摘要：化石能源使用带来的污染越来越严重，能源与环境问题备受关注的国际形势下，世界各国都在积极发展电动汽车产业，除此之外，我国对石油的消耗巨大，且依赖于进口，能源紧张，无论从环境方面还是能源安全角度考虑，我国都应该积极发展电动汽车产业。但是目前全球电动汽车产业的发展仍然普遍存在部分瓶颈问题。目前消费者购买电动汽车意愿较低，主要因为电池续航能力不足，成本较高且充电设施不完善问题，但在现阶段电池技术能力水平下，如果要加快发展电动汽车产业，提升电动汽车销量，只能尽快完善充电基础设施。本文主要分析了如今电动汽车产业发展的充电基础设施不完善问题，充换电的模式分析，运营模式分析和建议，以期尽快找到适合的充电基础设施建设方法，满足消费者行驶需求。电动汽车产业属于一种新型产业，我国汽车产业起步较晚，发展电动汽车技术也是我国在汽车产业实现弯道超车的重要一步，所以在国家政策给予大力支持，大量企业纷纷进入该市场的情况下，尽快完善充电基础设施，对于加快电动汽车产业的发展具有重要意义。
关键词：充电基础设施；电动汽车
引言：
从全球范围来看，政府应该大力推动电动汽车发展的原因与控制温室气体排放和抑制全球气温上升密不可分。据IEA国际能源署数据显示，交通方面占据了全球温室气体排放量的23%。为了控制全球温室气体排放，从长远来看，交通运输领域，特别是汽车领域的电气化是有效途径之一。2014年5月24日，我国习近平主席在上海汽车集团进行考察时曾提出，我国发展新能源汽车是从汽车大国迈向汽车强国的必由之路，这已充分表明，新能源汽车的发展已经上升到了国家战略的高度。
18年6月，由机工传媒·电气时代杂志社主办的《倾听电动汽车背后的民众心声——中国电动汽车发展民意调查报告》[1]会议在北京。报告作者蹇林旎、他是深圳市电力直驱技术重点实验室主任，表示中国电动汽车产业方兴未艾，我们急需对潜在消费者进行深入的研究，了解消费者对电动汽车的看法、期望与诉求。该《报告》收到了近5万份有效答卷的反馈，从消费者角度，我们看到了前期电动汽车产业在产业规划和市场推广方面的问题。该《报告》归纳出消费者对购买电动汽车最重要的一些顾虑：例如，动力电池的续航能力问题；充电难的问题。而且目前消费者对电动汽车的价格比较敏感，大多数的消费者购买电动汽车是因为可以享受政府的财政补贴，不过在产业发展的初期补贴可以起到重要作用，但产业发展也不能永远依赖补贴。从消费者调查反馈来看，整体反应出电动汽车续航能力和成本问题，以及充电基础设置不完善问题。从问题优先级来看，在现有电池技术情况下，如果要提升消费者购买电动汽车，只能先完善充电基础设施，让消费者在现有电池续航能力下也能满足其行使需求，所以对充电基础设施问题进行分析，并找到一种发展方式，对现阶段电动汽车的发展是非常必要。
1.现有充换电基础设施不完善
根据国家能源局电力司，中国电动汽车充电基础设施促进联盟在2017年4月发布的报告来看，截至2016年12月，公共型充电桩的建设和运营数量接近141000个，同比于2015年的49 000个净增了2倍以上，不过虽然中国的公共类充电设施保有量全球第一，但中国的电动汽车保有量已经达到了109万辆，车桩比高达7.7：1。欧洲、美国、日本等主要电动车消费的国家车桩比也均在4：1以上。从全球情况来看，充电基础设施保有量相对于电动汽车保有量仍处于短缺状态。根据《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020年）》的要求，我国到2020年，车桩比将达到1：1的合理水平，但是当前车桩比水平距离这个目标还有较大的差距。如下表1：各国家充电桩数量（中国电动汽车充电基础设施发展年度报告）[2]
