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新基建充电行业发展(新基建充电行业发展趋势)

2023-10-27 9269 0 评论 行业动态


  

本文目录

  

  1. 充电桩纳入新基建,对新能源汽车行业发展有什么益处
  2. 充电桩:新基建重点方向,千亿市场将迎爆发
  3. 新基建下对充电桩建设形势展望

其实要回答这个问题,我们首先就需要明确充电桩对新能源汽车的重要性。经过近些年的不断发展,新能源汽车确实取得了长足的进展,保有量也在不断增长。但是对于纯电动汽车来说,里程焦虑仍存在,而导致里程焦虑的主要原因就包括充电桩数量较少。

  

根据数据统计,截止到2019年12月份,我国公共充电桩和私人充电桩之和约121.9万台。而截止到2019年6月份,我国纯电动汽车保有量就已经达到了约281万台,再加上目前纯电动汽车采用充电桩充电时间较长,更是制约了消费者的用车。所以这个时候将充电桩纳入新基建,会增加消费者的用车便捷性,从而达到扩大市场规模的作用。

  

其实早在2019年3月份,新发布的新能源汽车补贴政策中就已经加大了对充电桩的支持力度,各省市也纷纷出台相关政策。比如,福建省就发布了《2019年电动汽车充电基础设施建设实施方案》,要求进一步优化布局,完善规划,加快落实充电基础设施建设。

  

充电桩纳入新基建,除了会扩大新能源汽车行业规模之外,还会拉动投资,对冲疫情的影响。因为我国新能源汽车保有量正在逐步上升,充电桩的缺口越来越大,而将充电桩纳入新基建范围,会引导更多的资本进入,届时所取得的效应就会呈几何性增长。不知大家是怎么认为的呢?

  

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

  

充电基础设施建设是“新基建”的重点建设方向。新基建所覆盖的领域主要包括以下七项:5G基站、人工智能、工业互联网、大数据中心、特高压、充电桩以及城际高速和轨道交通。伴随新能源车近年的高速发展,充电桩作为新能源车产业链的重要环节,有望在“新基建”发力下加速发展。

  

同时国网对于充电桩的布局也在加码,2020重点工作任务中多次提到充电行业。重点工作任务中强调:“大力拓展专用车充电市场,积极推广智能有序充电,车联网平台接入充电桩100万个,覆盖80%以上市场和用户。

  

近日从国网电商平台获悉,国网电动汽车 2020年第二次充电桩设备采购项目已开标。这是国网电动汽车有限公司今年第二次招标,此前一次招标为2020年建设施工框架采购项目。国网系统内部人士表示,由于此前充电桩行业存在无序建设的情况,建设和运营情况均不甚理想,今年国网公司下了非常大的决心去主导这一轮充电桩建设布局,下一阶段预计还将公布更多的计划。

  

伴随新能源汽车市场发展,充电桩市场快速增长。2014-2019年,中国充电桩数量经历了从3万个到121.9万个的爆发式增长,CAGR 110%;其中,直流充电桩占比约为16.2%,对应公共直流充电桩数量累计值达到28.3万个。

  

充电基础设施作为新能源汽车行业发展的重要基础,长期滞后必将阻碍新能源汽车行业的成长。在确认为新基建的重要组成部分后,充电桩的建设量将快速提升,目前车桩比约为6:1,按照发改委和交通部的规划,充电桩目前仍存在200万根左右的缺口。

  

充电桩建设的大规模重启,将成为新能源汽车市场进一步发展的重要基础,推动新能源汽车行业整体持续快速发展。

  

根据功能划分,充电桩产业链从建设到运营涉及充电设备制造商、充电建设运营商、以及整体解决方案商,国内充电产业链上的这几类从业者往往身份重合、同时涉足多个功能领域,一些硬件制造商目前也开始涉及建桩运营业务。其中,国电南瑞、许继集团、特锐德、奥特迅等设备制造商,以及比亚迪、特斯拉等电动汽车制造商是推动充电技术进步的主体。

  

2014年民间资本涌入充电桩行业后,尽管一些业务模式暂未为企业带来稳定的收入、或者停留在实验和理论探讨阶段,但未来得益于电动汽车的快速放量,这些带有互联网思维的经营理念最终有可能迎来爆发,从而拓展充电桩行业的盈利模式和空间。

