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充电桩行业国内外产业现状和技术发展趋势 电动汽车凭借其零污染、零噪音、驾驶简单的优势一度成为人们关注的焦点,但是电动汽车续航能力弱以及充电不方便等缺点也成为限制大范围使用的障碍。目前,电动汽车采用蓄能电池作为动力来源,当电压较低时,就必须进行电能补给,否则性能会受到很大影响。目前,国内有很多充电模式,例如:电池组快速更换、快速充电以及常规充电等,但是动力电池体积大、重量大、更换不方便。电动汽车智能充电桩不仅能够解决电动汽车随时随地充电的问题,还能够对动力电池进行维护,具有人性化的人机交互界面和完善的通讯能力,确保了用户操作简便,实现了智能化。 电动汽车充电设备主要包括充电站及其附属设施,如充电机、充电站监护系统、充电桩、配电室以及安全防护设施等。电动汽车充电机是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备,按安装方式不同可分为车载式和非车载式两种,分别采用相应的充电方式完成对车载蓄电池充电的功能。车载充电机指安装在电动汽车内部的充电机;非车载充电机指安装在电动汽车外,与交流电网连接,并为电动汽车动力电池提供直流电能的充电机。充电站安装的非车载充电机还需具备计量计费功能。根据电流种类不同,充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种。交流充电桩是安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置,同时具备计量计费功能;直流充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置,直流充电桩具有充电机功能,可以实时监视并控制被充电电池状态,同时,直流充电桩可以对充电电量进行计量。 根据充电方法不同,电动汽车的充电技术可分为:常规充电方式、快速充电方式、无线充电方式、更换电池充电方式等。 常规充电方式 该充电方式根据相应电池的充电曲线,采用恒流、恒压的传统充电方式对电动车进行充电,使整个充电过程更接近电池的固有特性,有效避免了电池被过充和欠充的问题。这种方式以比较低的充电电流为蓄电池充电,相关技术成熟可靠,所以相应的充电机的工作和安装成本也比较低。电动汽车家用充电设施(车载充电机)和小型充电站多采用这种充电方式。典型的充电时间为8~10h ( SOC可 达到95%以上)。对电池和电动汽车来说,这种方式是最安全可靠的充电方式,它对电网没有特殊要求。 快速充电方式 快速充电方式是指在短时间内使蓄电池达到或接近充满状态的一种方法。该充电方式以1-3C的大充电电流在短时间内为蓄电池充电。充电功率很大,能达到上百千瓦。该充电方式的充电时间与燃油车的加油时间接近。其典型的充电时间是可达到20~30min,但这种充电方式对电池寿命有很大的影响。此外,该充电方式对电网也有较高的要求, 要建设专用电网,一般应靠近10kV 变电站附近或服务中心中使用,还需采取较为复杂的谐波抑制措施,与前者相比安装成本相对较高,只适合大型充电站使用。 更换电池的充电方式 该方式要求车辆电池组设计标准化,易于更换。车辆运营中需要及时的更换电池,同时充电站可以对电池进行专业化管理,但由于电池组快速更换专业化要求高,只适用于标准的充电站,这种电池更换系统要求昂贵的机械装置和大量的蓄电池,同时,存放大量未充电和已充电的蓄电池需要很多空间,修建一个蓄电池更换站所需空间远大于修建一个正常充电站或快速充电站所需的空间,因此这种电池更换系统的初始成本很高,而且,目前车载动力电池的电气和尺寸参数还没统一标准,市场应用还需等待时日。 无线充电技术 电动汽车非接触充电方式的研究目前主要集中在感应式充电方式,不需要接触即可实现充电,目前,日产和三菱都有相关产品推出,其原理是采用了可在供电线圈和受电线圈之间提供电力的电磁感应方式,即将一个受电线圈装置安装在汽车的底盘上,将另一个供电线圈装置安装在地面,当电动汽车驶到供电线圈装置上,受电线圈即可接受到供电线圈的电流,从而对电池进行充电。