2019年2月,哥倫比亞大學(xué)SIPA學(xué)院全球能源政策中心發(fā)布《中美電動(dòng)汽車充電報(bào)告》。這份報(bào)告比較了世界上最大的兩個(gè)電動(dòng)汽車市場(chǎng),即中國(guó)和美國(guó)的電動(dòng)汽車充電情況,考察了政策、技術(shù)、商業(yè)模式等方面。該報(bào)告是基于對(duì)50多位業(yè)內(nèi)人士的采訪以及對(duì)中英文文獻(xiàn)的回顧。
報(bào)告分為六個(gè)部分,分別為摘要、電動(dòng)汽車充電現(xiàn)狀、電動(dòng)汽車充電未來預(yù)測(cè)、電動(dòng)汽車充電政策、電動(dòng)汽車充電技術(shù)與電動(dòng)汽車商業(yè)模式。本文為第四、五部分:
電動(dòng)汽車充電政策
A. 中國(guó)
中國(guó)政府將推動(dòng)電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展作為國(guó)家的政策,為之設(shè)定目標(biāo),并提供資金和任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。此外,許多省級(jí)和地方政府通過財(cái)務(wù)激勵(lì)措施促進(jìn)電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò),要求住宅建筑業(yè)主提供電動(dòng)汽車充電空間,并要求一定比例的商業(yè)停車位用于電動(dòng)汽車充電。
國(guó)家層面至少發(fā)布五份政策文件:
● 2015年9月,國(guó)務(wù)院發(fā)布“關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見”。該指南要求到2020年為500萬輛電動(dòng)汽車提供充足的充電基礎(chǔ)設(shè)施,所有新住宅建設(shè)將配備電動(dòng)汽車充電樁,大型公共建筑中10%的停車位可用于電動(dòng)汽車充電,每2000輛電動(dòng)汽車至少有一個(gè)公共充電站。該指南還呼吁建立公私合作伙伴關(guān)系,以發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施,特別是提到購(gòu)物中心、雜貨店和主要停車設(shè)施,作為應(yīng)該鼓勵(lì)安裝公共充電器的地點(diǎn)。
● 2015年10月,國(guó)家發(fā)改委頒布《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020年)》。該指南要求到2020年至少有120000個(gè)電動(dòng)汽車充電站和480萬個(gè)電動(dòng)汽車充電樁。該指南將中國(guó)劃分為三個(gè)區(qū)域,按不同區(qū)域推廣電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并呼吁建立一個(gè)覆蓋人口最多的東部沿海地區(qū)的高速公路電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)。
● 2016年1月,國(guó)家能源局發(fā)布一份通知,總結(jié)電動(dòng)汽車充電接口和通信協(xié)議的五項(xiàng)新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)于2015年底由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委、工業(yè)和信息化部等發(fā)布。
● 2016年1月,財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)和國(guó)家能源局發(fā)布新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施激勵(lì)政策的“十三五”規(guī)劃。該計(jì)劃包括9000萬元用于安裝充電基礎(chǔ)設(shè)施的資金、規(guī)定充電站應(yīng)具有最少數(shù)量的充電樁、在政府大樓安裝充電器、充電器的采購(gòu)將對(duì)任何充電制造商開放。