  

目前,随着互联网企业、科技公司、初创公司、以及诸多社会资本的介入,我国的充电桩行业已经形成了国有、民营、混合所有制并存的产业格局。

  

在上一轮洗牌下剩下的运营商2019年开始加速充电桩建设。公共充电桩运营领域,特锐德、星星充电和国家电网市场份额位居行业前三。截止2019年10月,全国规模化运营厂商(充电桩保有量≥1000个)22家,占充电桩保有量99.5%。前三大分别为特来电、星星充电和国家电网,保有量33.3万个,占比69.6%,前十大保有量44.4万个,占比93.0%。其中特来电(特锐德子公司)是国内最大的充电桩运营公司,市占率领先于同行,公共桩占比29%。

  

根据充电桩设备收入来计算,目前市场份额占比较高的公司包括国电南瑞、特锐德、易事特、万马股份等,国网充电桩建设大规模开启后,头部企业将率先受益。

  

从区域上来看,充电桩保有量基本与新能源汽车的销量和保有量呈现正相关的关系。排名最靠前的省份是广东、江苏、北京等,保有量均在5万以上。

  

充电桩是为电动汽车充电的专用电力设备,由桩体、电气模块、计量模块等部分组成,一般具有电能计量、计费、通信、控制等功能。充电桩主要安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)、居民小区停车场或充电站内,输入端与交流电网直接连接,输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。

  

按充电方式分,可分为直流桩和交流桩两类。交流桩:俗称慢充桩,需通过车载充电机为电动汽车充电,功率小,充电速度较慢,但成本低,多用于小区充电桩。直流桩:俗称快充桩,直接为电动汽车充电,功率大,充电速度快,但成本较高。

  

根据GGII数据,直流充电桩平成本为0.8元/W,以目前市场主流的60kW直流充电桩为例,其成本约5万元/个;其中,IGBT成本占比约为20%,历史充电桩统计中直流桩占比约为15%~18%,对应中国充电桩行业2019年市场规模约为10.5亿元;根据中国充电联盟预测值测算,预计2020年市场规模有望达到6.8亿元。

  

充电桩主要零部件包括充电模块、主控制器、绝级检测模块、智能电表、刷卡模块、通信模模块、空气开关、主继电器和辅助电源开关等。

  

充电模块门槛较高,参与充电桩制造的上市公司中,以配电、UPS、电源系统等制造商为主,这些产品的特点是都涉及到了交直流转换和电能质量的控制,这与直流充电模块的核心技术本质上是相同的。

  

充电模块制造商,实际上都具有直流充电桩制造的核心优势。各个企业之间产品的主要差距,在于充电模块的转换效率。目前转换效率主要为94%-97%,均处于较高水平。各个企业之间的技术水平稍有差距,但是总体上看差距不大。

  

充电桩也是对功率半导体增长的驱动力之一。根据英飞凌的统计,一个100kW的充电桩需要的功率器件价值量在200-300美元。目前汽车充电桩的核心功率模块有两种:一种是采用IGBT芯片;另一种为采用MOSFET芯片。

  

国家能源局在《电动汽车充电基础设施建设规划》草案中提出,到2020年国内充换电站数量将达到1.2万个,充电桩达到450万个。中国产业信息研究院数据预计到2020年国内充电桩功率器件市场规模有望超过35亿元。

  

充电桩高功率快充是趋势。当前慢充功率7kW/14kW,单价在千元级;快充30kW/60kW,单价在万元级;未来TeslaV2功率120KW,V3功率250KW。慢充体系更多由主机厂、4S店、运营场景资源等组成。普通快充存在运营壁垒,未来能提供智能解决方案的公司比例会提升。

  

超高功率快充有技术壁垒,目前全球掌握该技术的有特斯拉和onity,后者是保时捷、BBA等车企的供应商。

  

2019年,特斯拉已在全球建立1604座超级充电站,14081个超级充电桩,而2017年只有约800座超级充电站,5000多个充电桩,两年时间数量接近翻倍。中国地区,Tesla的充电网络已经覆盖了130多座城市,超充电桩数量已累计突破1700个,搭配超过2100个目的地充电桩。