现阶段，充电电力接入周期长和成本高，城市土地供应不足导致的选址难度大，充电网络和服务网络建设滞后，电动汽车的多元化充电需求给充电设施规划带来的难度，充换电基础设施投资效益较低导致缺乏建设积极性，以及运营模式不明确，发展不完善等问题制约了充电设施的建设[3]。尤其像北京、上海这样的一线城市，普遍存在停车位紧张的情况，拥有固定停车位往往都是城市住宅小区居民安装充电桩的先决条件，这就使得在北京、上海等大型城市的充电需求仍需依赖公共充电设施。而且充电基础设施运营成本也较高，成本的回收周期长，也造成缺乏民间企业积极参与的问题，对充电基础设施建设的进程也有一定影响。
2.充电运营模式分析
随着电动汽车产业的快速发展，充电设施的运营方式在国际上也得到一定的发展和积累，其中有：以特斯拉为主的整车厂主导设施建设运营的模式，目的是促进电动汽车销售；以ChargePoint为主的运营商主导建设运营的模式，商家出资购买并与运营商共享运营收益；还有利用现有城市基础设施建设充电设施的模式[2]。
（1）整车厂主导建设模式
以特斯拉公司为典型代表，特斯拉公司自成立之初，就开始在美国主要干道上的餐厅、商店、旅游景点、咖啡店、休息站、加油站周边等进行布局，建设面向自身产品用户的超级充电站。特斯拉为了推广自身产品，提升消费者对电动汽车消费的意愿，解决消费者的里程焦虑，主动布局建设充电基础设施。除此之外，特斯拉还和电网企业合作，为用户提供在家庭停车位建设私人充电端的服务。这种形式对车企的资金要求比较高（如果自身没有充足的资金难以支撑大型的建设运营），不过这种形式也有利于在消费者人群中形成良好的口碑，从而扩大市场份额。不过随着市场的逐步扩大和成熟，这种形式也正在从免费转向收费模式。
（2）运营商主导模式
在美国，充电基础设施大部分是由专业的运营商经营，其中以ChargePoint作为代表。在公共领域，ChargePoint卖给商家（大型商场、超市、酒店等）充电桩，商家为用户提供免费的充电服务，然后吸引更多的顾客，从而增加自己主营业务的收益。在私人领域，ChargePoint承担住宅区充电桩的安装费用，消费用户按月缴纳使用费，电费则由住宅物业公司收取。
（3）过顶延伸模式
该模式是指利用现有的城市基础设施网络建设充电站，这样可以解决城市用地紧张问题。例如，德国会将路灯改造为充电的设施，这样可节省大约90%的充电设施建设成本。目前，在德国1亿个路灯灯柱中，有大约1%-2%可以通过改装成为充电桩。
（4）运营模式借鉴
我国主要采取“电费+服务费”的模式进行运营，因为充电设施投资大，运维成本较高，所以我国的充电设施运营商普遍亏损。为了能保障充电基础设施产业的可持续发展，我国既可借鉴美国特斯拉的模式，让车企参与进来，也可以参考德国模式，与现有基础设施结合建设充电设施，通过增值服务增加运营收益。
1）目前，我国的运营商都建立的充电设施服务平台，目的是为了大数据挖掘和增值服务奠定基础；
2)我国的城市土地资源不足，充电设施的建设应该与现有的基础设施（加油站，停车场等）相结合，以便完善充电设施的规划和布局。
3.充换电模式的分析和建议
目前，电动汽车的电力供应可以分为充电模式和换电模式，其中充电又可分为快充和慢充两种。在充电模式下，主要制约其发展的是因为充电时间较长，慢充一般需要4~5 h，即使是快充也需要0.5 h，跟传统的燃油汽车加油相比，电动汽车充电的便利程度仍然不能满足消费者的需求。并且，快充对电动汽车电池的损伤比较大，会减少电池循环使用寿命，因此，实际上也是进一步提升了电动汽车的电池成本。
换电模式发展情况：1、在国际上，换电模式在以色列、加拿大、澳大利亚、丹麦等国家已经有了一定程度的应用。在加拿大的多个地区，已经引入了电动交通系统，为了建设完善的充换电服务网络。在亚洲，东京推出了充电和换电相结合的电动出租车运营服务。整体而言，国外充电与换电模式均占有一定的市场，但仍然以充电为主导，换电模式发展仍然相对滞后。2、在我国，国家电网公司也将换电模式作为电动汽车发展的重要模式之一，在一些辖区范围进行了相关的示范建设项目。
