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国际电动汽车充电基础设施发展现状和动向

国际电动汽车充电基础设施发展现状和动向

发布日期:2016-12-23 作者:惠众新能源 点击:

 截止到2015年底,我国新能源汽车的保有量成为世界第一,保有量近50万辆,但充电基础设施的数量还不足,车桩比接近为10:1,已经无法满足新能源车的充电需求。本文通过对美、日、德充电基础设施的发展情况进行研究分析,取其精华,以利于我国充电基础设施的科学、健康发展。


一、国际电动汽车充电基础设施发展现状和动向


1.国际充电基础设施发展总体情况


根据国际能源署统计,截至2015年底,全球公共慢充桩超过161802个,公?#37096;?#20805;桩超过27707个。充电基础设施保有量的快速增长,主要归因于全球电动乘用车年销量的迅速增长。2015年,全球电动乘用车年销量突破50万辆,同比增长超过40%。


2.美国部署充电基础设施的情况


(1)建设目标


美国能源部在2009年至2013年实施电动汽车充电项目(EVProject),共建成约12300个充电桩。紧接着在2013年最新发布了《工作场所充电计划》(WorkplaceChargingChallenge),目标是在未来5年,使工作场所的充电设施数量增长10倍,预计达到20000个。


(2)发展现状


美国充电基础设施主要分布在东部和西部的沿海地区,截至2015年底,全国公共的充电桩大约31674个。为了便于充电基础设施的使用,充电设施运营商和汽车制造商等多家公司基于网络、车载终端和智能手机应用等多?#20013;?#24335;,提供充电站的位置、数量、可用性和运营商等详细信息。


(3)参与主体


美国充电基础设施大部分是由充电设施专业运营商经营的充电站。其中,ChargePoint是美国最大的充电基础设施运营商,截至2016年7月,该公司建设的充电桩数量为29631个。


美国充电收费并没有统一的系统和标准,各个充电站的收费不尽相同,通常包括会员费和充电费用(按充电时间收费或电量收费或包?#29575;?#36153;),某些情况下可能还包括服务费、停车费和当地税费?#21462;?/span>


目前,美国多家充电设施运营商已经发起开放收费联盟,开始着手于后台信息、收?#30740;?#24687;和不同充电设施供应商设备信息交流等方面的标准化内容。


电动汽车制造商建设充电站


在电动汽车推广应用的初期,由于尚未建立起完善的充电服务网络,因此,部分汽车制造商为配合其电动汽车的市场销售工作,也介入到充电基础设施建设运营之中,比如:特斯拉、日产、宝马等公司。


3.日本部署充电基础设施的情况


(1)建设目标


《日本下一代汽车战略2010》提出,依据国内纯电动汽车和插电?#20132;?#21512;动力汽车的普及目标,在全国范围内建设充电基础设施,其目标是:到2020年普通交流充电桩达到200万个,快速直流充电桩达到5000个。


(2)建设现状


截至2015年底,日本公共充电桩保有量约为22110个,其中快速直流充电桩5990个,普通交流充电桩16120个,提前5年完成了《日本下一代汽车战略2010?#20998;?#25552;出的2020年建设5000个快速直流充电桩的目标。


日本的快速直流充电桩主要建设在汽车销售店、便利店、公共场所以及?#20309;鎦行?#31561;场所,公共普通交流充电桩主要分布在汽车销售店、酒店、停车场以及?#20309;鎦行?#31561;场所。


(3)参与主体


日本充电基础设施的建设主体为?#25509;?#20844;司,政府和整车企业为充电基础设施的建设提供支持。2014年,日本丰田、日产、本田和三菱四家整车企业与日本发展银行建立了合资公司-国家充电服务公司,一方面为各地商业设施之上新建的充电基础设施提供建设补贴(国家补贴之外的费用)和8年的维护费用,另一方面为使用者提供会员制的全国通用充电会员卡,为充电桩建设者提供充电收费服务。


