電動汽車充換電服務(wù)蘇滬杭城際互聯(lián)網(wǎng)研究與建設(shè)

壽江云，王文華

（嘉興電力局，浙江 嘉興 314000）

隨著各國能源發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整，發(fā)展以電動汽車為主的未來新能源汽車成為各國能源和環(huán)保政策的重點方向之一。國內(nèi)國外對新能源汽車的發(fā)展前景、電動汽車的充電模式的討論相當(dāng)激烈。電動汽車對能源政策的支持是“畫餅充饑”式的一廂情愿還是應(yīng)運而生的“雨后春筍”，還有待于成熟市場一定時期運作后的考證，可以肯定的是，還處于萌芽階段的電動汽車市場的發(fā)展亟需政策的支持、技術(shù)的支撐。為此，國家電網(wǎng)公司以“科學(xué)發(fā)展、適度前瞻”為原則，經(jīng)過多年的研究、論證與實踐，確定了“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)運營模式。國家電網(wǎng)公司“十二五”電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃中明確，要大力推動長三角地區(qū)電動汽車城際互聯(lián)。

1 嘉興市電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃

1.1 嘉興市地理和交通位置

嘉興市位于浙江省東北部、長江三角洲南翼的杭嘉湖平原腹地，是滬杭、蘇杭高速公路交通樞紐。改革開放以來，嘉興經(jīng)濟社會事業(yè)蓬勃發(fā)展，具有良好的經(jīng)濟發(fā)展條件和投資環(huán)境，區(qū)位優(yōu)勢得天獨厚。鐵路、公路、水路、港口齊全，為浙北交通樞紐。擁有完善的公路交通網(wǎng)絡(luò)，滬杭高速、乍嘉蘇高速、G320國道、S01省道等公路構(gòu)成的公路網(wǎng)絡(luò)完全可以和發(fā)達國家相媲美；杭州灣跨海大橋、申嘉湖高速、杭浦高速以及將要建設(shè)的滬杭高速鐵路、滬杭輕軌等，使嘉興和上海、杭州、寧波等大城市構(gòu)筑起同城概念，因此被列為國家電網(wǎng)公司電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)蘇滬杭城際互聯(lián)網(wǎng)的主要城市之一。

1.2 嘉興市電動汽車保有量預(yù)測

嘉興市政府委托嘉興電力局編制了《嘉興市“十二五”電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》。該規(guī)劃依據(jù)國家電網(wǎng)公司“換電為主、插充為輔，集中充電、統(tǒng)一配送“的電能供給模式，采用“彈性系數(shù)法”和“每萬人擁有量法”分別對“十二五”期間嘉興市汽車保有量進行了預(yù)測分析。分析結(jié)果顯示，至2015年底嘉興市汽車保有量為55萬～60萬輛，2020年將達到80萬～90萬輛。以此為基礎(chǔ)，電動汽車按每年近似1個百分點的比例增長，預(yù)計2015年將達到3萬輛，2020年將達到或超過9萬輛。

1.3 嘉興市充換電設(shè)施建設(shè)計劃

根據(jù)全市電動汽車保有量和充換電需求預(yù)測，“十二五”期間規(guī)劃在嘉興城區(qū)和周邊各縣（市）建成集中充電站1座、充換電站12座、配送站46座、公交車專用充電站4座，在居民小區(qū)、停車場、商場、電影院等公共場所設(shè)立180套充電樁，其中，2011年將建設(shè)充換電站1座，配送站8座。表1是嘉興市電動汽車充電設(shè)施新增需求。

