电动汽车也有恐高症？深度解析高速公路充电设施

　　文/《中国公路》
　　众所周知，近年来，中国新能源汽车产业迅速发展，电动汽车个人消费高速增长，需求爆发的同时，也带来＂成长的烦恼＂。2021年国庆假期大量电动汽车车主在高速服务区排队数小时等待充电的新闻报道，既反映出车主们难以缓解的补能焦虑，也反映出高速路网在电动汽车续航补给方面存在一定短板。
　　对此，《中国公路》联合中国公路学会服务区工作委员会、国网电动汽车服务有限公司等单位从公路行业视角，梳理了全国高速公路充电设施发展现状，重点针对目前的发展难点，总结出缓解电动汽车上高速补能焦虑的几种途径，以期为行业主管部门出台政策、高速运营管理单位做出决策，提供积极的参考借鉴意义。
　　高速公路充电设施发展现状
　　从某种意义上来说，高速公路充电网络的完善程度、运营维护状态等直接关系到电动汽车长途出行的补能体验。本文将从建设数量、区域分布、运营模式三方面分析当前高速公路充电设施的发展情况。
　　自2015年以来，国务院及相关部委先后发布系列指导文件，加速推进电动汽车充电设施建设布局，并对高速公路服务区充电设施建设、规划等做出明确要求。与此同时，各省份也陆续印发实施方案、布局规划等，加快建设服务区充电设施，着力构建布局合理、功能完善、智能高效的高速公路充电网络。
　　从建设数量看
　　截至2021年底，全国6825个高速公路服务区（含停车区）已建成充电站3106座、运行充电桩13241台，服务区充电设施覆盖率约45%。其中，国家电网作为目前服务区领域最大的充电设施建设运营主体，已累计在高速公路服务区建设充电站2265座、运行充电桩10308台，形成了＂十纵十横两环＂的高速公路快充网络，经营区域覆盖除黑龙江、吉林、西藏、新疆以外的所有省份。
　　可以说，在各方的大力推动下，高速公路充电设施建设近年来取得了显著进展，但同时也应看到，与新能源汽车发展的强劲态势、社会公众的美好出行需求等相比，现有的高速公路充电设施网络体系还需要持续完善。
　　近年来，浙江、江苏、重庆、广东、云南等不少省份的服务区运营管理单位联合小鹏汽车、特斯拉和吉利科技集团、蔚来等企业，在服务区加快建设超充站、换电站。黄凯 摄
　　与新能源汽车的高速公路出行需求不匹配
　　根据新能源汽车国家监测与管理平台的监测数据，2021年新能源汽车的高速公路出行总里程超9亿公里，同比增长80%，其中＂五一＂＂十一＂等国家法定节假日期间（共31天）的出行里程约2亿公里，仅＂十一＂期间的出行里程就达到6000万公里，为日均出行里程的3.4倍。在节假日高速公路车流量激增、现有充电设施服务保障能力不足等因素的综合作用下，节假日电动汽车高速充电难问题越发突出，加快充电设施建设成为解决电动汽车长途出行痛点的重要发力方向。
　　与新能源汽车保有量的增长速度不匹配
　　当前，我国新能源汽车保有量连年增长，市场渗透率持续提升，据行业专业机构预测，2025年国内新能源汽车的市场渗透率有望达到25%。但作为新能源汽车产业发展的重要一环——充电设施建设却相对缓慢，2021年我国的车桩比约为2.7 1，仍远低于《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》规划的1 1的指标（2020年目标）。对于充电设施建设难度相对较大、运营成本相对较高的高速公路服务区，保有量仍存在较大缺口。
　　图1 2015年至2019年我国充电桩保有量及车桩比
　　从区域分布看
　　全国高速公路服务区充电基础设施主要集中在京津冀、长三角、珠三角等东部地区，上海、江苏、浙江、安徽、江西、福建、河北、广东等省份的服务区充电设施覆盖率超过80%。西部及东北地区的服务区充电设施覆盖率较低，黑龙江、甘肃、辽宁的覆盖率分别为6%、12%、15%。
　　为进一步研究当前高速公路充电设施的使用情况，本文对国家电网投运的高速公路充电设施的空间、时间使用情况展开分析。
　　华东地区充电量最高
