电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案-以上海为例.pdf

2023年05月电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案 以上海为例研究报告i摘要作为一种绿色环保且高效的交通工具，新能源汽车受到越来越多的青睐。我国新能源汽车保有量占比从 2016 年的不足 0.3%增加到 2022 年的约 5%，预计 2030年将增至近 20%。新能源汽车的快速增长对充电基础设施的建设和运营提出更高的要求，但充电基础设施的发展正面临多重挑战。一方面，建设难、资源制约现象突出，停车位、土地资源、配网容量，制约了充电基础设施的建设。另一方面，运营难、市场投资意愿减弱，运营商对市场机会识别能力不足、盈利空间有限，僵尸桩频频出现。同时，由于基础设施的建设难度大、运营管理不佳，造成充电便利性差、服务体验不佳，电动汽车车主普遍存在充电焦虑、里程焦虑等问题。2022 年，上海的新能源汽车销量为 33.4 万辆，渗透率达到 47.8%。截止 2023年 3 月份，全市新能源汽车保有量超过 100 万辆，在汽车保有量中占比为 18.8%。但相比新能源汽车 2021 年 110%、2022 年 32%的增幅，2022 年上海市实际运营的充电设施增幅仅 8.4%1。与此同时，充电设施运营商面临较高的盈亏压力，后期充电设施也难以保持快速增长。未来，上海充电设施的进一步发展，除了继续提高运营水平之外，还需要解决进社区困难等充电设施落地问题。为满足我国持续增长的电动汽车充电需求，亟需建立和完善健康有序的充电基础设施建设和运营环境，提升建设和运营效率，从而支持电动汽车的规模化以及车网协同化发展。在此背景下，NRDC 联合中国电动汽车百人会、国家发改委能源所的专家开展课题研究，对我国电动汽车充电基础设施的现状和面临的挑战进行梳理和分析，并以上海为重点，探索我国主要城市如何优化电动汽车充电基础设施的建设和运营，提高其效率和可靠性，支持电动汽车在新型能源体系建设中发挥更大的作用。研究发现，一方面，上海电动汽车与充电基础设施的发展节奏尚无法全面匹配，充电基础设施对电动汽车发展的制约已经凸显。同时，电动汽车智能有序充电普及度还不高，电力负荷与分布式储能的潜力未能得到有效挖掘。上海市电动汽车渗透率和基础设施建设已领先全国，随着电动汽车的进一步的成熟发展，充电基础设施的精细化运营应当是下一步的重点。另一方面，上海市电动汽车基础设施的响应潜ii力和经济性都很可观。上海市夏季电力最高负荷节节攀升，对车网互动灵活性的需求巨大。同时，上海市峰谷价差大、需求响应补偿机制完善，在很大程度上激励了电动汽车参与提供电网灵活性。上海市的车网互动实践和经济性分析显示，公共、居民等各类充换电基础设施具有响应能力，并且能获得可观的收益。从上海的情况来推测全国主要城市的充电基础设施发展情况，课题组认为，一方面，充电基础设施的专项规划和监管有待加强，以解决充换电基础设施未纳入城市整体规划、充电设施建设与电网规划建设缺少有效衔接等问题。另一方面，充电基础设施“重建设、轻运营”的局面有望被打破，在国家市场和价格机制推动下，电动汽车作为重要的参与主体，充电和储能一体化发展、充电和分布式发电等多种发展模式，为基础设施参与电力市场、扩宽盈利模式提供了机遇。针对上述发现，课题组提出的政策建议如下：1.加强顶层设计和规划，优化基础设施的建设和布局。成立专门协调机构，明确各部门在充电基础设施建设和运营中的分工和协作关系。优化充电基础设施的规划和布局。编制充电基础设施专项规划，综合考虑土地规划、物业管理、停车资源、电网容量等因素。推进基础设施建设规划的超前性和整体性。2.开放资源和市场，提升基础设施的运营能力。加快电力市场改革，推进车网互动商业化运营示范，参与现货市场和辅助服务市场。鼓励车网双向互动（V2G）商业运营试点示范，支持电动汽车基础设施与新能源、储能一体化发展。3.借助产业优势，推动技术落地和创新。统一国家标准体系，推进充电基础设施的智能化建设。进行车网协同计量设备的创新。从技术上解决计量问题，从而降低车辆参与车网互动的门槛，增加用户进行智能充电的便捷性。加强充电基础设施与停车资源的整合。探索“一头双枪”“一头多枪”等模式。4.因时制宜，车网协同发展需要分阶段进行。建立和完善健康有序的电动汽车基础设施环境，挖掘电动汽车提供电网灵活性的潜力，需要结合电动汽车的规模和技术情况，分阶段制定车网协同的任务和目标。