02 /关于加快新能源汽车相关基础设施建设的建议

  我国于2012年确立了以纯电驱动为核心的新能源汽车技术路线,此后,中央和地方政府推出财政补贴、新能源汽车专用号牌等多种政策措施,推动新能源汽车持续高速发展。2018年我国新能源汽车保有量已达261万辆,占汽车总量的1.09%,同比增长70.00%。其中,纯电动汽车保有量211万辆,占新能源汽车总量的81.06%。


  在看到成绩的同时还必须看到,我国消费者对新能源汽车的认同仍需持续培育巩固,而新能源汽车的财政补贴政策正在逐步退出,未来新能源汽车产业要持续发展,必须从政府导向转为市场导向,切实解决用户在新能源汽车使用上的痛点,改进用户体验。


一、现状与问题


  以往新能源汽车推广的瓶颈在于续航里程不足,随着动力电池技术发展,电池续航能力已从一两年前的单次充电里程200-300公里发展到现在的400-500公里,未来几年内有望突破至600-1000公里,已完全能满足日常通勤需要,且几乎与传统燃油汽车单次加油里程相当,里程忧虑已得到缓解。与此同时,新能源汽车“充电难”问题凸显,成为急需解决、也是困扰用户的最突出问题。


(一)充电便利性和快捷度成为最突出问题


  一是新能源汽车充电设施不足影响充电便利性。截止2018年11月,全国加油站数量10.62万座,而充电站数量仅1.9万座;充电桩数量72.8万台,新能源汽车与充电桩的比例仅为3.5:1;再结合充电桩、充电车位占用等使用习惯影响充电设施利用效能等情况,充电难的情况比较普遍。二是快速充电技术不完善影响充电快捷度。以充满一台续航里程为300公里的纯电动汽车为例,180kW或350kW的大功率快充设备仅需时5-10分钟,与传统油站加油时间接近;但目前国内相对常见的60kW普通快充设备需要40-60分钟,220v的交流慢充则需要8-10小时。无论是普通快充还是交流慢充,都极大影响新能源汽车的用户体验,影响其推广和应用。面对新能源汽车“充电难”这一新矛盾,需要采取有效措施予以解决,否则新能源汽车难以形成与传统燃油汽车竞争的条件,在新能源汽车领域“弯道超车”的愿景也将难以实现。三是私人充电桩安装率低。私人充电桩的普及,一方面可以提高用户的使用便利性,另一方面可以充分利用低谷电力资源,减少低谷电力资源浪费和用电高峰时段对电网的冲击。据不完全调查,目前市场主要的新能源汽车公司均为客户免费提供交流充电桩及安装服务,但私人购车用户平均充电桩安装率仍不足30%,除没有固定停车位的问题外,物业不配合以及老旧小区电容不足也是影响私人充电桩安装的重要因素。


(二)国外大力推广大功率快速充电技术成为新动向


  目前,美国等发达国家正在积极研发新能源汽车,并已经大规模推出并布局180-350kW以上的大功率快充产品。2016年底,美国特斯拉公司宣布将充电功率从120kW提升至350kW。2017年,美国EVgo公司与ABB公司合作,在美国加利福尼亚州建设首个高功率快速充电站,以大幅度提高充电速度;随后ABB公司还与德国大众公司旗下子公司Electrify America合作,计划在2019年底前在美国建造484个充电站,共安装逾2000个快速充电桩,是美国迄今最大的电动汽车基础设施项目。2017年,宝马、戴姆勒、保时捷、奥迪等车企和美国福特成立合资公司,希望用两年时间在欧洲建立大功率“超快速充电站”的充电网络,2019年计划建成400余座350kW以上的充电站;2018年12月,Electrify America刚刚开设了加州首个充电功率为350kW的超快速充电站,可实现电动汽车在充电10分钟后就可达到约300公里续航里程,并计划在2019年6月之前在美国安装2000台充电桩。国外大力推广大功率快速充电技术,已成为新能源汽车领域的发展新动向,应引起关注。


(三)动力电池许多痛点限制着新能源汽车的推广


  一是电池寿命短、充电时间长、电桩电站建设不足等问题;二是电池标准不统一导致不同企业建立或采用了完全不同的配套体系,容易形成企业间、行业内的低质壁垒,排挤市场竞争,从而导致成本增加、竞争减少;三是动力蓄电池回收的行业发展和法律监管体系尚不完善,电池的回收和处理、售后服务难度加大,不利于动力电池的梯级应用和电能储备的推广。


二、建议


(一)推动快充技术发展,实现电动化破局


  一是技术提升方面。如前所述,目前400-500公里的续航里程已基本满足大部分用户需求、暂时缓解了里程忧虑,且由于电池的能量密度跟快充性能是互相制约的,因此技术突破的重心应从续航问题转移到充电问题上来,努力提升快充技术的发展和布局


