長三角地區充電基礎設施互聯互通研究

一、長三角地區充電基礎設施現狀
到2015年底,上海已建設各類充電樁2.17萬個,其中私人充電樁超過16500個,專用充電樁約4000個,公共充電樁約1200個。江蘇省共建各類充換電站700多個,充電樁12211個,其中直流樁8897個、交流樁3314個。合肥市已建設充電樁5919個,其中直流樁1495個,交流樁4424個,包括公交充電站29座,充電樁565個樁,公共充電樁群172座,簡易充電樁若干。杭州市已建設充電樁3195個,其中快充樁1389個,慢充樁1806個,有711個公共充電樁。
眾多企業涉足充電基礎設施運營,但運營平臺多是孤立的。數據顯示,我國充電樁從2011年9352個,到2015年49437個,吸引大批企業進入該領域。但調研發現盡管這些企業大多擁有自主運營平臺,但運營平臺之間的信息交互基本孤立。
充電基礎設施運營商已經開始互聯互通的市場探索,但規模尚小。調研發現,盡管多數企業認為互聯互通能提高充電基礎設施利用率,提高經濟性,但各運營平臺之間的數據共享規模較小且功能還不夠完善。
多數充電基礎設施運營商對互聯互通平臺持支持態度,但存在擔憂。多數企業認為,互聯互通平臺可在一定程度上解決新能源汽車用戶充電難問題,但也有企業擔心互聯互通平臺抹殺自營平臺亮點,使其失去發展動力。
二、充電基礎設施互聯互通的必要性
(一)互聯互通是提高消費者體驗的必要手段
消費者使用新能源汽車充電中遇到的主要困難是充電難、找樁難和支付難。互聯互通將在硬件上解決車樁兼容、在軟件上解決充電樁狀態獲取、在支付方式上簡化操作提高用戶體驗。
(二)互聯互通是解決充電設施經濟性差的有效途徑
目前充電基礎設施存在大規模布點建設,設施重復建設的情況,充電樁利用率不高,經濟性較差。調研發現,公共充電樁日均累計充電時間普遍低于3小時,最低僅為40分鐘。
(三)互聯互通是加快新能源汽車推廣的必要條件
互聯互通能夠解決車樁有效連接、運營平臺間信息共享、結算體系標準化問題,解決了不管是誰的樁,都可以充電的問題。便利的充電服務將增強消費者購買新能源汽車的信心,對新能源汽車的推廣有促進作用。
(四)互聯互通是政府監管的有力支撐
政府對新能源汽車推廣應用投入大量財政資金,但由于產業發展迅速,配套措施沒有及時跟進,出現騙補等不良現象,消弱了財政資金的支持作用。如上海市實行“一車一樁”政策,原意是促進發揮新能源汽車減排作用,但調研發現經銷商為了銷售車輛,給用戶辦理假的車位和充電樁證明。目前我國新能源汽車安全標準體系尚未完善的情況下,安全事故逐年增加。據不完全統計,自2011年以來,共發生新能源汽車安全事故32起,其中20起是由自燃引起的。充分說明電池安全是電動汽車安全區別于傳統汽車安全的重要內容,政府可以通過互聯互通平臺獲知整車及電池信息和充電樁運行情況,從而強化補貼政策的實施效果,減少安全事故發生率,保障產業穩定發展。
(五)互聯互通是國際通行的做法
重視標準化工作。在充電基礎設施標準化方面,標準化工作應當走在前列。美國較早地制定了交直流接口一體化的聯合充電系統(CCS)。日本則以CHAdeMO為標準推廣直流快充。德國主要在車-電網連接標準化、充電接入、計費和支付以及信息安全、數據保護等方面制定充電基礎設施標準。
集中支持重點企業。在電動汽車普及初期,對充電基礎設施進行集中支持,可以提高充電服務資源利用率和經濟性。在美國能源部充電設施專項的支持下,兩家充電服務商Charge Point和Blink的市場份額分別達到39%和19%,合計占近60%。日本主流汽車企業、電力公司等聯合成立國家充電服務公司,聚焦于全國范圍內充電基礎設施建設運營服務,即避免了充電服務資源過于分散所帶來的效率低下的風險,也有利于互聯互通的實現。