iii目录第一章电动汽车与充电基础设施发展现状1一、中国电动汽车和充电设施产业发展概况1二、国际情况4（一）挪威经验：高车桩比支持了电动汽车的高渗透率4三、小结7第二章上海地区电动汽车与基础设施8一、上海市电动汽车与基础设施发展情况8（一）电动汽车发展情况8（二）充换电基础设施建设情况9（三）电动汽车与基础设施建设的十四五规划11二、电动汽车出行特征与充电行为11（一）出行特征12（二）充电特征14（三）上海电动汽车的出行特征和充电行为画像15三、上海优化充电基础设施的政策措施16四、小结17第三章上海市电动汽车与电网协同发展实践与效益18一、上海市电力供需情况18二、上海市对车网协同发展的需求19三、上海市车网协同发展的实践21四、车网互动的潜力与经济性22（一）错峰充电价格22（二）需求响应补偿23（三）经济性分析25五、小结28第四章充电基础设施的建设与运营29一、商业模式分析29（一）运营商主导模式29（二）车企主导模式29iv（三）充电服务平台主导模式30（四）三种模式的对比分析30二、基础设施建设和运营面临的挑战31（一）建设难、资源制约现象突出31（二）运营难、市场投资意愿减弱32（三）充电难、车主体验不佳33三、基础设施建设与运营的机遇33四、小结34第五章研究发现与政策建议35一、研究发现35（一）现阶段充电基础设施基本能够满足电动汽车的发展速度35（二）上海市电动汽车渗透率和基础设施建设领先全国35（三）上海市电动汽车基础设施的响应潜力和经济性都很可观35（四）基础设施“重建设、轻运营”的局面有望被打破36（五）基础设施的专项规划和监管都有待加强36二、政策建议36（一）加强顶层设计和规划，优化基础设施的建设和布局36（二）开放资源和市场，提升基础设施的运营能力37（三）借助产业优势，推动技术落地和创新37（四）因时制宜，车网协同发展需要分阶段进行38v图表目录图 1中国电动汽车销量1图 2我国充电桩保有量变化趋势（万台）2图 3我国车桩比变化趋势2图 4我国车桩比（仅限公共充电桩）变化趋势3图 5我国不同类型充电桩保有量的比例3图 62022 年主要国家和地区的新能源汽车销量（万辆）和全球份额占比4图 7挪威新能源汽车销量5图 8挪威新能源汽车渗透率5图 9典型国家的能源价格6图 10典型国家 2022 年的车桩（公共桩）比6图 11上海新能源汽车销量(万)和渗透率8图 12上海市 2022 年各类实际运营充电桩保有量9图 13公共充电桩充电量与同比增速10图 14上海各区充电设施利用率10图 15“十四五”期间充电设施需求设计（万标准桩）11图 16电动私家车出行时间分布12图 17上海新能源汽车出行时刻分布（0-23 点）13图 18上海新能源汽车日均出行时长（小时）13图 19上海新能源汽车日均出行里程分布14图 20上海新能源汽车私家车充电频率分布14图 21上海新能源汽车充电时刻分布15图 222018-2022 年上海市夏季用电负荷峰值19图 23上海市六级电力负荷管理方案21图 24电动汽车需求响应参与主体与聚合流程23图 25非居民需求响应电量结构24图 26居民需求响应补偿资金与价格24图 27上海市某换电站需求响应负荷对比27图 28三种充电桩建设运营模式对比31vi表目录表 1近期上海市智能有序充电设施政策16表 2上海地区电动汽车充电负荷预测20表 3上海市居民及工商业分时电价（元）22表 4电动乘用车车网互动经济性25表 5电动物流车车网互动经济性26表 6换电站网互动经济性27表 7从上海的电动汽车充电市场容量角度看行业营收32电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案1第一章电动汽车与充电基础设施发展现状一、中国电动汽车和充电设施产业发展概况中国电动汽车市场规模持续快速增长，连续 8 年保持销量全球第一。2022 全年新能源汽车1销量达到 688.7 万辆，占全国汽车总销量的 25.6%；截至 2022 年底，全国新能源汽车保有量达到 1310 万辆，占汽车总量的 4.1%。其中，电动汽车年销量536.5 万辆、保有量 1045 万辆，约占新能源汽车总量的八成2。1.464.524.7540.965.298.497.2111.6291.6536.5-156.25%0.00%156.25%312.50%468.75%625.00%0.150.300.450.600.2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022电动汽车销量（万辆）增长率图 1中国电动汽车销量图 1中国电动汽车销量数据来源：中国汽车工业协会根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟（“充电联盟”）统计，截至 2022 年底，我国充电桩保有量达到 520 万台，同比增加 99.1%；其中，公桩约 180 万台，随车配建私桩约 341 万台。