中國儲能網(wǎng)訊：近日，國網(wǎng)能源研究院何博博士在“2017第二屆電動汽車及充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運營高峰論壇”做了名為“電動汽車與充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與展望”的演講，以下為演講全文：
何博：今天要為大家介紹的是國網(wǎng)能源研究院近期完成的有關(guān)于電動汽車與充電基礎(chǔ)設(shè)施整體的現(xiàn)狀以及作為一個行業(yè)未來發(fā)展前景的展望。
電動汽車與充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀與規(guī)律分析
當今電動汽車發(fā)展大勢不可逆轉(zhuǎn)
在細致地去梳理現(xiàn)狀之前我們先從兩個更加宏觀的視角來看待電動汽車與充電基礎(chǔ)設(shè)施這兩個事物。
首先是電動汽車，從歷史的視角來看，到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了“三起兩落”的歷程，也就是說電動汽車并不是近期才產(chǎn)生的新生事物，其發(fā)展歷史已經(jīng)超過百年，前兩次都以失敗告終，從內(nèi)因上來講是由于動力電池技術(shù)進展緩慢，不足以支撐電動汽車大規(guī)模的使用。從外因上來講可能各有不同，總體來看，從2008年以來這輪電動汽車的興起，無論是內(nèi)因，也就是動力鋰離子電池的技術(shù)進步，還是外因，包括一些產(chǎn)業(yè)政策等各個方面的制約，這些限制因素現(xiàn)在看來都得到了或多或少的重大突破，所以我們這次的判斷也就是2008年以來，這次電動汽車再次興起，應(yīng)該是電動汽車真正登上世界舞臺，成為主流的這樣一種交通方式的絕佳機會。
讓我們換一個視角，從能源的視角來看，總體上判斷電能替代在各個領(lǐng)域，尤其是終端能源消費的領(lǐng)域，是避不可避的一個趨勢。非交通領(lǐng)域，過去幾十年來電力和石油占中國能源消費的比重呈現(xiàn)了此消彼漲的態(tài)勢，但是在交通領(lǐng)域中，由于長期沒有解決移動儲能也就是動力電池方面的問題，導(dǎo)致電力在交通領(lǐng)域終端能源消費中的占比一直進展不大，從這樣一個趨勢來看，交通領(lǐng)域可以說是電能替代目前最后的主戰(zhàn)場，也是未來10年、20年內(nèi)我們認為電能替代在中國能源消費最重要的環(huán)節(jié)。
從以下幾個方面來詳細地描述一下電動汽車以及充電基礎(chǔ)設(shè)施整體的狀況。
從政策方面，總體上來看，電動汽車在美、日、歐包括我國都成為了產(chǎn)業(yè)政策的重點，在政策推動下市場規(guī)模近幾年得到了快速增長，政策無非就是“胡蘿卜+大棒”兩個大方面，總體各國采用的政策制定方法方式基本都是相似的。
從技術(shù)方面，之前制約電動汽車發(fā)展的動力電池可以說從近年來，就是從2008年以來得到了非?？焖俚倪M步，無論是能量密度，還是單位能量價格，這些關(guān)鍵技術(shù)指標都有了長足的進步。
從產(chǎn)業(yè)界方面，基本上汽車產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)逐漸形成了共識：共同發(fā)力來推動電動汽車的進步。這里大概可以分為三類，首先，第一類就是稱之為領(lǐng)軍車企，舉兩個例子如特斯拉和比亞迪，這兩家車企為代表的電動汽車領(lǐng)軍企業(yè)不斷地推出明星產(chǎn)品，銷量與市場份額不斷提升，第二個，也是去年年底以來一個非常明顯的轉(zhuǎn)型，就是以德國大眾、日本豐田等為代表的傳統(tǒng)車企巨頭，也開始認識到電動汽車這一不可逆的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)向全力地聚焦電動汽車并且?guī)影ū捡Y、本田、斯巴魯?shù)纫淮笈膫鹘y(tǒng)車企加快轉(zhuǎn)型。最后，特別是我國有一批新興的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也參與其中。
