充电桩：新基建 迈向新能源汽车时代

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正文:郭双涛，任泽平恒大研究院成员

引导阅读

发展新能源汽车是中国从汽车大国走向汽车强国的必由之路，推进充电基础设施建设是实施这一战略的有力保障。2015年至2019年，中国充电桩数量从6.6万个增加到121.9万个，同期新能源汽车数量从42万辆增加到381万辆。车辆与桩的比例从2015年的6.4:1降至2019年的3.1:1，收费设施得到改善。

2月28日，我们发布了《是时候开始新一轮基础设施建设了》，引起了市场对“新基础设施建设”的广泛关注和讨论。随后，央视新闻把充电桩列为七大新基础设施领域之一。收费基础设施建设前景广阔。据国际能源署估计，2030年全球私人充电桩的数量预计将达到1.28-2.45亿个，总充电容量将达到480-820 TWH；世界上公共充电桩的数量估计达到1000-2000万个，总充电容量为70-124兆瓦时。假设国内市场占全球充电桩市场的40%，从2020年到2030年，国内充电桩设备和服务市场将超过5000亿元，有望成为新基础设施的重要起点之一。

尽管潜力巨大，但当前行业发展仍面临诸多问题:1)私人充电桩数量少:截至2019年12月，中国私人充电桩数量仅为70.3万个，目标完成率不足17%；2)公共收费难:2019年新能源汽车用户十大热点城市中，35.94%的公共充电桩停车位被燃料车占用，20.65%的公共充电桩失效；即使不考虑等待时间，2019年北京电动汽车用户使用公共快速充电桩1.32小时，使用公共慢速充电桩5.09小时；3)充电存在安全隐患:2019年5月1日至2019年底，国家新能源汽车大数据平台共监测统计了113起新能源汽车事故。在发生火灾事故的车辆中，处于充电状态和充满电时最容易发生火灾事故，分别占38%和24%。

建议:1)中央政府负责顶层设计，制定2030年充电桩建设中长期发展规划，明确市场导向；2)城市政策对充电桩的地方补贴；3)协调各方力量，鼓励合资成立充电桩运营公司；4)加快智能有序收费试点，总结经验，在全国推广；5)加快充电桩标准体系建设，改善充电桩故障率高、充电安全隐患等问题。

目录 1中国收费基础设施发展

1.1收费基础设施已成为新基础设施的七大领域之一，潜在市场超过1000亿英镑

1.2私人充电桩施工速度快，增长率高于公共充电桩

1.3加快二、三线城市充电桩建设

1.4国有企业、民营企业等主体参与建设和经营，行业集中度高

2充电桩行业面临的主要挑战:私人桩建造率低，公共收费困难

2.1私人桩:目标完成率低于20%

2.2公用桩:充电桩不可用、充电时间长、安全隐患多、利用率低的问题亟待解决

2.2.1部分公共充电桩因燃料车占地面积大、故障率高而无法使用

2.2.2公共收费需要很长时间

2.2.3充电引起的点火事故比例高，高soc状态下电池安全性变差

2.2.4收费利用率低，运营商持续亏损，桩基施工积极性不高

3展望与建议:推进智能有序收费，搭建充电桩网络共享平台，积极探索新的商业模式

3.1产业结构展望:未来智能有序的私人充电将是主体，大功率公共快速充电为辅，电力交换模式作为细分市场进行补充

3.1.1私人领域:智能有序充电可以减少电网冲击，减少电网改造

3.1.2公共领域:大功率充电是未来趋势

3.1.3市场细分:电站数量快速增加，更适合高标准化、高运行效率要求的场景

3.2产业授权前景:充电桩将成为汽车数据端口，具有广阔的数据前景。

3.3政策建议:中央负责顶层设计，地方负责城市政策，加快智能有序收费试点，完善收费标准体系

文本

1中国收费基础设施的发展

1.1收费基础设施已成为新基础设施的七大领域之一，潜在市场超过1000亿英镑

对收费基础设施的政策支持不断加强。自2009年新能源汽车在“10市1000车”示范推广以来，中国确立了“新能源汽车中央补贴、地方充电设施补贴”的政策基调。2014年11月，工业和信息化部发布了《关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知》，根据推广的新能源汽车数量给予地方充电设施补贴。2019年3月，工业和信息化部发布《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确未来“补贴将从购买新能源汽车转向建设充电基础设施”。近日，央视新闻把充电桩列为七大新基础设施领域之一，对收费基础设施建设的关注和支持不断加强。

