虛線代表中國和歐洲整體的平均值??梢钥吹?,截至2022年底,中國交流公用充電樁和直流公用充電樁最大輸出功率的平均值分別為9千瓦和129千瓦。歐洲交流樁的平均功率(16千瓦)比中國(9千瓦)更

,而直流樁的平均功率(121千瓦)則比中國(121千瓦)略低。總體來看,在公用充電樁最大輸出功率的分布特征方面,歐洲城市之間的差異比中國城市更大。此外,無論是在中國還是歐洲,城市與城市之間在直流樁功率分布特征方面的差異比在交流樁功率分布特征方面的差異更大。9千瓦129千瓦深圳中國-交流中國-直流歐洲-交流上海廣州武漢歐洲-直流單個城市平均值所有城市平均值北京南京西安成都杭州合肥阿姆斯特丹鹿特丹烏特勒支倫敦巴黎維也納慕尼黑巴塞羅那奧斯陸漢堡16千瓦121千瓦050100150200250300350400最大輸出功率(千瓦)圖

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截至2022年底中國和歐洲公用充電樁保有量排名前十的城市分交直流的公用充電樁最大輸出功率分布特征10ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型無論是在中國還是歐洲,電動汽車保有量與公用充電樁保有量之比–即車樁比–都曾經(jīng)是政策制

定者評估和規(guī)劃充電基礎(chǔ)設(shè)施時強調(diào)的一個關(guān)

鍵指標(biāo)(國家發(fā)展與改革委員會

,2015;歐洲議會

,2014),但是這一指標(biāo)未能將充電樁之間的功率差異考慮在內(nèi)。2023年,歐盟通過了《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)(AFIR)》,用公用充電樁總裝機功率與電動汽車保有量之比–即車功率比的倒數(shù)–這一新指標(biāo)代替了原有的車樁比(Rajon

Bernard,

2023)。與車樁比相比,車功率比可以更好地描畫

一個地區(qū)公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力與這個地區(qū)電動汽車充電需求的匹配程度。圖13給出了截至2022年底在車功率比這個指標(biāo)方面表現(xiàn)最佳的10個中國城市,只有截至2022年底電動汽車保有量超過5萬輛的城市被納入考量。可以看到,昆明以11.6千瓦/車在這個指標(biāo)排名第一,是全國平均水平(4.3千瓦/車)的2.7倍。昆明之后排名第2-10位的城市分別是泉州(10.7千瓦/車)、福

州(9.8千瓦/車)、西

安(9.1千瓦/車)、武

漢(8.8千瓦/車)、南

京(8.2千瓦/車)、廣州(8千瓦/車

)、廈

門(7.8千瓦/車)、太

原(7.

5千瓦/車)、青島(7.4千瓦/車)。面向未來,中國城市可以考慮借鑒歐洲最新通過的AFIR法規(guī)的經(jīng)驗,在評估和規(guī)劃充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面從

強調(diào)車樁比轉(zhuǎn)為關(guān)

注更能體現(xiàn)車樁匹配程度的車功率比。昆明泉州福州西安武漢南京廣州全國平均值:

4.3

千瓦/車廈門太原青島024681012每輛電動汽車對應(yīng)的公用充電樁輸出功率(千瓦/車)圖

13

截止2022年底公用充電樁總裝機功率與電動汽車保有量之比最大的十個中國城市(只考慮截止2022年底電動汽車保有量超過5萬輛的城市)11ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型公用充電樁利用率利用率也是一個值得關(guān)

注的重要指標(biāo),因為充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的盈利能力和可持續(xù)性都與利用率密切相關(guān)

。本報告中的利用率指的是平均時間利用率,即分析周期內(nèi)充電樁與電動汽車保持連接的時長與這個分析周期的總時長的比值。圖14將32個中國主要城市的公用充電樁平均時間利用率與阿姆斯特丹進行了對比,阿姆斯特丹是公用充電樁時間利用率最高

的歐洲城市之一。32個中國城市的利用率數(shù)據(jù)來自中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院

最新發(fā)布的《2022年中國主要城市充電基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測報告》(中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院

,2023),而阿姆斯特丹的利用率數(shù)據(jù)則是基于CHARGING

RADAR提供的2023年4月阿姆斯特丹10316個公用充電樁的運行數(shù)據(jù)計算得到的(CHARGINGRADAR,2023)。如圖14所示,32個中國主要城市的公用充電樁平均時間利用率在4.1%(深圳)到17.4%(廈

