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國際電動汽車充電基礎設施發展現狀和動向

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國際電動汽車充電基礎設施發展現狀和動向

發布日期:2016-12-23 作者:惠眾新能源 點擊:

 截止到2015年底,我國新能源汽車的保有量成為世界第一,保有量近50萬輛,但充電基礎設施的數量還不足,車樁比接近為10:1,已經無法滿足新能源車的充電需求。本文通過對美、日、德充電基礎設施的發展情況進行研究分析,取其精華,以利于我國充電基礎設施的科學、健康發展。


一、國際電動汽車充電基礎設施發展現狀和動向


1.國際充電基礎設施發展總體情況


根據國際能源署統計,截至2015年底,全球公共慢充樁超過161802個,公共快充樁超過27707個。充電基礎設施保有量的快速增長,主要歸因于全球電動乘用車年銷量的迅速增長。2015年,全球電動乘用車年銷量突破50萬輛,同比增長超過40%。


2.美國部署充電基礎設施的情況


(1)建設目標


美國能源部在2009年至2013年實施電動汽車充電項目(EVProject),共建成約12300個充電樁。緊接著在2013年最新發布了《工作場所充電計劃》(WorkplaceChargingChallenge),目標是在未來5年,使工作場所的充電設施數量增長10倍,預計達到20000個。


(2)發展現狀


美國充電基礎設施主要分布在東部和西部的沿海地區,截至2015年底,全國公共的充電樁大約31674個。為了便于充電基礎設施的使用,充電設施運營商和汽車制造商等多家公司基于網絡、車載終端和智能手機應用等多種形式,提供充電站的位置、數量、可用性和運營商等詳細信息。


(3)參與主體


美國充電基礎設施大部分是由充電設施專業運營商經營的充電站。其中,ChargePoint是美國最大的充電基礎設施運營商,截至2016年7月,該公司建設的充電樁數量為29631個。


美國充電收費并沒有統一的系統和標準,各個充電站的收費不盡相同,通常包括會員費和充電費用(按充電時間收費或電量收費或包月收費),某些情況下可能還包括服務費、停車費和當地稅費等。


目前,美國多家充電設施運營商已經發起開放收費聯盟,開始著手于后臺信息、收費信息和不同充電設施供應商設備信息交流等方面的標準化內容。


電動汽車制造商建設充電站


在電動汽車推廣應用的初期,由于尚未建立起完善的充電服務網絡,因此,部分汽車制造商為配合其電動汽車的市場銷售工作,也介入到充電基礎設施建設運營之中,比如:特斯拉、日產、寶馬等公司。


3.日本部署充電基礎設施的情況


(1)建設目標


《日本下一代汽車戰略2010》提出,依據國內純電動汽車和插電式混合動力汽車的普及目標,在全國范圍內建設充電基礎設施,其目標是:到2020年普通交流充電樁達到200萬個,快速直流充電樁達到5000個。


(2)建設現狀


截至2015年底,日本公共充電樁保有量約為22110個,其中快速直流充電樁5990個,普通交流充電樁16120個,提前5年完成了《日本下一代汽車戰略2010》中提出的2020年建設5000個快速直流充電樁的目標。


日本的快速直流充電樁主要建設在汽車銷售店、便利店、公共場所以及購物中心等場所,公共普通交流充電樁主要分布在汽車銷售店、酒店、停車場以及購物中心等場所。


(3)參與主體


日本充電基礎設施的建設主體為私營公司,政府和整車企業為充電基礎設施的建設提供支持。2014年,日本豐田、日產、本田和三菱四家整車企業與日本發展銀行建立了合資公司-國家充電服務公司,一方面為各地商業設施之上新建的充電基礎設施提供建設補貼(國家補貼之外的費用)和8年的維護費用,另一方面為使用者提供會員制的全國通用充電會員卡,為充電樁建設者提供充電收費服務。