　　2021年，充电量最高的区域是华东地区，达到了6545.23万千瓦·时，其他依次是华北、西南、华中、西北、东北地区，充电量分别为1985.42万千瓦·时、1862.94万千瓦·时、1574.79万千瓦·时、619.51万千瓦·时和72.29万千瓦·时。其中，全年充电量排名前5的服务区中，有两处位于华东地区，分别为G2京沪高速无锡梅村服务区（上海方向）、G60沪昆高速枫泾服务区（上海方向）。
　　10月为每年充电高峰
　　从近3年的高速公路充电设施使用数据看，2019年至2021年高速公路充电设施的充电量呈现稳步增长趋势，其中充电高峰期为每年10月。此外，每年2月（春节）、5月（劳动节）等节假日期间，高速公路充电设施的充电量均呈现小幅增长。
　　图2 2019年至2021年高速公路充电设施的充电情况
　　从经营模式看
　　现有高速公路充电设施的经营模式主要有三种，分别为租赁经营、合作经营和自主经营。
　　租赁经营模式
　　即服务区运营管理单位与国家电网等企业签订具有一定期限的租赁合同，在约定期限内，充电设施的产权归租赁方所有。目前，江苏、上海、重庆、陕西、福建等省份的高速公路充电设施经营以该模式为主。
　　对服务区运营管理单位而言，这种经营模式风险小，可以直接获取收益；但对于充电设施使用者而言，容易在高速出行过程中遭遇因租赁方维护不及时、监管不到位等原因造成的尴尬体验。
　　合作经营模式
　　即由服务区运营管理单位与国家电网等企业合作，共同开展下辖服务区的充电设施建设工作，充电设施的产权归双方共同所有。在这种模式下，国家电网等企业能充分发挥自身在建设、运营、维护充电设施方面的专业优势，服务区运营管理单位也能充分利用管理优势，派驻专人对充电设施进行日常监管并及时反馈维护信息，双方可最大程度实现优势互补、合作共赢。
　　目前，河北、河南、宁夏等省份的高速公路充电设施经营普遍采用该模式。
　　自主经营模式
　　服务区运营管理单位自行引入社会企业优化充电设施、技术及维护环节，实现对下辖服务区充电设施的自建自营，充电设施的产权归服务区运营管理单位所有。目前，江西、云南、贵州、广西、四川等省份已经试水服务区充电设施自主经营模式。
　　在该模式下，服务区运营管理单位可进一步做强做大自有能源品牌，提升电动汽车用户的充电体验和服务区的整体服务质量，但面临的资金压力、安全运营压力不容小觑。
　　高速公路发展充电设施有三难
　　高速公路充电网络是电动汽车实现跨城际长途出行的必备条件，对提振新能源汽车消费信心、支撑新能源汽车产业发展具有重要意义。当前，高速公路充电难等问题，引发了电动汽车车主跨城际长途出行的里程焦虑，其背后隐含着我国高速公路充电设施发展面临的痛点、难点。
　　由于高速公路具有全封闭运营、线长面广等特点，所以其发展充电设施既面临普通区域充电设施建设、运营难的共性问题，又要解决因区域特殊性带来的其他问题。
　　建设难
　　缺乏明确的建设要求
　　2015年，国务院办公厅发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，明确要求充分利用高速公路服务区停车位建设城际快充站；2020年，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，提出加快形成适度超前、快充为主、慢充为辅的高速公路和城乡公共充电网络；2021年政府工作报告中明确要求增加充电桩、换电站等设施……
　　多年来，加快充电设施建设、完善高速公路充电网络等内容在国家层面被反复提及，中央和地方也陆续发布了相关政策文件，但大多以鼓励引导为主，并未明确高速公路充电设施的建设标准、行业规范等，也尚未将充电站纳入高速公路服务区标准配置，导致地方政府和高速公路产权单位在服务区充电设施建设上认识不一，投建积极性不高。
　　建设用地保障难