1.4 蘇滬杭城際互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)計劃

目前在蘇滬杭城際互聯(lián)高速公路網(wǎng)中，主干高速通道有6條：分別為滬昆高速（G60，上?！ッ?，其中上?！贾荻斡址Q為滬杭高速）、滬蓉高速（G42，上?！啥?，其中上海—南京段又稱為滬寧高速）、沈海高速（G15，沈陽—海口）、常臺高速（G15W，常熟—臺州）、杭洲灣環(huán)線高速（G92,其中乍浦—繞城東樞紐段又稱為杭浦高速）、申嘉湖高速（上?！闻d—湖州，申嘉湖高速上海段編號S32，申嘉湖高速浙江段編號S12）。上述高速公路沿線城市較為密集，城際之間公務(wù)用車比較頻繁，民眾的綜合消費水平也較高，利用私家車出行、旅游較為普遍。考慮到車流量、路段長度和服務(wù)區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀，宜選擇上述高速公路作為蘇滬杭城際互聯(lián)的實施重點。

表1 嘉興市電動汽車充電設(shè)施逐年新增需求分析 座

根據(jù)建設(shè)原則和蘇滬杭城際互聯(lián)現(xiàn)狀，“十二五”期間在蘇滬杭6條高速公路的服務(wù)區(qū)內(nèi)共計劃建設(shè)11對充換電站，具體分布見表2。

2 嘉興智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況

嘉興市電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)起步于2010年。2010年4月19日，浙江省電力公司與嘉興市人民政府簽訂了《關(guān)于共同推動電動汽車充電設(shè)施系統(tǒng)建設(shè)合作框架協(xié)議》。根據(jù)協(xié)議，雙方在建設(shè)電動汽車充電設(shè)施、扶持充電設(shè)施系統(tǒng)運營和推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展3個方面進行廣泛深入的合作。2010年，55個充電樁首次在嘉興各縣（市、區(qū)）亮相。

2.1 智能充換電服務(wù)城際互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)總體目標(biāo)

以國家電網(wǎng)公司“十二五”電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃為指導(dǎo)，依托蘇滬杭之間高速公路配套基礎(chǔ)設(shè)施，按照“換充為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的運營模式，建設(shè)具有信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化特征的智能充換電服務(wù)城際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。2011年年底前，確保蘇滬杭之間實現(xiàn)互聯(lián)互通，滿足乘用車用戶在蘇滬杭地區(qū)城際自由行駛的要求。到“十二五”期末，為電動汽車用戶提供跨區(qū)域的同網(wǎng)、同質(zhì)、同價的優(yōu)質(zhì)充換電服務(wù)。

2.2 智能充換電服務(wù)城際互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)原則

表2 蘇滬杭高速公路服務(wù)區(qū)充換電站建設(shè)計劃

2.2.1 統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施

統(tǒng)籌考慮蘇滬杭3個城市之間高速公路收費站、服務(wù)區(qū)等配套設(shè)施情況，做到統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一設(shè)計。同時，電動汽車的城際互聯(lián)需求是一個逐步增長過程，應(yīng)結(jié)合當(dāng)前重點與未來趨勢，按照分步實施原則，合理規(guī)劃互聯(lián)通道建設(shè)時序和建設(shè)規(guī)模，既滿足當(dāng)前實際，又兼顧未來發(fā)展需要，做到遠近結(jié)合，經(jīng)濟高效。

2.2.2 立足實際，適度超前

高度重視充換電基礎(chǔ)設(shè)施在電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的優(yōu)先原則和基礎(chǔ)性作用，在公司已有運營實踐基礎(chǔ)上，適度超前建設(shè)蘇滬杭電動汽車城際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。通過城際互聯(lián)工程建設(shè)，為電動汽車在以上地區(qū)的跨城際交通創(chuàng)造條件，加強與各利益相關(guān)方合作，引領(lǐng)和推動蘇滬杭地區(qū)電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，發(fā)揮重要示范作用。

2.2.3 合理布局，便捷經(jīng)濟

遵循便捷經(jīng)濟原則，結(jié)合電動汽車當(dāng)前續(xù)航里程條件，合理確定蘇滬杭城際互聯(lián)服務(wù)網(wǎng)點間距與充換電站類型。在高速公路的出入口附近建設(shè)充換電站，實現(xiàn)高速通道與市區(qū)網(wǎng)絡(luò)的有效銜接，提高用戶便捷性。盡量利用現(xiàn)有高速公路的服務(wù)區(qū)、收費站、停車場等配套設(shè)施，降低初期建設(shè)費用，縮短建設(shè)周期。結(jié)合道路實際情況以及周邊電網(wǎng)分布等情況，合理確定充換電站類型以及外電源接入方案。

