行业动态

中美电动汽车充电报告(上)

2019年2月,哥伦比亚大学SIPA学院全球能源政策中心发布《中美电动汽车充电报告》。这份报告比较了世界上最大的两个电动汽车市场,即中国和美国的电动汽车充电情况,考察了政策、技术、商业模式等方面。该报告是基于对50多位业内人士的采访以及对中英文文献的回顾。


报告分为六个部分,分别为摘要、电动汽车充电现状、电动汽车充电未来预测、电动汽车充电政策、电动汽车充电技术与电动汽车商业模式。文为前三部分:

摘要

目前,全球有超过150万个电动汽车充电器安装在家庭、企业、停车场、购物中心和其他场所。随着电动汽车市场在未来几年的增长,预计电动汽车充电器的数量将迅速增长。
电动汽车充电行业是一个高度活跃的行业,商业模式多样化。随着电气化、出行即服务和车辆自治的相互作用,交通产生了深远的变化,这个行业正从婴儿期快速成长。
这份报告比较了中国和美国的电动汽车充电情况,包括政策、技术、商业模式等方面。调查结果包括:
1.中国和美国的电动汽车充电行业在很大程度上是独立发展的。每个国家的电动汽车充电行业的主要参与者之间几乎不存在重叠部分。
2.两国电动汽车充电的政策框架各不相同。
●  作为国家政策问题,中国中央政府推动电动汽车充电网络的发展,制定了目标,并提供资金和任务标准。许多省和地方政府也在推动电动汽车充电行业的发展。
●  美国联邦政府在电动汽车充电中起的作用微乎其微。但一些州政府正发挥着积极作用。
3.中国和美国的电动汽车充电技术大致相似。在这两个国家,电线和插头是电动汽车充电的绝对主导技术。(换电模式和无线充电只有少量存在)。
●  中国有一个全国性的EV快速充电标准,即中国GB/T。
●  美国有三种EV快速充电标准:CHAdeMO,SAE Combo和Tesla。
4.在中国和美国,许多类型的企业已经开始提供电动汽车充电服务,其中包括一系列重叠的商业模式和方法。越来越多的合作伙伴关系正在出现,涉及独立的收费公司、汽车制造商、公用事业、市政当局和其他公司。
●  在中国,公用事业公共充电器的作用较大,特别是沿着主要的高速公路。
●  而在美国,汽车制造商电动汽车充电网络的作用较大。
5.每个国家的利益相关者都可以向对方学习。
●  美国政策制定者可以学习中国政府关于电动汽车充电基础设施的多年规划,以及中国对电动汽车充电数据收集的投资。
●  中国政策制定者可以向美国学习公共电动汽车充电器的选址以及美国的需求响应计划。
●  两个国家都可以从电子商务模式中学习。
随着未来几年电动汽车充电需求的增长,继续研究中国和美国之间电动汽车充电方式之间的异同,有助于决策者、企业和其他利益相关者在全球开展电动汽车相关的商业活动。

电动汽车充电现状
A. 中国

2019年1月,中国电动汽车充电基础设施促进联盟(EVCIPA)的数据显示,中国大约有808000个电动汽车充电器。其中,大约330000个是公共充电器,480000个是家用充电器。自2018年1月起,充电器数量增长了80%。
其他数据表明,中国的电动汽车充电器数量可能会更高。根据EVCIPA以及本报告的采访,大多数在中国出售供个人使用的电动汽车都配有家用充电装置。中国目前大约保有150万至200万私人电动汽车。虽然并非所有电动汽车都会安装家用充电器,但家用电动汽车充电器的数量应远超480000个。
中国的一线城市在电动汽车充电基础设施方面处于领先地位。这在一定程度上反映了早期中央政府政策的遗留问题,特别是2009年根据“十城千辆”计划启动的电动汽车试点项目。截至2018年底,北京,上海和广东省(深圳和广州的所在地)大约占全国充电桩的40%。
不过,电动汽车充电基础设施在中国迅速增长。2018年,大多数省份增加了1000多个新的充电站。一些省份的充电站数量增加了100%以上。目前,中国大多数省份都有2000多个公共充电桩。
据本研究采访的行业专家称,中国大多数家用电动汽车充电器都是在购买时由汽车制造商分发的,并按官方程序安装。尽管如此,在一些中国城市,经常可以看到非正式的“飞线”充电,延长线通过门窗通往停在路边的车辆。“飞线”充电到路边反映了私人停车场的短缺问题。如果不加控制,这种做法可能会引发配电网故障。

