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充电桩行业快速发展: “智慧慢充桩+大功率快充站”是未来方向(下)
发布日期:2019-04-24  浏览:1561

3   行业驱动力:市场需求、行业政策和标准统一共同助力充电桩建设

 

3.1 市场需求:新能源汽车强劲增长提供内生驱动力

 

新能源汽车增长动力强劲,2018年下半年至今销量逆势高增长。从保有量来看,全国新能源汽车从2015年末的42万辆跃升至2018年末的261万辆,年复合增长率82.7%。从销量来看,2018年下半年至今全国汽车销量持续负增长,新能源汽车销量同比增速仍稳定在40%以上,2019年一季度新能源汽车销量较去年同期增长95.2%

 

预计2020年我国新能源汽车产销量将超200万辆。根据2016年国务院印发的《十三五国家战略性新兴产业发展规划》和2017年工信部、发改委和科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划》,预计2020年我国将实现当年新能源汽车产销200万辆以上,累计产销量达500万辆,2025年当年产销量700万辆以上。

 

续航里程困扰电动汽车使用,里程焦虑解决需要高密度充电网络。现阶段新能源汽车即电动汽车,其加速时间短、使用成本低和行驶噪音震动小等优点为车主带来了良好舒适的驾驶体验。不过电动汽车相对有限的续航里程带来了里程焦虑,尤其是在低温环境和高速行驶状态。里程焦虑的解决一方面依赖于电池技术进步,另一方面则需要依靠高密度的充电网络。随着新能源汽车的增长、使用频率的增加和使用范围的延伸(如城际出行),未来充电需求将持续井喷,这势必带动包括私人桩和公共桩在内的充电基础设施建设。

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3.2 政策引导:中央和地方政策协同加速充电桩建设

 

充电桩等基础设施逐渐进入政策视野,2019年电动汽车推广的地方财政补贴对象从车辆购置转为充电桩建设运营。

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行业规划:201510月的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》对2020年充电基础设施分场所建设目标作了详细规划:2020年建成480万个分散式充电桩,包括居民小区的私人充电桩280万个、单位内部停车场专用充电桩150万个和分散式公共充电桩50万个,以满足超过500万辆电动汽车的充电需要。此后的2016-2018年,国家能源局对充电桩建设进度作了明确的年度规划,而包括上海、北京和广东在内的各省也推出了地区充电基础设施建设规划。

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配建要求:为保障充电桩规划实施,《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》明确了各类建筑物配建停车场及社会公共停车场中充电设施的建设比例或预留条件要求,其中新建住宅小区要求100%建设或预留充电桩,公共停车位要求建设或预留充电桩车位比例不低于10%北京、广东、安徽和贵州等省市也明确了新建住宅小区停车位和公共停车位的充电桩建设和预留比例,其中广东省政府明确要求对不满足充电设施配建要求的新建住宅不得办理验收手续。

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行业补贴:根据20161月财政部、科技部、工信部、国家发改委、国家能源局联合发布的《关于十三五新能源汽车基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》,2016-2020年国务院根据各省新能源汽车推广数量,对各省充电设施建设运营、改造升级进行补贴。此后不少省市推出了针对充电设施建设和运营的补贴政策,如上海对充电桩建设给予30%财政补贴,并且对充电设施运营给予0.1-0.2/kwh的度电补贴。目前充电基础设施补贴力度不断加大,未来或将取代车辆购置补贴成为新能源汽车财政补贴的主要形式。20193月发布的《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》规定:2019625日后地方财政不得对新能源汽车给予购置补贴,转为支持充电基础设施建设和运营。

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3.3 标准统一:互联互通夯实增长基础

 

全球充电桩标准体系有中国国标GB/T、日本CHAdeMO接口标准和欧美CCS充电方式。国标GB/T仅用于国内,CHAdeMO接口标准用于日本,而CCS充电方式用于美国和欧洲。多套充电标准体系制约了电动汽车的推广和应用,也增加了充电基础设施建设成本。据中国汽车报的报道,20188月中国电力协会和日本CHAdeMO协会签署了电动汽车充电设施技术和标准的合作谅解备忘录,共同研发下一代电动汽车充电插头,未来中国国标GB/T和日本CHAdeMO接口标准有望实现互联互通。

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充电桩国标GB/T经历200620112015年三个版本,逐渐完善充电桩兼容性与安全性。

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2006年我国就发布了《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》(GB/T 20234-2006)。该标准借鉴了国际电工委员会于2013年提出的标准,不过该标准并未规定充电接口的连接针数、物理尺寸和接口定义。

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2011年我国推出了GB/T 20234-2011国家标准(俗称老国标),该标准包含通用要求、交流充电接口、直流充电接口和充电机与BMS通信三个部分,老国标统一了插座、接口等标准,但是电压、功率等关键部位技术参数并未统一标准,并且老国标本身也是推荐性标准而非强制性标准,因此不同车企充电桩无法实现交换使用。

