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        中國充電樁發展趨勢:智慧慢充樁+大功率快電站是充電設施體系趨勢[圖]

        2019年05月20日 13:41:37字號:T|T

            充電樁是為電動汽車提供交。直流電的充電裝置。交流樁通過車載充電機充電,輸出功率一般為7kw,單樁制造成本僅為800-1200元,但充電時長8-15小時;直流樁直接為電池充電,功率在60kw以上,滿電狀態僅需20-150分鐘,但單樁制造成本約5萬元,且會對電池造成損傷。

            全國公共樁充電總量和單樁月均充電量從2018年3月的15.2千萬kwh、486kwh/個躍升至2019年3月的32.8千萬kwh、854kwh/個,不過單樁平均使用率僅為4%,處于較低水平。

            從行業政策看,2020年中國規劃建成充電樁480萬個,充電樁配建要求和建設運營補貼充分保障充電樁規劃實施,2019年新能源汽車推廣補貼方案明確要求地方補貼對象從。

            目前全國公共樁平均使用率為4%,北京、上海更是低至1.3%,公共樁建設運營全生命周期普遍虧損。從私人樁看,老舊小區無固定車位使私人樁無處安裝,存量商品房小區物業往往以變壓器容量不足、安全隱患為由拒絕業主安裝充電樁。

            一、 概念

            充電樁是為電動汽車提供直流/交流電的充電裝置。充電樁功能類似于加油站里面的加油機,其輸入端與交流電網相連接,輸出端通過充電插頭為電動汽車電池充電。充電樁安裝于公共建筑和居民小區停車場,可以固定于地面或墻壁。

            交流充電樁將充電插口接入車載充電機,從而對動力電池進行充電。交流充電樁輸入電壓為220V,充電功率一般為7kw,滿電狀態需要8-15小時,主要用于小區私人充電樁。交流充電樁制造安裝成本僅800-1200元/樁,且結構簡單、體積小,可掛壁于墻面,便攜式可直接隨車攜帶。

            直流充電樁將交流電轉化為直流電,通過充電插口直接給電動汽車電池充電。直流充電樁輸入電壓為380V,功率通常在60kw以上,滿電狀態僅需要20-150分鐘。直流充電樁適合對充電時間要求較高的場景,如出租車、公交車、物流車等運營車充電站,以及乘用車公共充電樁。

        交流充電樁通過車載充電機充電,直流充電樁直接充電

        數據來源:公開資料整理

            公共樁:為社會車輛提供公共充電服務,直流樁和交流樁兼有。本文的公共樁即分散式公共充電樁,其建造于公共停車位,為停泊的社會車輛提供有償充電服務,主要依靠收取電費、服務費來盈利。

            私人樁:安裝于住宅小區的私人車位,采用交流樁。私人充電樁是個人自有的充電樁,不對外開放,主要建于車主的住宅小區。私人樁供車主在夜間、雙休日等非工作時段進行充電,使用場景對充電時長不敏感,因此使用交流樁以降低成本、保護電池和減少電網負載。

            專用樁:面向運營車等特定用戶,直流樁和交流樁兼有。專用充電樁主要為企業停車場建造,服務對象為物流車、公交車和出租車等運營車輛。

            二、 行業現狀

            1、公共樁

            全國公共充電樁保有量從2012年末的1.8萬個躍升至2019年3月的38.4萬個。受新能源汽車大規模普及和政策扶持影響,2015、2016年全國公共充電樁保有量增速達115.7%和185.3%。此后充電樁保有量年增速放緩,但是仍超40%。需要說明的是,充電聯盟披露的公共充電樁數據并未區分公共樁與專用樁,即公共充電樁數量既包含乘用車公共充電樁,也包含面向公交車、環衛物流車的專用充電樁。

            2019年3月末全國公共樁保有量38.4萬個,每月平均新增公共樁約8000個,且2019年版電動汽車推廣的地方財政補貼對象將從車輛購置轉為充電設施建設運營,這將有助于提速公共樁建設,預計2020年末公共樁保有量有望突破50萬個規劃目標。