目前,无线充电装置的最高输出功率可达50kW。10KW无线充电桩已经开始量产,一般的小型电动汽车可在7-8小时内完成充电。无线充电技术不需要征地,城市电网几乎无处不在,可以依托现有停车路面进行改造,降低建设成本。另外,无线充电位具有建设快速、分布式、充电线圈全部地埋,充电过程无需人工值守使运营成本更低、安全性更高。2015年9月全球第一条大功率无线充电新能源大巴投入商用,标志中兴通讯股份有限公司在新能源汽车充电技术上取得了重大创新突破,成为全球领先汽车无线充电厂商,代表了当今全球汽车无线充电的最高技术水平。中兴通讯的无线供电系统是通过非接触的电磁感应方式进行电力传输。当充电车辆在充电停车位停泊后,能自动通过无线接入充电场的通信网络,建立起地面系统和车载系统的通信链路,并完成车辆鉴权和其他相关信息交换。 充电桩科普在深入探究这个行业之前,我们先做一些简单的科普:
1、什么是充电桩 充电桩,其功能类似于加油站里面的加油机,可以固定在地面或墙壁,安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内,可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩可作如下不同的分类: 1.1 按安装方式分 可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位;挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。 1.2 按安装地点分 可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场(库)结合停车泊位,为社会车辆提供公共充电服务的充电桩;专用充电桩是建设单位(企业)自有停车场(库),为单位(企业)内部人员使用的充电桩,以及建设在个人自有车位(库),为私人用户提供充电的充电桩。充电桩通常结合停车场(库)的停车位建设。 1.3 按充电接口数分 可分为一桩一充和一桩多充。 1.4 按充电方式分 充电桩可分为直流充电桩,交流充电桩和交直流一体充电桩。 1.5 按充电速度分 有常规充电(慢充)和快速充电(快充)两种充电方式。根据不同的车辆电池、环境温度等,充电时间各不相同。慢充一般在5-10个小时充满,快充可以在20-30分钟充满80%,1个小时完全充满。 2、充电桩的产业链,主要分为设备生产商和充电运营商。 2.1 充电桩设备本身并没有太高的技术含量,标准统一,兼容性好,质量稳定,施工得当就可以。竞争差异主要体现在所生产设备的稳定性、成本的控制、品牌口碑和招投标能力。 2.2 充电运营则关系很多方面。 充电运营的基本盈利模式有:服务费、电力差价、增值服务,还有即将出台的国家补贴。作为一个新兴的行业,又是涉足国家管控的电力行业,服务费和电价都受到国家指导,无法自由定价,补贴几何也未见具体数目,增值服务的空间和各种商业拓展依然在摸索中,所以虽然大量的充电桩正在快速建设中,但这个充电运营这个行业本身却充满了各种不确定性。 目前有四种建设运营模式:政府主导、企业主导、混合模式、众筹模式。 1)政府主导是由政府投资,运营。优点是推进力度强,缺点是财政压力大,运营效率低下,不一定适应市场化。 2)企业主导是由企业投资运营,与电动车销售,充电桩生产搭配。优点是运营管理效率高,缺点是缺乏统一管理,可能产生无序竞争。 3)混合模式是由政府参与扶持,企业负责建设。优点是能使政府和企业产生互补,更快推进产业发展,但缺点是受政策影响较大。 4)众筹模式是整合政府、企业、社会等多方力量共同参与。优点是能够提高社会资源利用率,适应市场,注重用户需求,缺点是各方利益整合有难度,最终还是要靠政策的引导。 我们很容易发现,就当前的充电桩产业来说,受到国家政策的影响非常大。国家层面的精神和文件比较明确,但在地方的政策细则出台前,实际上我们还无法做出量化的分析和精确的判断。 