2.2.4 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，加快建設(shè)

蘇滬杭城際互聯(lián)作為長三角區(qū)域首個電動汽車跨省互聯(lián)工程，具有重要的示范意義。在浙江省公司已有建設(shè)運營實踐基礎(chǔ)上，統(tǒng)一實施方案，統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一運營模式，統(tǒng)一標(biāo)識展現(xiàn)，科學(xué)設(shè)計，加快建設(shè)，將蘇滬杭城際互聯(lián)工程建成可推廣應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化示范工程，為加快推動長三角區(qū)域的城際互聯(lián)工程建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。

2.3 高速公路服務(wù)區(qū)充換電站技術(shù)方案

跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點在于各高速公路服務(wù)區(qū)。一個服務(wù)區(qū)按雙向建一對充換電站。每座充換電站占地350 m2左右，站內(nèi)設(shè)置移動充電倉和移動電池倉各3個，電池取放系統(tǒng)1套，叉車和轉(zhuǎn)運小車各1輛，可同時容納120組電池充換，滿足40輛汽車的同時換電需求。站內(nèi)建設(shè)通信系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，采用光纖通信方式，采用全省統(tǒng)一的運營管理系統(tǒng)，能跨省結(jié)算。

2.4 充換電站建設(shè)概況

為確保充換電設(shè)施建設(shè)工作順利完成，嘉興電力局專門成立了電動汽車充電設(shè)施建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)與保障項目所需資源，負(fù)責(zé)決策項目實施的重大事項，協(xié)調(diào)和解決建設(shè)運行過程中出現(xiàn)的各種問題。建立工程實施周例會制度，加強工程協(xié)調(diào)，千方百計縮短項目建設(shè)工程在項目前期、查勘設(shè)計、方案審查環(huán)節(jié)的時間，加快高速公路配送站建設(shè)進度。落實項目招投標(biāo)制，按充換電設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)棚、土建施工和配電設(shè)備等分類進行招投標(biāo)工作。嚴(yán)把施工單位資質(zhì)關(guān)，對施工單位實行合同管理制，嚴(yán)格履行開工手續(xù)。加強施工現(xiàn)場的安全監(jiān)督與管理，落實安全責(zé)任制，杜絕各類人身和設(shè)備事故，確保規(guī)范、安全、有序的完成建設(shè)任務(wù)。

2011年5月，嘉興率先完成蘇滬杭城際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點——滬杭高速嘉興服務(wù)區(qū)充換電站建設(shè)。

2.5 智能充換電服務(wù)城際互聯(lián)網(wǎng)試運行情況

2012年2月份，在華東電網(wǎng)的統(tǒng)一組織下，浙江、上海、江蘇電力公司對蘇滬杭充換電網(wǎng)絡(luò)開展了試運行，共投入4輛車在5對城際充換電站間進行試運行，分別為楓涇、嘉興、新塍、白洋湖、陽澄湖充換電站,累計完成40車次試運行，累計行駛里程9 860 km，日均約980 km；累計換電次數(shù)達149次，平均換電時間為5～10 min。在整個運行過程中，電動汽車和充電電池運作正常，基本實現(xiàn)蘇滬杭三地的城際互聯(lián)。

3 電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相關(guān)建議

3.1 制約電動汽車推廣使用的因素

電動汽車產(chǎn)業(yè)目前正處于高速發(fā)展階段，但是客觀上講，目前電動汽車的普及正處于萌芽階段，僅有少部分城市，如：青島和杭州，分別進行了電動公交車和電動出租車的試點以及示范化推廣，而自用乘用車的市場占有率極低。