2022 年全国新增充电桩 259.3 万台、换电站 675 座。私1 新能源汽车包括纯电动汽车（电动汽车）、插电式混合动力汽车、燃料电池电动汽车等，本报告主要关注纯电动汽车。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案2人充电桩2增速远超公共充电桩增速：私桩新增 194.5 万台，同比上升 225.5%；公桩新增约 64.8 万台，同比增加 91.6%。122 168 261 52001002003004005006002019202020212022图 2 我国充电桩保有量变化趋势（万台）图 2我国充电桩保有量变化趋势（万台）数据来源：中国电动汽车充电基础设施促进联盟相比较于 1310 万辆的新能源汽车保有量，实现了 2.52 的车桩比（图 3）；如果仅考虑公桩，车桩比达到 7.28（图 4）3。3.132.9332.5200.511.522.533.52019202020212022图 3 我国车桩比变化趋势图 3我国车桩比变化趋势数据来源：中国电动汽车充电基础设施促进联盟2 私人充电桩（私桩）指安装于私人领域的自用充电桩,不对外开放。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案37.38 6.10 6.84 7.28 0.001.002.003.004.005.006.007.008.002019202020212022图 4 我国车桩比（仅限公共充电桩）变化趋势图 4我国车桩比（仅限公共充电桩）变化趋势数据来源：中国电动汽车充电基础设施促进联盟如图5 所示，2022 年公桩和私桩的保有量比值为 0.53，近似 1：2 的关系。公共充电领域，根据 2022 年底的数据，公共直流桩是 76.10 万台，公共交流桩是103.6 万个，直流桩的数量与交流桩的保有量之比为 0.73：1。因为交流桩的成本低，铺设容易，在数量上处于领先位置。0.71 0.62 0.69 0.73 0.74 0.93 0.78 0.53 0.000.200.400.600.801.002019202020212022公私桩比直流交流比图 5我国不同类型充电桩保有量的比例图 5我国不同类型充电桩保有量的比例数据来源：中国电动汽车充电基础设施促进联盟电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案4二、国际情况2022 年，美国、欧洲和中国的新能源汽车销量分别是 92 万辆、259 万辆和 688万辆，分别占全球份额的 8%、24%和 64%（图6），这三个地区占全球总份额的96%。中国新能源汽车市场规模在全球处于绝对领先地位。2022 年，中国新能源汽车的渗透率已达到 25.6%，而美国仅为 6.7%4。电动汽车充电基础设施的建设和运营在全球范围内都面临挑战。虽然许多国家都在加快充电基础设施的建设，但情况存在差异。中国,688,64%美国,92,8%欧洲,259,24%其他,43,4%中国美国欧洲其他图 6 2022年主要国家地区的新能源汽车销量（万辆）和全球份额占比图 62022 年主要国家和地区的新能源汽车销量（万辆）和全球份额占比数据来源：InternationalEnergyAgency（一）挪威经验：高车桩比支持了电动汽车的高渗透率挪威总人口 550 万5，拥有约 280 万辆乘用车6。在冬季，挪威的平均温度为零下 6.8 摄氏度7，内陆的气温可能达到零下 10-20 摄氏度，有些地方甚至能达到零下 40 摄氏度。尽管自然条件并不适合汽车电动化发展，但挪威的新能源汽车渗透率在 2021 年就达到了 65%，并在 2022 年达到 80%，基本实现了全面电动化，成为全球新能源汽车渗透率最高的国家。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案5-50.0%0.0%50.0%100.0%150.0%200.0%250.0%020000400006000080000100000120000140000160000180000挪威新能源车销量增长率/%图 7 挪威新能源汽车销量图 7挪威新能源汽车销量6数据来源：网络公开数据图 8 挪威新能源汽车渗透率0102030405060708090100201120122013201420152016201720182019202020212022柴油、汽油和混合动力汽车销量占比/%电动汽车销量占比/%图 8挪威新能源汽车渗透率数据来源：挪威公路联盟（OFV）究其原因，在于挪威电价便宜而油价高。挪威电力的 88%来自水电8，资源丰富且电价便宜。根据 2022 年 12 月的数据，挪威每度电仅为 0.8 元。