一、充電設施技術及標準

　　(一)充電站發(fā)展趨勢

　　隨著新能源汽車的逐步推廣和產業(yè)化以及新能源汽車技術的日益發(fā)展，新能源汽車對充電站的技術要求體現(xiàn)了一致的趨勢，要求充電站具有相應的發(fā)展目標：

　　1、充電快速化

　　目前新能源汽車用鋰離子動力蓄電池仍然存在著比能量低、一次充電續(xù)駛里程短的問題。因此，在目前動力電池不能直接提供更多續(xù)駛里程的情況下，如果能夠實現(xiàn)電池充電快速化，從某種意義上也就解決了電動汽車續(xù)駛里程短這個致命弱點。

　　2、充電通用化

　　在多種類型蓄電池、多種電壓等級共存的市場背景下，用于公共場所的充電裝置必須具有適應多種類型蓄電池系統(tǒng)和適應各種電壓等級的能力，即充電系統(tǒng)需要具有充電廣泛性，具備多種類型蓄電池的充電控制算法，可與各類電動汽車上的不同蓄電池系統(tǒng)實現(xiàn)充電特性匹配，能夠針對不同的電池進行充電。因此，在電動汽車商業(yè)化的早期，就應該制定相關政策措施，規(guī)范公共場所用充電裝置與電動汽車的充電接口、充電規(guī)范和接口協(xié)議等。

　　3、充電智能化

　　制約電動汽車發(fā)展及普及的最關鍵問題之一，是儲能電池的性能和應用水平。優(yōu)化電池智能化充電方法的目標是要實現(xiàn)無損電池的充電，監(jiān)控電池的放電狀態(tài)，避免過放電現(xiàn)象，從而達到延長電池的使用壽命和節(jié)能的目的。充電智能化的應用技術發(fā)展主要體現(xiàn)在以下方面：

　　●優(yōu)化的、智能充電技術和充電機、充電站；

　　●電池電量的計算、指導和智能化管理；

　　●電池故障的自動診斷和維護技術等。

　　4、電能轉換高效化

　　電動汽車的能耗指標與其運行能源費緊密相關。降低電動汽車的運行能耗，提高其經濟性，是推動電動汽車產業(yè)化的關鍵因素之一。對于充電站，從電能轉換效率和建造成本上考慮，應優(yōu)先選擇具有電能轉換效率高，建造成本低等諸多優(yōu)點的充電裝置。

　　5、充電集成化

　　本著子系統(tǒng)小型化和多功能化的要求，以及電池可靠性和穩(wěn)定性要求的提高，充電系統(tǒng)將和電動汽車能量管理系統(tǒng)集成為一個整體，集成傳輸晶體管、電流檢測和反向放電保護等功能，無需外部組件即可實現(xiàn)體積更小、集成化更高的充電解決方案，從而為電動汽車其余部件節(jié)約出布置空間，大大降低系統(tǒng)成本，并可優(yōu)化充電效果，延長電池壽命。

　　經過幾年的技術及應用的積累，國內的充電設備技術已達到大規(guī)模普及的條件，技術已不再成為行業(yè)發(fā)展的壁壘。

　　(二)充電設備的種類、應用

　　充電技術包括車載便攜充電器、交流充電以及直流充電：(1)車載便攜充電器：連接普通家用 220V 插座，低功率，充電時間較長，一般僅作為應急備用設備；(2)家用交流充電樁：供電動汽車車主私人使用，由電動汽車制造商配套安裝在家庭住宅停車位；(3)公用交流/直流充電樁：在公用停車場等，由充電樁運營商負責運營，為電動汽車提供充電服務；(4)直流充電站：即“快充”，特點是充電功率大，充電時間較短，一般按照城市規(guī)劃建設，功率通常在 60kW以上。

　　圖表 1 不同充電設施特性比較

　　一般意義上的充電設備指充電樁，分為交流充電樁和直流充電樁兩類。(注：本報告不討論無線充電，該領域分析請關注本微信公眾號后續(xù)的研究報告)

　　交流充電樁，俗稱就是“慢充”，固定安裝在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電機(即固定安裝在電動汽車上的充電機)提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。相當于只是起了一個控制電源的作用的。交流充電樁提供單或雙路220VAC/380VAC輸出接口，交流充電樁的輸出功率一般在5KW(220VAC)/20KW(380VAC)，但真正的充電功率是受車載充電機的制約的，一般小型電動汽車的車載充電功率在2-3KW之間。為40KWh左右的電動汽車充電，交流充電樁家庭用戶較多。

