报送单位:广西新发展交通集团有限公司
一、引言
(一)研究背景及目的
党的二十大报告提出,实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,并强调要深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系。在这样的宏观背景下,实现能源结构的绿色转型与清洁低碳发展已成为经济社会系统性变革的关键一环。在交通领域,新能源汽车的普及与充电基础设施的建设成为推动能源革命的重要抓手。
自2015年国家出台《电动汽车充电基础设施发展指南(2015—2020年)》文件后,充电设施领域便开启了国家主导,社会资本参与的新态势,并带动充电设施行业爬坡增长。2020年3月,中央会议将新能源汽车充电桩行业纳入新型基础设施建设后,刺激该行业的进一步发展。同一时期,广西壮族自治区发改委于2019年印发了《广西壮族自治区加快推进电动汽车充电基础设施建设三年行动计划》,推动区内的充电设施行业发展。为贯彻落实政府推广新能源汽车并加快建设相关配套设施的决策部署,我公司结合通车路段实际情况,自2020年起逐年在所辖高速公路服务区投资建设充电基础设施,并于2021年开始投入运营。因政策要求的不断提高导致的新建路段充电基础设施建设超前,并伴随着新能源汽车保有量的不断增长以及疫情防控的放开,我公司所辖服务区的充电桩类型与数量的结构以及区域设置不合理,运营管理平台以及部分服务区司乘人员充电操作平台体验差,后期充电桩加密升级空间有限,充电桩配套电力设施建设费用占比过大等问题逐渐显现,使得我公司当前及未来充电基础设施的投资建设及运营面临着较大的挑战。因此,就上述问题对充电基础设施的建设规划及运营进行调研摸底具有重要意义,可通过梳理形成公司充电基础设施建设规划以及运营制度,为我公司充电基础设施的建设以及运营提供支持,在确保建设期充电基础设施建设稳步推进,运营期司乘人员获得优质的充电体验的前提下,缩减不必要的建设投入与运营开支,以达到提质增效的目的。
(二)研究范围和方法
为顺利调研摸底以应对我公司所辖高速公路沿线服务区充电基础设施建设与运营面临的挑战,我公司由罗凯副总经理牵头,投资发展部配合,组建了调研小组,小组成员为罗凯、马凤杰、周羽以及黄亮。调研小组立足所辖高速公路车流量情况与服务区充电基础设施目前存在的问题,通过走访座谈、现场考察、线上采集等形式,对恒信资产公司本部及其下辖的兰海高速(南钦防、钦北段)、大浦高速、贵合高速、吴大高速、吴隆高速、贺巴高速、融河高速、信梧高速以及巴平高速沿线服务区充电基础设施的建设与运营状态进行调研,并与华为数字能源技术有限公司交流学习了充电桩的建设运营经验。
二、国内充电行业概况
(一)充电基础设施定义
充电基础设施主要为充电桩,其功能类似于加油站里面的加油机,充电桩的输入端和交流电网直接连接,输出端配置充电插头用于电动汽车充电。充电桩可以固定在地面或墙壁,安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内,并根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。根据服务对象,又可分为公用充电桩、专用充电桩与自用充电桩。
(二)国内充电市场发展状况
1.总体概况
我国充电桩行业2017年及以前主要由国家电网等主体进行建设,由于存量基数较低,因此新建数量增速较快。2018至2021年,由于充电桩补贴退坡以及充电桩企业盈利能力面临瓶颈等原因,充电桩建设进度减缓,2021年国内充电桩保有量为261.7万台,其中公用桩81.2万台,2021年国内市场规模(电费+服务费规模,下同)为418.7亿元。2022年及以后,由于上游原材料价格回落以及下游需求逐步恢复,充电桩行业初步回归景气周期,并步入充电桩快速建设期。截至2022年12月全国充电基础设施累计数量达到521万台,同比增加99%,市场规模翻倍,其中公用充电桩自2022年4月以来同比增速持续保持在约50%至65%之间,已累计建成179.7万台,是2021年的2倍。另广西2022年充电桩保有量已将近6万台,同比2021年增长25%。