核心提示国家对于新能源汽车行业的战略诉求十分明确,与新能源汽车配套的充电桩的政策也十分坚决,电动汽车充电基础设施发展指南提出了明确的分场所的建设目标:新建超过3850座公交车充换电站,2500座出租车充换电站、2450座环卫与物流等专用车充电站;在居民区,建成超过280万个用户专用充电桩,鼓励有条件的设施对社会公众开放;在公共机构、企事业单位、写字楼和工业园区等单位内部停车场,建成超过150万个用户专用充电桩。 一个普通桩的成本均价在5千-2万人民币,一个快充桩成本普遍超过10万。在500万个充电桩中,慢充桩450万个,单个平均成本1万多,500亿的市场,快充桩50万个,单个平均成本10万多,500亿的市场。也就是说,从现在到2020年的这5年里,仅充电桩的设备就有超过1千亿的市场需求,加上运营以及衍生价值,理论上的市场容量有几千亿。 ![]() 就目前的市场来说,短期设备商更值得关注,运营还没有明确的盈利模式,然而设备市场有千亿的空间,已是一个确定的数据。 新能源汽车行业大发展带给充电桩的机遇中国的新能源汽车的热度,我们可以从一张图中看出端倪,2013年全年平淡无奇,年底12月时出现爆发,然后2014年开始同比大幅增长,到2015年出现井喷,引爆新能源汽车这个行业。这背后主要是政策的积极引导,相关企业的迅速跟进,同时也是顺应时代的发展与社会的需求。 ![]() 据中国汽车工业协会提供的最新统计数据:2015年12月新能源汽车产销75877辆和84055辆,同比增长2.6倍和2.5倍。2015年新能源汽车产销340471辆和331092辆,同比分别增长3.3倍和3.4倍。其中纯电动汽车产销254633辆和247482辆,同比增长4.2倍和4.5倍;插电式混合动力汽车产销85838辆和83610辆,同比增长1.9倍和1.8倍。 从下图可更直观看出,纯电动汽车的增长明显更为迅猛。 那么问题来了,纯电动汽车的使用必然是要充电的,与之配套的充电桩当前是怎样的现状,又面临着怎样的未来呢?《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)》出台,然后国家发改委、国家能源局、工信部和住建部在系统内部联合印发了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》作为配套文件。 根据我国在公交、出租、环卫与物流等专用车、公务与私人乘用车等领域的汽车增长趋势,结合国家新能源汽车推广应用相关政策要求和规划目标。经测算,到2020年全国电动汽车保有量将超过500万辆,其中电动公交车超过20万辆,电动出租车超过30万辆,电动环卫、物流等专用车超过20万辆,电动公务与私人乘用车超过430万辆。 电动汽车充电基础设施发展指南提出了明确的分场所的建设目标: 结合公交、出租、环卫与物流等公共服务领域专用停车场所,适当补充独立占地的充换电站,新建超过3850座公交车充换电站,2500座出租车充换电站、2450座环卫与物流等专用车充电站。 在居民区,建成超过280万个用户专用充电桩,鼓励有条件的设施对社会公众开放;在公共机构、企事业单位、写字楼和工业园区等单位内部停车场,建成超过150万个用户专用充电桩。鼓励有条件的设施对社会公众开放。 在交通枢纽、大型文体设施、城市绿地、大型建筑物配建停车场、路边停车位等城市公共停车场所,建成超过2400座城市公共充电站与50万个分散式公共充电桩,满足临时补电需要。 在城际高速公路服务区,2020年之前,形成“四纵四横”(四纵:沈海、京沪、京台、京港澳;四横:青银、连霍、沪蓉和沪昆)城际快充网络,建成超过1000座城市快充站。 直观的数据见下图: ![]() 一个交流普通桩的成本均价在5千-2万人民币,一个直流快充桩成本普遍超过10万。在500万个充电桩中,慢充桩450万个,单个平均成本1万多,500亿的市场,快充桩50万个,单个平均成本10万多,500亿的市场。也就是说,从现在到2020年的这5年里,仅充电桩设备就有超过1千亿的市场需求,加上运营以及衍生价值,理论上的市场容量真的是有几千亿,毫无疑问这是一桩前景广阔的好生意!1、2014年8月国家发改委正式下发《关于电动汽车用电价格政策有关问题的通知》,明确充换电设施经营企业可向用户收取电费和一定的充电服务费。 