据国际能源署（IEA）数据显示，2021年全球公共充电桩数量接近180万个，其中三分之一为快充桩，安装量近50万个。
作者：Ujyara Saleem，PTR Inc. 研究分析师
- 据国际能源署（IEA）数据显示，2021年全球公共充电桩数量接近180万个，其中三分之一为快充桩，安装量近50万个。
- 大功率直流充电桩具备多项优势，有助于加速电动汽车（EV）的普及，并使其在长途出行中更具实用性，包括充电速度更快、缓解续航焦虑、充电设施更便捷，以及进一步推动电动汽车的普及。
- 大功率直流充电桩面临的挑战包括：安装和维护成本高昂、电网接入、与不同电动汽车车型及充电标准的兼容性、监管和技术方面的挑战，以及对基础设施的大额投资。
一、引言
2021年，全球公共充电桩数量接近180万个，其中三分之一为快充桩。 据国际能源署（IEA）数据显示，2021年新增安装了近50万个充电桩，这一数字已超过2017年全年的公共充电桩总数。 2021年公共充电桩数量增长了37%，这一增速低于2020年（45%）及疫情前的部署速度。2015年至2019年间，年均增长率接近50%。2021年， 快充 的增长幅度略高于2020年（48% 对比 43%），而慢充的增长则明显放缓（33% 对比 46%）。
据PTR Inc.称，直流大功率充电桩是指功率超过60kW的充电设备。公共充电正朝着直流大功率充电方向发展，在欧洲，公共直流大功率充电桩的复合年增长率（CAGR）为24%，而直流小功率充电桩的复合年增长率为9%。此外，预计到2030年，欧洲的公共直流大功率充电桩数量将达到约47万个。 欧洲目前拥有超过30万个慢充桩和近5万个快充桩，其中德国的充电桩数量最多。
二、大功率直流充电器在公共电动汽车充电中的优势
大功率直流充电桩具有多项优势，有助于加速电动汽车（EV）的普及，并使其在长途出行中更具实用性。
首先，与充电速度较慢的交流充电器相比，大功率直流充电器能提供更快的充电速度。这意味着电动汽车车主可以快速为电池补充电量，并在更短的时间内重新上路，而速度较慢的交流充电器可能需要数小时才能充入同等电量。更快的充电速度不仅能提升电动汽车的使用便利性，还能减少在充电站等待的时间。
其次，大功率直流充电桩有助于缓解电动汽车车主普遍担心的“续航焦虑”。凭借更长的续航里程，车主在需要再次充电前可以行驶更远的距离。这不仅提高了电动汽车的便利性，也使其成为长途旅行的更实用选择。
第三，随着大功率直流充电桩的日益普及，电动汽车将能惠及更广泛的驾驶人群。随着充电站的不断增加，电动汽车车主可以更加确信，在需要时总能找到充电桩，从而减轻对续航里程的担忧。
最后，推广大功率直流充电桩有助于进一步推动电动汽车的普及。随着越来越多的驾驶者转向电动汽车，对充电站的需求将随之增加，更多企业和政府可能会投资建设充电基础设施，从而形成良性循环，加速向可持续交通的转型。总体而言，大功率直流充电桩能提升公共充电站运营商的经济效益。
三、公共电动汽车充电中采用大功率直流充电器的挑战
尽管大功率直流充电桩具有诸多优势，但其应用仍面临一些挑战。最主要的挑战在于安装和维护成本高昂，这可能阻碍其广泛普及。这些成本不仅包括充电设备本身，还包括支撑高压输电线路、变压器及电网所需的配套基础设施。此外，定期维护对于确保充电桩以最佳效率运行也至关重要。
将大功率直流充电桩接入现有电网可能面临诸多挑战。这是因为大功率直流充电桩需要消耗大量电力，若未妥善接入，可能会给电网带来负担。确保电网基础设施能够承受大功率直流充电桩带来的额外负荷至关重要，尤其是在用电高峰期。 安装大功率直流充电桩需要在基础设施方面投入大量资金，包括升级电网、变压器及高压输电线路。此外，还必须考虑大功率直流充电桩对当地电网稳定性的影响以及可能引发的停电风险。
大功率直流充电器面临的另一个挑战是确保与不同电动汽车车型及充电标准的兼容性。并非所有电动汽车都支持大功率直流充电，而且全球各地采用的充电标准各不相同。 为了确保大功率直流充电桩得到广泛应用，其设计必须兼容多种电动汽车车型和充电标准。这需要电动汽车制造商、充电站运营商和电网运营商之间进行密切协调，以确保充电基础设施能够兼容各类电动汽车。此外，还需解决监管和技术方面的挑战，以确保大功率直流充电桩具备互操作性，能够彼此通信并与电网进行交互。
T&E预计，在以需求驱动为导向的发展路径下，针对乘用车（PC）和商用车（CV）的电动汽车充电基础设施（EVCI）投资将达到约1850亿美元。其中，约60%（约1300亿美元）将用于直流快充桩（如图1所示）。 尽管直流充电桩的数量少于交流充电桩，但其硬件和安装成本却高得多。例如，到2030年，每千瓦的预计投资额从交流11千瓦的约135美元到直流150千瓦的约430美元不等。 直流充电点的总投资成本也远高于交流充电点，交流11千瓦充电器的单台成本估计约为1,000美元，而直流500千瓦以上充电器约为110,000美元，直流1兆瓦充电器甚至高达280,000美元。