未来新能源汽车行业的发展将继续带动充电桩数量的快速增长,预计2023年中国充电基础设施累计数量达到958.4万台,其中公共桩277.2万台;到2026年将达1766万台,市场规模将超两千亿元。
从车桩比方面看,我国车桩比虽近年来持续下降,但在电动车销量持续上升的情况下,充电桩建设进程仍滞后于新能源车推广进程,使得车桩比情况始终未达理想水平,存在较大的充电桩需求缺口。从增速看,2022年我国充电基础设施增量为259.3万台,新能源汽车销量为688.7万辆,车桩增量比为2.7:1。从总量看,2022年新能源汽车保有量1310万辆(占汽车保有量3.19亿辆的4%),车桩比为2.51(公共桩口径为7.29)。其中广西新能源汽车超43.86万辆(占广西全区汽车保有量892.24万辆的约4.9%),车桩比3.68(公共桩口径接近9)。从上述数据可知,广西车桩比与全国水平还有一定差距。
2.充电桩产业链及其特征
新能源汽车充电桩产业链,包括上游部件制造商、中游运营服务商和下游用户。其中设备零部件生产商(装备端)和充电桩运营商(运营端)是充电桩产业链的主要环节,下游用户包括电动汽车生产商和各类用户(下游因较少涉及充电桩,不讨论)。
(1)上游充电设备行业竞争较为充分
上游设备元器件主要包括监控设备、充电插头(座)、电缆、通信模块等)、配电设备(变压器、高低压保护设备、低压开关配电设备)及管理设备三类。充电桩硬件设备成本是充电桩的主要成本,占比90%以上。其中的充电模块(将交流电转换为可以为电池充电的直流电的模块),是充电桩的核心设备和主要成本构成,占硬件成本的45%至55%,而IGBT功率开关则是充电模块的关键组成部分,在充电中起着电力转换与传输作用,占充电模块成本的20%以上,目前我国对IGBT的进口依赖程度较高;士兰微、斯达半导、时代电气等国内企业在积极布局,以实现国产替代。由于技术门槛偏低,上游企业(主要包括国电南瑞、科士达、盛弘股份、科陆电子、许继电气、和顺电气、思源电气、中恒电气、森源电气、炬华科技、易事特、万马股份、奥特迅、英可瑞等)同质性高,产品差异化程度低,厂商间竞争激烈,毛利率较低。
(2)中游运营处于垄断格局
公共充电桩运营商集中度较高,由于投资大、需要较强的实力,所以较难进入。我国充电设施运营已由早期的充电运营商主导模式拓展为充电运营商主导模式、车企主导模式(含车桩合作模式)、众筹模式以及第三方平台资源整合模式等。充电运营商主导模式是当前的主流模式。第三方专业运营企业占公共充电桩运营市场份额的75%以上,如特锐德、星星充电、云快充等;以能源、电网基础设施建设为主业的国有企业占公共充电桩运营市场份额的20%—25%,如国家电网、南方电网、中国普天等;整车企业占公共充电桩市场份额低于5%,如特斯拉、蔚来、上汽、比亚迪、小鹏等。整体来看,全国充电运营企业头部聚集效应明显。
3.经营模式
充电运营的基本盈利模式有服务费、电力差价、增值服务等。目前重资产、回本周期长、单桩利用率低、粗放竞争等因素造成了充电桩运营行业盈利难的处境。充电桩运营是一门“高投资慢回报”的生意,建桩属于重资产,回本周期很长。目前充电桩盈利难是行业的共识。2019年至2022年特来电的营收分别为21.29亿元、19.25亿元、31.04亿元,与之对应的净利润分别为-7512.26万元、-1.71亿元、-5132.08万元、-2600.02万元。盈利难的主要原因是充电桩用户流动率和跨站率较高,甚至还有“僵尸桩”,导致充电桩利用率偏低。目前国内充电桩总体利用率不到10%,在北京、上海等城市甚至可能不到2%。国内充电桩运营企业出现行业性全面亏损,有粗放竞争、招标产品品质低下等内因,也有价格管理过死、存量电车量不够大导致资产利用率不高等因素。倒逼之下,行业顶层的管控未来可能会有调整和进步。为此,国内也在不断探索充电桩运营的商业模式。下面主要介绍充电运营商主导模式、第三方平台资源整合模式、车企主导模式以及众筹模式。
(1)充电运营商主导模式
