赋能汽车电动化转型：中国公用充电基础设施建设现状探究及国际比较

2024年1月 赋能汽车电动化转型 中国公用充电基础设施建设现状探究及国际比较 崔洪阳、马瑞晨、刘依妮（国际清洁交通委员会） 禹如杰、彭小津、张珺、李杨（中国汽车技术研究中心） 致谢 本研究是在能源基金会的慷慨资助下完成的。我们感谢中国电动汽车百人会的熊英、能源基金会的陈健华、以及国际清洁交通委员会（ICCT）的MarieRajonBernard、NicoleEgerstrom、DaleHall、FelipeRodríguez、PeteSlowik、张耘天等专家对报告初稿进行的审阅及提出的建设性意见，我们也感谢TomásHusted、AmySmorodin、JenniferCallahan、ValerieSheckler以及朱轩伶在报告编辑和排版设计方面所提供的支持。本研究可能存在的疏漏和不完善之处均由作者负责。 国际清洁交通委员会简介 国际清洁交通委员会（ICCT）一家独立的非营利研究机构，为世界各地的环境管理部门提供专业客观的科学研究和技术分析。ICCT的目标是大幅减少陆运、海运、空运等各类交通源的大气污染物和温室气体排放，从而改善空气质量、保护公众健康、减缓气候变化。 中国汽车技术研究中心简介 中国汽车技术研究中心有限公司（简称“中汽中心”）是国务院国资委直属中央企业，成立于1985年，主要工作包括协助政府建立健全汽车行业标准与技术法规、产品认证检测、质量体系认证、行业规划与政策研究、信息服务与软科学研究等。 InternationalCouncilonCleanTransportation1500KStreetNW,Suite650 Washington,DC20005 communications@theicct.org|www.theicct.org|@TheICCT ©2024InternationalCouncilonCleanTransportation 执行摘要 中国已经在汽车电动化转型方面取得了令人瞩目的巨大进展，但要实现“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”这一雄心勃勃的气候目标，中国还需要进一步加速电动汽车的推广。而要进一步加速电动汽车的推广，完善的充电基础设施服务网络至关重要。中国政府正在积极地扩大和完善中国的充电基础设施服务网络，为进一步的汽车电动化转型铺平道路。 在此背景下，本报告深入探究了中国公用充电基础设施的建设现状，包括中国公用充电桩的数量、覆盖范围、功率和利用率等。我们还将中国公用充电基础设施的建设现状与欧洲和美国的情况进行了比较，并相应地为中国公用充电基础设施服务网络的进一步完善提出了政策建议。本报告的主要研究结论包括： »中国已经建立了全球最大的公用充电基础设施服务网络。截至2022年底，中国的公用充电桩保有量已经达到100万根，占全球公用充电桩总保有量的51%；中国公用充电桩的总装机功率已经达到5.6万兆瓦。 »中国的公用充电桩地域分布不均，聚集在少数最发达的城市。截至2022年底，公用充电桩保有量排名前15位的城市的公用充电桩保有量之和占到了全国总量的57%。 »高速公路是中国公用充电基础设施服务网络的一个薄弱环节。截至2022年底，中国平均每万公里高速公路沿途的公用充电桩数量只有挪威的六分之一。 »北京、上海等中国城市已经在中心城区基本建成了覆盖广泛的公用充电基础设施服务网络，电动汽车车主在这些城市中心城区的几乎任何一个地方都可以在20分钟之内找到一个公用充电桩。相较而言，郊区和农村地区的公用充电桩覆盖率要低得多。 »中国领先城市市中心的公用充电桩已经实现了较高的平均时间利用率，与位于欧洲城市前列的阿姆斯特丹的水平相当。但从全市整体平均来看，中国城市公用充电桩的利用率仍然较低。 本报告对中国公用充电基础设施服务网络的进一步完善提出以下四条政策建议： »在省市层面采用数据驱动的需求预测方法并结合当地的实际情况对当地的电动汽车充电基础设施需求进行科学的量化评估，基于量化评估的结果制定出台近中长期的电动汽车充电基础设施规划。 »基于一整套覆盖多角度的综合指标体系对充电基础设施服务网络的建设水平进行更加准确、全面的评估，将找桩时长、车功率比、充电桩平均时间利用率等指标纳入考量。 »在领先城市的中心城区已经取得实质性进展的基础上，通过针对性的政策助推后发城市、郊区和农村地区的充电基础设施服务网络建设，进一步释放中国加速汽车电动化转型的潜力。将高速公路作为一个关键应用场景，为有效提升高速公路沿线的充电便利性提供针对性的政策和资金支持。 »建立一套官方的电动汽车充电基础设施国家数据库，进一步提升充电基础设施数据的质量和全面性，并在数据库中将电动重型车的充电基础设施单独考虑。基于该官方数据进行更加深入的量化分析，为相关政策的科学制定提供有力的技术支撑。 章节目录 执行摘要i 研究背景1 公用充电桩数量3 公用充电桩覆盖范围8 公用充电桩功率9 公用充电桩利用率12 结论和政策建议13 参考文献15 图表目录 图12013-2022年全球分市场的电动汽车年销量1 图2本报告中所定义的充电站、充电桩和充电枪的概念图2 图3截至2022年底中国、欧洲和美国分直流交流的公用充电桩保有量 （图中圆形的面积代表公用充电桩保有量的大小）3 图4截至2022年底中国、欧洲、美国公用充电桩保有量排名前十的城市的公用充电桩保有量 （左图）和交直流占比特征（右图）4 图5截至2022年底中国分城市的公用充电桩保有量5 图6截至2022年底欧洲分城市（NUTS3层级）的公用充电桩保有量5 图7截至2022年底美国分城市（CBSA划分方式）的公用充电桩保有量6 图8截至2022年底中国、欧洲、美国公用充电桩保有量排名前15位 的城市的公用充电桩保有量累计占比6 图9截至2022年底中国和挪威（左图）以及中国海南省和美国加州（右图） 高速公路沿线的公用充电桩密度7 图10截至2022年底上海、北京、成都开车5分钟和20分钟之内能够找到公用充电桩的区域8 图11截至2022年底中国和欧洲分交直流的公用充电桩最大输出功率的分布特征9 图12截至2022年底中国和欧洲公用充电桩保有量排名前十的城市分交直流 的公用充电桩最大输出功率分布特征10 图13截止2022年底公用充电桩总装机功率与电动汽车保有量之比最大的十个中国城市 （只考虑截止2022年底电动汽车保有量超过5万辆的城市）11 图1432个中国主要城市和阿姆斯特丹的公用充电桩平均时间利用率12 研究背景 从诸多角度来看，中国都是全球汽车电动化转型的引领者（褚一丹等，2023）。如图1所示，中国在2022年共销售了630万辆电动汽车–包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车–占当年中国汽车总销量的26%和当年全球电动汽车总销量的59%。这630万辆电动汽车包括590万辆电动乘用车、25.6万辆电动轻型货车、6.2万辆电动公交和电动客车、以及3.3万辆电动中重型货车。截至2022年底，中国的电动汽车累计销量已经达到1560万辆，占全球总量的54%（EV-Volumes,2023）。中国在电动汽车推广方面已经取得了令全球瞩目的巨大进展，但要实现“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”这一雄心勃勃的气候目标，中国还需要进一步加速汽车电动化转型（金伶芝等，2021）。 中国欧洲美国 其他国家和地区 12 电动汽车年销量（百万辆） 10 8 6 4 2 0 201320142015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 图12013-2022年全球分市场的电动汽车年销量 要进一步加速汽车电动化转型，完善的充电基础设施服务网络至关重要。中国政府正在积极地扩大和提升中国的充电基础设施服务网络，为进一步的汽车电动化转型铺平道路（国家发展与改革委，2022a；国务院办公厅，2023）。