图1：根据《T&E总体规划》中“需求导向路径”规划的乘用车和商用车充电点累计数量
来源：《T&E总体规划》
四、促进电动汽车快充的公共政策与规划。
欧洲各国正通过一系列政策和计划，展现出向大功率直流供电转型的决心：
- 到2026年，应设有 每60公里至少设置一个电动汽车充电站。预计这些充电桩将采用大功率直流充电技术。欧洲议会已通过一套规则草案，旨在增加车辆充电站和替代燃料加注站的部署，并支持可持续车辆的普及。欧洲议会议员希望在欧盟主要道路沿线每60公里设置一个电动汽车充电站，每100公里设置一个氢燃料加注站，并减少船舶排放。 这些规定是“2030年‘适应55’一揽子计划”的一部分，该计划旨在到2030年将温室气体排放量较1990年水平至少减少55%。欧洲议会议员还为替代燃料基础设施的建设设定了国家目标，这些目标将具有强制性。
- 欧盟委员会已批准 德国政府建设8,500个快充 ，总额达18亿欧元。该计划旨在实现每行驶15至30分钟即可找到充电站。 “德国充电网”（Deutschlandnetz）计划由德国政府于2021年8月首次提出，计划在德国约900个地点安装充电站。重点将放在那些尚未配备大功率充电（HPC）点，或现有充电点不足以满足预期需求的地区。
- 由IONITY和GreenWay牵头的EXPAND-E联盟获得约7000万欧元资助，将在欧盟22个成员国的450多个地点部署超过2100个（功率为150千瓦至350千瓦）的轻型和重型电动汽车充电点
- NHOA集团旗下的Atlante公司已获选获得欧盟“连接欧洲设施”（CEF）交通计划提供的2270万欧元拨款支持，该计划旨在资助欧洲交通基础设施建设。
- “EV Stations 2.0”：该项目由欧盟发起，旨在沿意大利的核心和综合交通网络建设一套电动汽车快速及超快速充电基础设施。项目计划共部署45座充电站，配备180个电动汽车充电点，其中包括90个快速充电站（50千瓦）和90个超快速充电站（150千瓦至350千瓦）。
- 上海电力集团（SSE）旗下能源解决方案业务部已开设首个电动汽车超快充电站，这是该集团一项重大新计划的一部分，旨在未来五年内在英国和爱尔兰建设300个充电站。
五、利益相关方的机遇
在向可持续 电动汽车（EV）充电基础设施。电力公司和电网运营商可利用大功率直流充电桩来管理峰值需求，并促进可再生能源的并网。配备太阳能的独立电动汽车充电枢纽是实现这一目标的一种途径。公共充电运营商必须扩展其网络和商业模式，以提供更快、更便捷的充电服务。 为了在中长期内具备经济可行性，充电网络的平均利用率需达到15%；在欧盟，预计未来5至15年内，该行业的利用率将进一步提升。电动汽车制造商必须推动大功率充电技术的创新，以满足客户不断变化的需求。最后，政府和政策制定者可通过资金支持、激励措施和法规制定，推动大功率直流充电桩的部署。
六、未来展望
欧洲的高功率直流充电基础设施即将迎来爆发式增长，预计2022年电动汽车快充桩将占直流高功率充电桩总数的53%，到2030年这一比例有望增至77%。 随着ABB、Tritium、Alpitronic和特斯拉等更多充电企业持续推出直流快充设备，直流大功率充电技术的潜在创新与进步预计将推动这一增长。随着对这类充电设备需求的增长，预计在技术进步和规模化生产推动下，直流快充设备的价格在不久的将来也将有所下降。
图2：T&E建议到2030年在公共和私有电动汽车充电基础设施上总计投资1720亿欧元
来源：PTR Inc.
结论
随着 道路上的电动汽车（EV）数量不断增加，建设电动汽车充电基础设施以满足日益增长的需求至关重要。除了公共充电桩的数量外，缩短充电时间同样重要。如果兼容，直流快充桩可将充电时间缩短至仅需15-20分钟。随着时间的推移，为避免充电站出现长时间排队等候，直流快充桩的部署对公共充电变得越来越重要。 欧洲目前有众多项目和计划致力于部署或升级直流快充设备。预计到2030年，77%的直流充电桩将升级为高功率直流充电桩，这有助于缓解“续航焦虑”——这是阻碍人们购买电动汽车的主要因素之一。虽然慢充适合夜间和家庭充电，但未来几年，公共充电领域将逐渐转向高功率直流充电。
乌贾拉·萨利姆（Ujyara Saleem）目前在PTR公司担任研究分析师。她的研究工作围绕汽车行业的电气化展开，主要关注电动汽车充电基础设施（EVSE）。乌贾拉在定性与定量研究、数据分析及市场预测方面造诣深厚。她凭借在这些领域的专业知识，致力于发掘电动出行市场中的新兴趋势与机遇。 作为欧洲、中东和非洲（EMEA）地区的首席分析师，乌贾拉曾为全球各大企业开展定制化项目，同时也提供现成的标准服务。她拥有巴基斯坦工程与应用科学学院（PIEAS）的电气工程学士学位以及德布勒森大学的工程管理硕士学位，兼具技术与管理能力，并运用这些能力为电动出行领域提供战略分析。
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