以特来电、星星充电等为代表的资产型运营商,专注于自有资产运营,并与其他运营商和第三方平台开展合作,以实现用户端的流量互补。这种模式既有助于加速新能源汽车、充电桩的推广,又能够快速整合社会资源,推动运营管理效率提升。采用充电运营商主导模式的充电桩,大部分为公用充电桩和专用充电桩。然而,该模式弊端也非常明显,运营商间数据分享意愿不高,导致车桩互联互通性较低,存在充电桩利用率较低的问题。
(2)第三方资源整合模式
以能链智电、快电、朗科科技为代表的第三方充电服务商,其不参与充电桩的投资建设,而是将各充电运营商的充电桩整合介入到自营 SaaS平台,通过第三方充电网络连接用户及资产型充电运营商。对运营商而言,该模式通过大数据、资源整合分配等技术打通不同运营商的充电桩,单桩利用率显著提升,运营商收益更加稳定;对平台企业而言,以智能管理为依托提供商业价值,定制化运营服务平台带来的流量优势短期内难以被其他企业复制;对车主而言,可以体验找桩、导航、支付一站式全流程充电服务,感受更优。收益主要来源于与运营商的服务费分成和以大数据挖掘为基础的增值服务,部分市场份额大的企业有望从单一充电服务费抽成向电力趸售拓展。因此平台对固定运营商有着较强的粘性,双方天然存在部分利益冲突,一旦头部运营商停止合作,平台将被动失去市场竞争力并退出市场。因此双方在合作初始就应明确利益关系,建立初步的互惠互利机制,在流量稳定后将增长重心转移至增值服务,不断完善运营模式。
(3)车企主导模式
以特斯拉、蔚来为代表的车企充电运营商,为自有车主提供公共充电服务,车企主导建桩主要分为自主建桩、合作建桩两种模式。自主建桩是指电动车企为提高销量,打造车桩生态链并形成闭环而自主建设充电桩作为售后服务来延伸价值链,保证用户优质的充电体验。该模式下,车企需要承担充电桩投资建设、后期维护等多重费用,而盈利来源基本依靠充电服务费和电费差价,利润难以覆盖高成本。同时,此类充电桩只面向车企固定用户,客户群体单一,利用率低,盈利较为困难,现在仅剩特斯拉和蔚来仍坚持此类模式。合作建桩模式下,车企提供客户群体,运营商提供能源与技术支撑该模式,既有助于实现车桩信息和数据互联互通,又能为客户提供金融、租赁等信息增值服务,提高营收能力,两者优势互补,有利于经营范围进一步扩张,实现双赢局面。
(4)众筹模式
众筹建桩是指通过“投资方+充电服务运营商+场地资源方”多方合作,此模式要求资源招募方在行业中有强大的背景和号召力,场地合伙人分享服务费分成,资金合伙人获取保底或按比例服务费分成,充电站合伙人通过软硬件调试提升运营效率。该模式很大程度上可以改善运营商重资产的运营困境,有效盘活充电桩上下游的产业资源,积极拓展充电桩行业格局。国家电网因其明显的电力资源和背景,在此模式下优势明显。目前,特来电、星星充电、小鹏汽车也逐步开始尝试这种模式。
4.高速路服务区场景概况
截至2022年12月,全国高速公路沿线具备充电服务能力的服务区共4232个,公共充电桩共18459个,平均每个服务区4.36个。其中广东省(全国充电设施最多的省份)具备充电能力的服务区共470余个,公共充电桩约2300个,平均每个服务区4.89个;广西境内具备充电服务能力的服务区244个,公共充电桩2766个,平均每个服务区11.34个。我公司所属可充电服务区共计60个,占广西全区比重的17%,拥有982个公用充电桩,占广西全区比重的35.5%,平均每个服务区16.37个,是全国平均水平的3.75倍,广东省的3.35倍。此外,目前服务区充电桩还存在功率较低,人流较多的服务区充电桩数量少,充电排队时间长的问题。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》显示,70.53%的用户认为高速公路服务区充电排队时间过长;46.98%用户认为高速公路服务区充电功率小,快充桩少。
(三)国内充换电相关政策
1.国家充电行业相关政策
2015年9月国务院办公厅发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,首次明确了充电桩行业的政策方向并给出充电桩建设规模指引,各部委层面积极出台相关政策促进充电桩建设。2019年3月,《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政政策补贴的通知》出台,2019年新能源汽车补贴标准在2018年的基础上退坡超过50%,并取消“地补”,改为补贴充电基础设施,建设充电桩建设速度趋缓。