這受制于多方面的因素，其中包括：電動汽車售價普遍偏高，購買者對于其性價比持一定的悲觀態(tài)度；電動汽車以及動力電池的安全性能有待驗證；電動汽車尚處于示范研究階段，面世待售的車輛僅占少數(shù)；動力電池的性能，如：能量密度、續(xù)航里程、使用壽命等，都有待進一步提升；充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)尚不能滿足電動汽車的大規(guī)模普及。

3.2 加快推進電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)建議

3.2.1 探索完善商業(yè)運營模式

服務(wù)區(qū)充換電站委托運營模式已在嘉興市試行，隨著高速公路服務(wù)區(qū)充換電站陸續(xù)建成，為避免出現(xiàn)各充換電站各自為政，管理要求和標(biāo)準(zhǔn)不一的局面，更高層次的經(jīng)營管理主體仍需建立。為此還要積極爭取政府和各方面支持，尋求建立完善適合當(dāng)?shù)貙嶋H情況的充換電業(yè)務(wù)商業(yè)經(jīng)營體系。同時，不同區(qū)域、省市之間電池資產(chǎn)的相互流通與結(jié)算方式還需進一步明確。由于地域經(jīng)濟發(fā)展水平差異，不同區(qū)域、省市之間價格體系不統(tǒng)一，電池資產(chǎn)歸屬各不相同，造成各區(qū)域之間電池資產(chǎn)的相互流通與結(jié)算難以解決。需要統(tǒng)一開發(fā)國家級的運營管理系統(tǒng)，開放各省市運營系統(tǒng)互聯(lián)接口，實現(xiàn)充換電業(yè)務(wù)的跨省互聯(lián)。

3.2.2 加強動力電池研究

我國的電動汽車雖已具備一定的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，但是汽車及核心零部件技術(shù)還有待于進一步突破，其中蓄電池儲能系統(tǒng)始終是推廣普及電動汽車的技術(shù)瓶頸。一是續(xù)航能力還未達到汽車使用者的預(yù)期，一組動力電池的續(xù)航能力與一箱汽油相差太遠；二是電池的安全性問題。給電池充電是個化學(xué)反應(yīng)過程，其生命周期必然大大小于油箱，一般不超過5年，而且隨充電次數(shù)增加性能逐漸下降?，F(xiàn)市場上大容量鋰電池價格不菲，一輛普通乘用車需配置4箱電池約8萬元，這不論對于購車者還是電池租憑經(jīng)營商都是一筆不小的成本開支。

3.2.3 加大電動汽車宣傳

電動汽車的推廣應(yīng)用是涉及千家萬戶的事情，大部分市民對電動汽車的認(rèn)識還處于比較模糊的狀態(tài)，隨著充電站的相繼建成，供電企業(yè)應(yīng)加大對電動汽車的宣傳力度，在營業(yè)場所設(shè)立的電動汽車宣傳展示區(qū)，制作發(fā)放宣傳手冊。同時主動與新聞媒體合作，做好新聞策劃，提高市民對電動汽車的認(rèn)識，才能加快推進電動汽車的推廣，只有電動汽車普及了，我們著力建設(shè)的充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)才能發(fā)揮出應(yīng)有的經(jīng)濟效益和社會效益。同時，各地政府應(yīng)加大政策的鼓勵和支持，不能要求普通消費者為了節(jié)能環(huán)保而多花錢去購買電動汽車。

3.2.4 建立完善充電設(shè)施布局規(guī)劃長效管理機制

加強充換電設(shè)施建設(shè)，首先要對充電設(shè)施布局作科學(xué)規(guī)劃，爭取和保護實施規(guī)劃所需的站址和線路走廊等空間資源，加快建立和完善電動汽車充電設(shè)施布局規(guī)劃長效管理機制，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電動汽車發(fā)展所需的空間資源，有效實現(xiàn)電動汽車充電設(shè)施規(guī)劃與當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)總體規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃的銜接，實現(xiàn)智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。