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2015年我国推出了GB/T2 27930-2015国家标准(俗称新国标),新国标主要修订和补充了老国标中的车桩兼容性和使用安全性问题。安全性方面,新国标增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能,细化了直流充电桩端接口安全防护措施;兼容性方面,新国标明确规定了交直流充电接口的额定电压和额定电流,实现了车和桩的兼容性,并且新增的电子锁仅需用户更新协议版本后即可完成充电过程。

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国家能源局和国家电网还另设了行业标准和企业标准。国家能源局的行业标准主要规定了交/直流充电桩的充电功能、通信方式、安全防护、电磁兼容等检测方法与检测要求,是投入运营充电桩的过检标准。国网的企业标准是国网充电桩招标时的验收标准,其测试要求比行业标准更严,尤其在直流桩CAN通信兼容性上增加了物理层与链路层测试项目,保证国网充电桩CAN通讯的鲁棒性。

标准统一实现充电桩互联互通,多方共赢夯实行业增长基础。额定电流、额定电压等技术参数和充电流程的统一增强了充电桩兼容性,造就多方共赢,为充电基础设施快速增长夯实基础。对生产厂商而言,其实现规模经济从而降低制造成本;对充电桩运营商而言,其投建公共充电桩匹配车型数量大幅增加,使用率和盈利能力提升,且运营商角色从单纯充电服务供给延伸至多边平台运营,甚至可能孕育共享私人桩商业模式;对电动汽车车主而言,其充电更加便捷。多方共赢使行业进入运营商愿意建-车主愿意用-充电桩能赚钱的可持续发展状态。

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4   行业发展阻碍:公共桩缺乏成熟商业模式,私人桩难进社区

 

4.1 公共桩:投资运营全生命周期仍处于亏损状态

 

民营资本蜂拥进入充电桩行业,盈利难长期困扰行业发展。2014年国家电网发布《关于做好电动汽车充换电设施用电报装服务工作的意见》,鼓励和支持社会资本参与电动汽车充电基础设施建设,此后民营资本开始涌入充电桩行业,特来电、星星充电等民营企业崛起。不过行业高歌猛进的同时却始终面临盈利难挑战,2018年包括容一在内的多家知名充电桩企业因持续亏损和资金链紧张而关闭运营。

 

为了解公共桩投建运营全生命周期的盈利能力,我们对公共桩盈亏平衡点的使用率进行测算。充电桩日净利润=服务费×日使用时长×充电桩功率-固定资产投资/(设备使用年限×365天)-年运营成本/365天,模型主要参数如图表27所示。在盈亏平衡状态,充电桩日净利润为0,由此可计算得日使用时长,进而求得盈亏平衡点的使用率(=日使用时长/24小时)。

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现阶段直/交流公共桩投建、运营全生命周期普遍处于亏损状态。模型测算显示,根据充电服务费和设备使用年限不同,直流桩和交流桩投建盈亏平衡点的使用率分别为1.3%-6.6%2.9%-10.9%。从充电服务费来看,根据特来电APP,上海通常为0.6-0.8/kwh,北京普遍为0.8元,深圳为0.5-0.7元,合肥、济南、南昌和长沙等二线城市充电服务费一般在0.5-0.6元区间内。从使用率来看,如前文图表7、图表13所示,20183月全国单桩充电量854kwh,日均充电量约30kwh,按交流、直流充电桩比例加权计算公共桩每天平均使用1个小时,使用率约为4%;北京等一线城市使用率更是低于全国均值,20193月北京、上海单桩日均充电量仅为274kwh257kwh,单桩日均充电20分钟,使用率仅为1.3%需要注意的是,上述充电量包含公交车等运营车辆充电量,运营车辆充电需求稳定且充电量大,拉高了公共桩使用率。因此,按现有的充电服务费和使用率推算,公共桩建设运营的全生命周期普遍处于亏损状态。对国内某头部充电运营商调研也证实了上述结论,目前充电桩收入已经可以覆盖运营费用,即经营性现金流为正数,但是还很难收回前期固定资产投资。此外公共桩的进驻往往需要停车场物业配合,导致充电桩运营企业有时不得不支付额外的进场费管理费,进一步提高了运营管理成本。

 

燃油车占用和重数量、轻运营拉低充电桩使用率,公共桩充电的电动汽车使用成本(含电费、服务费和停车费)超燃油车。充电桩运营扭亏为盈需要提收入、降成本。从成本端来看,充电桩制造属于充分竞争行业,上游制造商利润率低,固定资产投资成本大幅下降的可能性小。从收入端来看,充电桩提高使用率和充电服务费是关键。不过城市停车位稀缺,充电桩车位往往被燃油车占据,导致有充电需求的电动汽车无法充电,且充电桩行业发展初期各运营商重数量、轻运营,不少公共桩布局在城市的城乡结合部,由此导致充电桩使用率低,甚至有充电桩在建成后半年时间里零使用率。此外充电成本高昂也抑制了公共桩使用需求,公共桩使用大工业用电或一般工商业用电,除谷时外电价均高于居民生活用电价格,且车主使用公共桩还需支付额外充电服务费,充电总价格为1.8-2.2/kwh,远高于私人桩充电价格。同时车主使用公共桩充电时还需要支付5-20/小时的停车费。考虑电价、服务费和和停车费,60kw直流公共桩充电的电动汽车使用成本约0.4-0.5/公里,而燃油车使用成本约0.4/公里,电动汽车使用成本优势不复存在。