2019年，中国充电桩数量超过100万，比例为3.1:1。充电桩作为电动汽车的重要支撑设备，有力支撑了中国新能源(600617)汽车产业的快速发展。根据中国充电联盟的数据，中国的充电桩数量从2015年的6.6万个增加到2019年的121.9万个，复合年增长率为107.3%；根据公安部的数据，中国新能源汽车的数量从2015年的42万辆增加到2019年的381万辆，复合年增长率为73.5%；车堆比从2015年的6.4:1下降到2019年的3.1:1，收费匹配得到改善。

2019年5月，国际能源署(iea)发布了《2019年全球电动汽车展望》报告，并对2030年全球充电桩规模进行了预测:根据最新的国家政策(nps)和ev30组织的国家政策(ev30@30)，到2030年，全球私人充电桩的估计数量分别为12，800/2.45亿台，总充电功率为1，000/。据估计，世界上有10/20万个公共充电桩，总充电功率为113/215gw，总充电容量为70/124 wh。

据估计，2030年全球充电桩总规模为0.81-1.58万亿元，2030年总收费规模为0.66-1.13万亿元，假设不考虑各国的差异，2030年公、私充电桩平均价格分别为3万元/台、0.5元/千瓦时电费和0.7元/千瓦时服务费。假设国内市场占全球充电桩市场的40%，国内充电桩设备和服务市场将超过5000亿元。

1.2私人充电桩施工速度快，增长率高于公共充电桩

私人充电桩在四年内增长了近十倍。根据用户情况，充电桩可分为广义的公共充电桩和私人充电桩，其中广义的公共充电桩可细分为狭义的公共充电桩和公共专用充电桩(本文中的公共充电桩是指广义的公共充电桩，没有特别说明)。2020年2月，中国充电联盟发布了《2019-2020年中国充电基础设施发展年度报告》，报告显示，中国公共充电站从2015年的57，800个增加到2019年的516，400个，复合年增长率为72.89%；私人充电桩从2015年的80万个增加到2019年的70.3万个，复合年增长率为206.17%；近年来，私人充电桩建设速度加快，比重从2015年的12.16%提高到2019年的57.67%，提高了45.51个百分点。

根据中国充电联盟2020年2月发布的《2019-2020年中国充电基础设施发展年度报告》，2016-2019年中国新增公共交流桩的功率分别为8.71千瓦、6.67千瓦、8.97千瓦和8.65千瓦，基本保持在8.7千瓦左右，主要是因为交流桩的功率要求较低，标准化程度较高。目前，我国公共交流桩分为单相交流桩和三相交流桩，其中三相交流桩主要有21kw、40kw和80kw，但总数很少；单相交流桩有3.5千瓦和7千瓦，主要是7千瓦。相反，中国新增公共DC充电桩的平均功率从2016年的69.23千瓦持续增长到2019年的115.76千瓦，增长了67.2%，主要是由于用户对快速充电的需求增加。

1.3加快二、三线城市充电桩建设

根据中国充电联盟的数据，截至2020年2月，中国最大的10个公共充电站省份和城市是江苏、广东、北京、上海、山东、浙江、安徽、河北、湖北和福建，共有392，400个公共充电站，占73.9%。前四名市场份额均超过10%，占46.1%；从趋势来看，北京、上海、广东等发达地区的公共充电桩市场份额持续下降，从2016年2月的43.5%下降到2020年2月的36.1%，二、三线城市的充电桩建设加快，反映了新能源汽车向中国二、三线城市渗透的速度。

