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中国信通院张群等：发达国家数字充电桩部署策略对我国的启示
The following article is from 信息通信技术与政策 Author 张群，宋则寰
2020年4月，中共中央政治局常务委员会召开会议，提出要加快新型基础设施建设，新能源汽车充电桩被列入新基建发展重点方向之一。2020年11月，《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》 发布，对充电基础设施建设规模、增值服务水平、商业模式创新等提出新要求。数字化充电桩的战略价值持续提升，将进入全面发展的“快车道”。据申港证券贺朝晖预测，未来10年我国充电桩增量将超过5000 万台，规模增速在20~25年前后达到高峰，并随后开启服务费稳定高速增长的阶段[1]。
近年来我国充电基础设施持续增长，有效支撑了新能源汽车产业的发展，但仍存在一些瓶颈和问题，制约其促转型、稳投资、惠民生等效益的充分发挥。一是建设规模仍显滞后。当前新能源汽车与公共充电桩的比例为8.25:1，与所有充电桩的比例为3.1:1，低于2015年发改委提出的车桩比1:1的目标，而根据充电联盟预测[2]，2025年我国新能源汽车将达到7000 万辆，目前的充电桩数量显然还存在巨大缺口。二是规划布局不够合理。我国88 个试点城市充电桩数量占全国总量的90%，充电桩保有量前十的省份充电桩数量占全国的比重约90%，一些长途路存在盲点，充电桩地区布局严重失衡[2]。三是运营服务数字化水平不高。市场内现有充电运营企业众多，但其互联互通程度不足，只能单向充电，难以与智能电网互动，智能服务水平和管理效率还有待提升。
未来亟需加快数字充电桩建设，科学谋划充电设施布局，推动充电桩向信息桩、网联桩、数据桩转型，构筑行业数字发展新优势。加强数字充电桩部署，提高行业数字化水平，对用户而言，有利于电量预警、预约充电、可用通知等智能充电服务的开发，破解“找桩难、找桩慢”的难题，更好地满足用户充电需求，提升用户体验；对行业而言，有利于提高对新能源汽车产业的支撑能力，推动物联网、大数据、人工智能等新一代ICT技术与能源、汽车产业融合发展，提高行业运营效率和效益；对经济而言，有利于带动电网建设、元器件及相关设备投资，还能拉动汽车消费，根据国家电网数据，投资1元充电桩，能带动7倍多的新能源汽车消费，投资乘数效应明显[3]。
1 发达国家和地区数字充电桩建设进展
美国、日本、挪威、英国等纷纷通过重点工程、资金补贴、税收优惠、政府采购等手段，多措并举积极部署本国数字充电桩，构建全国性充电数据平台，推动智慧充电应用开发。
1.1 美国：依托技术和产业优势全面布局美国为抢占新发展先机，由政府、行业、学界等共同发力促进本国数字充电桩建设。美国能源部作为主要牵头部门，负责开展试点项目，推出了针对不同应用场景的建设方案，并联合行业力量共同构筑了覆盖全美的充电数据库，同时积极联合国家实验室和无线充电设备制造商等推进无线充电标准研发和测试验证。
（1）开展试点项目，进行充电需求预测。2009年，爱达荷国家实验室（Idaho National Laboratory，INL）启动投资额度超过3 亿美元的“电动汽车项目”，其中政府投资2.25 亿美元，产业界投资1.1 亿美元。该项目吸纳了电动汽车公司、充电运营商、网络运营商、汽车共享平台等企业共同参与，面向21 个美国城市部署充电桩，同步进行充电桩联网和移动应用程序安装。2017年12月，INL完成了试点电动车和充电桩数据的收集和分析，包括不同类型/不同区域充电桩利用率、充电峰值时段、驾驶里程等，构筑数据模型，输出充电需求预测结果，支撑后续全国范围内充电桩的部署[4]。