同时，挪威的汽油价格较高，为每升 19 元，是美国和中国油价的两倍多。因此，相比于传统的燃油汽车，新能源汽车更有经济优势。除此之外，挪威政府对电动汽车的购买和使用实行了多项税收优惠政策，包括免除销售税和道路使用费等。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案60.550.80.837.27191405101520中国美国挪威德国电价(元/kWh)油价(元/L)图 9 典型国家的能源价格图 9典型国家的能源价格数据来源：InternationalEnergyAgency与电动汽车的快速发展不同，挪威电动汽车基础设施的建设速度相对较缓。从充电基础设施的角度来看，挪威的车桩（公共桩）比高达 33.6，是美国的 1.8 倍、中国的 4.6 倍。图 10典型国家2022年的车桩（公共桩）比7.215.518.233.60510152025303540中国欧洲美国挪威图 10典型国家 2022 年的车桩（公共桩）比数据来源：InternationalEnergyAgency电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案7在如此高的车桩比情形下，挪威依然实现了电动汽车的高渗透率，主要原因有以下几点：（1）私人充电设施便利。挪威82%的充电桩位于私人住宅，高于欧洲平均水平，而中国仅有 30%左右的电动汽车拥有私人充电桩。这意味着挪威民众可以方便地在家充电，弥补公共充电桩不足的问题，而我国的 70%的电动汽车用户需要借助公共充电桩来补充电能。（2）通过政策全方位引导用户拥抱电动汽车。在电动汽车的出行、停车、充电、购买等方面，挪威都对电动汽车进行了政策倾斜，培养了用户对电动汽车的接受度。（3）挪威在环境保护和拥抱新能源技术上，培养了很高的国民意识，使得民众在接收新能源产品上具备更高的积极性。三、小结各国电动汽车正在蓬勃发展，充电基础设施的建设和运营都面临新的挑战和机遇。通过借鉴国际相关国家的新能源汽车发展现状，了解到充电基础设施建设需要充分考虑用户需求、技术发展和政策支持等方面。挪威作为全球新能源汽车普及率最高的国家，尽管车桩比并不具有领先优势，但是仍然能够实现如此高的新能源汽车普及率，与挪威在充电基础设施方面的建设和政策支持息息相关。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案8第二章上海地区电动汽车与基础设施一、上海市电动汽车与基础设施发展情况（一）电动汽车发展情况2022 年，上海地区的新能源汽车销量为 33.5 万辆，是 2020 年销量的 2.8 倍，且占 2022 年汽车总销量的 47.8%，新能源汽车渗透率高于全国的 25.6%。截止2022 年底，上海的新能源汽车保有量已经达到 94.5 万辆，占全市汽车保有量的19.8%。从 2023 年 1 月 1 日起，在上海购买插电混动和增程电动车将不再享受免费牌照福利，而是需要同燃油车一样竞拍牌照。这一政策变化会影响插混车型的后续销售，但是新能源汽车在上海的高渗透率已成定局。12.125.433.518.91%34.47%47.80%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%0510152025303540202020212022上海新能源汽车年销量上海新能源汽车渗透率图 11 上海新能源汽车销量(万)和渗透率图 11上海新能源汽车销量(万)和渗透率数据来源：网络公开数据电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案9（二）充换电基础设施建设情况按照过往期间上海的新能源沪牌推广要求，安装充电桩是申请沪牌的必要条件之一，这也推动了上海的车桩比处于较低水平。在充电基础设施监测方面，上海建成了全国最大的省/市级监控平台联联充电。根据其统计数据，截至 2022年 12月底，市级平台接入的实际运营充换电设施运营商达280 家，市级平台已累计接入全市公用及专用充换电设施共计14.48万个，其中公用充电桩 9.06 万个、专用充电桩5.42万个，叠加私桩 55.22 万个，全市的充换电设施共计约 65.26 万个，支撑了94.5 万辆新能源车的充换电需求，车桩比约 1.4:1。截至 2022 年 12 月底，全市实际运营充换电设施共计 10.04万个，其中公用充电桩7.17万个、专用充电桩 2.87 万个，而 2021 年年底实际运营的充换电设施为 9.26 万个，意味着 2022 年实际运营充换电设施的增长率为 8.4%9。