  

受益于我国电动汽车充电桩规划、政府补助以及新能源汽车应用的快速增长,我国新能源汽车充电设施行业面临巨大的发展空间。随着新基建加速落地,充电桩的招标和建设主体回归国网,市场份额将进一步向头部企业集中。后续地也有望延续或加强前期充电桩补贴,充电桩行业景气度在政策扶持下正逐步提升。

  

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(中国电动汽车充电基础设施促进联盟信息部主任)

  

为加快国内充电基础设施的推广建设,规范行业健康发展,更好支持新能源汽车推广,相关部门逐步出台了一系列政策。

  

表1涉及电动汽车充电设施政策汇总

  

为加强规划指导,《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020年)》提出我国充电基础设施发展的目标,到2020年新增集中式充换电站超过1.2万座,分散式充电桩超过480万个,以满足全国500万辆电动汽车充电需求。并将全国分为加快发展地区、示范推广地区、积极促进地区三个区域,明确分区域建设目标。并要求“新建住宅配建停车位应100%建设充电基础设施或预留建设安装条件,大型公共建筑物配建停车场、社会公共停车场建设充电基础设施或预留建设安装条件的车位比例不低于10%,每2000辆电动汽车应至少配套建设一座公共充电站”。

  

由此可见,制定政策的整体预期是电动汽车与充电桩的比值达到1:1,同时有一定数量的集中充换电站来完善充电服务。

  

图1“十三五”期间全国充电基础设施分区域建设目标

  

电动汽车从结构区分,主要可分为纯电动汽车和混合动力汽车两类,其中,纯电动汽车(非换电模式)对充电桩的依赖度较高,其整个生命周期主要通过充电桩来完成能源补给;相较而言,混合动力汽车对于充电桩的依赖度偏低,混合动力汽车又可分为插电式混合动力汽车(PHEV)和非插电式混合动力汽车(MHEV),其中MHEV完全不通过充电桩来进行能源补给,而PHEV也只有少数情况下通过充电桩来进行能源补给。从技术原理上分析,可以发现并不是所有的电动汽车都需要充电桩来服务。

  

电动汽车从车型区分,可分为商用车和乘用车,各自的充电场景有别。商用车中,纯电动商用车占绝对主导地位,主要可以分为纯电动公交车、纯电动客车、纯电动货车、纯电动环卫车等。商用车使用频率普遍较高,对充电桩有更强烈的需求,主要通过公用类充电桩和专用类充电桩完成能量补给。乘用车存在个人自用和商业运营两种情况,其中,个人自用乘用车由于使用强度不高,且普遍有较固定的行程,如能随车配建私人充电桩,基本上可以通过较低充电功率的私人充电桩完成日常充电,并通过公用类充电桩完成应急补电;用于商业运营的乘用车,由于使用强度较高,行程不固定,虽然随车配建私人充电桩可以每日对车辆进行一定程度的能量补给,但是其对公用类或专用类充电桩的需求依然强烈。乘用车中,纯电动乘用车占比较高超过80%,这其中又有较大比例作为共享汽车、网约车电动投入使用。

  

结合行业企业反馈,各类电动汽车对于公共充电桩(公共包含公用类和专用类)中的直流充电桩的需求情况不同。纯电动公交车、纯电动客车对直流充电桩需求比约为5:1,纯电动物流车、纯电动环卫车对直流充电桩需求比约为7:1。新能源乘用车对直流充电桩需求比约为20:1。由于交流充电桩充电功率普遍较低,充电速率较慢,预测未来公共交流充电桩主要布局在商超停车场、居民区停车场以及各种分散式停车场,同时也会与直流充电桩进行搭配建设。公共交流充电桩主要以辅助身份与直流充电桩共同搭建公共充电网络。从近一年的公共充电桩中交流、直流充电桩月保有量和月增量分析可以发现,其比值为6:4,预期未来较长一段时间都会维持在这个比值。而私人充电桩也难以实现电动汽车与充电桩的比值达到1:1。

  

综上分析,未来电动汽车与充电桩的比值将不会维持为1:1。

  