　　直流充電樁，俗稱就是“快充”，它是固定安裝在電動汽車外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車載電動汽車動力電池提供直流電源的供電裝置。直流充電樁的輸入電壓采用三相四線AC380V±15%，頻率50Hz，輸出為可調直流電，直接為電動汽車的動力電池充電。由于直流充電樁采用三相四線制供電，可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調整范圍大，可以實現(xiàn)快充的要求。直流充電樁充電速度遠遠快于交流充電樁，主要應用于高速公路、城市干道、辦公樓、商場等對充電速度有較高要求的場所。

　　國內電動汽車充電硬件接口除特斯拉外，其他車型充電接口已經統(tǒng)一，交流充電接口為7孔，直流充電接口為9孔。

　　圖表 2 直流充電樁和交流充電樁充電原理及插頭示意圖

　　(三)相關標準不斷完善

　　目前，我國已基本建立充電基礎設施標準體系，包括術語、動力電池箱、充電系統(tǒng)及備、充換電接口、換電系統(tǒng)及設備、充/換電站及服務網(wǎng)絡、建設與運行、附加設備等8個部分，58項標準。

　　新標準對充電接口和通信協(xié)議進行了全面系統(tǒng)的規(guī)范，為充電設施質量保證體系提供了技術保障，確保了電動汽車與充電設施的互聯(lián)互通，避免了市場的無序發(fā)展和充電“孤島”，有利于降低因不兼容而造成的社會資源浪費，對促進電動汽車產業(yè)政策落地，增強購買使用電動汽車消費信心將起到積極的促進作用。

　　2015 年 12 月，國家質檢總局、國家標準委聯(lián)合國家能源局、工信部、科技部等部門發(fā)布新國標，全面提升了充電的安全性與兼容性，對充電樁產業(yè)的規(guī)范發(fā)展奠定基石。

　　圖表 3 充電設施新國標標準及內容

　　二、充電領域政策及補貼

　　(一)國家層面

　　截至2016年6月，國家共出臺新能源汽車相關政策30項，其中充電設施相關政策4項。

　　圖表 4 新能源汽車相關政策統(tǒng)計(截至2016年6月30日)

　　2015年11月，國家發(fā)改委發(fā)布了《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南(2015-2020年)》，明確提出到2020年，全國將新增集中式充換電站1.2萬座，分散式充電樁480萬個，以滿足全國500萬輛電動汽車充電需求。

　　2016 年1月，財政部、工信部、發(fā)改委、能源局聯(lián)合下發(fā)《關于“十三五”新能源汽車充電基礎設施獎勵政策及加強新能源汽車推廣應用的通知》，未來各地方政府將繼續(xù)安排資金對充電基礎設施建設、運營給予獎勵補貼。

　　(二)地方層面

　　2016年以來，地方層面的充電設施補貼陸續(xù)出臺并實施。截至2016年8月29日，全國共有北京、上海、廣州、中山、惠州、重慶、山東、青島、濰坊、河北、石家莊、衡水、山西、運城、瀘州、安徽、安慶、滁州、銅陵、淮北、天津濱海、武清、浙江、金華、溫州、許昌、鄭州、成都、杭州、合肥、廣西、柳州、云南、青海、江西、陜西、湖南、福建、甘肅、海南等14省26市出臺電動汽車充電規(guī)劃或補貼，而新疆、哈爾濱、貴陽、西安、煙臺、文昌、沈陽、?？?、河南、江蘇等10個省市自治區(qū)的充電規(guī)劃或補貼在其新能源汽車推廣方案(指導意見)中均有提及。

　　在電動汽車充電設施補貼方面，共有北京、上海、廣州、惠州、成都、西安、合肥、沈陽、西安、?？凇⒏拭C、江蘇11省市明確充電設施補貼標準，其中僅有上海、廣州、成都、甘肅四省市出臺了電動汽車充電補貼細則。

　　三、充電設施市場規(guī)模及空間

　　2015年，中國新能源汽車產量達到37.9萬輛，呈爆發(fā)式增長態(tài)勢，然而充電基礎設施建設遠遠落后。截至2015年底，國內已建成的充換電站3600座，公共充電樁4.9萬個，車樁比大約為9：1，按照新能源汽車與充電樁1：1的標準配置來看，充電基礎設施建設缺口巨大。