5.73 2.05 3.98 0.99 5.072.11.791.0801234567公用交流公用直流专用交流专用直流20212022万台图 12上上海海市市2022年年各各类类充充电电桩桩保保有有量量图 12上海市 2022 年各类实际运营充电桩保有量数据来源：2022 上海市充换电设施大数据年度报告上海市公共充电桩充电量维持稳步上升趋势。2022 年，全年公桩充电量超 12亿千瓦时，同比增加 23%；充电时长超过 4 千万小时，同比增速 23%。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案100.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%0246810121420182019202020212022充电量（亿kWh）年充电时长（千万h）充电量同比增速年充电时长同比增速图 13 公公共共充充电电桩桩充充电电量量与与同同比比增增速速图 13公共充电桩充电量与同比增速数据来源：2022 上海市充换电设施大数据年度报告公用站点、小区站点、单位站点的充电时长及利用率3持续增长，公交站点充电时长与利用率都出现下滑。上海市充电设施利用率整体维持在 10%以内，其中直流桩的利用率远高于交流桩。宝山区各类设备利用率的表现均为全市最高，另外，设备数量最多的浦东新区各类设备利用率虽不如宝山区，但比较均衡，且略高于全市平均值（图 14）。0%2%4%6%8%10%12%14%公用直流公用交流专用直流专用交流图 14上上海海各各区区充充电电设设施施利利用用率率图 14上海各区充电设施利用率数据来源：2022 上海市充换电设施大数据年度报告3 充电设施的利用率分为时间利用率和功率利用率。本研究中，利用率指的是时间利用率。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案11（三）电动汽车与基础设施建设的十四五规划根据上海市充（换）电设施“十四五”发展规划，要求在 2025 年全市充电基础设施应该满足 125 万辆新能源电动汽车的充电需求，其中，乘用车（私家车）约 100 万辆，单位用车和公共领域车辆约 25 万辆。到 2025 年建成标准桩4约 60.5 万个，其中自用标准桩 53 万个，专用标准桩 3.5万个，公共标准桩 4 万个。配合品牌乘用车、出租车、物流车、重卡等换电需求，建成换电站约 300 座10。0102030405060自用充电桩专用充电桩公共充电桩图 15“十四五”期间充电设施需求设计（万标准桩）图 15“十四五”期间充电设施需求设计（万标准桩）数据来源：上海市充（换）电设施“十四五”发展规划根据目前的增速，如果 2023-2025 年每年新能源汽车新增至少 33 万辆（保守估计与 2022 年持平），充电基础设施的建设将面临考验。二、电动汽车出行特征与充电行为在研究电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案时，描述电动汽车的行车特征与充电特征非常重要：电动汽车的行车特征，包括行驶时间、行驶里程等，可帮助确定充电站的位置和布局，以确保电动汽车在行驶途中充电便捷。4 自用（私人）充电桩按7kw为一个标准量核定，专用、公共充电桩按60kW为一个标准量核定。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案12 电动汽车的充电特征，包括充电速度、充电时间和充电需求量，可帮助确定充电站所需的充电设施和电力供应，以及优化充电站的运营模式。2022年发布的 中国新能源汽车大数据研究报告（2022）将全国城市分为五档，对这些城市的电动私家车出行情况进行了统计。另外，上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心定期发布的上海新能源汽车监测报告 2022，也给出了关于上海地区新能源汽车的出行和充电特征行为。在本研究中，我们主要针对上海地区的出行情况进行分析。根据上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心的数据，截止到 2023 年 3 月底，已经有 104.9 万辆汽车接入，其中乘用车为 101.2 万辆，占比为 96%。（一）出行特征根据不同城市的统计，可以看出私家车的出行时间集中在早晨 7 点至傍晚 6 点，而且每个时段最高的出行比例不超过 10%。可以理解为每一时段，至少超过 90%的车辆处于停驶状态，而且各类型城市在这方面的表现总体一致（图 16）11。