（2）推出相关计划，构建综合充电网络。2016年，美国能源部释放了高达45 亿美元的贷款担保，用于支持创新型电动汽车充电设施的商业规模部署，还联合美国交通部发布了《插电式电动汽车和充电站的联邦资金、融资和技术援助指南》，清单包括具体援助示例、税收抵免和激励措施等[5]。2017年，美国交通部沿长途公路开通48 条快速充电走廊，要求地方政府提交走廊建设规划及符合要求的供应商名单等。对每个具体的走廊建设项目，美国联邦政府出资6~8 万美元，非联邦资金占比至少20%[6]。2013年，美国能源部发起“工作场所充电挑战赛”，鼓励各类主体在工作地安装快速充电器。截止到2018年年底，该赛事吸引了350 多家大型企业、非营利组织、大学院校和公用事业单位参与。2018年，美国供热、制冷和空调工程师协会（American Society of Heating，Refrigerating and Airconditioning Engineers，ASHRAE）在高性能绿色建筑标准189.1的附录CK中明确提出，在建筑设计中需增加充电、放电、储电的基础设施能耗建模和部署[7]。
（3）构建充电数据库，支撑充电设施数字化。2011年，由美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）、清洁城市计划牵头，丰田、特斯拉等汽车制造商，ChargePoint 等充电运营商，Google等通信服务公司，共计200多家单位组建了GeoEVSE论坛，汇总全美充电桩信息并面向服务商开放。美国能源部替代燃料数据中心（Alternative Fuels Data Center，AFDA）负责充电数据库管理，并通过开发者网站向开发者公布开发秘钥，吸引“数据科学家和各类有兴趣的开发主体”参与智慧充电应用的开发[8]。
（4）启动重点工程，开展无线充电标准滚动研究。2014年，INL启动“无线充电项目”（Wireless Power Transfer Project,WPT Project）。该项目自实施至今，美国能源部共承担2136 万美元，其他合作伙伴承担770 万美元。2016年，在INL的牵引下，丰田、Evatran公司、克莱姆森大学、杜克能源、思科等共同组建了SAE J2954无线充电标准开发委员会及其小组委员会，系统推进无线充电标准设计、车辆集成和性能测试，目前已完成120 kW无线充电系统的研制和验证[9]。
1.2 日本：发挥大政府优势制定发展路线日本充分发挥地方政府和行业力量，通过试点项目由点及面推进本国数字充电桩建设，依托汽车产业优势联合行业龙头推进充电标准的制定并积极开展充电标准的“抱团出海”。此外，日本还成立合营公司，负责全国充电数据的管理和开发。
（1）启动试点项目，由点带面推动充电设施建设。2009年，日本经济产业省提出“EV/PHV城市”倡议，在本国18 个地区建设EV/PHV运行示范区。被选定为“EV/PHV城市”的地区根据自身情况自行制定充电设施普及计划和费用分配机制。为更好地发挥试点地区的示范带动效应，日本经济产业省于2020年发布了可供其他城市参考的《基于EV/PHV示范区最佳实践集》；同时，还与CHAdeMO协会合作搭建了“EV/PHV示范区信息平台”，在线获取充电信息并进行评价分析 [10]。
（2）推进充电标准制定落实，向全球市场扩散。2010年，丰田、日产、三菱、富士重工和东京电力成立CHAdeMO协会，负责CHAdeMO标准制定和发布；负责对快充桩的通信、安全、接口等进行认证，以确保国内充电设施兼容并安全可靠[11]；还致力于联合产业力量向全球推广和扩散CHAdeMO标准。根据CHAdeMO协会的统计，截至目前，全球支持CHAdeMO标准的充电桩达到32 300 个，其中欧洲14400 个，北美4600 个，亚洲5000 个，日本7700 个。此外，CHAdeMO协会积极游说新兴国家,目前已推动印度、印度尼西亚、泰国等将CHAdeMO选为国家标准，新加坡也将CHAdeMO作为公共收费标准。自2017年起，CHAdeMO协会启动无线标准开发工作，与集成基础设施解决方案有限公司（INTIS）、德国代根多夫应用技术大学（THD）合作，推进快速动态WPT应用，目前已实现30 kW无线充电的商用[12]。