2020年10月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,提出对作为公共设施的充电桩建设给予财政支持;2021年2月,商务部办公厅印发《关于商务领域促进汽车消费工作指引和部分地方经验做法的通知》,鼓励有条件的地方出台充(换)电基础设施建设运营补贴政策,引导企事业单位按不低于现有停车位数量10%的比例建设充电设施;2021年3月,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》发布,要求全国各省市积极布局充电设施建设,以上政策均加强了对充电桩发展的刺激。
2022年1月,国家发改委、能源局等多部门发布《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》,提出加快推进居住社区充电设施建设安装,到“十四五”末,我国电动汽车充电保障能力进一步提升,能够满足超过2000万辆电动汽车充电需求。2023年5月,国常会通过关于加快发展先进制造业集群的意见,部署加快建设充电基础设施,更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴。
2.区内充电行业相关政策
为在区内大力推广新能源汽车,自2019年起自治区人民政府及相关部门先后出台了《广西壮族自治区发展和改革委员会关于印发广西壮族自治区加快推进电动汽车充电基础设施建设三年行动计划(2019-2021)的通知》(桂发改能源〔2019〕507号)、《关于转发自治区发展改革委广西新能源汽车推广应用三年行动计划的通知》(桂政办函〔2021〕7号)及逐年落实相关工作的工作要点、《关于推进高速公路服务区新能源汽车充电桩建设目标任务落实的通知》(桂高速养护函〔2021〕76号)、《转发交通运输部 国家能源局 国家电网有限公司 中国南方电网有限责任公司关于印发<加快推进公路沿线充电基础设施建设行动方案>的通知》(桂高速养护函71号)等文件,从电力系统改造、充电设施建设补贴,充电设施运营补贴等数个方面加大力度推进区内充电设施行业的发展,并制定了服务区充电车位不低于小型车位20%占比的要求,推动了充电桩保有量的快速增长。
三、新发展集团在营路段充电设施运营现状
(一)服务区已投营充电基础设施规模
自2020年起,我公司通过自建自营的模式(即新发展集团高速路建设指挥部、运营单位负责出资建设,新发展集团子公司恒信资产公司负责后期运营),逐年在下辖的高速公路沿线服务区建设充电基础设施,截至2022年底建成充电桩(我公司主要投资建设的充电基础设施为公用充电桩,因此后续所述充电桩若无特殊说明,一般指代公用充电桩)982个(充电桩最大功率均为120kW),总投资超1.22亿元。实现了我公司建成通车运营的高速公路服务区充电桩100%全覆盖。其中所调研路段及沿线服务区充电桩规模如表1所示。

表1
此外,2023年我公司计划在新建的28个服务区(含停车区)建设634个充电桩,预计投资6800万元。
(二)在营路段服务区充电设施经营概况
目前我公司经营的充电基础设施主要为充电桩(钦州西服务区引入了蔚来换电站),主要依托服务区平台进行经营。总体而言,当前各服务区充电桩主要集中在白天时段使用,夜间基本处于闲置状态,同时在重要节假日期间的充电需求远超平常时段。以那马、大塘以及钦州西服务区的充电总时长及充电桩总收入为例,2023年4月29日至5月3日上述服务区充电总时长为14.50万分钟,是2023年3月29日至4月2日的3.81倍,2023年4月29日至5月3日的上述服务区充电桩总收入是13.05万元,是2023年3月29日至4月2日的3.15倍。此外在重大节假日充电需求的急速增长下,部分服务区充电桩使用较为紧张。