4.德國部署充電基礎設施的情況


(1)發展目標


《德國國家電動汽車計劃》提出:電動汽車應加快市場化步伐,特別是在短途交通領域,聯邦政府提出了具有挑戰性的目標,即2020年在德國公路上行駛100萬輛電動汽車,2030年達到500萬輛,2050年城市交通基本不使用化石燃料。為了確保上述目標的順利完成,德國NPE在2020年充電設施發展路線評估中,提出在私人領域、半公共領域、公共領域分別建設102.2萬、10.3萬、7000個交流充電樁的目標,同時在半公共區域建設7100個快速直流充電樁的目標。


(2)發展現狀


截至2015年底,德國公共充電樁保有量約為5571個,其中快速直流充電樁784個,普通交流充電樁4787個。由于德國充電基礎設施的建設速度明顯慢于電動汽車的發展速度,因此,德國聯邦政府也加大了充電基礎設施的扶持力度,將投入3億歐元用來新建充電基礎設施。


(3)參與主體


德國電動汽車公共充電站主要有五種運營模式。一是整車廠建設運營,整車廠為自己的顧客建立專屬充電站,占比25%;二是獨立電力供應商建設運營,采用訂購模式,通常通過短信或預充值的充點卡付款,占比約25%;三是供電商平臺建設運營,由當地不同供電商合作,制定統一標準的平臺,允許顧客使用彼此的充電站,占比約35%;四是相關商業設施所有者提供運營,包括便利店、超市等,供應商網點眾多,占比約5%;五是私人提供者出租自己的家用充電樁,占比約10%。


二、國外對充電基礎設施的規范管理和支持政策體系


1.美國對充電基礎設施的規范管理和支持政策體系


(1)規范管理


在美國,大部分的車載充電部件實施“自我認證”管理,供應商按照整車廠的要求開展內部測試或由第三方測試機構開展測試。而對于非車載充電基礎設施,則要求進行強制性的產品安全認證。


美國消防協會負責電動汽車充電基礎設施的安全管理,要求電動汽車充電基礎設施的材料、設備、配件和輔助設備等都必須符合美國國家電氣規程,該規程規定充電基礎設施及其附件必須符合產品安全目錄的要求。


美國勞工部的職業安全與健康管理局負責安全法規的監管和認證,所有充電基礎設施需要通過其認可的第三方檢測機構的評估、測試和認證,認證符合美國安全標準(NEC625條款)的可以核發安全認證標志。


在充電基礎設施標準化方面,美國采用SAEJ1772標準,也制定了交直流接口一體化的聯合充電系統CCS,美國與歐洲采用類似的充電接口尺寸,只是使用了不同的連接器類型,歐洲系統以Type2為基礎,美國系統主要基于Type1。


美國能源部為規范引導充電基礎設施建設工作,通過清潔城市聯盟,為充電設施利益相關者制定了各個層面的充電基礎設施建設指導手冊。主要包括:


《面向商業車隊所有者的插電式電動汽車充電設施指導手冊》;


《面向消費者的插電式電動汽車充電設施指導手冊》;


《面向公共場所所有者的插電式電動汽車充電設施指導手冊》;


《面向電力工程承建商的插電式電動汽車充電設施指導手冊》;


《面向工作場所所有者的插電式電動汽車充電設施指導手冊》等。


同時,亞利桑那州、加利福尼亞州、德克薩斯州、華盛頓州等地方政府也都發布了針對獨立住戶和多層公寓住戶建設充電基礎設施的指南。此外,美國能源部的替代燃料數據中心建立了官方充電基礎設施信息共享平臺,為電動汽車用戶提供全國范圍內的充電樁的位置和屬性信息。


(2)支持政策


美國聯邦政府根據充電樁建設費用對充電樁建設采取了稅收減免的鼓勵政策。對于商業充電站,給予設備費用的30%、最高3萬美元的稅收減免;對于家庭個人充電樁,給予設備費用的30%、最高1000美元的稅收減免。