出臺認證制度。為保障保證充電基礎設施質量和安全,各國普遍重視充電基礎設施行業的管理規范工作,認證制度是非常重要的手段之一。美國消防協會和勞工部要求在美國銷售的充電設施必須通過強制性安全認證;歐洲通過《替代燃料基礎設施指令》等法規推動充電基礎設施兼容互通,同時歐洲CE安全認證是充電設施在歐洲銷售的前提條件;日本為確保充電基礎設施的兼容性、安全性和可靠性,實施自愿性的充電基礎設施認證制度,認證結果和中央財政補貼掛鉤,因此實質上也是一種變相的強制性認證。
制定實操性文件。規范性指導文件,在實操層面對充電基礎設施建設提供規范。日本制定《純電動和插電式混合動力汽車用充電設施建設指導手冊》,并提出充電基礎設施建設“一站式服務窗口”。美國能源部、英國低排放車輛辦公室也都為不同的利益相關者制定了導則和指南。
三、充電基礎設施互聯互通的可行性
(一)經濟可行性
調研得知,存量充電基礎設施改造增加的成本普遍低于15%,且有些充電樁只需要進行軟件升級即可,改造成本幾乎為零,經濟上具有可行性。
(二)區域可行性
高速公路充電網絡初步建立。目前高速公路充電基礎設施是由國家電網統一規劃建設,且曾參與新國標起草工作,國標執行情況較好。上海、江蘇等均有在2020年前在轄區內所有高速公路服務區建成充電站的規劃,且可能提前實現。
車輛跨區域行駛能力已具備
北汽EV200、比亞迪E6等主流純電動汽車續駛里程已經達到或者超過150km。而《高速公路交通工程及沿線設施設計通用規范》規定,高速公路服務區間距不大于60km。若高速公路服務區全部安裝充電樁,則主流車型均具備跨區域行駛的能力,滿足跨省市出行需求。
區域性平臺統一條件已形成
充電基礎設施運營商已經開始互聯互通的市場探索。調研發現,有少量運營之間已經開始數據共享。同時,江蘇省、安徽省、上海市也在積極籌劃建立省(直轄市)級充電基礎設施互聯互通平臺,為消費者、運營企業和行業監管提供服務。
(三)技術可行性
新國標提高充電安全性和兼容性。電動汽車充電用接口及通信協議的統一和規范,是保證電動汽車與充電基礎設施互聯互通的技術基礎。2015年底頒布的系列新標準重點在于安全性和兼容性。安全性方面,新增充電接口溫度監控、電子鎖、接觸器粘連與告警、絕緣監測和電壓泄放等多處技術要求,細化了直流充電車端接口安全防護措施,修改了接口控制引導觸頭和機械鎖尺寸,確保控制引導的合理性。兼容性方面,進一步規范充電電壓分類;對充電接口的額定電壓、電流進行規定;增加通信版本控制,明確充電時序邏輯和時間定義等,保證不同品牌車型與充電設施互聯互通;除保持車樁兼容性外,新標準還具有向下兼容性,不符合新國標要求的存量充電樁,只需進行局部改造和升級即可,技術上改造難度較小。
企業平臺具備互聯互通功的基礎。目前各企業運營平臺對數據基本格式、類型和需求進行了定義,主要包括充電樁位置、功率、充電開始、結束時間等,具備數據收集分析處理能力。
統一支付技術難度不大。多數充電基礎設施運營商支持多種支付方式,如支付寶、微信、銀聯、交通一卡通等,這些支付方式技術成熟度高、快捷方便。
四、充電基礎設施互聯互通的影響因素
(一)企業對數據開放和支付統一存在顧慮
如要實現互聯互通平臺對充電基礎設施和車輛運營狀態和安全監控,需獲得整車及電池狀態信息,車企除擔憂VIN碼等隱私信息泄露帶來的法律風險外,還擔心整車信息被充電基礎設施運營商商業化利用。
(二)檢測和認證體系不完善
由于新國標實施時間較短,且多為推薦性標準,相關檢測驗收等規范尚未形成。充電基礎設施的安全設計、通訊協議、電磁兼容等內容缺乏強制認證,易出現充電安全問題。
(三)跨區域跨部門建設平臺協調難度大
國家尚未明確充電基礎設施建設主管部門,導致各城市充電基礎設施平臺建設主管部門不統一。盡管各地均已開展互聯互通平臺規劃建設工作。但對平臺的定位不統一,有的將平臺作為數據收集監控使用,不參與經營,數據不面向公眾;而有的則將平臺定義為監控、服務統一平臺。平臺定位不統一將導致數據需求不一致,各地對數據獲取存在差異,部門間協調難度大。
(四)存量充電基礎設施改造存在不確定因素