4.德国部署充电基础设施的情况


(1)发展目标


《德国国家电动汽车计划》提出:电动汽车应加快市场化步伐,特别是在短途交通领域,联邦政府提出?#21496;?#26377;挑战性的目标,即2020年在德国公路上行驶100万辆电动汽车,2030年达到500万辆,2050年城市交通基本不使用化石燃料。为了确保上述目标的顺利完成,德国NPE在2020年充电设施发展路线评估中,提出在私人领域、半公共领域、公共领域分别建设102.2万、10.3万、7000个交流充电桩的目标,同时在半公共区域建设7100个快速直流充电桩的目标。


(2)发展现状


截至2015年底,德国公共充电桩保有量约为5571个,其中快速直流充电桩784个,普通交流充电桩4787个。由于德国充电基础设施的建设速度明显慢于电动汽车的发展速度,因此,德国联邦政府也加大了充电基础设施的扶?#33267;?#24230;,将投入3亿欧元?#32654;?#26032;建充电基础设施。


(3)参与主体


德国电动汽车公共充电站主要有五种运营模式。一是整车厂建设运营,整车厂为?#32422;?#30340;顾客建立专属充电站,占比25%;二是独立电力供应商建设运营,采用订购模式,通常通过短信或预充值的充点卡付款,占比约25%;三?#26538;?#30005;商平台建设运营,由当地不同供电商合作,制定统一标准的平台,?#24066;?#39038;客使用彼此的充电站,占比约35%;四是相关商业设施所有者提供运营,包括便利店、超市等,供应商网点众多,占比约5%;五是私人提供者出租?#32422;?#30340;家用充电桩,占比约10%。


二、国外对充电基础设施的规范管理和支?#32456;?#31574;体系


1.美国对充电基础设施的规范管理和支?#32456;?#31574;体系


(1)规范管理


在美国,大部分的车载充电部件实施“自我?#29616;ぁ?#31649;理,供应商按照整车厂的要求开展内部测试或由第三方测试机构开展测试。而对于非车载充电基础设施,则要求进行强制性的产品安全?#29616;ぁ?/span>


美国消防协会负责电动汽车充电基础设施的安全管理,要求电动汽车充电基础设施的材料、设备、配件和辅助设备等都必须符合美国国家电气规程,该规程规定充电基础设施及其附件必须符合产品安全目录的要求。


美国劳工部的职业安全与健康管理局负责安全法规的监管和?#29616;ぃ?#25152;有充电基础设施需要通过其认可的第三方检测机构的评估、测试和?#29616;ぃ现?#31526;合美国安全标准(NEC625条款)的可以核发安全?#29616;?#26631;?#23613;?/span>


在充电基础设施标准化方面,美国采用SAEJ1772标准,也制定了交直流接口一体化的联合充电系统CCS,美国与?#20998;?#37319;?#32654;?#20284;的充电接口尺寸,只是使用了不同的连接器类?#20572;分?#31995;统以Type2为基础,美国系统主要基于Type1。


美国能源部为规范引导充电基础设施建设工作,通过清洁城市联盟,为充电设施利益相关者制定了各个层面的充电基础设施建设指?#38469;?#20876;。主要包括:


《面向商业车队所有者的插电式电动汽车充电设施指?#38469;?#20876;》;


《面向消费者的插电式电动汽车充电设施指?#38469;?#20876;》;


《面向公共场所所有者的插电式电动汽车充电设施指?#38469;?#20876;》;


《面向电力工程承建商的插电式电动汽车充电设施指?#38469;?#20876;》;


《面向工作场所所有者的插电式电动汽车充电设施指?#38469;?#20876;》?#21462;?/span>


同?#20445;?#20122;利桑那州、加利福尼亚州、德克萨斯州、华盛顿州等地方政府也都发布了针对独立住户和多层公寓住户建设充电基础设施的指南。此外,美国能源部的替代燃料数据?#34892;?#24314;立了官方充电基础设施信息共享平台,为电动汽车用户提供全国范围内的充电桩的位置和属性信息。


(2)支?#32456;?#31574;


美国联邦政府根据充电桩建设费用对充电桩建设采取了税收减免的鼓励政策。对于商业充电站,给予设备费用的30%、最高3万美元的税收减免;对于家庭个人充电桩,给予设备费用的30%、最高1000美元的税收减免。