● 2016年7月,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布“關(guān)于加快居民區(qū)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的通知”,制定住宅充電標(biāo)準(zhǔn)和程序,并指定京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)為住宅充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展示范區(qū)。
許多省級(jí)和地方政府也通過財(cái)政激勵(lì)措施、新建筑建設(shè)要求和其他政策支持電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展:
● 深圳市為電動(dòng)汽車消費(fèi)者購(gòu)買保險(xiǎn)和安裝充電設(shè)備提供最高20000元的補(bǔ)貼。
● 其他30多個(gè)城市為家庭或公共電動(dòng)汽車充電提供多種形式的補(bǔ)貼。
● 早在2014年,廣州就要求新建筑必須有18%的停車位,要么配備電動(dòng)車充電,要么預(yù)留安裝位置。
● 2017年,北京市政府開始強(qiáng)制要求新住宅開發(fā)區(qū)的所有停車位都為EV充電器留出空間,新政府或國(guó)有企業(yè)建筑需要在25%的停車位安裝充電器。
B. 美國(guó)
美國(guó)聯(lián)邦政府在電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展方面發(fā)揮著次要作用。州和地方政府在這一領(lǐng)域發(fā)揮著更為重要的作用。
聯(lián)邦政策包括以下內(nèi)容:
● 安裝電動(dòng)汽車充電站將稅收抵免30%,最高可達(dá)1000美元。稅收抵免的對(duì)象為充電站所有者而非站點(diǎn)托管服務(wù)商。該政策已于2017年底到期。
● 美國(guó)能源部開展的支持工作場(chǎng)所和市政電動(dòng)汽車充電的無償計(jì)劃。這些計(jì)劃為雇主和市政當(dāng)局提供了一個(gè)論壇,讓他們相互學(xué)習(xí)電動(dòng)汽車充電經(jīng)驗(yàn)。
● 美國(guó)高速公路電動(dòng)汽車充電走廊規(guī)劃。2016年11月,美國(guó)聯(lián)邦公路管理局根據(jù)各州提交的建議,在25000英里的美國(guó)高速公路上指定48條電動(dòng)汽車充電走廊。走廊包括從圣地亞哥到加拿大邊境的5號(hào)州際公路;80號(hào)州際公路,從內(nèi)布拉斯加州到紐約市。雖然走廊主要為現(xiàn)有充電器提供標(biāo)牌,但聯(lián)邦政府有權(quán)為沿走廊的電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施提供高達(dá)45億美元的貸款擔(dān)保。到目前為止,該計(jì)劃尚未發(fā)放任何貸款擔(dān)保。
許多州提供安裝電動(dòng)汽車充電設(shè)備的激勵(lì)措施。包括退稅、稅收抵免、免稅、補(bǔ)助和貸款(下表)。
● 科羅拉多州Charge Ahead計(jì)劃為安裝公共充電器提供高達(dá)16000美元的企業(yè)稅收抵免。
● 加利福尼亞州為安裝充電器的企業(yè)提供低息貸款計(jì)劃。
許多城市政府和電力公司也為電動(dòng)汽車充電提供折扣、補(bǔ)助、城市土地或通行權(quán):
● 洛杉磯水電部為企業(yè)安裝的每個(gè)充電器提供高達(dá)4000美元的獎(jiǎng)勵(lì)。
● 愛達(dá)荷州電力公司限時(shí)為裝有電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的商店提供2500美元獎(jiǎng)勵(lì)。
表 美國(guó)州政府電動(dòng)汽車充電獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃
除了財(cái)政激勵(lì)措施外,一些州還通過標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和規(guī)范來推動(dòng)電動(dòng)汽車充電。俄勒岡州要求房主協(xié)會(huì)在60天內(nèi)批準(zhǔn)新的住宅電動(dòng)汽車充電器申請(qǐng)。加利福尼亞州的CalGreen規(guī)則更進(jìn)一步,要求擁有超過17個(gè)單元的住宅建筑至少預(yù)留3%的停車位安裝電動(dòng)汽車充電器。該規(guī)范規(guī)定了接線實(shí)踐、標(biāo)簽、電動(dòng)汽車充電空間尺寸和標(biāo)記以及可訪問性。