1.4国有企业、民营企业等主体参与建设和经营，行业集中度高

据中国充电联盟披露，截至2020年2月，在中国公共充电桩前10名企业中，专线、明星充电和国家电网分别运营15.22、13.02和87，800个公共充电桩，分别占28.7%、24.5%和16.5%，远远高于其他企业，共占69.7%；在中国十大私人充电桩企业中，前三名都是传统汽车公司，其中比亚迪(002594，诊断股)是唯一一家，运营41.9万个私人充电桩，市场份额为58.7%，远远高于BAIC的11.3万个和SAIC的9.4万个和13.1%。

2充电桩行业面临的主要挑战:私人桩建造率低，公共收费困难

虽然我国的车堆比在下降，收费设施在不断完善，但行业中仍存在一些亟待解决的问题。新能源汽车用户对充电的满意度仍然较低，严重影响了新能源汽车的消费体验。2019年8月，中国汽车经销商协会发布的《2019新能源汽车消费市场研究报告》调查显示，充电体验对品牌忠诚度的影响为11.2%，远远高于售前和售中服务体验；目前，新能源汽车用户对充电体验的满意度最低，只有7.3分，这表明充电体验已经成为他们的核心痛点。

2.1私人桩:目标完成率低于20%

私人充电桩已经成为用户购车的焦点，也是行业的痛点。2019年8月，中国汽车经销商协会发布了《2019年新能源汽车消费市场研究报告》。调查显示，消费者在购买纯电动汽车时关注充电问题，充电桩的普及程度和在住宅区安装充电桩分别占22%和17%。据收费联盟披露，截至2020年2月，通过联盟内成员车辆公司对1，047，525辆车相关的车辆堆信息进行抽样，未建收费堆的比例为31.85%，与之前相比没有明显提高。

私人充电桩的目标完成率低于20%。2015年10月，国家发展和改革委员会、工业和信息化部等五部委联合发布了《电动汽车充电基础设施发展指引(2015-2020)》，规划到2020年，中国将新增12000多个集中充电站和替代电站，新增480多万个分散充电站，其中公共充电站50万个，私人充电站430万个，以满足全国500万辆电动汽车的充电需求。据中国充电联盟统计，截至2019年底，中国公共充电桩数量为516，400个，提前一年完成目标；然而，私人充电桩的数量只有703，000个，完成率为16.3%，远远低于预期。

2.2公用桩:充电桩不可用、充电时间长、存在安全隐患、利用率低等问题亟待解决

当前公共充电领域的难点有四种:1)部分充电桩不可用；2)充电桩可以缓慢充电；3)快速灌注桩存在安全隐患；4)建桩数量与收费利用率难以平衡，连续亏损削弱了操作人员建桩的积极性。

2.2.1由于燃料车占地面积大，故障率高，部分公共充电桩无法使用

2019年8月，中国汽车经销商协会发布的《2019新能源汽车消费市场研究报告》披露，此次调查的公共充电桩位于新能源用户十大热点城市(北京、上海、深圳等)。)表明，导致一些公共充电桩的问题主要有四种类型。不能使用:1)5.82%的公共充电桩没有向公众开放，城市分化严重，北京的比例高达19.22%；2)35.94%的公共充电桩停车位被燃料车占用；3)20.65%的公共充电桩失效；4)13.33%的自有品牌充电桩互不兼容。

2.2.2公共收费需要很长时间

2019年12月，北京公共充电设施数据信息服务平台电子收费网发布了《2019年北京新能源汽车充电行为报告》，显示用户平均单次充电量为22.15千瓦时，单次充电量为31.87元；一次性使用公共快速充电桩的充电时间为1.32小时，公共慢速充电桩的充电时间为5.09小时，但不包括排队时间。值得注意的是，根据批准证书的统计，中国新增纯电动汽车的单车耗电量从2015年1月的22.2千瓦时增加到2020年1月的48.3千瓦时，如果不考虑公交车和插电式混合动力车，22.15千瓦时只能补充纯电动乘用车50%-80%的耗电量。