地方政府通常以税收减免、抵扣和补贴等方面对充电设施建设给予支?#32456;?#31574;,补贴领域通常包括?#24067;?#36141;买和安装费用。


2.日本对充电基础设施的规范管理和支?#32456;?#31574;体系


(1)规范管理


日本对充电基础设施的规范管理,首先体现在推动建立了统一的充电基础设施标准体系以及充电基础设施相关的建设手册等规范性文件。如日本经产省和国土交通省联合发布了《纯电动和插电?#20132;?#21512;动力汽车用充电设施建设指?#38469;?#20876;》,大大促进了电动汽车建设的规范化发展。


为了保障标准得到贯彻实施,在日本经产省等部门的支持下,为确保充电基础设施的兼容性、安全性和可靠性,日本实施了自愿性的充电基础设施?#29616;?#21046;?#21462;?#20854;中,快速直流充电桩?#29616;?#30001;日本快速充电桩协会(CHAdeMO)组织设施,交流充电桩?#29616;?#30001;日本汽车研究所(JARI)组织实施,日本政府为了推进该项工作,在充电基础设施补贴政策中引用了该项?#29616;?#21046;度,只有经过?#29616;?#30340;充电设施,才能获得补贴,使得该项?#29616;?#24471;到了广泛应用。


(2)支?#32456;?#31574;


日本从2013起开始为充电基础设施建设提供?#26222;?#34917;贴,预算超过1050亿日元。其补贴标准为:


在政府规划范围内安装的高度公开的充电基础设施,提供相当于充电基础设施设备和安装费用的2/3的费用;


不在政府规划范围内安装的高度公开的充电设施,提供相当于充电基础设施设备和安装费用的1/2的费用;


其他情境下安装的充电设施,提供相当于购买充电设备1/2的费用。


3.德国的充电基础设施相关的标准化和规范化工作


德国电动汽车充电基础设施的标准化主要包括以下几个方面:车-电网连接的标准化、充电的接入、?#21697;?#21644;支付标准化以及充电基础设施信息安全和数据保护问题。


车-电网连接的标准化。在交流充电方面,德国的主要汽车制造商和电力公司达成一致,主张采用IEC62196-2中规定的Type2接口;在直流充电方面,德国政府和主要汽车制造商积极推动联合充电系统(CCS)成为电动汽车交直流充电的国际标准体系,并通过欧盟指令?#30701;?#20195;燃料基础设施部署》,推动其在欧盟范围的推广。


德国NPE提出为了高效使用公共充电基础设施,?#24247;?#21487;互操作的接入和支付系统至关重要。在发展初期,德国出现了多?#20013;?#24335;的充电授权和付费方式。为保证充电的安全性和便捷性,德国主要出现了两?#20013;?#24335;的充电漫游平台实现跨平台、跨区域充电:所有连接的运营商签订统一的合同,实现平台内充电设施通用和收费系统统一;运营商通过双边或多边协议建立漫游平台。在支付方面,越来越多的平台开始支持移动支付(包括信用卡)或NFC支付等直接支付方式。


充电基础设施信息安全和用户数据保护问题。2014年,德国电气电子和信息?#38469;?#22996;员会成立了DKE/STD1911.11.5,?#32654;?#22788;理数据安全和隐私保护的问题,涉及的主要领域包括数据所有权、个人隐私的数据、数据传输的粒?#21462;?#25968;据接收人或使用限制、数据匿名、数据简化、防止篡改?#21462;?/span>


三、国外经验的启示和借鉴


通过前文对美日德充电基础设施发展情况的梳理,可以看到其具有以下启示和借鉴意义:


1.在国家层面对充电设施实施财税激励政策


为破解电动汽车发展初期车与桩之间“先有鸡还是先有蛋”的困?#24120;?#32654;国、日本、德国等多国普遍预计在2020年之前,充电基础设施建设运营是不经济的,因此对充电设施制定并实施了国家层面专门的?#26222;?#34917;贴或税收减免政策。比如美国,对商业充电桩和家庭个人充电桩设备费用的30%税收减免,上限分别为3万和1000美元。这对于迅速建立大范围的充电基础设施网络有极大的推动作用。