            公共樁充電量顯著提升,但是單樁使用率仍處于較低水平。全國公共樁充電總量從2018年3月的12.3千萬kwh躍升至2018年3月的32.8千萬kwh,12個月增長166.7%。單個公共樁每月平均充電量從2018年3月的486kwh提升至2019年3月的854Kwh。換言之,單樁日均充電量約30kwh。假定直流樁和交流樁輸出功率為60kw和7kw,并且按全國直流樁和交流樁占比加權計算,得到單樁平均功率為29.4kw,由此可推算單樁日均使用時長僅為11個小時,使用率約為4%。

        2019年3月全國公共樁保有量384.4萬個

        數據來源:公開資料整理

        2018.3-2019.3交/直流公共樁占比穩定在6:4左右

        數據來源:公開資料整理

        2018.3-2019.3公共樁充電總量顯著提升

        數據來源:公開資料整理

            2、私人樁

            截至2019年3月末,在充電聯盟采樣的80.5萬輛電動汽車中,有53.7萬輛車隨車配建私人樁,整體配建率66.7%。需要說明的是,在26.8萬輛未配建私人樁的電動汽車中,有4.4萬輛屬于公務用車,由集團單位自行配建充電樁。私人充電樁配建率保持穩定。

        2018.1-2019.3私人樁配建率穩定在65%%--70%%

        數據來源:公開資料整理

            3、充電運營商

            公共樁產業鏈可分為硬件、運營、解決方案三大環節,運營是核心環節。上游制造商負責充電設備和配電設備制造,中游運營商負責充電樁和充電站的搭建和運營,下游解決方案商提供位置服務、付費和運營管理解決方案。上游硬件技術門檻低,市場充分競爭拉低利潤率。中游建設運營會產生大量資本開支,需要一定資金實力,且車位選址、布線改造和運營,管理具有一定難度,因此是產業鏈核心環節。目前充電樁產業鏈上中下游角色存在重合,一些硬件制造商也涉及建樁運營業務。

            公共樁運營領域主要玩家包括國資巨頭、民營電力設備生產商和整車企業。國資巨頭運營商有國家電網、普天新能源、南方電網,其中國家電網、南方電網本身以電網基礎設施為主業,普天新能源則依托于中國普天的央企資源進行發展;民營電力設備商背景的運營商有特來電、星星充電、深圳車電網、云杉智慧、萬馬等,其母公司大多以充電樁制造為主業,順勢涉足下游充電樁運營以打通全產業鏈;整車企業旗下運營商包括上汽安悅、比亞迪、特斯拉等,其搭建公共充電樁旨在提升電動汽車使用便利性和品牌形象,助力汽車銷售。

            充電樁運營市場高度集中,公共充電樁運營市場中CR3為75.3%%。截止2019年3月,特來電、國網公司和星星充電旗下運營的充電樁分別達到了12.4萬、8.7萬和7.7萬個,位居公共樁運營商前三位。其中特來電和星星充電等民營設備運營商憑借“自建+托管”打法后發制人,迅速做大公共樁規模。目前充電樁運營商市場集中度高,2019年3月特來電、國網公司和星星充電市占率達75.3%,特來電充電樁的投建及上線運營數量均居全國第一,市占率32.4%。

            公共樁投資建設速度。開始分化,從建設速度看,國網公司、星星充電、依威能源繼續保持較快增長,而特來電、普天新能源以及車企運營商逐步放緩投建速度,進入優化布局階段。

        2019.3第一梯隊數量遙遙領先,建設增速開始分化

        數據來源:公開資料整理

            4、高速充電網絡

            中國在省與省之間、城與城之間的高速公路上也建造大量充電樁,以滿足電動汽車跨城出行需要。根據《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)》規劃,中國將在2020年前建設起“四縱四橫”的城際快充網絡。截止2018年12月,國網公司已經建成了以“九縱九橫兩環”高速公路為骨干網架的高速公路快充網絡,覆蓋了北京、上海、山東、江蘇等19個省市。