2、2015年,充电桩行业最重磅的两个文件是国办发〔2015〕73号《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》及其配套文件:由国家发改委、国家能源局、工信部和住建部在系统内部联合印发的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》。 3、2015年12月底,国家质检总局、国家标准委也联合国家能源局、工信部、科技部等对外发布了全新修订的电动汽车充电接口及通信协议等5项国家标准,今年1月正式实施。紧接着,国家政策对于废旧电池的管理利用也日渐清晰。1月8日,工信部官网发布公告,对《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》(征求意见稿)和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》(征求意见稿)公开征求意见。 国家对于新能源汽车行业的战略诉求十分明确,与新能源汽车配套的充电桩的政策也十分坚决:定下目标,发布进度表,然后是解决阻碍电动车发展的2个重要问题:充电设施标准的统一,废旧电池处理。接下来就剩下补贴政策的全面落地,作为撬动充电桩高速发展的杠杆了。 2016充电桩企业大布局国家电网(主要布局:高速公路) 国网将在“两纵两横一环”高速公路城际快充网络的基础之上,建设七纵四横两网格高速公路快速充电网络,到2020年,在全国将累计建成公共快充站1万座,充电桩12万个,预计从2016年开始,充电基础设施建设将进入高峰期,年均投资或将超过200亿。 ![]() 华商三优(主要城市:北京) 推广“电动社区”;未来要让车位电气化,要解决300万车位无电的问题;分时租赁车位2016年上半年将初具规模。 ![]() 奥特迅(主要城市:深圳) 计划投资3.12亿元用于建设并运营深圳市电动汽车集中式充电设施。以“集中快充、分散慢充、矩阵布点、柔性充电”的发展策略,最终形成覆盖全市、布局合理的电动汽车充电“桩联网”。 ![]() 计划投资约75亿元,在洛阳重点实施四大项目,包括“能源生态应用与开发”、“市级生态整体运营”、“公众充电立体库及集中充电网络平台”、以及“智慧城市建设”。 ![]() 特锐德(主要城市:北京) 北汽特来电与权品权金城在北京签署战略合作协议,并宣布首个权品权金城智能充电场站投入使用,未来北汽特将来电携手权品,剑指明年50%以上的电动汽车充电市场的雄心大计。 ![]() 易事特(主要城市:淮北) 拟在淮北市总投资80亿元,投资建设生态旅游农业光伏发电项目及相关配套设施。 ![]() 富电科技(主要城市:北京) 计划在北京建设200个超级充电站,8000根充电桩。 中恒电气(主要城市:杭州)全资子公司杭州富阳中恒电气有限公司在浙江省杭州市新建厂房及辅助用房,用于新能源汽车智慧充电设备生产线项目,该项目总投资50000万元。 ![]() 许继电气(主要城市:重庆、宜昌、珠海等) 控股子公司河南许继仪表有限公司为国家电网公司锡盟-泰州、上海庙-山东±800kV特高压直流输电工程第一批设备招标中标候选人之一,预计中标金额合计约为11.68亿元。 还有不少新进入充电桩行业的公司发展迅猛,例如充电网、电桩等,由于篇幅有限,就不一一介绍了。充电桩的现状与未来新能源整车产销“火爆”,充电设施领域的表现也很是活跃。充电桩领域,是新能源汽车产业链的又一重要战场。敏锐的资本蜂拥而至,线下“抢地盘”建充电桩,线上则是各种充电APP,目前下游充电桩运营的提前火热,直接拉动了上游的设备制造,在短时间内就已经达到白热化。 然而,有句话说得好,提前一步是勇士,提前两步是壮士,提前三步可能成烈士。充电桩看似繁荣的背后,存在着非常多的问题: 1、车与桩发展不协调。 很多车主觉得充电不方便,找不到近的充电桩。