2.私人充电领域采取“以交流慢充为主,以直流快充为辅”的发展思路


在发展思路方面,限于当前的电动汽车及电池?#38469;酰?#26085;本充电设施发展路线图中,提出了建设200万个交流充电桩解决基本的充电需求,建设5000个快速直流充电桩解决里程焦虑的思路;德国NPE在2020年充电设施发展路线评估中,提出在私人领域、半公共领域、公共领域分别建设102.2万、10.3万、7000个交流充电桩的目标,同时在半公共区域建设7100个快速直流充电桩的思路。


3.重视充电基础设施标准化工作,并积极推动标准的国际化


日本充电基础设施标准化活动起步?#26174;紓?#30446;前CHAdeMO的快速充电标准在全球范围内得到了广泛应用,截至2015年初,CHAdeMO已在全球安装了约8000个快速充电桩。此外,美国SAE的充电基础设施标准,以及?#20998;?#20027;要基于IEC的CCS标?#23478;?#20855;有较强的国际影响力,并呈现融合的趋势。


此外,除了车桩之间的兼容性标准之外,在充电支付平台、信息安全等方面的标准化工作近期也得到强化和积极推进。


4.重视充电基础设施行业?#29616;?#21046;度


充电基础设施不仅涉及到电气安全问题(充电功率大、充电时间长、非专业人员/普通消费者直接操作),还涉及到充电设施的智能联网问题,因此各国针对充电设施纷?#36164;?#26045;了?#29616;?#21046;?#21462;?#20854;中,美国消防协会和劳工部对充电设施进行?#32454;?#30340;安全监管,在美国销售的充电设施必须通过强制性安全?#29616;?日本虽然对充电基础设施的安全性、兼容性等实行的是自愿?#29616;?#21046;度,但由于?#29616;?#32467;果和中央?#26222;?#34917;贴挂?#24120;?#21516;?#27604;?#26412;所有车企均支持该项?#29616;ぃ?#22240;此其实质上也是一?#30452;?#30456;的强制性?#29616;?德国联盟平台内充电设施要求相互通用和收费系统统一。可见,针对充电设施这一新生事物,在其发展之初各国均普遍实施了有效的管理规范工作,保障了充电设施?#24049;?#30340;市场秩序,推动了产?#21040;?#24247;快速发展。


5.集中支持全国范围的充电基础设施建设运营


在电动汽车普及初期阶段,基于规模经济性和效率的考虑,各国往往对充电基础设施进行集中支持,目前已出现具有明显优势和竞争力的全国性专业化充电服务公司,依托专业化的重点企业推动全国范围的充电基础设施建设运营成为各国共同的选择。在美国能源部充电设施专项的支持下,美国两家充电服务商ChargePoint、Blink的份额分别达到39%和19%,合?#26222;?#36817;60%;日本主流汽车企业、电力公司等也联合成立了国家充电服务公司,聚焦于全国范围的充电基础设施建设运营服务,通过?#21496;伲?#19981;仅避免了充电服务资源过于分散所带来的效率低下的风险,同时也有利于全国充电基础设施互联互通的实现。


6.出台规范性实操文件


在充电基础设施建设方面,日本经产省和国土交通省制定了《纯电动和插电?#20132;?#21512;动力汽车用充电设施建设指?#38469;?#20876;》,并提出了充电基础设施建设“一站式服务窗口?#20445;?#32654;国能源部、英国低排放车辆办公室也都为不同的利益相关者制定了导则和指南。这些规范性的导则、指南、指?#38469;?#20876;等指导文件,在实操层面对充电基础设施建设提供了详细的指导,并引领充电基础设施建设走向深入。


7.互联互通相关标准制定先行


国外纷纷启动充电接入和付费平台建设以及平台数据安全标准的制定,以期在互联互通方面推动新能源汽车的推广。日本成立了由车企参与的合资公司提供充电服务以及统一的收费平台。德国成立了车企、电力企?#24213;?#25104;的合资公司提供充电接入和付费平台,并已经启动充电基础设施数据安全标准的制定。另外,还有一些非盈利机?#25346;?#21442;与到了充电接入和付费平台建设中,以增强跨平台、跨区域充电和付费的便利性。


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