        國網公司已建成“九縱九橫兩環”高速快充網絡

        數據來源:公開資料整理

            三、市場需求

            新能源汽車增長動力強勁,228018年下半年至今銷量逆勢高增長。從保有量來看,全國新能源汽車從2015年末的42萬輛躍升至2018年末的261萬輛,年復合增長率82.7%。從銷量來看,2018年下半年至今全國汽車銷量持續負增長,新能源汽車銷量同比增速仍穩定在40%以上,2019年一季度新能源汽車銷量較去年同期增長95.2%。

            預計2020年中國新能源汽車產銷量將超200萬輛。根據2016年國務院印發的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》和2017年工信部、發改委和科技部聯合印發的《汽車產業中長期發展規劃》,預計2020年中國將實現當年新能源汽車產銷200萬輛以上,累計產銷量達500萬輛,2025年當年產銷量700萬輛以上。續航里程困擾電動汽車使用,“里程焦慮”解決需要高密度充電網絡。

            現階段新能源汽車即電動汽車,其加速時間短、使用成本低和行駛噪音震動小等優點為車主帶來了良好舒適的駕駛體驗。不過電動汽車相對有限的續航里程帶來了“里程焦慮”,尤其是在低溫環境和高速行駛狀態。“里程焦慮”的解決一方面依賴于電池技術進步,另一方面則需要依靠高密度的充電網絡。隨著新能源汽車的增長、使用頻率的增加和使用范圍的延伸,未來充電需求將持續井噴,這勢必帶動包括私人樁和公共樁在內的充電基礎設施建設。

        2018年全國新能源汽車保有量261萬輛

        數據來源:公開資料整理

            充電樁等基礎設施逐漸進入政策視野,229019年電動汽車推廣的地方財政補貼對象從車輛購置轉為充電樁建設運營。

            2020年建成480萬個分散式充電樁,包括居民小區的私人充電樁280萬個、單位內部停車場專用充電樁150萬個和分散式公共充電樁50萬個,以滿足超過500萬輛電動汽車的充電需要。此后的2016-2018年,國家能源局對充電樁建設進度作了明確的年度規劃,而包括上海、北京和廣東在內的各省也推出了地區充電基礎設施建設規劃。

            為保障充電樁規劃實施,《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020年)》明確了各類建筑物配建停車場及社會公共停車場中充電設施的建設比例或預留條件要求,其中新建住宅小區要求100%%建設或預留充電樁,公共停車位要求建設或預留充電樁車位比例不低于10%。北京、廣東、安徽和貴州等省市也明確了新建住宅小區停車位和公共停車位的充電樁建設和預留比例,其中廣東省政府明確要求對不滿足充電設施配建要求的新建住宅不得辦理驗收手續。

            2016-2020年國務院根據各省新能源汽車推廣數量,對各省充電設施建設運營、改造升級進行補貼。此后不少省市推出了針對充電設施建設和運營的補貼政策,如上海對充電樁建設給予30%財政補貼,并且對充電設施運營給予0.1-0.2元/kwh的度電補貼。目前充電基礎設施補貼力度不斷加大,未來或將取代車輛購置補貼成為新能源汽車財政補貼的主要形式。

            2019年3月發布的《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》規定:2019年6月25日后地方財政不得對新能源汽車給予購置補貼,轉為支持充電基礎設施建設和運營。

            2018年8月中國電力協會和日本CHAdeMO協會簽署了電動汽車充電設施技術和標準的合作諒解備忘錄,共同研發下一代電動汽車充電插頭,未來中國國標GB/T和日本CHAdeMO接口標準有望實現互聯互通。

            國家能源局和國家電網還另設了行業標準和企業標準。國家能源局的行業標準主要規定了交/直流充電樁的充電功能、通信方式、安全防護、電磁兼容等檢測方法與檢測要求,是投入運營充電樁的過檢標準。國網的企業標準是國網充電樁招標時的驗收標準,其測試要求比行業標準更嚴,尤其在直流樁CAN通信兼容性上增加了物理層與鏈路層測試項目,保證國網充電樁CAN通訊的魯棒性。