產(chǎn)品來看，我們一個研究的結(jié)論，總體呈現(xiàn)了兩頭熱、中間相對薄弱的這樣一個特點。兩頭熱，就是微型車、低端車，這實際就是我國廣大的縣城包括農(nóng)村地區(qū)隨處可見的低端電動汽車，還有兩輪、三輪的電動自行車，在低端的交通工具領(lǐng)域，電氣化在我國已經(jīng)有了很大的比重，高端優(yōu)質(zhì)的電動汽車，包括像特斯拉，有一個數(shù)據(jù)，在美國大型豪華轎車這樣一個細分領(lǐng)域，特斯拉Model S占比接近30%，遠遠超過我們傳統(tǒng)印象當中的奔馳S、奧迪A8等等，Model S排名第一而且搖搖領(lǐng)先。中間狀態(tài)，就是大部分基于燃油車改造的電動汽車，目前來看還是沒有能在全球范圍內(nèi)得到市場認可，總體上它的競爭力還是比較薄弱。
充電行業(yè)標準制定是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵
充電基礎(chǔ)設(shè)施方面，首先，在政策扶持上逐漸的成了各國扶持的重點，包括美國、歐洲、日本、中國在內(nèi)，都出臺了詳細的扶持政策體系。
充電行業(yè)標準的制定，一直是充電行業(yè)發(fā)展的重中之重，也是規(guī)范發(fā)展的一個關(guān)鍵。目前我國的國標體系已經(jīng)跟美國的SAE標準體系、IEC、日本的CHAdeMO形成了世界上四大主流標準體系。從數(shù)量來看，全球范圍內(nèi)充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量正在快速增長，這里的數(shù)據(jù)是截至去年年底的，我國公共充電設(shè)施達到了14.1萬個，遠遠領(lǐng)先于美國、歐洲、日本。
從充電基礎(chǔ)設(shè)施的市場參與主體來看，日趨多元化是全球范圍內(nèi)共同的發(fā)展趨勢，大致我們歸納分成四類，首先是新興的專業(yè)化的充電運營商，包括美國的chargepoint，還有車企特斯拉、國內(nèi)的比亞迪等，這個專業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)化的充電設(shè)施的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺為例子的就是美國有一個plugshare，沒有自己的充電樁，只提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。最后是傳統(tǒng)的充電企業(yè)，包括我們的國家電網(wǎng)公司，美國的EVGO等。
小結(jié)一下，本輪間同電氣化轉(zhuǎn)型的內(nèi)在驅(qū)動力源自鋰離子電池技術(shù)的突破，外部驅(qū)動力則源自各國能源轉(zhuǎn)型升級和搶占全球新一輪產(chǎn)業(yè)競爭制高點的訴求，近幾年有了實質(zhì)性突破，充電基礎(chǔ)設(shè)施近年來在各各方面進展較快，形成了網(wǎng)絡(luò)化的總體發(fā)展趨勢，但是發(fā)展的程度與發(fā)達國家相比還有比較大的差距，各國對充電設(shè)施的重視程度和投入力度雖然明顯加大，可還遠遠不夠，仍需加強。
電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景展望
五大因素影響電動汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展