B. 美国

我们估计如今美国至少有50万个电动汽车充电器。
●  绝大多数是家用充电器。没有关于家用充电器数量的确切数字,但是一项调查显示,如果美国大约三分之二的电动车拥有者安装了家用充电器,那么将有超过50万家用充电器。(调查数据显示,美国超过80%的电动汽车在家中充电。
●  此外,根据美国能源部的数据,截至2019年1月,美国在大约24000个充电站拥有超过67000个非住宅电动汽车充电桩。(根据美国能源部的数据,2018年非住宅充电桩的数量增加了33%。
截至2019年1月,加利福尼亚州拥有5600个非住宅电动汽车充电站(占全国总数的24%),拥有超过21000个充电桩(占全国总数的32%)。美国能源部表示,只有其他三个州,即德克萨斯州、佛罗里达州和纽约州,拥有超过1000个充电站。美国50个州的平均值约为450个站点和约1300个充电桩。
在2019年1月能源部数据库中的大约22000个充电站中,11%提供某种形式的直流快速充电。91%的充电桩提供2级充电,6%提供1级充电。大多数充电站都有多个充电桩。大约一半的直流快速充电站也可以使用2级充电器。

C.中国和美国对比

在中国和美国,电动汽车充电基础设施正以两位数的速度增长。中国直流快速充电站的百分比高于美国(下表)。在中国和美国,充电基础设施集中在城市和州,有政策优惠支持。
表 中国和美国电动汽车充电基础设施的比较
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电动汽车充电未来预测

未来对电动汽车充电基础设施的需求将取决于多个因素。其中许多是高度不确定的:
●  一个重要因素是销售的电动汽车数量,但电动汽车销售的预测差异很大。
●  驾驶模式是另一个重要因素,但出行即服务和自动驾驶汽车技术可能会以重要且潜在的不可预测的方式改变未来几十年的驾驶模式。例如,驾驶员可能不太喜欢拥有车辆,并且车辆每天在路上的平均时间可能会增加。
●  第三个因素是无线充电和换电等技术的进步。目前,无线充电在中国或美国几乎没有商业存在。一些中国的出租车队使用了换电技术,但在美国很少或根本不存在。如果这两种技术变得更加普遍,那将影响电动汽车充电基础设施的发展。
●  最后一个因素是支持电动汽车充电的政府政策。
在中国,电动汽车充电基础设施的增长将主要由政府目标决定。2015年10月发布的国家发改委发展电动汽车充电基础设施指南(2015-2020)要求,到2020年,至少建成120000个电动汽车充电站和480万个电动汽车充电桩。政府还宣布为该基础设施提供专项资金。这表明未来几年中国电动汽车充电基础设施的规模将迅速扩大。
在美国,电动汽车充电基础设施的增长将由更复杂的因素组合决定:
●  美国国家可再生能源实验室(NREL)2017年的一项研究预测,基于美国1500万量插电式电动汽车的假设,2030年美国需要8500个直流快速充电站和大约600000个非住宅2级充电器。NREL还发现,美国州际公路系统平均间隔70英里的大约400个直流快速充电站可以为主要走廊上的所有电动汽车提供便利的充电服务。
●  另一项2017年的NREL研究估计,马萨诸塞州将需要37000-45000个工作场所充电器和5000-44000个公共充电器来支持400000辆电动汽车的充电需求。
●  NREL和加州能源委员会的2018年报告发现,加州需要99000-133000个工作场所和公共2级充电器以及9000-25000个直流快速充电器、以及公寓(非别墅)中的数万个充电器才能满足电动汽车的需求。
●  Navigant Research发布了多项关于美国电动汽车基础设施市场的研究。其“直流充电地图”显示,沿着主要的城际高速公路走廊仅需要95个直流快速充电站,并且408个直流快速充电站足以满足美国100个最大城区的电动汽车充电需求。
在预测未来对公共电动汽车充电的需求时,一种可能的方法是分析比例,例如不同地区每辆电动汽车与公共电动汽车充电器数量的比例。然而,这个比例在不同地区之间差异很大:加州每个公共充电器服务25-30辆电动汽车;中国每个公共充电器大约服务8辆电动汽车。由于车辆、驾驶模式以及家庭和工作场所充电可用性的差异,对于该比率没有全球通用的经验法则。
分析师采用各种方法来估算未来电动汽车充电基础设施的需求,从简单的比例到复杂的算法。由于行业的高度动态性和电动汽车充电行为数据的可用性越来越高,许多方法和估算可能需要在未来几年内进行修订。
下图是2016年部分国家电动汽车销售份额和每百万人口公共充电桩数量。
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