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4.2 私人桩:无固定车位、物业不配合阻碍私人桩进社区

 

无固定车位、物业不配合阻碍私人充电桩进社区。住宅小区私人桩安装需要经过以下流程:获得物业同意安装证明-当地电网申请电表-电网安装电表-充电桩公司安装。其中物业审批牵扯物业、业主委员会、电网等多方利益,彼此之间的推诿扯皮往往导致私人桩难进社区。目前老旧小区和存量商品房面临各自私人桩“安装难”问题。

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老旧住宅小区:无固定车位,私人桩无处安装。根据国家电网私人桩安装申请要求,业主必须拥有固定车位产权或者长租车位一年以上使用权。在城市老旧小区不仅无固定车位制度,且车位数远小于小区业主私家车保有量,使得老旧小区没有地方安装充电桩。

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存量商品房住宅小区:物业经常以变压器容量不足、安全隐患等理由拒绝业主安装私人桩。存量商品房小区停车位较老旧小区相对充足,且部分商品房业主拥有个人产权车位。不过小区线路和变压器设计、建造于数年前,并未考虑电动汽车大规模普及的影响,电动汽车普及产生的充电容量激增将使小区配电网络超负荷运转。假设小区单台变压器需要为350户住宅家庭提供用电负荷,考虑生活用电以及电梯、车库照明等负荷,则350户住宅家庭总负荷约为1400kw,若35户电动汽车在夜间用电高峰同时使用7kw交流充电桩,小区总负荷将提升至1645kw,较无充电桩情景总负荷提升17.5%。小区变压器归属于业主产权,增容产生的建设费用往往会引起业委会、物业、开发商和电力公司推诿扯皮,且充电桩功率高,给物业线路维修、安全隐患排查增加了难度,因此物业经常以变压器容量不足、线路改造需要三分之二业主同意、安全隐患等理由拒绝业主安装私人桩。即使是物业同意安装,仍有不少业主被迫向物业支付高昂的“施工安装费”或接入物业配电箱按照工商业用电标准支付电费。

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充电联盟数据也佐证了上述痛点,在未配建充电桩的私人乘用车中,因物业不配合、居住地无固定停车位而未配建私人桩的比例达26%和24%。

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5   未来走向:打造“智慧慢充桩+大功率快充站”充电设施体系

 

5.1 围绕生活场景的智慧慢充桩

 

5.1.1 充电场景:住宅小区、工作娱乐消费场所

 

2017年9月,第一电动网博主鹏城论电联合唯电(新能源汽车社区)对电动汽车车主充电行为进行调查,结果显示:

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接近94%的电动汽车车主单日行驶里程在100km以内。按照百公里20kwh耗电量推算,平均每天消耗电量20kwh,使用7kw交流充电桩仅需要3个小时即可充满。

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电动汽车充电主要围绕生活工作场景,尤其是居住地小区充电。有41%车主使用小区私人桩充电,此外有37%车主通过家里排插拉线充电(俗称“飞线充电”),远高于其他充电方式,表明居住地充电仍是车主首选。一方面居住地充电免去寻找空闲公共桩的麻烦,另一方面私人桩和飞线充电可享受居民生活电价,充电成本明显低于公共桩。

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便捷性是影响电动汽车充电方式的主要因素。小区私人充电桩、排插飞线充电、公司便捷充电枪和哪有排插哪里充位列前四,便捷性、可用性是其共同特点。

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结合车主充电需求,我们认为围绕日常生活和工作场景的交流慢充桩仍然是电动汽车最主要的充电方式。尽管大功率充电技术被广泛看好,且国网、特斯拉均已大规模投建直流桩,但是我们依然看好交流慢充桩,主要原因是

1)多数电动汽车用于短距离市内通勤,耗电量小,交流桩足以满足。

2)交流桩有助于延长电池使用寿命。

3)交流桩投建成本和运营维护难度远低于直流桩。不过交流桩充电时间长,因此需要与车主日常生活、工作和娱乐场景结合起来。

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住宅小区私人桩:电动汽车充电首选。私人桩充电便捷,无燃油车占位、充电桩损坏或不匹配等问题,并且可享受居民生活电价优惠,电动汽车使用成本低至0.1元/km,仅为燃油车的1/5。

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工作、娱乐和消费场所公共慢充桩:依托生活和工作场景,弥补私人桩不足。在办公楼、商场、超市和电影院等工作和生活场所,人们停车时间长,停车后顺手插上即可,不用到处找桩,也不用支付额外停车费,更不用来回取车或长时间等待。另外围绕生活场景的公共慢充桩亦是对私人桩的有益补充,为老旧小区无处安装私人桩车主提供了充电渠道。不过公共慢充桩使用率和单桩日均充电量低,可能存在满电车辆长时间占用车位情况,因此其盈利能

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