電動(dòng)汽車充電技術(shù)
中國(guó)和美國(guó)的電動(dòng)汽車充電技術(shù)大致相似。在這兩個(gè)國(guó)家,電線和插頭是電動(dòng)汽車充電的絕對(duì)主導(dǎo)技術(shù)(無線充電和換電充其量只是少量存在)。在充電水平、充電標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議方面,兩國(guó)存在差異。下面討論這些相似之處和不同之處。
A. 充電等級(jí)
在美國(guó),大量的電動(dòng)汽車充電采用未經(jīng)修改的家用墻壁插座,電壓為120伏。這通常稱為1級(jí)或“涓流”充電。對(duì)于1級(jí)充電,典型的30kWh電池需要大約12個(gè)小時(shí)才能從20%充電到接近滿電狀態(tài)(中國(guó)電壓為240伏)。
在中國(guó)和美國(guó),大量的電動(dòng)汽車充電電壓為220伏(中國(guó))或240伏(美國(guó))。在美國(guó),這被稱為2級(jí)充電。這種充電可以使用未修改的插座或?qū)S玫腅V充電設(shè)備進(jìn)行,并且功率通常為6-7kW。當(dāng)在220-240伏特充電時(shí),典型的30千瓦時(shí)電池需要大約6小時(shí)才能從20%充電到接近滿電狀態(tài)。
中國(guó)和美國(guó)都有不斷增長(zhǎng)的直流快速充電器網(wǎng)絡(luò),通常功率為24千瓦、50千瓦、100千瓦或120千瓦。一些站點(diǎn)的充電功率可達(dá)到350千瓦甚至400千瓦。這些直流快速充電器可以將車輛充電時(shí)間從大約一小時(shí)縮短至十分鐘。
B. 充電標(biāo)準(zhǔn)
i. 中國(guó)
中國(guó)有一個(gè)全國(guó)范圍的電動(dòng)汽車快速充電標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)有三種電動(dòng)汽車快速充電標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)被稱為中國(guó)GB/T.(GB為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的縮寫。)中國(guó)GB/T經(jīng)過幾年的發(fā)展,于2015年發(fā)布?,F(xiàn)在,所有在中國(guó)銷售的新電動(dòng)車都必須使用國(guó)標(biāo)。包括特斯拉、日產(chǎn)和寶馬在內(nèi)的國(guó)際汽車制造商在中國(guó)市場(chǎng)銷售的電動(dòng)汽車采用GB/T標(biāo)準(zhǔn)。GB/T目前允許快速充電的最大輸出功率為237.5kW(950V,250安培),但許多中國(guó)直流快速充電器僅提供50kW充電。新的GB/T將在2019年或2020年發(fā)布,據(jù)報(bào)道,該標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步升級(jí),包括為大型商用車提供高達(dá)900kW功率的快速充電標(biāo)準(zhǔn)。GB/T是中國(guó)唯一的標(biāo)準(zhǔn):少數(shù)出口到國(guó)外的中國(guó)制造的電動(dòng)汽車使用其他標(biāo)準(zhǔn)。
2018年8月,中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)(CEC)宣布與總部設(shè)在日本的電動(dòng)汽車用快速充電器協(xié)會(huì)(CHAdeMO)達(dá)成諒解備忘錄,共同開發(fā)超快速充電。雙方將在共同感興趣的議題開展專題討論、信息交換,就中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)與CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)間開展深入合作,在充電設(shè)施國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化方面開展溝通和協(xié)調(diào),重點(diǎn)推進(jìn)電動(dòng)汽車大功率充電領(lǐng)域的合作。