2011年，国家电网公司发布了《基于物联网的电动汽车智能充换电服务网络运行管理系统技术规范》，和《国家电网公司“十二五”电动汽车充电服务网络发展规划》，明确的提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的业务运营模式，进行了有关智能充换电服务网络运行系统的开发，并且在一些区域进行了充电和换电的示范运营和电池租赁模式试点。
在国家层面，电动汽车能源供给的实施仍将采取充电和换电相结合的形式，国务院于2012 年5月颁布的《节能与新能源汽车发展规划2012—2020》中，明确提出了要探索新能源汽车及电池租赁、充换电服务等多种商业运营模式，鼓励成立独立的充换电运营企业，逐步实现充换电设施建设和管理的市场化、社会化。
4.结论和展望
在现有充电基础设置不足，且建设成本过高的情况下，如果要实现快速的、大规模的建设比较困难，可以探索以现有加油站、充电站结合，换电配送等模式，毕竟电池技术的发展与应用，充电基础设置建设都需要大量的时间与资本，可以探索新形式对现有情况实现过渡。
国家电网2015年成立了国网电动汽车服务有限公司（e充电），目标是建立以车联网平台为核心，集成充电设施接入和电动汽车销售、充电、租赁等功能的电动汽车服务产业新格局[4]，国家电网高速公路快充网络建设快速推进，至2017年底已建成以“九纵九横二环”高速公路为骨干网架的高速公路快充网络[5]。同时，中石化、中石油传统能源企业也开始介入充电基础设施建设，探索加油、充电一体化的模式。而且近年来，除了传统的领军汽车企业比亚迪，北汽大力推进电动汽车产业，新兴的明星车企蔚来汽车，小鹏汽车都取得了不错的成绩，几家企业中比亚迪产业链比较完善，有自主研发和生产电池，以及整车的能力，蔚来汽车则是主打研发和设计，没有工厂，而且采取之前一直不被业界看好的换电模式，也得到了消费者的认可，从我国整个情况来看，电力企业，能源企业，车企都在积极介入电动汽车产业，相信我国一定会在电动汽车产业赶超传统汽车企业。
参考文献
[1]机工传媒·电气时代杂志社《倾听电动汽车背后的民众心声——中国电动汽车发展民意调查报告》[R].[2018-6].http://www.nea.gov.cn/2018-06/20/c_137267620.htm
[2]国家能源局中国电动汽车充电基础设施促进联盟.中国电动汽车充电基础设施发展年度报告2016-2017[EB/OL].[2017-4].http://www.nea.gov.cn/2017-06/19/c_136376732.htm
[3]肖湘宁，温剑锋，陶顺，李秋硕.电动汽车充电基础设施规划中若干关键问题的研究与建议[J].电工技术学报.2014.29（8）:2-8.
[4]国家电网.电动汽车服务充电发展方向[EB/OL].http://www.sgcc.com.cn/html /sgcc_main/col2017042433/column_2017042433_1.shtml?childColumnId=2017042433
[5]国家电网.高速公路快充网络上线运营公告[EB/OL].[2018-2-11].
http://www.echargenet.com/portal/views/advice/queryCarAllowance.html?leftIndex=
论文作者:黄远东
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年6期
论文发表时间:2019/3/15
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