　　用地难是目前高速公路充电设施建设过程中普遍存在的问题。一方面，在规划设计阶段，许多服务区并未预留充电设施建设用地，后期要增配充电站、充电桩等设施，只能通过压缩场区停车面积实现，导致服务区充电设施发展受限、数量增长缓慢。另一方面，服务区征地范围有限、部分区域土地资源紧张、征地赔偿标准高、相关用地保障政策缺乏等因素，也使得高速公路新划出专门用地来建设充电设施面临重重困难。
　　建设协调难度较大
　　充电设施建设涉及前期规划、土地使用、利益协调等多方面内容，牵涉多个部门和各方利益主体，要完成公共电网、电力设施、地下管线、用地协调等诸多基础性工作，协调难度大，资金投入高，建设周期长。众所周知，服务区产权主体和经营权主体复杂，要顺利推进充电设施建设，既要争取高速公路公司、服务区运营管理单位的支持、配合，又要协调各方面的利益关系，难度之大可想而知。
　　现有电力增容困难
　　当前，老旧服务区的电力容量基本上只能满足日常运营管理需求，接入大量集中式充电设施后，将导致电网负荷过重，配电能力不足；部分新建服务区的电力虽有余容，但也无法充分满足新能源充电设施的运营需求，面临配套电网升级与电力扩容等问题。
　　事实上，由于服务区大多远离城市，在高速公路沿线分散布设，如果要在全线开展电力增容改造，不仅要逐一对接服务区属地供电系统，多次请示、协调，还有可能出现重新拉线、布管等带来的建设成本增加的问题。
　　有专家分析称，按照目前高速公路服务区充电桩的使用率，到充电桩报废也未必能收回成本。陈晓昕 摄
　　运维难
　　阻碍高速公路充电设施发展的难题不仅出现在前期建设阶段，还贯穿于后期的设施运维阶段，下列问题同样值得行业管理部门、服务区运营管理单位、设施投运单位等各方关注。
　　设施维护不到位
　　调查发现，服务区充电设施投入运营后，日常维护不足、充电设施故障率高且更新换代慢等问题在各地普遍存在，极大地影响了设备使用效果和公众出行体验。其中，既有服务区充电设施点多、服务区之间距离较远等客观原因，也不乏运营维护机制不健全、日常监管不到位、有关方面重视程度不够等因素。
　　上述问题也暴露出高速公路充电设施高建设运营成本与低投资回报率之间的矛盾。即便面临持续亏损的惨淡现状，相关各方仍要持续投入人力、物力、财力保障充电设施正常运营，长此以往，其运维积极性、资源投入量难免受到影响。
　　统筹协调力度不够
　　当前，高速公路充电设施的潜力并未得到有效发挥，由于缺乏对服务区和高速公路出入口充电站资源的统筹规划，以及对车辆的科学疏导、合理分流，同一服务区不同半幅充电设施＂忙的忙死，闲的闲死＂的情况比比皆是。例如，2021年10月1日至3日期间，G5京昆高速石家庄服务区昆明方向充电站的日均充电量为455.69千瓦·时，而北京方向充电站的日均充电量仅为37.77千瓦·时。
　　此外，服务区充电设施＂闲时用不上，忙时不够用＂的现实问题也考验着设施投运单位、服务区运营管理单位的运营能力和监管智慧。
　　数据缺乏互联互通
　　从目前的发展情况来看，高速公路充电设施的投运主体众多，包括国家电网、中国南方电网等中央企业，特斯拉、小鹏汽车等车企及部分社会运营商等，它们都各自建设了运营平台，但各平台之间并未实现数据共享、互联互通。在实际使用过程中，用户往往需要下载多个App来查询充电站点、完成充电操作，极大影响了用户的使用体验。
　　责任边界不明确
　　当前，大部分高速公路充电设施长期处于无人值守或自助充电状态，由于缺乏相应的操作规范、使用指南，容易出现潜在的安全隐患。在租赁经营模式下，按照＂谁所有，谁负责＂原则，充电设施的安全管理主体责任应由租赁方承担，但一旦发生安全事故，服务区及其运营管理单位势必无法置身事外，进而影响到服务区乃至整条高速公路的形象。
　　盈利难
　　对投运企业而言，＂钱的问题＂是掣肘高速公路充电设施发展的重要因素，难以赢利甚至长期亏损已成为高速公路充电设施乃至整个行业发展的难言之痛。
　　浙江交投新能源投资有限公司自主投资建设的首个充电站项目——诸永高速永嘉服务区电动汽车快速充电站（光伏车棚）。彭天骄 摄
　　建设运营成本高