2015~2019年,我国公共充电桩保有量持续增长。2019年底我国公共充电桩保有量达到51.6万台,是2015年底的近九倍。截止2020年4月,公共充电桩保有量已经已超过54万台。我国充电市场规模已经遥遥领先于世界其他国家和地区。

  

2016、2017年新增公共充电桩数量保持在9.1万台左右。2018年增量有较大幅度提升,增加14.73万台,2019年有所放缓,公共充电桩新增12.89万台。放缓直接原因是新能源汽车销售数据低于预期,主要原因是充电桩利用率长期维持在较低水平,一定程度上降低了运营企业的积极性。

  

图2 2015~2019年新能源汽车总销量与公共充电桩保有量比值变化

  

图3 2015~2019年新能源汽车增量与公共充电桩增量比值变化

  

2015~2019年新能源汽车总销量与公共充电桩保有量比值维持在8上下,2016年后比值缓慢上升。2016年新能源汽车增量与公共充电桩增量的比值为5.55。2017年、2018年维持在8.5,进入2019年上升到9.36。随着充电市场的日趋成熟,运营企业已经摒弃了跑马圈地式运营,开始采取按需发展,适当先行的策略,车桩增量比值在增大。

  

我国东北地区、华东地区、华北地区、华中地区、华南地区、西南地区和西北地区公共交、直流充电桩数量分布(见图4)。

  

图4各区域公共交、直流充电桩数量分布图

  

华东地区不管从公共交流桩、公共直流桩还是公共充电桩总量看都是七大区域之首,公共交流桩占比稍高;其次是华北地区和华南地区,华中地区和西南地区也有一定数量的公共交流桩和公共直流桩。西北地区由于人口稀疏和汽车保有量较低,导致其公共交流桩和公共直流桩数量都较少;东北地区主要由于过低的温度不利于电动汽车的推广,从而导致此地区公共交流桩和公共直流桩的数量都排名垫底。

  

华东地区分布着将近一半的公共充电桩,总量超过24万台,华北地区、华南地区分别占比21%、13%,数量11.4万和7.2万,这三个地区公共充电桩数量达到43万,占比接近80%。华中地区、西南地区分别有4.6万和3.4万。西北地区、东北地区占比仅为4%和2%。

  

3.各充电运营企业规模及市场占有率情况

  

截至2020年3月,全国规模充电运营企业(运营超过1000台)24家,共运营公共充电桩538554台,占比99.42%。

  

图5规模充电运营企业-运营充电桩数量

  

全国前十名充电运营企业共运营497760台,占比91.89%。特来电、星星充电和国家电网这三家运营企业处于第一梯队,共运营充电桩371732台,占比达68.63%。头部运营企业处于绝对市场主导地位,是新能源车主充电的主要服务商,但也可以看出目前我国充电运营行业还处在百花齐放的阶段,初具规模的运营企业数量繁多,需高度关注充电运营企业间的互联互通,提高充电行业的整体服务水平。

  

三、新基建下充电桩建设形势思考及建议

  

电动汽车充电基础设施行业经过多年的发展,很多问题都得到了不同程度的解决,然而目前仍存在一些问题。

  

从近几年各区域充电桩发展情况看,加快发展地区、示范推广地区和积极促进地区间差异明显。三个地区规划建设目标占比分别为加快发展地区52.08%、示范推广地区45.83%、积极促进地区2.08%。而根据2020年4月中国充电联盟所统计的数据,加快发展地区75.33%、示范推广地区22.82%、积极促进地区1.24%。涵盖了东部沿海省份的加快发展地区分布着更多的充电桩,示范推广地区和积极促进地区这些省份的充电桩建设数量更少,数量不仅远低于目标建成数量,占比也远低于目标占比。充电桩运营企业布局公共充电桩的积极性,主要由当地保有的电动汽车对充电桩的需求而定,这也是导致三个地区间公共充电桩数量差异的主要原因。

  

在对不同类型电动汽车车主建设私人充电桩意愿收集后发现,相较于纯电动汽车车主来看,混合动力汽车车主对于建设私人充电桩的意愿不是很高。此外,充电桩未能全部顺利充电、充电桩利用率较低、私人车主难以随车配建充电桩比例较大也是主要问题。

