新能源車輛充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測與點位布局方法研究

摘要 發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)既是應(yīng)對全球氣候變化的關(guān)鍵舉措，也是國家應(yīng)對世界能源問題的重大戰(zhàn)略要求。新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃類似于20世紀加油加氣站的布局，是支撐新能源車輛普及和健康發(fā)展的重要保障。該研究結(jié)合全國及上海市相關(guān)政策解讀，在新能源車輛充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測和點位布局的關(guān)鍵技術(shù)研究過程中，創(chuàng)新性引入了基本泊位和出行泊位概念和指標參考，為相關(guān)地區(qū)推進新能源車輛充電設(shè)施建設(shè)提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞 新能源汽車；充電設(shè)施；新基建；電動汽車

中圖分類號 U491.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0031-03

0 引言

氣候變化和能源問題是當前突出的全球性挑戰(zhàn)，事關(guān)國際社會共同利益，也關(guān)系地球未來。發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)尤其是電動汽車產(chǎn)業(yè)，已成為我國解決汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境能源問題的重要手段之一，由此建設(shè)新能源汽車充電樁也成為國家“新基建”戰(zhàn)略的重要組成部分，是實現(xiàn)節(jié)能減排、助力交通運輸行業(yè)早日實現(xiàn)“碳達峰”的重要發(fā)展途徑。上海市用車規(guī)模高、空間尺度大、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好，作為新能源汽車發(fā)展的政策探索區(qū)域和重要建設(shè)載體，有必要率先啟動充電設(shè)施的規(guī)劃布局和建設(shè)。

1 行業(yè)政策背景

發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，是應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。純電驅(qū)動戰(zhàn)略已成為我國新能源汽車發(fā)展主要方向，對新能源汽車充電場站、停車場建設(shè)提出了新的要求。2015年國務(wù)院辦公廳、發(fā)改委、能源局、工信部和住建部等部門發(fā)文要求加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)[1-2]。其后出臺多項細則和要求，2023年國務(wù)院辦公廳對充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作出了具體部署，要求到2030年，基本建成覆蓋廣泛、規(guī)模適度、結(jié)構(gòu)合理、功能完善的高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，有力支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有效滿足人民群眾出行充電需求[3]。

上海市自2015年開始研究電動汽車充電設(shè)施布局與管理模式，2016年上海市交通委組織編制并發(fā)布《上海市電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施專項規(guī)劃（2016—2020年）》，用于指導(dǎo)全市新能源發(fā)展及設(shè)施規(guī)劃。2022年1月，市政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于本市進一步推動充換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的實施意見》，明確到2025年，滿足125萬輛以上電動汽車的充電需求，全市車樁比不高于2∶1；建立以信息高水平互聯(lián)互通、智能技術(shù)標準體系完善、建設(shè)運營管理機制健全、統(tǒng)一有序惠及民生為特色的新型充換電基礎(chǔ)設(shè)施體系[4]。為積極響應(yīng)國家及上海市新能源發(fā)展推廣號召，保障新能源車輛發(fā)展及使用需求，各區(qū)紛紛開展新能源車輛充電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃，明確“十四五”后期建設(shè)任務(wù)以及中遠期規(guī)劃方案。

2 上海新能源汽車充電設(shè)施規(guī)劃的困境

上海作為新能源汽車發(fā)展領(lǐng)先城市，至2024年4月，根據(jù)市充換電設(shè)施公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測平臺，已有公用樁126 143個，專用樁84 794個，私人樁總數(shù)552 666個，按照2023年底上海新能源汽車保有量128.8萬輛估算，上海的車樁比為1.69∶1，已達到2025年近期發(fā)展要求，新能源汽車停車主要依靠私人樁解決，公共充電樁的發(fā)展存在以下問題：

（1）新能源汽車公共充電樁設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀以政府、企業(yè)的模式探索、示范試驗為主，缺乏明確導(dǎo)向和整體布局。設(shè)施規(guī)模測算及點位布局尚未形成可以指導(dǎo)未來發(fā)展的整體謀劃方向，因而造成分布不均衡等問題。目前上海公共充電樁呈現(xiàn)出中心城區(qū)較為密集，郊區(qū)和遠郊地區(qū)充電設(shè)施相對較少的布局，對于郊區(qū)新能源電車使用推廣作用有限。

（2）近年來公共服務(wù)用地的公共場地充電設(shè)施布局發(fā)展迅速，但與新能源汽車使用需求仍存在距離，充電設(shè)施使用效率不高、充電設(shè)施被占用等問題仍比較突出。公共場地充電設(shè)施主要以慢充為主，快充設(shè)施較少，影響充電效率。公共停車場上充電停車位與燃油車停車需求的矛盾仍較為普遍，由于中心城區(qū)停車空間緊張，充電停車空間僅為新能源汽車使用，造成了燃油車停車位的減少，而燃油車的占用行為也易激化停車充電矛盾，充電設(shè)施空間的布局需尋求解決路徑。此外，部分企業(yè)在公共場地自建專用快充設(shè)施，雖然提高了用戶的品牌體驗，但也同時造成了設(shè)施共享使用不足、忙閑不均的情況，反而進一步加劇了資源浪費。