充电保障方面,为做好服务区现场充电桩的运营管理工作,我公司根据不同的平台建立了相应的充电桩保畅微信群,服务区现场工作人员在发现现场问题后,能及时在微信群中反馈,由平台技术维护人员进行远程指导,及时解决问题。目前我公司充电桩总体故障率仅0.8%,故障率较低,为司乘人员提供了良好的充电体验。另一部分服务区已经出现货车充电需求,但我公司针对货车的充电服务供给短缺。
在经营模式上,我公司依托设备供应商的运营平台(目前共有星星充电、北投信创集团、腾普以及盛宏4个充电桩运营平台),以固定充电单价为基准,按充电电量多寡收取充电费。收费构成为基础电费与服务费,其中基础电费由电网公司收取(电价由其制定),服务费(0.8元/度)由我公司收取。
2023年1至5月,我公司全线服务区充电桩总收入近380万元,相比2022年全年增长了85%,总体平均时间使用率为1.79%。其中充电桩单次平均使用时长为26.60分钟,单次充电平均收入为27.45元。以下为调研路段情况。
1.兰海高速(南钦防、钦北段)
兰海高速(南钦防、钦北段)起于南宁,途径钦州、防城港、北海三市,全长近337公里,于上世纪90年代起陆续通车,是广西北部湾经济区的骨架公路,在国家高速公路网中具有十分重要的地位和作用。因其培育时间较长,车流较大(截至2023年5月,日均总车流达14.11万辆次),对新能源汽车充电的需求较为旺盛。具体见表2。

表2
2.其他高速
(1)大浦高速
大浦高速全称大塘至浦北高速公路,其起于南宁市大塘镇,止于钦州浦北县,与贵合高速相交,与浦清高速对接,成为南宁、钦州等北部湾地区直通广东最为便捷的快速通道。大浦高速主线全长127.18 公里,沿线设有新棠、陆屋北以及灵山服务区。2023年1至5月,在大浦高速日均车流7760辆次的情况下,灵山服务区完成充电桩总收入21.77万元,日均收入1440元,日均充电次数为55次,超过了那马服务区。据了解,在春节期间,往返广东的新能源汽车较多,同时灵山服务区布设了64个充电桩,而与大浦高速衔接的浦清高速沿线服务区尚未布设充电桩,使得灵山服务区暂时成为前往广东比较便利的充电站点。另陆屋北、新棠服务区共布设了52个充电桩,并在上述时间段内完成充电桩收入总计17.35万元,日均收入1150元,日均充电总次数为53次。另上述三对服务区平均时间使用率为5%。
(2)吴大、吴隆高速
吴大高速全称吴圩机场至大塘高速公路,其全线位于南宁市内,主线起于江南区,终于大塘镇,接兰海高速南钦段,全长近40公里,沿线设有团垌、吴圩服务区;吴隆高速全称吴圩机场至隆安高速公路,其起于南宁市江南区,终于隆安县与西乡塘区交界处的金光农场,接南百高速,全长约53公里,沿线设有扶绥北服务区。上述两条高速公路因其地理位置与吴圩机场毗邻,使得服务区充电需求面向的群体有偏向货运方面的可能,如目前吴圩服务区因停车场地空间较大,充电方便,已成为较多途经吴大、吴隆高速的物流货车队的固定充电站点,但因目前布设的充电桩充电功率较低,无法很好地满足其充电需求,充电体验仍存在较大提升空间。
2023年1至5月,吴大高速日均断面车流为10610辆次,其沿线的团垌、吴圩服务区充电桩收入总计为19.49万元,总体日均收入为1290元,日均充电总次数为28次,平均时间使用率为2%;吴隆高速日均断面车流为9460辆次,其沿线的扶绥北服务区充电桩总收入为18.59万元,日均收入为1230元。
(3)贵合高速
贵合高速全称贵港至合浦高速公路,起于梧贵高速瓦塘互通,由北向南止于兰海高速钦北段石湾互通。全长约143 公里,沿线设置寨圩、浦北以及张黄服务区。其中寨圩服务区成为贵合高速主要的充电站点。据了解,寨圩服务区成为主要充电站点一是因为布设有20个充电桩并在节假日引导车流在双边服务区灵活充电;二是因为浦北与张黄服务区均存在外接电容量小的问题,仅通过连接服务区用电保障双边各2个充电桩低功率使用,同时服务区工作人员会建议其前往寨圩服务区充电;三是因为北海服务区未开通,使得北海往贵港方向的车流主要进入寨圩服务区充电。2023年1至5月,在贵合高速日均断面车流5800辆次的情况下,寨圩服务区入区车流为950辆次,日均充电次数为27次,充电桩总收入为11.81万元,日均收入为780元。
(4)巴平高速