這里我們選擇了一個切入點，首先，研究電動汽車為代表的這樣一類新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所具備的一個非線性特征，新興產(chǎn)業(yè)往往會在發(fā)展初期呈現(xiàn)出非常強烈的非線性的快速增長特質(zhì)，這一過渡階段往往也是產(chǎn)業(yè)格局塑造的關(guān)鍵。實際上我們研究的重點，就是電動汽車作為一個新興產(chǎn)業(yè)能否成功地突破幼年期、進入成長期、最終進入行業(yè)自主發(fā)展的成熟期。進入這樣一個轉(zhuǎn)折點的關(guān)鍵問題我們梳理形成了五大關(guān)鍵問題：第一，能否有效地突破動力電池最大的技術(shù)瓶頸。第二，能否有效突破市場接受程度的瓶頸。第三，能否有效突破充電設(shè)施的瓶頸。第四，它與其他包括像氫燃料電池汽車等技術(shù)路線相比，其他的技術(shù)路線是否會有顛覆電動汽車整體技術(shù)路線風(fēng)險。第五，電動汽車能不能夠?qū)崿F(xiàn)我們發(fā)展的初心，也就是能不能有顯著的資源與環(huán)境效率。
第一，能否有效突破動力電池瓶頸。綜合全國內(nèi)外主流機構(gòu)的判斷，依托現(xiàn)有鋰離子技術(shù)路線的改進和提升，到2020年，動力電池系統(tǒng)能量密度提高1倍以上，價值下降一半以上，將有效突破動力電池技術(shù)瓶頸。
第二，能否有效突破市場的瓶頸。我們將從三個方面來論述這個問題，首先是用戶體驗，在乘用車和公交、出租等一些主流市場，從總體來看，電動汽車體驗顯著的優(yōu)于燃油車，當然也有目前行駛里程不長、充電時間過長等一些制約的瓶頸，但是隨著動力電池的技術(shù)進步，這些制約的瓶頸將會逐漸消失，總體上電動汽車的用戶體驗，包括低噪音、高舒適等，要顯著優(yōu)于燃料汽車。當然也有相應(yīng)的一些短板，比如大中型的載貨、載客汽車，以及在高寒地區(qū)電動汽車的用戶體驗可能相對要差一些。
政策力度方面，我們總體的判斷是，各國仍將保持比較強的扶持政策力度，從而確保電動汽車在政策方面能夠繼續(xù)享受一定的優(yōu)待，至少是在相當長的一段時間之內(nèi)。
經(jīng)濟性方面，經(jīng)過對比電動汽車與燃油車的全周期相對經(jīng)濟性比較模型，總體來看考慮到國家當前的政策補貼情景，以及未來發(fā)展的動力電池以及電動汽車規(guī)模量產(chǎn)包括技術(shù)比較成熟之后，電動汽車在全生命周期內(nèi)相對于燃油汽車是有比較顯著的經(jīng)濟性優(yōu)勢的。
第三，能否有效突破基礎(chǔ)設(shè)施的瓶頸。我們總體得出一個結(jié)論，充電基礎(chǔ)設(shè)施由于大電網(wǎng)以及各類已有的停車基礎(chǔ)設(shè)施的存在，并沒有土地、技術(shù)、能源資源等方面的硬性約束，并且去建設(shè)加油站、加氣站、加氫站相對而言它的難度實際上是更低的，只要在政策機制、商業(yè)模式上實現(xiàn)突破，完全可以實現(xiàn)快速發(fā)展。
第四，其他技術(shù)路線能否顛覆電動汽車市場。通過對不同技術(shù)路線之間從能源交通這樣一個大系統(tǒng)的對比，主要是選取了傳統(tǒng)燃油車常規(guī)的混合動力、電動汽車、氫燃料電池汽車，可以發(fā)現(xiàn)在考慮未來可再生能源發(fā)電路徑的這樣一個情景下，電動汽車它整體的利用效率要比燃料電池車、常規(guī)混合動力車高出近一倍，總體是最優(yōu)的選擇。