門)之間,32個城市的平均值為11%,這顯著低于阿姆斯特丹公用充電樁的平均時間利用率(34%)。盡管如此,部分中國城市市中心的公用充電樁已經(jīng)實現(xiàn)了較高

的平均時間利用率。我們基于2023年6月深圳、上海、廣州、北京、成都五座城市公用充電樁的運行數(shù)據(jù)5的分析顯示,這些城市市中心的公用充電樁的平均時間利用率已經(jīng)與阿姆斯特丹的水平相當(dāng)。在這五個中國城市中,成都以市中心公用充電樁35%的平均時間利用率排名第一,深圳、上海、廣州、北京四座城市市中心公用充電樁的平均時間利用率分別為30%、29%、28%和21%。展望未來,除了領(lǐng)先城市的市中心外,中國城市在公用充電樁利用率方面還有很大的提升空間,數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)規(guī)劃和布局對于提升公用充電樁利用率大有助益。35%30%25%20%15%32個中國城市的平均水平:

11%10%5%0%阿姆斯特丹廈泉州福州東莞太原溫州

成都

濟南

常州

煙臺

武漢

上海鄭州無錫

長沙

蘇州

西安

石家莊

南京

南昌

深圳杭州大連重慶青島寧波貴陽海口北京門天

津廣州昆明圖

14

32個中國主要城市和阿姆斯特丹的公用充電樁平均時間利用率5五個城市市中心公用充電樁的平均時間利用率是于市中心的公用充電樁的運行數(shù)據(jù)計算得到的。基于深圳1968根、上海1538根、廣州1432根、北京1552根、成都1564根位12ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型結(jié)論和政策建議基于以上對中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀的量化分析以及與歐洲和美國的比較,我們得到以下五條結(jié)論:中國已經(jīng)建立了全球最大的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。截至2022年底,中國的公用充電樁保有量已經(jīng)達到100萬根,占全球公用充電樁總保有量的51%,是歐洲公用充電樁保有量的近兩倍,是美國公用充電樁保有量的8倍。中國公用充電樁的總裝機功率已經(jīng)達到5.6萬兆瓦,是歐洲的三

倍。中國公用充電樁總裝機功率與電動汽車保有量之比–即車功率比的倒數(shù)–為4.3千瓦/車,歐洲為2.4千瓦/車。中國的公用充電樁地域分布不均,聚集在少數(shù)最發(fā)

達的城市。總體來看,中國東部和南部城市的公用充電樁保有量比西部和北部的城市多。中國公用充電樁保有量排名前15位的城市的公用充電樁保有量之和占到了全國總量的57%,相較而言,歐洲和美國排名前15位的城市的公用充電樁保有量占比分別為23%和47%。面向未來,中國在少數(shù)最發(fā)達的城市之外的其他地區(qū),公用充電樁的建設(shè)還有很大潛力。高速公路是當(dāng)前中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的一個薄弱環(huán)節(jié)。高

速公路沿途的充電便利性一直是中國車主駕駛電動汽車進行長途旅行時的最大擔(dān)憂之一。截至2022年底,中國平均每萬公里高

速公路沿途的公用充電樁數(shù)量為1050根,而挪威是6540根。在地方層面,海南省平均每萬公里高

速公路沿途的公用充電樁數(shù)量為1150根,而美國加州是1350根。截至2023年6月,中國高

速公路沿途的公用充電樁數(shù)量為18590根,僅占全國公用充電樁總保有量的2%。面向未來,中國在進一步提升高

速公路沿途的公用充電便利性方面還有很大潛力。中國領(lǐng)先城市已經(jīng)在中心城區(qū)基本建成了覆蓋廣泛的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò),但郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的覆蓋率尚有提升空間。截至2022年底,上海、北京、深圳的電動汽車車主在中心城區(qū)的幾乎任何一個地方都可以開車20分鐘之內(nèi)找到一個公用充電樁,開車5分鐘之內(nèi)找到一個公用充電樁的比例也已經(jīng)很高

。盡管如此,這些城市郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的公用充電樁覆蓋

率仍然較低。這表明未來在規(guī)劃和布局公用充電樁時,需要將郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)更充分地納入考量。中國領(lǐng)先城市市中心的公用充電樁已經(jīng)實現(xiàn)了較高的利用率,但從全市整體水平來看,中國城市公用充電樁的利用率仍然較低。例如,成都市中心公用充電樁的平均時間利用率已經(jīng)高