（3）規(guī)劃單獨的停車充電場地是居住小區(qū)私人樁、公共服務(wù)用地的公共樁的重要補充，但由于中心城區(qū)用地較為緊張，獨立用地大多難以保障。同時，由于建設(shè)、運營、維護相關(guān)責(zé)任主體不明確、規(guī)范和標準缺乏、后期收費和商業(yè)模式不成熟等原因，相關(guān)單位建設(shè)和經(jīng)營積極性較低，獨立用地的停車充電場所則以專用樁為主，較少參與到為公眾提供服務(wù)中[5]。

（4）老舊住宅小區(qū)內(nèi)的公共場地共享充電設(shè)施發(fā)展緩慢。2010年之前的住宅小區(qū)戶均停車位一般不足0.5，有的小區(qū)甚至低于0.3，安裝共享充電樁存在將臨時停車位變?yōu)樾履茉雌嚾后w的專用停車位的嫌疑，與現(xiàn)行的《上海市住宅物業(yè)管理區(qū)域機動車停放管理規(guī)定》（2021年10月）相悖。此外，老舊小區(qū)共享充電設(shè)施建設(shè)還受制于區(qū)域充配電網(wǎng)的空間容量余地[6]。

基于車輛性能、出行需求以及城市路網(wǎng)空間特征的充電設(shè)施統(tǒng)籌規(guī)劃能一定程度上彌補當前發(fā)展階段的建設(shè)失當、布局無序等問題，該文建議可以從規(guī)模預(yù)測和布局統(tǒng)籌兩方面開展規(guī)劃工作。

3 充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測方法

新能源車輛充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測是規(guī)劃建設(shè)工作的關(guān)鍵，結(jié)合全國及上海市相關(guān)區(qū)域課題調(diào)研，基于片區(qū)公交、社會車輛使用特征和既有充電設(shè)施充電特征，可以提煉公交車輛和社會車輛的充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測方法。

（1）公交車輛充電配置宜“一車一位”，采用“夜間充電、白天補電”的模式

依據(jù)諶微微等[7]、顧天奇等[8]、王雨璇等[9]、胡水燕等[10]對重慶、蘇州、南京、南昌等城市的研究，以及對上海新能源汽車充電設(shè)施的走訪調(diào)查，新能源公交車電池容量與其續(xù)航里程大致呈現(xiàn)出一定的對應(yīng)關(guān)系，即當電池容量為300度時，車輛可以完成大約250 km的無空調(diào)續(xù)航里程或200 km的有空調(diào)續(xù)航里程。依據(jù)新能源公交車日運營里程指標（表1），以200 km為分類閾值，相應(yīng)可提出不同運營里程下的車輛充電模式。當公交日運行里程超過200 km，車輛宜采取“夜間充電、白天補電”的充電方式。夜間充電可充分利用夜間用電低谷時段的充電低電費價格優(yōu)勢，當充電樁功率為60 kW時，充電時長約需4.5 h，公交車夜間停運時間一般均大于4.5 h，因此夜間時段車輛可充滿電，考慮白天電量消耗和場站內(nèi)充電資源充分利用，白天時段車輛僅補電需進場/站充電。當公交車日運行里程低于200 km，僅夜間充電即可滿足車輛充電需求。根據(jù)充電模式，充電設(shè)施規(guī)?？上鄳?yīng)采用“一車一位”的配置思路，保證充電車位規(guī)模與車輛規(guī)模相一致。考慮公交場站用地緊張的現(xiàn)實狀況，以及白天部分較長運營里程公交車輛的補電需求，一般采用“一機兩充”的設(shè)施配置模式。

（2）社會車輛：基于基本泊位、出行泊位停車特征，分類預(yù)測設(shè)施規(guī)模

社會車輛充電模式一般采用交流慢充、直流快充、電池更換技術(shù)，其各有優(yōu)缺點（表2）。對社會車輛充電設(shè)施規(guī)劃時，一般根據(jù)基本泊位、出行泊位兩大類別，來對充電停車位總規(guī)模分類預(yù)測。其中基本泊位是保障車輛日常基本停車需求，主要指各類住宅的配建停車位；出行泊位是指滿足車輛出行時車輛臨時停放需求的停車位，主要指各類公共場所周邊的配套停車位。基本泊位建議樁車比按照高配置自用/共用充電樁設(shè)施，并結(jié)合夜間用電低谷時段，采用自用慢充為主（充電時長6～8 h）的充電方式，提高資源利用效率。出行泊位停放時間隨機性大，一般充電設(shè)施自（專）用為主、公用為輔，宜采用公用充電設(shè)施快慢充相結(jié)合的充電方式。如商業(yè)區(qū)車輛停車時間1～4 h不等，采用快充方式0.5～2 h即可滿足其充電需求，其他業(yè)態(tài)充電方式選擇以此類推。