            標準統一實現充電樁互聯互通,多方共贏夯實行業增長基礎。額定電流、額定電壓等技術參數和充電流程的統一增強了充電樁兼容性,造就多方共贏,為充電基礎設施快速增長夯實基礎。對生產廠商而言,其實現規模經濟從而降低制造成本;對充電樁運營商而言,其投建公共充電樁匹配車型數量大幅增加,使用率和盈利能力提升,且運營商角色從單純充電服務供給延伸至多邊平臺運營,甚至可能孕育共享私人樁商業模式;對電動汽車車主而言,其充電更加便捷。多方共贏使行業進入“運營商愿意建-車主愿意用-充電樁能賺錢”的可持續發展狀態。

            四、行業困擾

            1、公共樁

            現階段直/交流公共樁投建、運營全生命周期普遍處于虧損狀態。模型測算顯示,根據充電服務費和設備使用年限不同,直流樁和交流樁投建盈虧平衡點的使用率分別為11.3%%--6.6%%和和22.9%%--10.9%%。從充電服務費,來看,根據特來電APP,上海通常為0.6-0.8元/kwh,北京普遍為0.8元,深圳為0.5-0.7元,合肥、濟南、南昌和長沙等二線城市充電服務費一般在0.5-0.6元區間內。從使用率來看,如前文圖表7、圖表13所示,2018年3月全國單樁充電量854kwh,日均充電量約30kwh,按交流、直流充電樁比例加權計算公共樁每天平均使用1個小時,使用率約為4%;北京等一線城市使用率更是低于全國均值,2019年3月北京、上海單樁日均充電量僅為274kwh和257kwh,單樁日均充電20分鐘,使用率僅為1.3%。需要注意的是,上述充電量包含公交車等運營車輛充電量,運營車輛充電需求穩定且充電量大,,拉高了公共樁使用率。因此,,按現有的充電服務費和使用率推算,公共樁建設運營的全生命周期普遍處于虧損狀態。對國內某頭部充電運營商調研也證實了上述結論,目前充電樁收入已經可以覆蓋運營費用,即經營性現金流為正數,但是還很難收回前期固定資產投資。此外公共樁的進駐往往需要停車場物業配合,導致充電樁運營企業有時不得不支付額外的“進場費”、“管理費”,進一步提高了運營管理成本。

            2、私有樁

            無固定車位、物業不配合阻礙私人充電樁進社區。住宅小區私人樁安裝需要經過以下流程:獲得物業同意安裝證明--當地電網申請電表--電網安裝電表--充電樁公司安裝。其中物業審批牽扯物業、業主委員會、電網等多方利益,彼此之間的推諉扯皮往往導致私人樁難進社區。目前老舊小區和存量商品房面臨各自私人樁“安裝難”問題。

            老舊住宅小區:無固定車位,私人樁無處安裝。根據國家電網私人樁安裝申請要求,業主必須擁有固定車位產權或者長租車位一年以上使用權。在城市老舊小區不僅無固定車位制度,且車位數遠小于小區業主私家車保有量,使得老舊小區沒有地方安裝充電樁。

            存量商品房住宅小區:物業經常以變壓器容量不足、安全隱患等理由拒絕業主安裝私人樁。存量商品房小區停車位較老舊小區相對充足,且部分商品房業主擁有個人產權車位。不過小區線路和變壓器設計、建造于數年前,并未考慮電動汽車大規模普及的影響,電動汽車普及產生的充電容量激增將使小區配電網絡超負荷運轉。假設小區單臺為變壓器需要為350戶住宅家庭提供用電負荷,考慮生活用電以及電梯、車庫照明等負荷,則350戶住宅家庭總負荷約為1400kw,若35戶電動汽車在夜間用電高峰用同時使用7kw交流充電樁,小區總負荷至將提升至1645kw升,較無充電樁情景總負荷提升17.5%%。小區變壓器歸屬于業主產權,增容產生的建設費用往往會引起業委會、物業、開發商和電力公司推諉扯皮,且充電樁功率高,給物業線路維修、安全隱患排查增加了難度,因此物業經常以變壓器容量不足、線路改造需要三分之二業主同意、安全隱患等理由拒絕業主安裝私人樁。即使是物業同意安裝,仍有不少業主被迫向物業支付高昂的“施工安裝費”或接入物業配電箱按照工商業用電標準支付電費。