　　國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截止2016年6月底，全國已建成公共充電樁8.1萬個，比去年底增長65%；隨車建成私人充電樁超過5萬個，比去年底增長約12%。2016年1-6月全國新能源汽車充電量超過6億千瓦時，替代燃油約20萬噸，電動汽車的發(fā)展對能源結構調整和城市環(huán)境提升貢獻明顯。

　　根據(jù)國家規(guī)劃，到2020年建成1.2萬個集中式充電站，480萬個分散式充電樁，以滿足全國500萬輛電動汽車的充電要求。假設 1.2 萬座充換電站全部由 10 臺 100kW 直流充電樁構成，充電設備占充電站總投入 30%，480 萬個散式充電樁為 7kW 交流充電樁，按照直流充電樁 1元/W、交流充電樁 0.35/W 的市場價格，充電設施市場空間將超過450億元。

　　圖表 5 2015-2020年國內充電站及充電樁數(shù)量

　　四、充電站投資主體

　　我國充電設施投資主體主要有國網(wǎng)、南網(wǎng)、普天，其中國家電網(wǎng)作為落實國家新能源汽車戰(zhàn)略的主要實施者，近年來在充電設施建設領域始終保持行業(yè)主導地位。2015年，國家電網(wǎng)共完成充電設備招標容量90萬KW，較 2014 年同比增長超 800%；2016年上半年，國家電網(wǎng)兩次招標總容量達到 92.5 萬 kW，超過國網(wǎng)2015 年全年招標總量。

　　圖表 6 國內充電站投資主體市場結構

　　五、充電設施運營模式情況

　　我國新能源汽車從2005年開始初見端倪，同時充電設施建設也開始從無到有，充換電站的運營模式也不斷創(chuàng)新。由起步階段的“換電為主、充電為輔”到目前以充電為主的模式，從趨勢來看，未來充電模式將成為行業(yè)主流的商業(yè)模式。

　　隨著“十三五”的推進，充電設施市場正在進入市場啟動期，主流廠商逐步確立，商業(yè)模式日益清晰，產業(yè)鏈分工進一步明確；2020年，我國充電設施市場有望進入高速發(fā)展期，行業(yè)進入門檻將顯著提升或出現(xiàn)壟斷現(xiàn)象，行業(yè)盈利水平將保持穩(wěn)定。

　　圖表 7 我國電動汽車充換電業(yè)務模式發(fā)展趨勢

　　盈利模式方面，目前國內充電樁可見盈利模式仍以收取充電費用的單一方式為主，且受設備利用率較低等影響，盈利能力極低。以一座包括10臺100kW直流充電樁的充電站為例，在 30%建設補貼的情況下總投資約為 326.7 萬元，若每日累計充電時長為 5 小時，充電樁使用率為50%，則該充電站設備使用率為10.4%，計算可得該充電站內部收益率為 12%，而設備使用率的提高將顯著提高充電站經營水平。

　　圖表 8 充電站收益率測算

　　圖表 9 充電設備利用率與充電站內部收益率之間的關系

　　目前國內充電站建設不含征地費用的投資在300萬元至700萬元之間，同時還要考慮增建發(fā)電廠、改造變電站等配套設施。由于充電站直充模式下電動車需要較長時間的等待，這就決定了充電站的占地面積要比普通加油站要大，以便停下更多的車。而在寸土寸金的城市交通節(jié)點處的征地成本可能會非常高。為同樣數(shù)量的電動車充電所占用的面積比為普通汽車加油所占的面積要大5倍以上。在目前階段，新能源汽車保有量不足的情況下，充電站實際運營過程中很難盈利，這也是目前充電站建設低于預期的重要原因。

　　總體來看，受益于新能源汽車市場的快速發(fā)展，未來幾年將是充電設施建設的高峰期，但商業(yè)模式還處于探索階段，對參與企業(yè)而言(充電設施產業(yè)鏈企業(yè)將會在后續(xù)報告中分析)，有較大的不確定性。在設備行業(yè)，新進入者大多跨行，窺探新能源汽車行業(yè)的豐厚利潤，未來企業(yè)的競爭更加激烈。但從產業(yè)戰(zhàn)略層面來講，商業(yè)模式的選擇比虛假的市場繁榮更為重要，因此我們預計在充電設施行業(yè)，企業(yè)數(shù)量由少到多，再出現(xiàn)整合的發(fā)展規(guī)律。