ii. 美國(guó)
在美國(guó),直流快速充電有三種充電標(biāo)準(zhǔn):CHAdeMO、CCS SAE Combo和Tesla。
CHAdeMO是第一個(gè)電動(dòng)汽車快速充電標(biāo)準(zhǔn),可追溯到2011年。它由東京電力公司開發(fā),代表“Charge to Move”(日語(yǔ)中的雙關(guān)語(yǔ))。目前日產(chǎn)Leaf和三菱歐藍(lán)德PHEV使用CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn),它們是最暢銷的電動(dòng)車之一。Leaf在美國(guó)的成功可能部分歸功于日產(chǎn)早期承諾在經(jīng)銷商和其他城市地區(qū)推出CHAdeMO快速充電基礎(chǔ)設(shè)施。截至2019年1月,美國(guó)有超過2900個(gè)CHAdeMO快速充電器(日本超過7400個(gè),歐洲有7900個(gè))。2016年,CHAdeMO宣布將其標(biāo)準(zhǔn)從最初的70千瓦提升至150千瓦。2018年6月,CHAdeMO宣布推出400千瓦充電器,使用1000V、400安培液冷電纜。更高的充電功率將滿足諸如卡車和公共汽車等大型商用車輛的需求。
美國(guó)的第二種充電標(biāo)準(zhǔn)稱為CCS或SAE Combo。它由一群歐洲和美國(guó)汽車制造商于2011年發(fā)布。單詞combo表示插頭包含交流充電(最高43kW)和直流充電。在德國(guó),電動(dòng)汽車充電接口倡議組織((CharIN)的成立是為了倡導(dǎo)廣泛采用CCS。與CHAdeMO不同,CCS插頭可通過單個(gè)端口實(shí)現(xiàn)直流和交流充電,從而減少車身所需的空間和開口。捷豹、大眾、通用汽車、寶馬、戴姆勒、福特、FCA和現(xiàn)代都支持CCS。特斯拉也加入聯(lián)盟,并于2018年11月宣布其在歐洲市場(chǎng)銷售的車輛將配備CCS充電端口。雪佛蘭Bolt和BMW i3是美國(guó)使用CCS充電標(biāo)準(zhǔn)的代表車型。雖然目前的CCS快速充電器提供大約50千瓦的充電,但Electrify America計(jì)劃在未來升級(jí)為350千瓦的快速充電。
美國(guó)的第三個(gè)充電標(biāo)準(zhǔn)由特斯拉運(yùn)營(yíng)。特斯拉于2012年9月在美國(guó)推出自己的專有充電網(wǎng)絡(luò)。特斯拉增壓器通常工作電壓為480伏特,最大充電功率為120千瓦。截至2019年1月,特斯拉網(wǎng)站在美國(guó)列出595個(gè)超充站點(diǎn),另有420個(gè)站點(diǎn)即將開業(yè)。2018年5月,特斯拉表示未來其充電器可能達(dá)到350千瓦的功率水平。
C. 充電通信協(xié)議
充電通信協(xié)議是優(yōu)化充電以滿足用戶需求(檢測(cè)充電狀態(tài)\電池電壓和安全性)和電網(wǎng)(包括配電網(wǎng)容量、使用時(shí)間定價(jià)和需求響應(yīng)措施)所必需的。中國(guó)GB/T和CHAdeMO使用名為CAN的通信協(xié)議,而CCS使用PLC協(xié)議。而開放式通信協(xié)議,例如由開放式充電聯(lián)盟開發(fā)的開放式充電點(diǎn)協(xié)議(OCPP),在美國(guó)和歐洲變得越來越流行。
D. 成本
中國(guó)的家用充電器比美國(guó)便宜。在中國(guó),典型的7千瓦壁掛式家用充電器在線零售價(jià)在1200至1800元之間(安裝需要額外費(fèi)用)。購(gòu)買私人電動(dòng)汽車大多附帶充電器硬件和安裝服務(wù)。在美國(guó),2級(jí)家用充電器的成本在450美元至600美元之間,平均安裝費(fèi)用約為500美元。
在這兩個(gè)國(guó)家,直流快速充電設(shè)備的成本要高得多。但兩國(guó)之間的成本差異很大。一位接受本報(bào)告采訪的中國(guó)專家估計(jì),在中國(guó)安裝一個(gè)50千瓦的直流快速充電站通常需要4.5到6萬元人民幣,充電站本身約需人民幣2.5到3.5萬元,其余為布線、地下基礎(chǔ)設(shè)施、勞動(dòng)力等其他成本。在美國(guó),直流快速充電設(shè)備可能需花費(fèi)數(shù)萬美元。影響安裝直流快速充電設(shè)備成本的主要變量包括勞動(dòng)力成本、變壓器升級(jí)、新電路或升級(jí)電路等。