地方政府通常以稅收減免、抵扣和補貼等方面對充電設施建設給予支持政策,補貼領域通常包括硬件購買和安裝費用。


2.日本對充電基礎設施的規范管理和支持政策體系


(1)規范管理


日本對充電基礎設施的規范管理,首先體現在推動建立了統一的充電基礎設施標準體系以及充電基礎設施相關的建設手冊等規范性文件。如日本經產省和國土交通省聯合發布了《純電動和插電式混合動力汽車用充電設施建設指導手冊》,大大促進了電動汽車建設的規范化發展。


為了保障標準得到貫徹實施,在日本經產省等部門的支持下,為確保充電基礎設施的兼容性、安全性和可靠性,日本實施了自愿性的充電基礎設施認證制度。其中,快速直流充電樁認證由日本快速充電樁協會(CHAdeMO)組織設施,交流充電樁認證由日本汽車研究所(JARI)組織實施,日本政府為了推進該項工作,在充電基礎設施補貼政策中引用了該項認證制度,只有經過認證的充電設施,才能獲得補貼,使得該項認證得到了廣泛應用。


(2)支持政策


日本從2013起開始為充電基礎設施建設提供財政補貼,預算超過1050億日元。其補貼標準為:


在政府規劃范圍內安裝的高度公開的充電基礎設施,提供相當于充電基礎設施設備和安裝費用的2/3的費用;


不在政府規劃范圍內安裝的高度公開的充電設施,提供相當于充電基礎設施設備和安裝費用的1/2的費用;


其他情境下安裝的充電設施,提供相當于購買充電設備1/2的費用。


3.德國的充電基礎設施相關的標準化和規范化工作


德國電動汽車充電基礎設施的標準化主要包括以下幾個方面:車-電網連接的標準化、充電的接入、計費和支付標準化以及充電基礎設施信息安全和數據保護問題。


車-電網連接的標準化。在交流充電方面,德國的主要汽車制造商和電力公司達成一致,主張采用IEC62196-2中規定的Type2接口;在直流充電方面,德國政府和主要汽車制造商積極推動聯合充電系統(CCS)成為電動汽車交直流充電的國際標準體系,并通過歐盟指令《替代燃料基礎設施部署》,推動其在歐盟范圍的推廣。


德國NPE提出為了高效使用公共充電基礎設施,強調可互操作的接入和支付系統至關重要。在發展初期,德國出現了多種形式的充電授權和付費方式。為保證充電的安全性和便捷性,德國主要出現了兩種形式的充電漫游平臺實現跨平臺、跨區域充電:所有連接的運營商簽訂統一的合同,實現平臺內充電設施通用和收費系統統一;運營商通過雙邊或多邊協議建立漫游平臺。在支付方面,越來越多的平臺開始支持移動支付(包括信用卡)或NFC支付等直接支付方式。


充電基礎設施信息安全和用戶數據保護問題。2014年,德國電氣電子和信息技術委員會成立了DKE/STD1911.11.5,用來處理數據安全和隱私保護的問題,涉及的主要領域包括數據所有權、個人隱私的數據、數據傳輸的粒度、數據接收人或使用限制、數據匿名、數據簡化、防止篡改等。


三、國外經驗的啟示和借鑒


通過前文對美日德充電基礎設施發展情況的梳理,可以看到其具有以下啟示和借鑒意義:


1.在國家層面對充電設施實施財稅激勵政策


為破解電動汽車發展初期車與樁之間“先有雞還是先有蛋”的困境,美國、日本、德國等多國普遍預計在2020年之前,充電基礎設施建設運營是不經濟的,因此對充電設施制定并實施了國家層面專門的財政補貼或稅收減免政策。比如美國,對商業充電樁和家庭個人充電樁設備費用的30%稅收減免,上限分別為3萬和1000美元。這對于迅速建立大范圍的充電基礎設施網絡有極大的推動作用。