常規(guī)的混合動力汽車，主要是存在利用效率的“天花板”。氫燃料電池汽車，由于氫氣只是一種三次氣體能源，整體轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)更多、轉(zhuǎn)化的效率更低，從總體能源系統(tǒng)的綜合效率來看，僅僅能夠達到電動汽車的一半左右，電動汽車就是由于我們大電網(wǎng)的存在，能夠?qū)崟r高效的去對接發(fā)電側(cè)的可再生能源以及消費測我們的電動汽車資源，包括清潔等用電環(huán)節(jié)的新模式、新業(yè)態(tài)的資源，從而實現(xiàn)整體能源系統(tǒng)的效率最優(yōu)。
第五，電動汽車能否取得預(yù)期的資源和環(huán)境效益。這也是目前在網(wǎng)絡(luò)上、在社會各個方面還存在一定爭執(zhí)。我們總體分了三種不同的情景，純煤電情景、75%煤電情景，以及未來清潔能源為主發(fā)電和互動能源為主的情景，總體來看，純煤電情景下電動汽車確實資源與環(huán)境的友好性略低于柴油車，但是是要比汽油車好。75%的煤電情景下電動汽車展現(xiàn)出了一定優(yōu)勢，未來如果清潔能源加上智能互動為主的情景下，電動汽車的優(yōu)勢將會更加明顯。
最后是對電動汽車的發(fā)展前景做出一些量化的結(jié)論。這是其他的機構(gòu)對于電動汽車前景的一個總體的研判，基本都還是比較樂觀的。通過研究我國電動汽車市場未來總體的情況，將我國電動汽車市場分成了三類區(qū)域、八類市場，構(gòu)建了政策目標與政策修正情景兩類情景進行預(yù)測。
我們認為2020年能夠達到500萬輛的國家規(guī)劃目標，到2030年將有望突破5000萬輛。從市場結(jié)構(gòu)來看，公共服務(wù)市場，也就是公交車、出租車等這樣一些公共服務(wù)領(lǐng)域，電氣化率相對會更早達到一個比較高的水平。
區(qū)域分布預(yù)測，無論是政策目標情景下，還是在所謂政策修正情景下，都可以看到總體上我國還是會呈現(xiàn)不同區(qū)域之間發(fā)展不均衡的這樣一個總體態(tài)勢，更加集中在加快發(fā)展，就是京津冀、長三角等這樣一些經(jīng)濟比較發(fā)達更加注重環(huán)境、環(huán)保問題的省市。
最后也是對電動汽車“以電代油”的效益做了總體測算。從總體來講，能源安全角度，電動汽車的發(fā)展也有利于降低我國對石油依存度，降低碳排放，降低燃油的消耗量。
電動汽車產(chǎn)業(yè)到2020年有望孕育成熟，成功擺脫對政府補貼政策的依賴，進入產(chǎn)業(yè)成長期，到2020年保有量將突破500萬輛，2030年超過3000萬輛，公共服務(wù)領(lǐng)域電氣化提升最快，雖然數(shù)量占比少、但電量占比高，將成為“以電代油”過程中的關(guān)鍵少數(shù)。
充電基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)特征與發(fā)展前景展望
從供給側(cè)、需求側(cè)方面看待充電基礎(chǔ)設(shè)施需求
從充電基礎(chǔ)設(shè)施需求側(cè)入手，總體一個結(jié)論，有沒有固定的停車條件是影響用戶對充電設(shè)施需求的一個最關(guān)鍵因素。
通過預(yù)測我國充電基礎(chǔ)設(shè)施總體發(fā)展需求的量化模型。這里給出了一些設(shè)施的典型參數(shù)。
在政策修正情景下，政策修正情景是我們認為可能更貼近于未來發(fā)展實際的一種情景，政策目標情景可能某種程度上更加理想化。政策修正情景我們認為2020年設(shè)施規(guī)模超過2萬座、507萬個樁，公共充電網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)重點城市與高速公路的全面覆蓋。2030年，設(shè)施規(guī)模超過14萬座、5000萬個樁，實現(xiàn)對絕大部分城市高速公路的全面覆蓋。
這是對整個行業(yè)的投資收益水平做一個測算，首先給出了不同類型充電基礎(chǔ)設(shè)施典型的投入產(chǎn)出的水平，總體來看，到2020年之前，專用的充電設(shè)施由于有固定服務(wù)對象，設(shè)施收益水平相對更加穩(wěn)定。到2030年，隨著電動汽車的規(guī)模不斷增長，公共充電設(shè)施的投資收益水平將顯著提高，逐漸的要高于專用設(shè)施水平。