在此背景下，本报告基于最佳可用的数据深入探究了中国公用充电基础设施的建设现状，在数据可得的情况下将其与欧洲和美国的进展进行了比较。接下来的四章分别从公用充电桩1的数量、覆盖范围、功率和利用率四个角度对公用充电基础设施的建设现状进行了量化分析，最后一章基于量化分析的结果为中国公用充电基础设施服务网络的进一步完善提出了政策建议。本报告量化分析使用的公用充电桩数据来自中汽数据（中国数据）、Eco-movement（欧洲数据）、以及美国能源部替代燃料数据中心（美国数据）。 1本报告中的公用充电桩是指对公众开放的不可移动的有线充电桩。家用充电桩和场站专用充电桩等仅对特定用户开放的充电桩未计入在内。换电、无线充电、悬链线充电、可移动式充电等新兴的替代性技术尚处于早期示范阶段（RagonBernard等，2022），因此也未纳入考量。 1ӻ꧌ኪᒊ 5ӻ꧌ኪ໯ 6ӻ꧌ኪຖ 图2本报告中所定义的充电站、充电桩和充电枪的概念图 如图2所示，本报告在进行充电桩数量的统计时，统计的是充电站内能够在同一时间为电动汽车提供服务的充电枪的数量。对于中国来说，本报告中所统计的充电桩数量就等于充电枪的数量；而对于欧美来说，情况并非如此。这是因为欧洲和美国并非像中国一样采用统一的充电接口标准（中国目前是统一采用GB/T标准），而是多种充电接口标准同时存在，如CCS1标准、CCS2标准、CHAdeMO标准、特斯拉标准等。因此，如图2中最右侧的充电设备所示，欧洲和美国均存在一台充电设备的一侧有两把或多把充电枪、且这几把充电枪分属不同的充电接口标准、但在同一时间这几把充电枪只能为一辆电动汽车充电的情况。当其中的一把充电枪正在为一辆电动汽车进行充电时，同侧其他的充电枪就没有功率分配，无法同时为更多的电动汽车进行充电。但需要指出的是，该充电设备另一侧的充电枪此时仍然可以有功率分配并为另一辆电动汽车进行充电。因此，当欧洲和美国市场上出现如图2最右侧充电设备所示的这一类情况时，本报告按3把充电枪、2根充电桩对这台充电设备进行统计，因为这3把充电枪在同一时间最多只能服务两辆电动汽车。本报告对充电桩的这一定义方式与国际上对电动汽车供应设备（ElectricVehicleSupplyEquipment；EVSE）的定义一致。 公用充电桩数量 中国所建成的公用充电桩数量比世界上任何一个国家都多。截至2022年底，中国的公用充电桩保有量已经达到100万根，较2021年增长了25%，是欧洲2公用充电桩保有量的近两倍，是美国公用充电桩保有量的8倍，占全球公用充电桩总保有量的51%（图3）。公用充电桩可以分为交流桩和直流桩，直流桩通常装机功率–为电动汽车充电时可以输出的最大功率–更大，因此可以以更快的速度为电动汽车补充电能。截至2022年底，中国的公用充电桩中有47%是直流桩，53%是交流桩。中国公用充电桩保有量中直流桩的占比显著高于欧洲（13%）和美国（21%）。截至2022年底全球建成的所有直流公用充电桩中有76%是建设在中国。在下文公用充电桩功率这一章中，我们将更详细地介绍中国交流和直流公用充电桩的功率分布特征并与欧洲进行比较。 中国欧洲美国 53%交流 47%直流 13%直流 87%交流 21%直流 79%交流 5,000个公用充电桩交流桩占比直流桩占比 图3截至2022年底中国、欧洲和美国分直流交流的公用充电桩保有量（图中圆形的面积代表公用充电桩保有量的大小） 在城市层面，中国城市的公用充电桩保有量也引领全球。截至2022年底，全球范围内公用充电桩保有量最大的五个城市全部来自中国，深圳以14.6万根的公用充电桩保有量排名世界第一，排名二到五位的分别是上海（7.3万根）、广州（5.7万根）、武汉（4.1万根）、和北京（3.5万根），这五个中国城市的公用充电桩保有量加在一起占到全球总量的17%。图4对比了截至2022年底中国、欧洲、美国公用充电桩保有量排名前十的城市3的公用充电桩保有量及其交直流构成特征。可以看到，中国城市的公用充电桩保有量显著高于欧洲和美国城市（实际是大都市区）的水平。阿姆斯特丹和洛杉矶分别以截至2022年底2.9万