2.2.3充电引起的点火事故比例高，高soc状态下电池安全性变差

根据全国新能源汽车大数据联盟的数据，从2019年5月1日到2019年底，全国平台共监测统计了113起新能源汽车事故。其中，在发生火灾事故的车辆中，处于充电状态和充满电后站立状态的车辆最容易发生火灾事故，分别占38%和24%。此外，新能源汽车火灾事故大多发生在高soc状态下；soc大于90%的事故占45%，soc大于95%的事故占29%。

2.2.4收费利用率低，运营商持续亏损，桩基施工积极性不高

根据中国充电联盟的数据，截至2019年12月，中国公共充电桩交流桩和DC桩分别占58%和42%；2019年，新公共充电桩的交流桩和DC桩分别占58%和42%。以公共DC桩为例，其核心部件DC模块(将交流电转换为DC)的成本相对较高，接近80%；近年来，这一趋势呈下降趋势，而且下降速度逐渐减缓。截至2019年，价格约为0.4元/瓦；根据以下合理假设，实现盈亏平衡的收费利用率应在8-10%之间，这与主流充电桩运营商的反馈基本一致。

1)固定成本:设备成本25000元(50kw*0.4元/w \u 80%)，合理估算为50000-70000元，记录为60000元；2)营业收入:按0.7元/千瓦时收取服务费(考虑份额后)；3)相关费用:贷款比例为50%，贷款利率为6%，设备折旧为10年，年度设备维护+人工成本为初始成本的10%。

据计算，年平均运营成本为13，800元，相当于19700千瓦小时的充电，即50千瓦的充电桩需要充电394小时，充电利用率需要达到9.0%才能达到盈亏平衡(交流桩基本保持在这一水平)。

充电桩投资大，盈亏很大程度上取决于充电时间，因此很难在增加充电桩数量的同时提高充电利用率。据上海唯一的官方平台——上海市收费与置换设施公共数据采集测试平台统计，2019年上海市公共充电桩、窄公共充电桩、公共专用桩、社区专用桩、单位专用桩和物流专用桩的收费利用率分别为1.47%、7.54%、2.80%、1.33%和1.16%，远未达到盈亏平衡点。即使是充电桩数量排名第一的Teruide (300，001)，也只有在2018年达到121，200个充电桩和11.3亿千瓦时时才会收支平衡。

3展望与建议:推进智能有序收费，构建收费网络信息共享平台，积极探索新兴业务模式

3.1行业格局展望:未来，智能有序充电将成为主流，大功率公共充电将成为补充，电站将取代市场细分

3.1.1私人领域:智能有序充电可以减少电网冲击，减少电网改造

私人桩成本低，技术成熟，但截至2019年12月，已建成70.3万根私人桩，目标完成率为16.3%，远低于预期。建桩有两大难点:1)物业难，因为私人充电桩的建立涉及线路铺设和安全隐患，一些社区存在物业更换频繁等问题；2)电网困难，部分旧住宅区电网接近满负荷，即使7kw慢灌桩数量大，也会影响电网容量。

通过对北京居民区私人充电桩运行数据的分析，国家电网发现大部分人下班回家后立即充电，充电时间分布在18:00-01:00，高峰时间集中在19:00-22:00。高峰时段充电负荷与生活用电负荷严重重叠，形成约3小时的高峰负荷；然而，居民用电量在夜间有8小时左右的低谷期，负荷率只有10%-20%；如果空房间80%的槽容量得到充分利用，每户可以收取1.2辆车的费用，现有的配电网可以向社区内所有车辆收取费用，无需改造。

3.1.2公共领域:大功率充电是未来趋势

2019年，北京快速充电桩充电时间长达1.32小时，慢速充电成为车主的核心痛点。之后，随着自行车充电容量的增加，如果公共充电功率不增加，这个问题只会变得更糟。因此，目前各方都在努力提高充电桩的功率。以特斯拉为例，2019年3月，250千瓦的第三代充电桩问世，比120千瓦的第二代提高了108.3%；根据充电联盟的统计，中国新增公共充电桩的平均功率从2016年的69.23千瓦持续增长到2019年的115.76千瓦，增幅为67.2%。