2.私人充電領域采取“以交流慢充為主,以直流快充為輔”的發展思路


在發展思路方面,限于當前的電動汽車及電池技術,日本充電設施發展路線圖中,提出了建設200萬個交流充電樁解決基本的充電需求,建設5000個快速直流充電樁解決里程焦慮的思路;德國NPE在2020年充電設施發展路線評估中,提出在私人領域、半公共領域、公共領域分別建設102.2萬、10.3萬、7000個交流充電樁的目標,同時在半公共區域建設7100個快速直流充電樁的思路。


3.重視充電基礎設施標準化工作,并積極推動標準的國際化


日本充電基礎設施標準化活動起步較早,目前CHAdeMO的快速充電標準在全球范圍內得到了廣泛應用,截至2015年初,CHAdeMO已在全球安裝了約8000個快速充電樁。此外,美國SAE的充電基礎設施標準,以及歐洲主要基于IEC的CCS標準也具有較強的國際影響力,并呈現融合的趨勢。


此外,除了車樁之間的兼容性標準之外,在充電支付平臺、信息安全等方面的標準化工作近期也得到強化和積極推進。


4.重視充電基礎設施行業認證制度


充電基礎設施不僅涉及到電氣安全問題(充電功率大、充電時間長、非專業人員/普通消費者直接操作),還涉及到充電設施的智能聯網問題,因此各國針對充電設施紛紛實施了認證制度。其中,美國消防協會和勞工部對充電設施進行嚴格的安全監管,在美國銷售的充電設施必須通過強制性安全認證;日本雖然對充電基礎設施的安全性、兼容性等實行的是自愿認證制度,但由于認證結果和中央財政補貼掛鉤,同時日本所有車企均支持該項認證,因此其實質上也是一種變相的強制性認證;德國聯盟平臺內充電設施要求相互通用和收費系統統一。可見,針對充電設施這一新生事物,在其發展之初各國均普遍實施了有效的管理規范工作,保障了充電設施良好的市場秩序,推動了產業健康快速發展。


5.集中支持全國范圍的充電基礎設施建設運營


在電動汽車普及初期階段,基于規模經濟性和效率的考慮,各國往往對充電基礎設施進行集中支持,目前已出現具有明顯優勢和競爭力的全國性專業化充電服務公司,依托專業化的重點企業推動全國范圍的充電基礎設施建設運營成為各國共同的選擇。在美國能源部充電設施專項的支持下,美國兩家充電服務商ChargePoint、Blink的份額分別達到39%和19%,合計占近60%;日本主流汽車企業、電力公司等也聯合成立了國家充電服務公司,聚焦于全國范圍的充電基礎設施建設運營服務,通過此舉,不僅避免了充電服務資源過于分散所帶來的效率低下的風險,同時也有利于全國充電基礎設施互聯互通的實現。


6.出臺規范性實操文件


在充電基礎設施建設方面,日本經產省和國土交通省制定了《純電動和插電式混合動力汽車用充電設施建設指導手冊》,并提出了充電基礎設施建設“一站式服務窗口”,美國能源部、英國低排放車輛辦公室也都為不同的利益相關者制定了導則和指南。這些規范性的導則、指南、指導手冊等指導文件,在實操層面對充電基礎設施建設提供了詳細的指導,并引領充電基礎設施建設走向深入。


7.互聯互通相關標準制定先行


國外紛紛啟動充電接入和付費平臺建設以及平臺數據安全標準的制定,以期在互聯互通方面推動新能源汽車的推廣。日本成立了由車企參與的合資公司提供充電服務以及統一的收費平臺。德國成立了車企、電力企業組成的合資公司提供充電接入和付費平臺,并已經啟動充電基礎設施數據安全標準的制定。另外,還有一些非盈利機構也參與到了充電接入和付費平臺建設中,以增強跨平臺、跨區域充電和付費的便利性。


相關標簽:電動汽車充電樁

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