中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据显示，截至2023年4月，全国充电基础设施累计数量为609.2万台，同比增加95.9%。1—4月，充电基础设施增量为88.2万台，新能源汽车销量222.2万辆，桩车增量比为1:2.5，充电基础设施建设能够基本满足新能源汽车的快速发展。
此前，国家发展改革委、国家能源局等十部门联合印发《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》，提出到“十四五”末，我国电动汽车充电保障能力要能满足超过2000万辆电动汽车的充电需求。
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日前，工信部、交通运输部等八部门发布《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》再次强调，建成适度超前、布局均衡、智能高效的充换电基础设施体系，在试点工作期限内（2023—2025年），新增公共充电桩（标准桩）与公共领域新能源汽车推广数量（标准车）比例力争达到1:1，高速公路服务区充电设施车位占比预期不低于小型停车位的10%。
在新能源汽车高速发展背景下，与其成长密不可分的补能基础设施建设，成为行业关注的重点。
快充、超充再增程三分之一
技术突破成为主攻方向
伴随新能源汽车的高速发展，同时显现的“充电焦虑”和“里程焦虑”，不仅是百姓出行的“绊脚石”，也是新能源汽车接续发展的“拦路虎”。如何实现短充电、长续航，成为新能源汽车发展亟待解决的问题。
麦肯锡研究报告指出，充电的快捷便利性已经取代了购车成本、“里程焦虑”等，成为妨碍电动汽车广泛普及的头号问题。
“从2016年开始探讨中国需不需要大功率充电，到这两年来看行业非常热，也充分认可了车主对快速充电的补能需要，不管是大功率充电还是换电，从市场需求和车主来讲，大家需要快充的技术。”中国电力企业联合会副秘书长刘永东在中国电动汽车百人会论坛（2023）上表示。
上海快卜新能源科技有限公司联合创始人、联席总裁林鸿表示：“随着宁德时代的麒麟电池发布，意味着未来几年将进入快充、超充时代。”
记者了解到，目前业内超充电池最高充电倍率已达到4C（C是用来表示电池充放电能力倍率，4C是指电池在四分之一个小时即15分钟内充满）。有观点认为，电动汽车根本不需要充满电，只需要快速补电。理论上，超充电池4C配350千瓦充电，充电5分钟，即可补充三分之一电量，换言之，即可为续航里程600千米的电动汽车补充200千米里程用电量。
“现在要逐步从100多千瓦的快充向350千瓦的超充过渡，在过渡过程中间还可以继续使用快充，用两把枪来充，甚至三把枪充也可以。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示。
“‘多枪快充’模式即用两把枪或者多枪同时给一台车充电，好处是过去可兼容，未来可拓展，不用改标准。”比亚迪集团董事长王传福透露，目前比亚迪在“多枪快充”方面有100多项专利，愿意开放给行业免费使用。同时，他表示，应推动超充标准的建立。
湖南三安半导体有限公司销售副总经理张真榕介绍，目前快充成为较优补能方案之一，像加油一样便捷，也是新能源汽车产业链努力的重要方向。
伴随着快充、超充的到来，行业对技术再突破的期待与日俱增。
“极速充电是电动汽车普及的赋能器和加速器。”广州巨湾技研有限公司董事长兼CTO黄向东建议，“制定相关的政策标准和保障措施，加快技术进步，向极速充电方向转型升级，加快相关的标准体系、规范的建设。”
据介绍，2022年，有关超级充电的国家标准已经编制完成，进入报批环节，不同技术路线还在探讨过程中。行业内部正在探讨下一代兆瓦级充电，用于满足包括电动船舶、电动飞机在内的大功率充电需求。
“大功率充电是一个系统工程，不只是我们的接口，我们车的电池、车身、整个充电场站最重要的是热管理，它的能量如何带走，这些温度如何评判，这是整个大功率充电中非常核心的内容。”刘永东强调。