  

2.基于新基建对充电桩发展的思考

  

(1)高可靠性、长寿命是新基建下对于充电桩的基本性能要求

  

传统基建“铁公基”中的房建、公路、铁路、机场、港口、水利等基础设施工程设计寿命通常为50年,由于设计使用寿命较长,在适度超前建设部署的前提下,可以满足后期延迟到来的经济发展需求。而对于充电基础设施,当前充电桩产品的设计寿命通常在10~15年左右,质保年限通常为1年,与传统基础设施50年的设计寿命相差甚远,难以满足新基建形势下对于基础设施超前部署的高可靠性、长寿命的刚性需求。

  

充电桩的使用寿命与多个因素相关,既与产品本身的整体设计、物料选型密切相关;又与产品的使用环境、操作规范密切相关。充电桩系统设计需要满足不同阶段、不同车型充电对于功率大小的需求。在产品设计方面需要具备高度的灵活性,当前布局阶段单桩配置功率不宜过高,后期扩容阶段通过简易措施便可提升单桩容量。

  

(2)电网协同、双向化是智能电网对于充电桩的调度功能要求

  

智能电网概念自提出以来,在不同国家得到了发展和应用。我国通过多个示范项目开展了相关技术研究和工程示范。在配用电领域,智能化终端设备和智能仪表是实现智能电网的基础关键设备。充电桩作为配用电领域的核心设备之一,必须通过信息技术、传感器技术、自动控制技术实现与电网的有机融合及协同,使充电桩具备可调度能力,并能与电网实现双向互动,紧急情况下为电网提供功率支撑。

  

(3)充储结合、柔性化是智能电网对于充电桩的技术弹性要求

  

在城市配电网中,随着充电负荷的急剧增加,电网峰谷差日益加大。如果完全采用配电网增容方式去解决,则会面临着投资风险大和设备利用率低的棘手问题。即使采用有序充电技术,也受制于用户使用习惯、价格弹性系数、时间窗口等多因素限制而难以达到最佳效果。为了延缓设备增容,可以利用储能系统与充电桩相结合,提升充电设施的弹性,降低对电网的峰值功率需求,实现充电桩的柔性接入电网。

  

(4)无感充电、人性化是充电用户对于充电桩的互动体验要求

  

与传统电气设备、加油枪不同,充电桩作为新能源汽车时代用户频繁自主操作的一种电气设备,既要充分考虑其安全可靠性,又要在智能化时代下建立与用户的体验关系。国内当前应用的充电桩系列产品,多为传统工业时代的产品设计思路,对于用户体验考虑不足,普遍存在操作复杂、信息不直观、交互体验不好等问题,不能满足未来场景用户高频次交互的体验需求。

  

在未来的场景中,无论是集中式充电场站还是分散式充电设施,充电桩均会成为一个高频次操作的电气设备,需要更新设计观念,实现无感充电,提升充电设施的人性化特质。

  

新基建给充电桩行业发展带来了良好的战略机遇,紧抓历史机遇,引领行业变革,推动产业进步,必将促进中国充电桩产业实现跨越式发展。结合行业发展现状及所遇到的问题,提出以下建议:

  

(1)将充电桩的安全性放在第一要务,只有将安全风险控制到最低,才能更好促进行业长久发展。

  

(2)全行业需明确充电桩是为电动汽车服务的基础设施,需加强车企与桩企间的技术交流,增加车桩充电匹配性测试,不断优化车主充电体验,加深充电过程中车桩的数据交互,同时促进双方在汽车销售后市场合作。

  

(3)充电运营商应更多关注公共充电桩的整体性能,提高充电服务整体水平。运营商应加强彼此间的互联互通,解决找桩难、充电体验差和充电桩利用率不高并存的问题。

  

(4)推进产业标准化,尤其是充电桩产品的标准化,收集行业各方意见,尤其是要高度关注车企的意见。

  

(5)重点关注小区内充电桩的建设问题,相关方要通过多种途径共同推动小区内充电桩的建设工作。提倡私桩共享,促进小区内电容的有序调配。


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