達35%,與阿姆斯特丹的水平相當(dāng),而阿姆斯特丹是歐洲公用充電樁平均時間利用率最高

的城市之一。但是,如果不僅僅看市中心而是看整個城市的話,包括以上五座城市在內(nèi)的中國32座主要城市的公用充電樁平均時間利用率在4.1%到17.4%之間。這表明除了領(lǐng)先城市的市中心外,中國城市還需要進一步提升公用充電樁的利用率。我們對中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的進一步提升提出以下四條政策建議:在省市層面采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的需求預(yù)測方法并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情

況對當(dāng)?shù)氐碾妱悠嚦潆娀A(chǔ)設(shè)施需求進行科學(xué)的量化評估,基于量化評估的結(jié)果制定出臺近中13ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型長期的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃?,F(xiàn)階段中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)所存在的一些短板,例如充電樁利用率較低等問題,很大程度上都是因為缺乏對電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施需求的準(zhǔn)確理解。在評估一個省份或者一個城市的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施需求時,需要采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的需求預(yù)測方法,并將影響充電基礎(chǔ)設(shè)施需求的關(guān)鍵本地化因素納入考量,例如分車輛類型的電動汽車保有量、電動汽車的技術(shù)構(gòu)成、住房類型、通

勤方式、行駛工況、電動汽車的實際道路能耗、充電樁利用率、充電速率要求等?;谝徽赘采w多角度的綜合指標(biāo)體系對充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)水平進行更加準(zhǔn)確、全面的評估。傳統(tǒng)上,中國省市在進行充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平評估時通常重點強調(diào)充電樁的保有量或者車樁比。展望未來,要建成一套用戶友

好的、便捷的、可持續(xù)的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò),需要將充電樁的覆蓋

范圍、功率和利用率等角度都考慮在內(nèi)。找樁時長、車功率比、充電樁平均時間利用率等都是各省市在評估充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平時可以納入考量的重要指標(biāo)。通過針對性的政策助推后發(fā)

城市、郊區(qū)、農(nóng)村地區(qū)以及高速公路的充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。盡管中國已經(jīng)建成了全球范圍內(nèi)最大的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò),但中國超過半數(shù)的公用充電樁都聚集在15個城市。通過為領(lǐng)先城市中心城區(qū)以外的區(qū)域以及高

速公路這個重點應(yīng)用場景的公用充電樁建設(shè)提供政策和資金支持,可以顯著提升中國公用充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量,進一步釋放中國加速汽車電動化轉(zhuǎn)型的潛力。建立一套官方的電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施國家數(shù)據(jù)庫,以賦能更加深入的量化分析,為相關(guān)

政策的科學(xué)制定提供有力的技術(shù)支撐。中國目前尚未建立官方的充電基礎(chǔ)設(shè)施動靜態(tài)數(shù)據(jù)庫,雖然有一些非官方渠道在追蹤統(tǒng)計充電基礎(chǔ)設(shè)施的保有量,但這些非官方數(shù)據(jù)庫在全面性和一致性方面尚有較大提升空間。過去幾年間,中國通過建立官方的新能源汽車國家數(shù)據(jù)庫有效提升了中國新能源汽車統(tǒng)計數(shù)據(jù)的質(zhì)量和全面性,這一成功經(jīng)驗可以在充電基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域進行復(fù)制

。此外,在當(dāng)前重型車

電動化轉(zhuǎn)型加速演進的背景下,需要對電動重型車的充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀進行深入探究,重型車對碳排放和空氣污染物排放的貢獻都很大,且電動重型車對充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求與輕型車并不一致,例如重型車充電需要更大的功率,此外還需要配套更大的停車位?,F(xiàn)有非官方的充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫尚無法將電動重型車可以使用的充電基礎(chǔ)設(shè)施區(qū)分開來。面向未來,在官方的充電基礎(chǔ)設(shè)施國家數(shù)據(jù)庫中將電動重型車可以使用的充電基礎(chǔ)設(shè)施單獨統(tǒng)計,將賦能更加深入的量化分析,從而為相關(guān)

政策的科學(xué)制定提供更有力的技術(shù)支持。14ICCT

研究報告

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賦能汽車電動化轉(zhuǎn)型參考文獻美國能源部替代燃料數(shù)據(jù)中心.(2023)./Bui,

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