0 2 4 6 8 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 比例(%)Time First-er citySecond-er cityThird-er city Fourth-er cityFih-er city 图 16电动私家车出行时间分布数据来源：中国新能源汽车大数据研究报告（2021电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案13图 17上海新能源汽车出行时刻分布（0-23点）0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%0123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23车辆数占比私人出租图 17上海新能源汽车出行时刻分布（0-23 点）数据来源：上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心,上海新能源汽车监测报告2022.从图17 当中可以看出12，上海地区的私家车辆的出行时刻特征与图16 所示趋势基本一致，出行时刻的高峰出现在下午五点钟。上海地区的出租车出行时刻分布相对均衡，最高峰出现在下午一点左右。图 18上海新能源汽车日均出行时长（小时）0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%01122334455667788991010车辆数占比私人出租图 18上海新能源汽车日均出行时长（小时）数据来源：上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心,上海新能源汽车监测报告2022.从上海新能源汽车日均出行时长上可以看出，对于私人车辆，有接近六成的比例的车辆的出行时长处于 1-2 个小时，出行时间超过 3 个小时的车辆比例不到 5%。而对于出租车辆，普遍的每日出行时长都在 7 小时以上，比例高达 84%。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案14图 19电动乘用车每次出行行驶里程分布0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%车辆数占比私人出租图 19上海新能源汽车日均出行里程分布数据来源：上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心,上海新能源汽车监测报告2022.从新能源汽车每天出行里程来分析，高达 95%的私家的日均行驶里程少于 90千米，超过一半的私家车的出行距离位于 30 到 60 千米之间。与之相对比的是，超过 95%的出租车的日均行驶距离超过 150 千米。（二）充电特征13从私家新能源车辆的平均每周充电天数来看，接近八成的比例不超过两次，有接近四成的私家车平均每周充电仅需 1 次。图 20 上海新能源汽车私家车充电频率分布0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%3 元/kWh)上看远高于充电服务费（0.5 元/kWh），如表4 所示。预计 2030 年电动汽车的保有量占比将达到 20%以上，基础设施建设也将得到进一步完善。然而，随着电动汽车的规模化发展，基础设施面临的挑战也将更为严峻。因此，需要重视基础设施的建设和运营，为电动汽车的规模化发展提供健康有序的保障环电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案34境。在这一过程中，电动汽车充电和储能、充电和分布式等多种发展模式已经在部分地方实现了盈利，这也为未来的发展提供了重要的参考。四、小结中国的充电桩运营模式主要包括运营商主导、车企主导、第三方充电服务平台主导，这三种模式各有优劣，适用于不同的应用场景。充电基础设施领域存在“重建设、轻运营的现象”：主要靠自行投资、自行建桩，重资产布局；但运营艰难、盈利能力较低，依赖政府补贴。同时，基础设施建设方面面临着停车位与土地资源制约，运营方面面临着投资回报周期长、市场投资意愿减弱，因此造成了大量僵尸桩，充电服务品质差，对消费者实际使用体验造成了较大影响。充换电服务盈利性待改善，服务体验亟待提升。未来，充电桩运营行业经营商可以与其他行业横向合作，积极整合行业资源，同时增加企业自身收入来源。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案35第五章研究发现与政策建议一、研究发现（一）现阶段充电基础设施基本能够满足电动汽车的发展速度当前我国新能源车保有量占比 5%的情形下，充电基础设施能够基本满足电动汽车汽车的快速发展，但二者的发展节奏尚无法全面匹配，充电基础设施对电动汽车发展的制约和影响已经凸显。