根據(jù)以上方法，以2020年上海市青浦區(qū)充電樁設(shè)施情況為基礎(chǔ)，對新能源公交車輛與社會車輛充電設(shè)施進行預(yù)測：公交車輛2035年達到900輛，按照“一機兩充”模式，充電槍需達到450個；社會車輛可達42.4萬輛，根據(jù)居民出行方式，出行泊位需求系數(shù)為0.35，泊位預(yù)測為14.84萬個。

在預(yù)測基礎(chǔ)上，對2035年青浦區(qū)新能源公交車輛場站進行規(guī)劃，將建成13個公交停保場或樞紐站，共配置停車位872個，充電槍776個（表3），其中，城區(qū)與西翼充電槍658個，可滿足區(qū)域需求；東翼充電槍118個，缺口140個，建議統(tǒng)籌西虹橋國家展覽中心和國際會展中心附近設(shè)施。對社會車輛充電設(shè)施按照一類地區(qū)（虹橋主城）、二類地區(qū)（青浦新城）、三類地區(qū)及非建成區(qū)進行分區(qū)管控。

4 充電設(shè)施規(guī)劃布局建議

在新能源車輛充電設(shè)施布局規(guī)劃方面，公交車輛與社會車輛的布局原則和方法表現(xiàn)出較大差異，充電設(shè)施建設(shè)應(yīng)分片區(qū)、分階段有序推進。

（1）公交車輛：按照不同區(qū)域公交線路特征，差別化匹配充電設(shè)施

為保障片區(qū)公交車輛充電設(shè)施資源高效利用，推進充電樁設(shè)施配置分階段分步實施，可將片區(qū)公交線路按照新城公交、鎮(zhèn)間公交和鎮(zhèn)內(nèi)公交進行分類，差別化匹配相應(yīng)充電場所。如針對五大新城范圍的公交，基于線路兩端首末站區(qū)位，篩選出距離任意一端首末站最近的公交充電停保場為車輛充電場所。針對鎮(zhèn)間公交，基于線路兩端首末站區(qū)位，優(yōu)先選擇距離任意一端最近的公交充電停保場，若兩端附近的停保場用地均較緊張，則可綜合考慮距離、費用、充電效率、設(shè)施利用率等因素，在線路兩端首末站所屬區(qū)域范圍內(nèi)篩選合適的公交充電停保場。針對鎮(zhèn)內(nèi)公交，優(yōu)先選擇鎮(zhèn)內(nèi)的公交充電停保場即可。

（2）社會車輛：結(jié)合新能源車輛發(fā)展規(guī)模、片區(qū)服務(wù)可達性布局充電設(shè)施

建成區(qū)（面狀區(qū)域）商業(yè)、文旅、公建等公共停車場多為獨立用地，場地平整連片，社會車輛充電樁規(guī)模建議依據(jù)當?shù)匦履茉窜囕v發(fā)展規(guī)模加以預(yù)測，非建成區(qū)公共充電站的建設(shè)需求多集中于高快速路等道路沿線（線狀區(qū)域）。如高快速路沿線可按每100 km設(shè)置一對公共充電站；其他等級道路配建分布密度可借鑒加油站設(shè)置標準，并宜結(jié)合加油站綜合建設(shè)。

5 設(shè)施建設(shè)時序建議

區(qū)域車輛充電設(shè)施發(fā)展水平參差不齊，現(xiàn)狀充電樁設(shè)施資源不足而新建項目經(jīng)費有限，決定了新能源車輛充電設(shè)施建設(shè)計劃必須分步驟、分重點有序推進。近期建設(shè)應(yīng)以“主城區(qū)自給自足、其他片區(qū)資源共享”為原則制定各類充電設(shè)施建設(shè)計劃，中遠期隨著充電設(shè)施資源規(guī)模的逐步擴大，可結(jié)合資源共享利用水平與需求迫切程度統(tǒng)籌安排，逐步實現(xiàn)“分片區(qū)自給自足”的理想狀態(tài)。

6 小結(jié)

該文依據(jù)上海市相關(guān)規(guī)劃，以相關(guān)區(qū)域新能源車輛充電設(shè)施建設(shè)調(diào)研為基礎(chǔ)，針對新能源公交車輛和社會車輛充電設(shè)施，提煉總結(jié)了基本泊位、出行泊位與停車場充電樁的量化建設(shè)指標，并首次提出了分車種、區(qū)域性、差別化的充電設(shè)施規(guī)模預(yù)測方法和充電規(guī)劃方案，研究方法和思路可以為其他城市和地區(qū)推進新能源車輛設(shè)施規(guī)劃建設(shè)工作提供借鑒參考。

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收稿日期：2024-04-25

作者簡介：趙昀（1980—），男，碩士，高級規(guī)劃師，研究方向：交通規(guī)劃、城市新基建、城市更新。