　　高速公路充电设施站点分散、地处偏远，与市域内的充电设施相比，前期资金投入及后期运营成本偏高。有专家分析称，高速公路上一个直流充电桩的平均预算在30万元左右，包含采购成本、运营成本、租金等，平均一个充电桩每天至少要有6个订单才能实现盈利。但从目前的使用情况来看，存在很大的盈利难度。
　　近年来，由于新能源汽车技术更新较快，对大功率快速充电设施的需求逐步增大，为此，投运单位还需要投入大量资金开展技术改造及设施升级，导致高速公路充电设施运营成本持续增加。
　　整体利用率低
　　近年来，高速公路充电设施的充电量持续快速增长，但整体利用率仍然很低。以国家电网投运的充电桩为例，2021年高速公路充电站完成充电量1.28亿千瓦·时，设施容量利用率仅为1.34%，共计623座充电站2834个充电桩长时间处于零电量、低电量使用状态，其中G3京台高速刘集服务区充电站（台北方向）2021年的充电量仅为4865千瓦·时，平均每天每个充电桩运行不超过4分钟。
　　盈利模式单一
　　目前，我国高速公路充电设施的盈利模式主要以收取充电服务费为主。在盈利模式单一和国家层面资金补贴有限的现状下，设施的利用率不高直接导致盈利情况不乐观。
　　以国家电网为例，2021年高速公路充电网络运营成本约2亿元，充电服务收入0.8亿元，在不考虑设备折旧的情况下，当年仍亏损1亿余元。
　　破解电动汽车高速充电难题的发力点
　　破解电动汽车高速充电难题，不能单纯依赖增加高速公路充电设施保有量，需要多方参与、形成合力。
　　近年来，有关电动汽车高速充电难的报道屡见不鲜，特别是节假日高速公路车流量高峰期，＂电动汽车上高速充电难＂一度成为各大媒体关注的焦点和社会公众讨论的热点，有待各方合力破题。
　　补短板 推进充电设施建设
　　今年1月，国务院正式印发《＂十四五＂现代综合交通运输体系发展规划》，明确要求积极建设城际充电网络和高速公路服务区快充站配套设施，实现国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域的高速公路服务区快充站覆盖率不低于80%、其他地区不低于60%。
　　从目前来看，我国高速公路充电设施的发展情况并不乐观，且存在区域发展不平衡、供需矛盾突出等问题，距离这一建设目标还有很长的路要走。伴随着新能源汽车特别是电动汽车产业的快速发展，高速公路充电问题恐将进一步凸显，因而，制定相关发展规划、细化建设任务、强化政策保障，破除高速公路充电设施发展的藩篱，完善高速公路充电网络布局成为当务之急。
　　加强顶层设计
　　一是压实主体责任，建议将充电站建设纳入高速公路服务区配套基础设施范围，同步将充电站运行情况等纳入服务区质量评价指标体系。
　　二是由各省级交通运输主管部门结合实际情况制定全省高速公路充电网络分阶段覆盖方案，科学、合理地推进建设任务，完善高速公路充电网络。要求新建服务区同步规划建设充电设施，存量服务区制定配建时间表，加快建设进程。
　　三是由交通运输主管部门会同相关部门制定高速公路充电设施建设规范，明确设计建设、管理运行、服务标准等方面的要求，提升高速公路充电设施的通用性和开放性，加强发展的规范化、市场化。
　　争取用地政策
　　用地难是制约高速公路充电设施发展的瓶颈之一，建议交通运输主管部门积极协调自然资源部门，争取服务区用地政策。考虑到电动汽车产业加速发展的大趋势，建议服务区运营管理单位在新建、改扩建服务区时，优先预留一定的充电设施建设用地，或者探索利用高速公路周边的其他闲置土地建设充电设施，缓解用地难问题。
　　调动各方积极性
　　针对高速公路充电设施建设运营成本高、投资回报率低、各方参与积极性不高的问题，一方面，建议交通运输主管部门积极协调财政部门，争取充电设施建设运营补贴资金；另一方面，建议由政府牵头或出台相关指导文件，鼓励高速公路公司、石油石化企业、汽车企业、充电运营商等发挥各自优势，充分参与高速公路充（换）电设施建设。
　　探索多元盈利模式
　　盈利难是充电设施发展面临的首要问题，也是许多民营企业不愿参与高速公路充电设施建设的重要原因。要减少亏损，逐步实现盈利，需要打破当前盈利模式单一的困局，探索建立增值服务体系，例如基于运营平台为车主提供车生活服务、充电保险服务等，促进高速公路充电设施发展实现良性循环。