国际经验表明，充电基础设施建设需要充分考虑用户需求、技术发展和政策支持等方面。挪威作为全球新能源汽车普及率最高的国家，尽管车桩比并不具有领先优势，但是仍然能够实现较高的新能源汽车渗透率，与国家在充电基础设施方面的建设和政策支持息息相关。（二）上海市电动汽车渗透率和基础设施建设领先全国上海地区的新能源汽车渗透率和充电基础设施的建设都领先全国，随着电动汽车的进一步的成熟发展，充电基础设施的精细化运营应当是下一步的重点。上海市电动汽车车主充电时段趋于集中，若叠加到电网峰荷时段，将对电网的安全运行产生影响。由于电动汽车大部分时间都处于停驶状态，若能发挥其有序充电和放电功能，则是很好的调峰和填谷资源。（三）上海市电动汽车基础设施的响应潜力和经济性都很可观引导本地电动汽车有序充电和车网互动，将有助于减少峰谷差、平抑供需两侧的波动性。上海市夏季电力最高负荷节节攀升，电力供需偏紧，部分中心城区、热点区域高峰供电紧张，对车网互动灵活性的需求巨大。同时，上海市峰谷价差大、需求响应补偿机制完善，在很大程度上激励了电动汽车参与提供电网灵活性。上海市的车网互动实践和经济性分析显示，公共、居民等各类充换电基础设施具有响应能力，并且能获得可观的收益。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案36（四）基础设施“重建设、轻运营”的局面有望被打破充电基础设施领域存在“重建设、轻运营”的现象：主要靠自行投资、自行建桩，重资产布局；但运营艰难、盈利能力较低，依赖政府补贴。这种现象导致了大量僵尸桩的出现，充电服务品质差，用户充电难、实际使用体验差。在国家市场和价格机制推动下，电动汽车作为重要的参与主体，通过充电和储能一体化发展、充电和分布式发电等多种发展模式，为基础设施参与电力市场、扩宽盈利模式提供了机遇。（五）基础设施的专项规划和监管都有待加强充换电基础设施未纳入城市整体规划，会遇到电力增容困难、布局不合理等诸多问题。目前上海新能源汽车保有量已经突破 100 万，然而这些成果是在原有基础上“补缺补漏”得到的，即按需求导向，在车位不足时增加车位，在需要时安装充电桩等。同时充电设施的建设与电网规划建设缺少有效衔接，已出现部分建筑电力容量不够，难以支撑大功率、大范围充电设施建设的问题。电动汽车智能有序充电普及度还不高，电力负荷与分布式储能的潜力未能得到有效挖掘。随着电动汽车更大规模的应用，将对电力供应形成更大的压力。为了保障充电基础设施的安全、可靠、高效运行，建立有效的监管机制是必不可少的。目前对于计量、通信和运行平台等涉及数据安全的内容尚未形成统一有效的防范和监管。二、政策建议（一）加强顶层设计和规划，优化基础设施的建设和布局1.为了确保充电基础设施建设和运营的顺畅推进，需要成立专门的协调机构和工作专项事务部门。这将进一步明确机构的职责和权限，并明确各部门在充电基础设施建设和运营中的分工和协作关系。这些措施将有助于确保充电基础设施建设和运营的顺利进行。2.优化充电基础设施的规划和布局。编制充电基础设施专项规划，综合考虑土地规划、物业管理、停车资源、电网容量等因素，确保充电基础设施建设与城市发展、电网建设和生态环境保护的协调统一。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案373.推进基础设施建设规划的超前性和整体性。进行超前、整体性的基础设施建设规划，通过大数据、人工智能等技术手段，对未来充电需求和充电基础设施建设的趋势进行预测和分析，为基础设施建设规划提供更为科学的支持和指导。（二）开放资源和市场，提升基础设施的运营能力开放资源和市场，提升充电设施运营能力；加快电力市场改革，推进车网互动商业化运营示范，参与现货市场和辅助服务市场。1.开发停车场地，为充电运营商的发展创造条件。鼓励地方政府或私人企业提供停车场地，对充电运营商提供租金或税收减免等优惠政策。建设道路充电示范站和断头路停车位建设，加大充电位置的开发。为了激励充电基础设施的建设，政府持续为不同等级的充电站提供分级补贴，加大充电场站服务的提升，及时下线僵尸站并进行场站升级，以促进电动汽车的充电便捷性和普及率。2.加快电力市场改革，拓宽充电运营商的盈利模式。放宽市场准入门槛，允许多样化主体参与电力市场；丰富电力市场交易品种，鼓励充电运营商通过提供调频、需求响应、调峰、备用等服务，从电力市场中获取收益。3.鼓励车网双向互动（V2G）商业运营试点示范，针对 V2G 这类未来有前景但是当下难以盈利的模式进行针对性扶持，研究制定 V2G 相关设设备与基础设施补贴政策。支持 V2G 技术研发，鼓励企业进行 V2G 商业化运营试点；制定相关设备与基础设施补贴政策，推进 V2G 技术的普及与推广。4.