  可以肯定的是,快充技术的突破和普及并非一踮脚就可以触碰的“小努力”,而是需要投入极大资源和精力持续攻关的“硬骨头”。一方面,大功率充电电压高、电流大,对安全性提出了很高的要求,包括充电桩、充电枪、电缆和电池四大模块的散热问题、安全隔离以及电缆和冷却系统的轻量化和小型化等技术问题均有待优化解决。前面提到的Electrify America,就因一个试点充电站的大功率充电电缆冷却系统发生问题而出现短路事故,暂停了所有大功率充电站服务。另一方面,快充技术的发展和推广,对于现有的整车高压防护、动力电池、功率电子器件以及充电设备都提出了严峻的挑战。新能源汽车行业需要合理进行高压平台规划及高压部件产业链发展规划:开发全新的高压三电系统及其它高压负载,和更高效的热管理系统及更安全的高压防护系统;零部件厂商需根据行业发展规划及整车厂的实际需求,研发高电压平台产品,提供安全、高效、高性价比、轻量小型化的产品,支撑整车厂和新能源行业健康持续发展;电池企业需关注高比能量的快充电池的研发,包括能量密度、充电倍率和功率问题,还要兼顾电池安全、寿命等因素;充电设备企业需布局柔性智能充电技术的研发,以兼顾大小功率充电车辆的共存,提高设备功率兼容性和全范围的高效性;供电企业也需要进一步提升电网的配套供电能力和安全性、及用电调配管理水平等。建议发展大功率快速充电技术,国家层面提高重视和统筹规划,加大相关技术的研发投入,鼓励该技术领域的产学研合作和投入。


  二是基础设施方面。除了继续普及60kW普通快充电桩、在符合条件的城市加油站、停车场配建充电桩、努力提高充电设施使用频效外,建议在一二线城市边缘、城乡结合部,新建、配建大功率快充站(如180kW)。一方面作为现有城市充电设备的积极补充,大功率快充站充满300公里里程仅需十分钟充电时间,与传统汽车加油一致,足以满足电动车长途出行需求;另一方面提前布局、测试试点(如350kW)。考虑到城市发展、土地成本以及旧城电力设施超核等问题,有必要在城市边缘、城乡结合部提前布局建设大功率快充站作为试点运行,积累数据和经验。


  三是统筹规划方面。一方面新能源汽车具有很强的城市基础设施依赖性,而城市与乡村具有完全不同的特点。建议国家相关部委加强统筹、规划布局,城镇分级推动,在旧城改造、城郊结合部开发时提前考虑用地规划、充电站布局、配电设施建设等问题,新增电力供应重点考虑老旧小区和城中村地带的电力升级改造,解决这些区域用电的问题。另一方面商用车、出租车、网约车等营运车辆对快充的需要最为迫切,可以重点切入、加快试点运作,成熟后逐步推广到其他车辆。


  四是资金政策方面。随着新能源汽车的发展,政府对新能源汽车的购买补贴正逐步退坡,建议将补贴方向往基础建设、用电补贴等使用端转移,主动引导并鼓励资本市场向充电基础设施领域倾斜,推动技术的快速发展。

 

  五是私人充电桩建设方面。一方面加快电力配套升级改造工作,推动微电网系统在住宅领域的推广应用。针对老旧小区进行电力改造,实现充电设施的推广建设,推动微电网系统在住宅小区的示范应用,用“新能源”的方式,解决新能源汽车推广存在的问题。加强电网与电动汽车、充电设施的互动,探索智能有序充电,解决由电动汽车迅速增长引起的电网冲击问题。另一方面,加强对物业主体单位充电设施政策支持,明确物业单位责权利。针对小区私人充电桩建设出台指导规范,明确物业的责权利范围和要求,降低车主安装充电桩阻力;加强新建小区“新建住宅配建停车位应100%建设充电设施或预留建设安装条件”(《国务院办公厅关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见 国办发〔2015〕73号》)等充电设施配套政策落实的检查整改,确保政策的执行力度,保障电动车主安装使用私人充电桩的权利。


(二)加快新能源汽车动力电池标准化建设


  统一动力电池标准,一是有利于消除企业间、行业内的低质壁垒,促进电池行业的良性竞争,推动技术更新换代,降低电池成本,推动行业的持续发展;二是有利于推进车电价值分离,提高新能源车二手保值率,推进动力电池的梯次利用,为新的商业模式发展提供基础;三是有利于减轻动力电池的回收及处理的压力,降低成本,汽车生产企业、电池回收企业、综合利用企业可以集中力量开展电池回收,研究推动拆解再利用等技术。


  一方面要加大电池规格标准化的建设力度。建议国家有关部门牵头,组织各领域人员对市场上及研发中的动力蓄电池规格尺寸进行充分调研,从市场、技术、资金多个维度对蓄电池规格尺寸的设计进行细致考察。在充分调研基础上,尽快统一动力电池的电芯、模组、电气接口、规格尺寸、固定方式(快速拆装)等标准,以真正实现电池规格的统一。同时,政府应鼓励整车企业逐步统一蓄电池设计规格,充分考虑动力电池的平台化设计理念与思想。


  另一方面要完善废旧电池回收处置机制。工信部等部门于2018年2月26日公布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》。为保障动力电池得到有效利用和环保处置,建议政府加强管理力度,督促汽车生产企业和动力电池相关企业切实履行各自责任。结合退役电池梯级利用、光储充一体的智能微电网推广,充分利用回收的废旧电池储存低谷电力资源,应对局部电网短时间负荷高、对电网冲击大的问题。