改造后車樁兼容性不確定。由于沒有強制認證,目前市場上車樁兼容性較差。據上海電科所調研,國內市場上有生產、研發、銷售資質的企業約80家,但實際上從事相關業務的已經達到600家,產品質量參差不齊,即使改造后其兼容性仍不確定。
改造時間不確定。在缺乏強制檢測和認證制度情況下,企業什么時候落實存量充電基礎設施改造并不確定。
改造成本不確定。部分充電基礎設施企業在產品研發時沒有預留升級空間,新國標的改造成本高達到40%甚至需要更換整套設備,因此如果城市沒有明確的改造規劃,存量充電基礎設施改造落實難度將會很大。
五、充電基礎設施互聯互通推進的基本思路
(一)明確目標,堅持原則
從推動充電基礎設施互聯互通出發,明確建設目標是以服務區域充電基礎設施運營企業和新能源汽車用戶為導向,加強頂層設計,堅持基礎性、開放性、公益性和權威性原則。即堅持互聯互通平臺對推動區域充電服務網絡發展的基礎性作用,建立和完善基本功能,給予充電基礎設施運營企業創新發展的空間;堅持互聯互通平臺的開放性,減少企業接入壁壘;堅持互聯互通平臺的公益性,構建非盈利性的第三方服務平臺,不參與充電基礎設施運營,不與企業爭利;堅持互聯互通平臺的權威性,對發布的數據有校驗機制,建立懲罰機制,確保平臺數據真實準確。
(二)確立機制,確定建設路徑
機制方面,由各級政府推進互聯互通工作,委托第三方機構建設獨立運營的公共服務平臺,通過吸納區域內主要充電基礎設施運營企業、新能源汽車企業及電力公司等主體,形成支出共擔、資源共享的運行機制。
建設路徑方面。首先,實現新能源汽車產品、充電設備及充電基礎設施的相關標準統一,擴大達標的產品及設施比例。其次,建立省級-區域間充電基礎設施互聯互通平臺,通過制定互聯互通平臺對接機制,實現區域內不同城市平臺之間的對接。再次,分步驟對互聯互通平臺的功能進行完善,逐步實現基本信息共享、支付方式統一,建立區域充電互聯互通平臺配套服務體系。
六、政策建議
(一)加強區域充電互聯互通頂層設計
針對區域內各級政府、不同類型的充電基礎設施運營企業、新能源汽車企業、電力公司、檢測機構等相關主體,明確其參與區域充電基礎設施互聯互通的責任和義務。建立由省級政府充電基礎設施主管部門共同組成區域充電基礎設施互聯互通推進機構,從標準、準入、數據交換和發布、城建規劃等方面入手,制定詳細的區域充電基礎設施互聯互通推進路線圖,由區域充電基礎設施互聯互通推進機構負責實施。
(二)構建區域充電互聯互通技術支撐體系
基于新的充電標準,研究車樁兼容和充電互操作規范,提出檢測規范和驗收評估方法;針對互聯互通信息交互需求,提出接口規范,定義數據編碼,明確數據共享范圍;研究車輛、充電設施安全監控數據采集技術要求,形成長三角新能源汽車運行安全監控數據采集規范;研究充電設施用戶端身份識別技術,構建聯機充值支付和營帳清分的充電共享服務網絡架構,制定跨平臺結算交易規則。
(三)制定區域充電互聯互通支持和約束政策
制定區域充電基礎設施互聯互通獎勵政策,對區域內率先實現互聯互通的企業,從運行效率、運營規模等進行考核后,對考核結果較好的企業給予獎勵。將自愿接入互聯互通平臺與財政補貼相關聯。對不符合國標的新能源汽車及充電基礎設施,取消其區域內推廣和使用資格。
(四)建立新能源汽車和充電基礎設施補貼機制
調整當前新能源汽車和充電基礎設施補貼機制,將補貼與車輛運行和充電基礎設施運營掛鉤。通過互聯互通平臺獲得車輛純電行駛里程、電池容量以及充電量等運行數據作為補貼發放的依據,杜絕騙補等不良現象并促進新能源汽車更好的推廣應用。
(五)完善區域充電互聯互通保障措施
建立區域內充電基礎設施互聯互通懲罰機制,破除行政壁壘和體制機制障礙,構建開放、統一的互聯互通環境;建立區域充電基礎設施互聯互通推進及執行情況督察機制,加快互聯互通技術支撐體系建設,推進區域內城市之間和企業之間經驗交流。
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