　　2022年1月25日，湖北国网十堰电力公司职工在巡查充电设施设备。贺永 摄
　　强运维 挖掘现有设施潜力
　　诚然，当前高速公路充电设施确实存在供需不匹配问题，但＂建而不养＂＂僵尸桩＂的问题也同样不容忽视。缓解电动汽车高速充电难，不仅要在＂增量＂上做文章，还要注重＂盘活存量＂，做好后期运维管理，解决充电桩＂不能用＂＂不好用＂的难题。
　　加强日常的运维管理，及时做好设备的维修、维护、更新等，提升高速公路充电设施的可用率和充电效率，满足非节假日电动汽车长途出行的充电需求。与此同时，还要重点研究节假日出行高峰期高速公路充电设施的服务保障工作，通过综合施策，满足出行大潮中电动汽车的充电需求。
　　策略1：将充电服务纳入节假日高速公路出行保障方案，统筹协调高速公路出口附近各类社会主体的充电站资源，共同做好应急保障服务。
　　策略2：建议具备条件的服务区打通双向连接通道，研究设计导引方案，在充电高峰期时，通过地下通道或天桥将有充电需求的电动汽车引流至设施使用率较低的一侧。
　　策略3：提前对高速公路电动汽车出行、充电排队情况进行综合研判，在高速路况信息发布平台同步推送，提前预警易排队充电站点，引导电动汽车用户做好出行规划，主动避峰。
　　策略4：完善节假日充电高峰期的设备监控、运维机制，制定应急处置预案，尽可能压缩充电高峰期的设备故障处置时间。
　　策略5：引入移动充电设施，缓解出行高峰期服务区的充电压力，快速满足临时充电需求。以国网山东电力投运的应急充电方舱为例，单舱配置360千瓦充电机柜和6个充电接口，能在服务区已建充电设施的基础上，额外同时满足6辆电动汽车的充电需求，大幅减少车辆排队等待充电的时间。
　　策略6：加强停车监管、车辆疏导，或采用智能化管理手段，减少充电高峰期非新能源车辆占用充电桩车位的情况，确保现有充电设施充分发挥使用价值。
　　换思路 利用技术提升效率
　　探索服务新模式
　　研发统一的电动汽车充电服务运营平台，整合国家电网、中国南方电网、蔚来、小鹏汽车等目前国内所有充（换）电设施投建主体的站点布局信息，车主在出行之前，输入出发地、目的地，即可自动规划出最方便、最经济的充电方案，行驶途中可实时提醒周边设施的使用情况及适配车型（车辆品牌），优化公众的出行服务体验，避免车辆进入服务区后才发出现＂无桩可用＂或＂车桩与型号不匹配＂的情况。
　　此外，还要加强服务区运营管理单位和高速公路充电设施投运方数据的互联互通、信息共享，通过App、车载客户端等为公众提供定制化出行服务，实现对电动汽车的疏导、引流，提升公众的出行体验及高速公路充电设施的使用效率。
　　蔚来第二代换电站能够实现极速换电，操作过程中用户无需下车。于阳 摄
　　建设换电站、超快充设施
　　就服务效率而言，换电站的效率是快充设施的10倍以上，一般3分钟至5分钟左右就能完成一辆电动汽车的电池更换，相比其他充电设施，其节约土地成本的优势也非常明显。
　　作为国内最早探索换电模式的车企之一，蔚来便计划通过大规模建设换电站解决高速充电难问题。目前，蔚来已经与河北、安徽、广东、浙江等省份的服务区运营管理单位签署了战略合作协议，共同推进高速公路服务区换电站的布局，提升充电效率。
　　但汽车企业建设的换电站大多仅限自有品牌车辆使用，未来要全面推广换电模式，还需要解决各品牌、各类型车辆之间电池规格不统一、无法互通，以及建设成本翻倍等问题（一般单个换电站投入成本在300万元左右）。
　　此外，超快充设施的建设也能在很大程度上提升电动汽车的充电效率，缓解电动汽车车主的＂补能焦虑＂。数据显示，一台快充桩能在1小时左右为电动汽车补能80%以上，而慢充桩给一辆车充满电至少需要8小时以上。
　　总而言之，高速公路充电难是电动汽车产业快速发展过程中出现的新问题，需要以发展的眼光寻求破解之道，也需要多方重点关注、持续发力。
　　表1 充（换）电设施服务效率及占用空间对比