换电重卡面向蓝海
换电领域翘首以盼标准化建设
目前新能源汽车补能主要依赖充电和换电两种模式。充电和换电两条技术路线各有优势，哪种更具前景业内尚无定论。
“换电，不仅是换电，是以换电为核心、发挥车网互动最大化的多元智慧能源服务平台，每一座换电站，集合‘换电—储能—闪充’一体化，既是一座‘多品牌车型极速换电站’，亦是一座‘为应急补能而生的闪充站’，更是一座‘可变容量的城市分布式储能站’。”奥动新能源联合创始人兼联席董事长张建平在接受记者采访时表示，在电动汽车推广与能源体系发展高效协同的当下，对换电的定义需要结合储能、电池价值、车网互动进行全盘理解，换电对能源结构变革、汽车产业发展有深远意义。
记者了解到，目前在换电模式上，换电车型已逐步应用在全国营运类乘用车市场。重卡领域因其对宏观经济景气度较敏感，产销量跟随经济波动呈现较强周期性，备受行业内关注。
2022年，我国新能源重卡销量首次突破2万辆大关，达到2.52万辆。从技术路线上来看，新能源重卡仍以纯电动为主，占比高达90%以上，其中，换电车型占比达到54.84%。
“当前全国已有400余座重卡换电站，支撑了市场上2万余辆换电重卡的运营，相比全国近千万的重卡车辆，万里长征我们才走了一小步。”国家电投绿电交通产业创新中心主任、启源芯动力副总经理郭鹏指出。
郭鹏预测，按照当前换电重卡市场的需求和落地速度，预计2025年，换电重卡的保有量将达到20万—25万辆，配套建设换电站将在4000—6000座。《2030年前碳达峰行动方案》提出“到2030年，当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右”，乐观预测，到2030年换电重卡保有量将有望达到130万—150万台，需配合建成充换电站3.5万—4.5万座。
据了解，当前，电动重卡在应用场景及技术上相对成熟，主要集中在换电模式应用，且重卡大部分运输线路相对固定，在换电站铺设方面也相对容易。但目前电动重卡主要采用油改电平台，专用化程度较低，同时行业电池标准尚未达成统一，换电站建设数量仍未能满足行业需求。
“2019—2021年，大部分的重卡充换电站以封闭场景为主，服务固定的点对点运输路线，运营商建站都会对单个项目进行经济性预估，满足条件才会投建。从2022年起，行业在干线组网高速公路等场景拓展有了新的突破，适度先行进行网络铺设，这是未来基础设施建设主要的方向。”郭鹏介绍。
在谈及未来换电行业发展时，不少业内人士将目光聚焦在标准化建设问题上。
“新时期的充换电基础设施组网需要管建齐上，才能保障产业的高质量发展。”郭鹏指出，车、站、电池到网的集中协同管控、产业链的协同、政府部门协作、跨产业的协作融合，最终都会影响到充换电基础设施产业化高质量、可持续发展。
“换电模式天然催生了车电分离进程，改变了动力电池产权归属，可实现电池资产的集中管理。”奥动新能源联合创始人兼副董事长杨烨认为，换电运营过程中，车电分离可以推动电池资产的标准化和流动性，减轻换电运营商的资金负担，并通过电池金融的模式，实现电池的资产化、金融化管理。“电池标准和共享换电是换电产业大规模商业推广的关键条件。奥动积极参与国家、行业及团体标准的制定、编撰工作，推动换电产业标准化、共享化、规模化发展。”
“我国土地资源是有限的，必须在有限的土地资源上为所有的车型提供服务，目前的充换电网络特别是换电站网络，网络布局要解决标准化统一的问题，此外还有资产的有效退出也需要标准化进行。”刘永东认为。
刘永东呼吁，要以国家标准为龙头来开展换电标准化建设，同时呼吁行业主要企业，要按照国家标准的要求解决知识产权的问题。
针对标准化建设，郭鹏建议，一是针对不同领域采用差异化的技术标准。二是按照车辆类型完善标准，分为乘用、商用，并尝试分场景、分主体、分阶段逐步推进不同的技术路径标准。三是鼓励呼吁头部企业适度开放知识产权，为规模化基础设施建设共享互换创造条件。
车网互动取得有效进展
规模化发展尚处萌芽