鼓励电动汽车基础设施与新能源、储能一体化发展。支持开展光储充放一体化设施改造，推进分布式能源结构搭建，探索居住区车网互动聚合路径与商业运营模式。（三）借助产业优势，推动技术落地和创新1.统一国家标准体系，加快推进超充标准的落地，及早进行产品升级，积极推动充电基础设施的建设。推进充电基础设施的智能化建设。包括远程监控、预警、调度、管理等方面的技术应用，提高充电基础设施的利用效率和服务水平。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案382.进行车网协同计量设备的创新。从技术上解决计量问题，从而降低车辆参与车网互动的门槛，增加用户进行智能充电的便捷性。比如在车上安装计量表，并通过认证，以解决电表认定问题。3.加强充电基础设施与停车资源的整合。探索“一头双枪”“一头多枪”等模式，通过与城市停车管理部门合作，将充电基础设施纳入停车资源管理系统，实现停车和充电的一体化服务，提高城市停车资源利用效率和充电便利性。4.制定精细化的车桩比标准。分场景制定车桩比标准，并基于充电需求、车型、车流量、用电负荷等多维度因素，制定更为精细化的车桩比标准，为充电基础设施的建设和运营提供更为科学的参考。（四）因时制宜，车网协同发展需要分阶段进行建立和完善健康有序的电动汽车基础设施环境，挖掘电动汽车提供电网灵活性的潜力，需要结合电动汽车的规模和技术情况，分阶段制定车网协同的任务和目标。1.短期（2023-2030 年）：预测 2030 年新能源汽车保有量将会达到 1 亿辆，占比将达 20%。在此之前，有序充电是一种低成本的解决峰值功率充电问题的方式，有利于提高电网的稳定性且不会对电网造成影响。是近期车网协同的主要内容。增加停车位和优化充电桩布局，在城市规划中增加停车位和合理规划充电桩的布局。2.中期（2030-2040 年）：随着电动汽车保有量达到 2 亿辆，占比为 50%，可实现多样化的车网互动，通过 10 年左右的时间在社区内实现 V2G 的规模化普及。3.长期（2040 年以后）：伴随商业模式的不断尝试，通过规模化推广使大部分新能源汽车用户能够参与其中，社会普遍采用车网互动的方式参与电能量市场和辅助服务。车主可以选择定制化的互动模式，实现新型电力系统的有机融合。电动汽车充电基础设施建设与运营的优化解决方案39参考文献1上海充换电设施公共数据采集与监测市级平台.2022 上海市充换电设施大数据年度报告.2中国新闻网.2022 年中国新能源汽车保有量达 1310 万辆 同比增长 67.13%,EB/OL(2023-01-11)2023-04-27.https:/ 上海市发展和改革委员会、上海市交通委员会、上海市规划和自然资源局等.上海市充（换）电设施“十四五”发展规划11 王震坡,中国新能源汽车大数据研究报告 2022.12 上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心,上海新能源汽车监测报告2022.13 上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心,上海新能源汽车监测报告2021.14 上海市发改委等五部门,上海市促进电动汽车充（换）电设施互联互通有序发展暂行办法.EB/OL(2022-09-29)2023-04-06.15 上海市发展和改革委员会,关于印发上海市能源电力领域碳达峰实施方案的通知.EB/OL(2022-08-11)2023-04-06.16 上海市经济和信息化委员会,上海市经济信息化委关于印发2022 年上海市迎峰度夏有序用电方案的通知.EB/OL(2022-06-11)2022-10-06.17 上海市公安局.权威发布 上海：机动车保有量突破500万辆！.EB/OL(2022-07-20)2023-03-09.https:/ 皆电.电动汽车一度电能跑多少公里.EB/OL(2022-02-14)2023-01-06.https:/ 上海市经信委.上海市经济和信息化委员会关于同意进一步开展上海市电力需求响应和虚拟电厂工作的批复.EB/OL(2020-09-17)2022-06-1020 上海市经信委.上海市经济信息化委关于同意开展虚拟电厂参与需求响应市场化交易试点工作的批复.EB/OL(2020-02-14)2023-04-27.21 新京报.打破电动汽车“充电难”：建充电桩就够了吗？EB/OL(2021-10-20)2023-04-27.https:/ 有驾.电动汽车充电站成本构成EB/OL(2022-10-18)2023-04-27.https:/ 中国消费者协会.新能源电动汽车消费与公共充电桩使用情况调查报告.EB/OL(2023-03-20)2023-04-08.https:/