綜合起來對整個行業(yè)我們做了一個投入產(chǎn)出初步的測算，2020年可以看到行業(yè)平均的回收期大概需要14年，還是一個比較低的，基本屬于公共服務(wù)這樣一個大類的投資收益水平。2030年，回收期縮短到10年，實際上不高，因為我們總體判斷電動汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施屬于一類公共服務(wù)行業(yè)，如果純粹只做充電，可能并不是一類能夠有高盈利、高回報的一種商業(yè)模式。
談到商業(yè)模式，我們也對于充電基礎(chǔ)設(shè)施這個行業(yè)未來商業(yè)模式的演變做了簡單的定性判斷。2020年左右，隨著規(guī)模的快速增長，基于信息服務(wù)平臺和大數(shù)據(jù)的各類增值服務(wù)以及商業(yè)模式有望成為主流驅(qū)動力。隨后到2030年，隨著動力電池、智能電網(wǎng)、V2G等等關(guān)鍵技術(shù)的進步以及電力市場、碳市場等等交易機制的成熟，電動汽車與電網(wǎng)的智能互動將成為整個行業(yè)創(chuàng)新熱點。
對市場格局展望，由于充電基礎(chǔ)設(shè)施具有一個典型的“網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟”的特征，將逐步的將形成贏家通吃的少數(shù)幾家大型運營商主導(dǎo)、大量中小型運營商依附大平臺的產(chǎn)業(yè)格局。
最后對幾個方面的不確定性進行了研究，技術(shù)不確定性，首先，現(xiàn)在比較火熱的350KW級以上的直流快充技術(shù)，就目前國內(nèi)外研究進展來看，進步非常迅速，一旦實用化將有可能對當前充電基礎(chǔ)設(shè)施的格局產(chǎn)生顛覆性的影響。第二個，交流快充技術(shù)，主要是我國比亞迪公司推的比較多，由于是高效的復(fù)用了車載的鎮(zhèn)流單元，所以成本比較低，可能在支持這類技術(shù)車型的占比比較高的市場會有一定的生存空間。最后是無線充電技術(shù)和快速換電技術(shù)，我們認為總體上這兩類技術(shù)目前階段還處于并不適用于大規(guī)模開展運營的階段，隨著未來技術(shù)的進步，可能在將來能夠?qū)φ麄€充電基礎(chǔ)設(shè)施的行業(yè)形成一個有效補充。
其他行業(yè)發(fā)展不確定性，還包括政策的不確定性，車輛推廣應(yīng)用的不確定性，以及智能電網(wǎng)與電力市場、碳市場建設(shè)的不確定性。
從供給側(cè)、需求側(cè)兩端來看，不同車輛用戶對充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求存在較大的差異，充電基礎(chǔ)設(shè)施體系十分的豐富，應(yīng)該結(jié)合用戶的需求，分類推進各類設(shè)施的建設(shè)，并配套有關(guān)的信息與增值服務(wù)?？傮w上，“十三五”期間全國充電設(shè)施的投資在1000多億，2021到2030年增長到6000千多億，高度重視行業(yè)發(fā)展中的不確定因素，尤其是要注意超高功率直流快充和低成本交流快充技術(shù)對于行業(yè)格局的影響，注重提高發(fā)展靈活性和適應(yīng)性。
（演講人：何博，國網(wǎng)能源研究院博士、高級工程師，研究領(lǐng)域包括電動汽車與充電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，研究源、網(wǎng)、樁側(cè)等智能互動，曾多次參與我國電動汽車、基礎(chǔ)建設(shè)方針以及相關(guān)計劃的制定等工作。）