            充電聯盟數據也佐證了上述痛點,在未配建充電樁的私人乘用車中,因物業不配合、居住地無固定停車位而未配建私人樁的比例達26%%和24%。

        居住地無固定停車位、物業不配合是車主未配建私人樁的主因

        數據來源:公開資料整理

            五、行業發展趨勢‘

            接近94%%在的電動汽車車主單日行駛里程在100mkm以內。按照百公里20kwh耗電量推算,平均每天消耗電量20kwh,使用7kw交流充電樁僅需要3個小時即可充滿。

            電動汽車充電主要圍繞生活工作場景,尤其是居住地小區充電。有41%車主使用小區私人樁充電,此外有37%車主通過家里排插拉線充電,遠高于其他充電方式,表明居住地充電仍是車主首選。一方面居住地充電免去尋找空閑公共樁的麻煩,另一方面私人樁和飛線充電可享受居民生活電價,充電成本明顯低于公共樁。

            便捷性是影響電動汽車充電方式的主要因素。小區私人充電樁、排插飛線充電、公司便捷充電槍和哪有排插哪里充位列前四,便捷性、可用性是其共同特點。

        94%車主單日行駛里程在100km以內

        數據來源:公開資料整理

        居住小區充電是電動汽車車主首選

        數據來源:公開資料整理

            住宅小區私人樁:電動汽車充電首選。私人樁充電便捷,無燃油車占位、充電樁損壞或不匹配等問題,并且可享受居民生活電價優惠,電動汽車使用成本低至0.1元/km,僅為燃油車的1/5。

            工作、娛樂和消費場所公共慢充樁:依托生活和工作場景,彌補私人樁不足。在辦公樓、商場、超市和電影院等工作和生活場所,人們停車時間長,停車后順手插上即可,不用到處找樁,也不用支付額外停車費,更不用來回取車或長時間等待。另外圍繞生活場景的公共慢充樁亦是對私人樁的有益補充,為老舊小區無處安裝私人樁車主提供了充電渠道。不過公共慢充樁使用率和單樁日均充電量低,可能存在滿電車輛長時間占用車位情況,因此其盈利能力弱,更加適合作為工作、消費和娛樂場所的增值服務。

            大規模的交流樁配建往往使住宅小區和娛樂消費等場所的電網負荷承壓,尤其是存量商品房小區的變壓器容量設計于數年前,大量交流樁同時充電可能會引發跳閘或火災。智慧充電系統通過有序充電和調整功率實現錯峰充電,可在電力不擴容的情況下實現“一車一樁”的電力配置。

            “智慧充電+儲能設備”組合可實現用電低谷期充電,用電高峰期放電,進一步平滑電網峰谷負荷。此外日照較好地區可打造“光伏-儲能”充電系統,實現電動汽車全生命周期的能源零排放。

            應急性充電需求屬于剛性需求,車主支付意愿高,且大功率充電樁提升了單樁日均充電量,未來優質區位直流快充站將具有很強的盈利能力。

            “智慧慢充樁+大功率快電站”充電設施體系是行業未來走向。交流樁仍是電動汽車最主要充電方式,引入智慧充電系統有望破解電網負荷不足問題。住宅小區以及工作、娛樂和消費場所是交流樁主要落地場景,智慧充電系統通過有序充電和調整功率實現錯峰充電,在電力不擴容的情況下實現“一車一樁”的電力配置。直流快充站滿足臨時性、應急性充電需求,大功率充電是其關鍵支撐技術。大功率充電技術可實現“充電10-15分鐘、續航300公里”,充電便利性有望比肩燃油車加油。

            相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國充電樁行業市場專項調研及投資前景分析報告

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