在“双碳”背景下，未来电动汽车将拥有多重身份。
“通过智能有序充电、车网互动（V2G，Vehicle to Grid）、更换电池、退役电池储能等方式来缓解电网的压力。至于我们把电动汽车的动力电池纳入电网，实现智能充放电，形成规模大、成本低、分布式的储能体系，这是我们努力的方向。”工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中指出。
随着新能源汽车大规模推广，无序充电将对电网造成巨大冲击，但若将新能源汽车作为分布式储能转化为电力系统的一部分，同时辅以车网互动，不但可以避免冲击，还可以实现电网的削峰填谷。同时，电动汽车用户还可利用汽车电池闲时反向向电网售电获利，一举多得。
“未来新能源上网之后，电网会面临非常多的关于供需双方的问题。充电作为高度弹性可调节的用电部门，我们确实在想可以把充电站接入辅助服务市场，可以有效地改变线上用户的充电行为，帮助电网实现削峰填谷。”小桔能源总经理解晶晶表示。
现阶段，电动汽车用户可根据峰谷分时电价政策，结合自身用车习惯，在谷时增加充电、峰时减少用电，从而节省电费支出。事实上，有序充电的推行已实现了与电网峰谷调节需求的配合。目前，已经有多个电力市场开放配网侧灵活性资源参与，为规模化车网互动增加了可能的盈利来源，提供了有力支撑。
据了解，在电能量市场方面，目前山东、广东、山西等地区正加速推进储能、分布式能源、电动汽车、虚拟电厂、能源综合体等新兴市场主体参与现货市场。通过充分发挥分时价格作用，现货市场可引导电动汽车通过虚拟电厂聚合方式积极参与电力平衡，提升电力系统的灵活性和可靠性。此外，绿电交易也为电动汽车用电打通了“绿色渠道”。
在需求响应市场方面，目前已形成包括分时电价、削峰填谷等多类型需求响应项目，以广东、天津、山东、上海、江苏、浙江等地为代表，现已因地制宜制定需求响应方案，具备鲜明的地方特色。山东、江苏、江西等地着力解决迎峰度夏（冬）用电高峰期和新能源发电尖峰时段等电网电量平衡问题。
在辅助服务市场方面，目前电力辅助服务正在向服务多元化发展，公平透明、竞争有序的市场化辅助服务共享和分担机制正在形成，构建鼓励储能设备、需求侧资源（含电动汽车）等第三方参与的电力辅助服务市场。华北地区已将车网互动充电桩资源正式纳入华北电力调峰辅助服务市场并正式结算。北京地区可控电动汽车为山西电网、蒙西电网提供调峰资源。南方区域辅助服务市场也为电动汽车聚合调频服务提供者，参与南方区域调频辅助服务市场开放对应准入许可。
“从电网角度看，新能源汽车像一个巨大的‘电力海绵’，充电时间有弹性，充电行为可引导、规律可预测，具有很强的负荷调节特性和可调度储能潜力。通过实施有序充电、负荷聚合，能够有效促进新能源汽车参与移峰填谷，保障电力电量平衡，提高电力系统整体运行效率。”国家电网有限公司副总工程师李明表示。
近年来，车网互动取得了一系列有效进展，但谈及规模化发展仍为时尚早。
中国南方电网有限责任公司、中国电力企业联合会联合发布的《车网互动规模化应用与发展白皮书2023》指出，电能量市场和电力辅助服务市场为电动汽车提供了可靠的交易场所，但要组织电动汽车大规模进入市场并持续获利，还需解决4方面问题。首先，现有电力市场机制和交易品种还不足以对电动汽车灵活资源形成更广泛更持续的激励。其次，电网企业的信息安全开放程度尚不足以支撑规模化电动汽车灵活资源参与需要快速响应的辅助服务。再者，用户行为不确定性是电动汽车资源参与电力市场的最大障碍。最后，不同参与主体之间的电池信息壁垒也是影响精准调控的重要问题。
“现阶段有序充电比较可行而且比较现实，同样的充电容量能解决更多充电能力的问题。聚合互动通过价格的机制调动更多的电动汽车在有序进行充电，一定程度上能够减少电力高峰负荷，应该说这些年来运营商进行聚合还是取得了比较好的效果。”刘永东表示，车网互动的发展不止取决于电动汽车，也不止取决于充电运营商，还取决于电力汽车改革、电力市场交易、电力管理一系列政策支持，车网互动的实现取决于整个电力汽车改革的实现，才能真正全面实施。