（3）由合营公司负责充电数据收集、管理及开发。2014年，日本财政部独资经营的政策投资银行通过强化竞争力基金注资，促使丰田、日产、本田、三菱4家电动汽车公司共同投资成立了日本充电服务公司，负责全国充电数据统一运营管理和开发[13]。宝马、特斯拉合作推进车辆集成，Enegate、Japan Charge Network、Toyota Connected、Nihon Unisys和NEC负责网络运营。截至2020年4月，NCS公司汇聚了全国约13 500 个位置的21 800 个充电器数据，使得公众可通过NCS官网查询充电桩信息。
1.3 挪威：基于能源优势构筑数字充电业态挪威依托本国能源优势推出了大量优惠政策，有效刺激了本国充电基础设施和数字充电服务的普及。挪威还在本国交通部和北欧理事会的资助下建立了NOBIL充电数据平台，并依托地方政府的各类公私合作项目，吸纳市场力量促进智能充电应用的供给。
（1）利用本国能源优势，多措并举加快全国充电设施建设。2009年，挪威交通部拨款600 万欧元，与私营公司和市政当局等共同部署本国公共充电网络，同时要求市政当局提供补贴政策。2017年，相关预算为105 万欧元，2018年预算达210 万欧元。2016年起挪威发布新相关法规，要求新建筑的停车场至少6%的设备费用用于充电桩建设。此外，挪威98%的电力来源于水力和风力发电，基于此，挪威政府为充电桩提供了低廉的电价，部分地区甚至实行免费充电，为早期挪威充电站部署提供了较大推动力[14]。
（2）挪威交通部牵头构建充电数据库，并向北欧其他国家扩散。2010年，挪威交通部提供9 万欧元用于开发技术，并提供18 万欧元用于试点充电站数据收集维护。2010年6月，挪威充电站数据库正式启用，后期该数据库由挪威电动汽车协会负责管理和运营。该数据库平台在挪威运作成功后，北欧理事会依托“EVR-MAP项目”建立了一个北欧充电站数据库，收集管理北欧5 个国家的充电站数据。
（3）提高充电解决方案供给能力，扩大充电应用市场空间。奥斯陆市政府发布了“绿色充电项目”，联合SINTEF、eSmart Systems、Hubject、奥斯陆大学等14家单位共同推动智能充电控制系统的开发，提高充电桩使用效率。奥斯陆市政府还发布了“ElectriCity”计划，联合芬兰充电运营商富腾、美国无线充电公司Momentum Dynamics，及汽车制造商捷豹路虎，推出面向出租车的移动充电解决方案[15]。
1.4 英国：多角度构建本国数字充电网络英国启动了一系列充电基础设施建设补贴计划，并制定了涵盖通信、安全等在内的安装技术规范，同时依托本国政务数据开放的体制优势，构建了专门的充电注册管理局，开展全国充电桩数据的收集和管理，支持智能充电应用开发。
（1）推出一系列投资和补贴政策，推动充电设施部署。英国经济和财政部在2017财年发布了“充电基础设施投资基金”，拨付2 亿英镑，由专业基金经理进行商业管理和投资[16]，推动城市道路、街区等充电桩的建设和使用。英国低排放车辆办公室针对居民、企业、高校、地方主管部门分别推出了“居家充电计划”“工作场所充电计划”“街上住宅充电计划”，对相应的充电设施安装提供一定比例的资金补贴，刺激各方主体购置充电桩[17]（见表1）；同时，还针对不同计划分别提供了《授权电动车辆清单》《授权充电点型号清单》《授权安装程序》等，并在《最低技术规范》中明确提出，从2019年7月起，英国国内充电桩必须使用开放充电点协议1.6版本（或等效、更高版本），以确保充电点可供远程访问[18]。
表1 英国低排放车辆办公室发布的不同场景充电补贴计划