3.1.3市场细分:电站数量快速增加，更适合高标准化、高运行效率要求的场景

在公共充电领域，慢速充电耗时长，快速充电存在安全隐患，造成电池严重衰减；与公共充电相比，电能交换模式可以快速补充能量，解决里程和充电焦虑，降低购电成本。然而，权力交换模式的缺点也是显而易见的。建站成本高，电池规格难以统一，电池所有权问题无法解决；因此，功率交换模式更适合于公共汽车和营运车辆，因为它们高度标准化并且对运行效率有更严格的要求。在私家车领域，由于定制属性强，权力交换模式只适用于自制车型，更适合具有一定销售规模的汽车公司。根据充电联盟的统计，截至2020年2月，中国共有400座电站，比2019年8月的245座增加了63.3%；主要有三家运营商，敖东、威来和博丹分别运营183家、123家和94家。

3.2产业授权前景:充电桩将成为汽车数据端口，具有广阔的数据前景

只要未来的生活场景涉及到电动汽车的行驶，就离不开电能的支持。这一特点决定了充电桩数据采集的方便性和通用性。充电桩将成为未来车辆联网的重要入口之一，其数据价值值得挖掘。我们认为充电桩数据将有三个应用价值:

1)充电安全数据:通过对电动汽车充电，监测充电过程中电池系统的电压、电流和温度的变化，结合历史充电数据，实现充电安全预警。据特呼大数据平台统计，截至2018年底，特呼大数据平台对超过3780万次充电过程进行了安全监控和保护，触发25.8万次主动保护，占1.04%，预计可预防20 ~ 25起重大事故。

2)汽车耗电量数据:通过对各平台电动汽车的监控，可以推断出电动汽车的数量、平均日充电量、耗电量、平均日里程等数据。相关数据可以辅助新能源汽车的推广，辅助充电桩的建设，提高运营效率，减少二手车的信息不对称，繁荣新能源二手车市场。

3)汽车行为数据:通过获得汽车企业的授权，可以实现车载系统的数据交换，记录汽车的重要行为数据，包括车主的驾驶习惯、驾驶轨迹、驾驶时间和周围环境，从而实现充电数据、车辆数据、电网数据、环境数据和用户数据的全覆盖。

3.3政策建议:中央负责顶层设计，地方负责城市政策，加快智能有序收费试点，完善收费标准体系

我们相信可以从以下几个方面推动充电桩的建设。

一是中央政府负责顶层设计，制定充电桩建设中长期发展规划，明确市场导向。2015年，国家发展和改革委员会、能源局、工业和信息化部、住房和城乡建设部联合发布了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》，以指导中国的充电桩建设；现在是2020年3月，2020年后的发展规划需要重新制定。

二、因地制宜，因地制宜推广充电桩，给予补贴。科学布局充电桩地理结构，兼顾运营效率和充电便利性；对于新能源公交车和营运车辆较多的省市来说，大功率快速灌注桩的施工是主要的，而其他城市则以慢速灌注桩为主。

三、鼓励充电桩行业的上下游各方以合资形式成立充电桩运营公司。协调各方利益，解决公共充电桩投资大、不联网的问题。

四、加快智能有序收费试点，为全国推广总结经验。晚上10点以后的低谷期充电，不仅充电成本低，而且对电网没有影响，很大程度上解决了私人打桩施工过程中电网难以扩容的问题。

五、加快充电桩标准体系建设，提高充电桩故障率，消除充电安全隐患等问题。

6.借鉴美国经验，联合商业力量，给予补贴、贷款或税收优惠:美国在公共充电桩的位置上更加多元化，百思买、四福威、全食超市和宜家等商业巨头都在其连锁店的停车场安装充电桩。调查显示，在店外安装充电桩后，消费者在店内的平均停留时间是之前的三倍，消费也有所增加。