然而同时,很多建成的充电桩却没有车子来充电,大量闲置,这个情况在高速服务区的充电站尤为明显。这个很大原因是充电桩建设的无序造成的,市场纠偏需要时间与成本,此时政府的引导显得非常重要。 2、兼容性问题。 充电桩本身并没有很高的技术含量,也正因为如此,有实力的企业展开了一轮博弈,都企图用自己的影响力来成为主导者,政府作为利益的参与者之一并没有及时的出手,直到2015年年底,新的充电设施国标才出台。而此时,很多充电桩已经建设完毕,更多充电桩产品已经在生产线上,老的桩和车,兼容性是存在问题的,这些都造成了很大的资源浪费和潜在的矛盾。 3、电网负荷 对整个电网来说,目前充电桩的用电量所占比重是非常微小的,然而随着行业快速发展,电网也会面临压力。尤其从局部来说,很多老的物业和用电区域,变压器的富余容量并没有那么多,在建设充电桩的时候就需要额外投入,增加变压器的富余容量,这会增加管理的难度和利益各方的调和。 4、充电桩运营全线亏损。 目前大部分的充电桩运营商肯定是亏损的,这来自盈利模式的不确定。前文已经说过,运营充电站,目前的盈利来源主要是四个:电力差价,服务费,补贴,增值服务。电力行业是涉及垄断的敏感领域,电力差价有多少,完全在电网手里,可以有可以没有,即使有也少到可以忽略不计。服务费一般在1-2元一度电,但这个也受到监管,并且这个名目比较被用户排斥。地方补贴成了影响一个充电站盈利状况主要因素,目前具体的补贴政策千呼万唤还未现身。另一个重要因素是高昂的地价,地价每个地方差别很大。充电桩的运营暂时算不出来准确的数据,但可以确定的是目前大部分是亏损的。 5、充电时间长 直流快充80%的电量大约需要20-30分钟,具体时间根据不同汽车电池容量和匹配度等具体情况各有不同,这是加油时间的十倍以上。等待时间过长如果在技术上无法突破,会让相当部分的消费者无法接受电动汽车,成为制约整个电动汽车产业链的瓶颈。但是反过来,这也可以转化成充电桩运营的商机。国外已经有了一些结合商圈建桩与商业共赢的范例,值得国内运营商借鉴和学习。 6、行业内的壁垒 运营商各自为战,建立属于自己的结算系统,对商家来说圈地无可厚非,但对车主来说这样十分不便,因为运营商太多,各自的充电桩数量有限,只找一家运营商无法满足日常充电需求,为此可能要办理不止一张缴费卡。同时,笔者发现和充电桩有关的智能手机APP已经超过100款之多。APP寻找定位十分方便,但不同的软件使用体验各不相同,最大的问题还是行业壁垒,几乎所有大的商家都是只提供自家充电桩的相关搜索定位服务,事实上目前仅靠同一家运营商很难满足消费者的全面需求。根据商业运行的规律,行业的洗牌将在所难免,未来必然会淘汰大部分,留下资金实力强,规模大,服务优质的商家。目前来看,真正烧得起钱的只有国家电网和有决心投入资源的上市公司,中小企业很可能熬不到春暖花开的那一天。 充电桩的未来是美好的,但还需要一定时间的整合,大浪淘沙。2016年新能源汽车是继续快速增长的局势,电动车的存量大幅增长是明确的利好趋势,市场需求量变大,投资回报率有所提高,企业的积极性也会有所提高。而如何更高效的投入,需要政府的引导,行业的规范,等行业上下游的共同发展共同促进,一起探索更新更有效的商业模式。潜在的想象空间在于: 1、增值服务 包括桩体的广告,与商场停车场的合作,作为配套设施进行消费者引流。 2、充电桩互联网+ 充电桩连接的不是一辆新能源汽车,它可以是能源变现的渠道,也可以是能源数据流量的导入端口,进而也可以是一个数据门户的入口。有了互联网的加持,充电桩不再只是一个桩,而成为一个充满无限可能的接口,可以配合电动汽车的分时租赁,电动车4S店的增值服务,电子支付,大数据等,也可以成为车联网甚至是网络社区的重要一环。当然,前提是要有足够的规模。特锐德目前正在做的就是不断的扩大规模,打造基于充电桩网络的商业帝国。 ![]() 3、能源服务商 电力改革充满了坎坷,但大的趋势永远是逐渐放开的。售电端的真正放开,将会给予电力能源生产者更大的利润空间,而民用的充电桩有很大的可能成为
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