（2）结合政府数据管理优势，直接由政府部门管理充电数据。英国是政府数据开放程度最高的国家，建立了完善的政府数据收集、管理和开放机制。基于此，英国充电数据的管理直接由供电注册局而非行业协会负责。政府要求接受资助的充电站点确保充电桩能联网并允许远程访问。英国供电注册局在其官网上按照统一标准开放获得“公开政府许可证”（OGL）的充电数据，还面向开发者公布了专门的NCR XML格式和JSON格式的完整数据集，鼓励各类开发者参与数字充电应用程序开发[19]。
2 吸纳发达国家经验，多方合力完善数字充电桩建设
2.1 发达国家数字充电桩建设经验发达国家在推进本国数字充电桩建设的过程中具有一定共性，对我国抢抓战略机遇、完善充电基础设施布局、提升智能化水平和服务质量具有重要借鉴意义。发展路线方面，各国紧密结合本国国情，充分考虑本国国土面积、资源优势、政策特点、产业生态格局等因素制定战略、谋划布局；建设主体方面，各国在明确牵头机构统筹顶层设计、试点项目、建设方案和补贴计划的同时，广泛凝聚地方政府和电动汽车公司、充电公司、电力公司等相关企业的力量，打造多方联动的充电运营体系；具体建设举措方面，各国灵活运用政府采购、政府补贴、组建SPV合作实体、配套工程项目、可行性付费等多种公私合作方式，针对不同用户和各类应用场景,提出差异化、针对性措施，同时对政府资助的充电桩提出明确的技术要求，确保其能顾联网；要素供给方面，各国高度关注数据要素在支撑充电桩布局、提升充电服务水平、优化充电行为、提高充电效率等方面的作用，倡导由政府部门牵头，行业协会运营管理，共同打造国家级充电数据平台；推进机制方面，各国几乎都建立了相应的监测评估机制，或是基于试点打造试点监测平台，或是直接公示各地建设情况，为政府后续优化政策、企业寻找机会等提供支撑，确保决策调整有据可依。
2.2 对我国发展数字充电桩的建议我国在充电桩建设、数据平台打造、个性化服务开发等方面仍有完善和提升的空间，建议未来以数字化、智能化为导向，以促进多网融合为重点，以完善规划布局、健全充电数据库、开发智能充电服务为主要抓手，促进我国数字充电桩突破性、创新性的发展。
2.2.1 加强顶层设计，部署充电基础设施数字化发展新图景当前，我国 《 电动汽车充电基础设施发展指南（2015—2020）》已临近期限，充电设施前期建设虽取得一定进展，但仍存在布局不合理、设施利用率低、数字服务质量不高等问题。建议借鉴国外相关经验，结合《新能源汽车发展规划（2021—2035年）》 和我国能源结构调整趋势、信息通信技术优势、大规模市场特点、丰富的应用场景需求，展开新时期我国数字化充电基础设施的发展规划；建议在国家发展和改革委员会、工业和信息化部等部门的牵头领导下，联合电力企业、充电桩建设商、充电运营商、互联网公司、基础运营商等，完善数字充电桩行业生态，利用互联网、大数据等信息通信技术优化充电桩布局，合理引导充电行为，促进充电桩与智能电网互动，提高充电桩服务质量和充电效率，更好地释放充电领域的数字红利。
2.2.2 充分调动地方政府和行业力量，制定差异化部署方案我国前期相关政策聚焦新能源汽车购置补贴，针对充电基础设施的政策系统性、针对性不足，充电设施数量和质量有待进一步提高。建议借鉴国外经验，分别提出面向不同应用场景的政策，并明确联网和数据可用要求。对住宅区，督促地方政府将数字化充电桩纳入新建筑标准；对工作场所，组织公私合作计划，吸纳企事业单位带头建设数字充电桩并给予一定的资金支持；对城市道路，鼓励地方政府联合行业力量，针对本地区具体情况开展电动汽车、充电设施需求调查取证，根据需求推进建设方案;对高速路，发布重大项目推进计划，鼓励地方政府和充电建设商、充电运营商、网络运营商等针对具体项目建立公私合作关系，共同提交需求预测、建设内容、资金筹措、费用分摊和成本回收方案等，并匹配一定比例的财政资金。此外，国家还应明确统一的充电桩“技术规范”，包括设备要求、数据通信协议、网络安全等内容，完善充电桩质量管理。
2.2.3 加快各级充电数据平台建立和对接，完善平台功能建设当前，“国家电动汽车充电设施监控平台”虽然已经上线运营，但该平台涵盖范围仍有待进一步提高，且其仅限于信息提供，功能有待进一步拓展。建议借鉴国外经验，建立有效的公私合作机制，联合行业联盟、协调会等组织，加快更多充电运营商接入该平台的步伐，持续推进地方充电信息监控平台与国家电动汽车充电设施监控平台的对接，提高信息覆盖范围。同时，鼓励还未构建省级充电运营平台的地区加快区域充电数据平台的构建，实施充电桩认证制度，明确接入平台、通过认证的充电设施才能获得地方政府的资金补贴。此外，建议面向各级开发者公布开发秘钥或编程工具，鼓励数据专家、重点实验室等积极开展智能充电应用开发，并与充电运营商对接，促进成熟应用方案的落地和转化，拓展充电增值服务。
2.2.4 重视各级充电数据管理平台的监测作用，深入挖掘数据价值当前，我国国家电动汽车充电设施监控平台仅限于提供信息，智能化作用有待开拓。建议参考国外经验，鼓励国家智库机构依托国家电动汽车充电设施监控平台，结合地区路网规划、周边供电、交通等海量数据，开发充电站大数据工具，开展充电桩类型、数量、选址等需求预测，并针对现有充电桩规划进行迭代分析，提出优化选址修改建议，形成推进闭环。待充电桩优化选址试点成功后再向全国推广，供地方政府、建设方、投资方等参考。
2.2.5 适当推动中国数字充电解决方案向东盟国家输出总体而言，我国数字充电桩已初具规模，并逐步形成了汽车、能源、交通、信息通信等多领域主体共同参与的“网状生态”。在由东盟十国发起的《区域全面经济伙伴关系协定》顺利签署的背景下，建议我国充分利用信息技术和产业发展优势，推动我国充电标准向东盟国家扩散。一方面充分调查目标国家和地区的能源、交通、产业、市场情况，根据各国国情和发展需求制定差异化推进策略；另一方面发挥龙头企业的牵引作用，在重大项目中带动更多民营企业、中小企业参与当地数字充电桩的布局和发展。
3 结束语
数字充电桩作为链接智能电网、智慧交通的纽带，其规划和发展必须满足融合应用需求。随着能源数字化浪潮涌现，车联网进入快速发展期，数字充电桩将迎来智能化升级的新阶段。我国有必要借鉴发达国家数字充电桩部署路径、政策工具等方面的经验，充分发挥新一代信息通信技术对行业的赋能作用，加强数字充电桩部署和优化，提高行业发展质量，更好地支撑新能源汽车产业，践行新基建和数字中国战略。
参考文献
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作者简介
张 群
中国信息通信研究院政策与经济研究所工程师，长期从事新一代信息通信技术、互联网+、数字化转型等领域发展战略、财税、投融资、人才等政策研究工作。
宋则寰
中国信息通信研究院政策与经济研究所助理工程师，主要从事ICT领域产业发展和政策研究工作。
论文引用格式
张群, 宋则寰. 发达国家数字充电桩部署策略对我国的启示[J]. 信息通信技术与政策,2021,47(4):48-53.
本文刊于《信息通信技术与政策》2021年 第4期
主办：中国信息通信研究院
《信息通信技术与政策》是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊。本刊定位于“信息通信技术前沿的风向标，信息社会政策探究的思想库”，聚焦信息通信领域技术趋势、公共政策、国家/产业/企业战略，发布前沿研究成果、焦点问题分析、热点政策解读等，推动5G、工业互联网、数字经济、人工智能、区块链、大数据、云计算等技术产业的创新与发展，引导国家技术战略选择与产业政策制定，搭建产、学、研、用的高端学术交流平台。
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校 审 | 陈 力、珊 珊
编 辑 | 凌 霄
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