巴平高速全称巴马至平果高速公路,全长约75公里,起于大化瑶族自治县,与贺巴高速(都巴段)相接,路线由西北向东南,终于平果市,沿线设置榜圩、永州服务区。因上述两个服务区布设了较多的停车位,使得其布设了较多的充电车位(根据上级单位的要求,须布设至少小车位20%比例的充电车位),达到了280个充电桩,进而导致在巴平高速培育期内,充电桩闲置较多(平均时间使用率仅0.2%)。2023年1至5月,在巴平高速日均断面车流3110辆次的情况下,榜圩、永州服务区充电桩总收入为7.48万元,日均总收入为495元,充电总次数为20次。
(5)贺巴高速(都巴、来都段)
贺巴高速全称贺州至巴马高速公路。其都安至巴马段全长约120公里,起于河池市都安瑶族自治县,途经大化瑶族自治县,终于河池市巴马瑶族自治县,沿线设置大化、巴马南服务区。贺巴高速(都巴段)已培育2年,但车流仍较少,加之巴平高速开通,进一步分流了部分车流。2023年1至5月,贺巴高速(都巴段)日均断面车流仅2420辆次,其沿线的大化、巴马南服务区完成充电桩总收入7.13万元,日均总收入470元,充电总次数为24次,平均时间使用率仅2%。其来都至都安段全长约134公里,起于柳南高速穿山枢纽互通,终于都安瑶族自治县,沿线设置了七洞、忻城服务区。2023年1至5月,因贺巴高速(来都段)仍未全线贯通(2022年部分通车),使得其日均断面车流仅870辆次,其沿线的七洞、忻城服务区完成充电桩总收入为1.97万元,日均总收入为130元,日均充电次数仅为8次,平均时间使用率仅0.3%。
(6)信梧高速
信梧高速全称信都至梧州高速公路,全长近75公里,路线大致南北走向,起于贺州市八步区信都镇,与广贺高速公路连接,终于梧州市并与梧州环城高速公路连接,沿线设置了信都、苍梧服务区。因信梧高速较为靠近广东地区,其车流增长较快,2023年1至5月,信梧高速日均断面车流为4160辆次。但充电车辆较少,信都、苍梧服务区在上述时段内完成充电桩总收入5.94万元,日均总收入为390元,日均充电次数仅为18次,平均时间使用率仅0.7%。
(7)融河高速
融河高速全称融水至河池高速公路,其主线全长约105公里,起于融安县潭头乡红岭立交,终于宜州市德胜镇全村立交,沿线设有安马、罗城以及和睦服务区。融河高速虽已培育两年多,但车流仍维持在低位,导致充电车流较少。2023年1至5月,融河高速日均断面车流为3990辆次,除罗城外(罗城充电桩因外接电问题无法使用),其余两个服务区充电桩总收入仅3.74万元,日均收入近250元,日均充电总次数仅9次,平均时间使用率仅2%。
(三)在营路段服务区充电设施存在问题
1.充电桩数量的供需结构失衡
通过调研发现,目前服务区充电桩数量的供需结构失衡。一方面如兰海高速(南钦防段)沿线的钦州西服务区由于充电桩建设较早,且建设时处于疫情时期,误判了新能源汽车的上路情况,使得所投资建设的充电桩数量已无法满足司乘人员的充电需求,在重大节假日存在排队取号充电的问题。另一方面,因政策要求,新建的服务区配备的充电桩不断增多,造成了培育期内充电桩的闲置,如大化服务区虽仅建设了10%比例的充电车位,但经2年的培育,日均入区车流仍较少(仅100多辆次),导致充电桩平均时间使用率不足1%,充电资源闲置严重;又如巴平高速沿线的服务区均布设了140个充电桩,虽在数量上符合政策要求,但因沿线车流较少,仅运营14个充电桩仍有闲置,充电桩的时间使用率甚至仅0.2%,造成充电资源的浪费。此外,资源的闲置,意味着投资回报低且维护成本高,大大增加了我公司的负担。
2.充电区域设置不理想
部分服务区充电区域设置不理想,一方面如钦州西服务区因其车流较大,存在排队取号充电的问题,且充电区域相对靠近服务区入口,造成了服务区入口的堵塞;又如扶绥北服务区充电区域设置在靠近服务区入口处,因入口较窄,车辆在掉头过程中不易察觉充电区域的车棚,导致判断失误发生碰撞,近期已发生充电区域的车棚被大型车辆碰撞的情况。另一方面区域设置未考虑货车需求,如那马、大塘以及钦州西服务区充电区建设时,其车棚仅考虑小客车的充电需求,因此建成了外高3米、内高2米的车棚,但随着新能源货车的逐渐增多,货车的充电需求不断提高,上述服务区所搭建的车棚已阻碍了部分小货车充电;又如吴圩服务区因货车充电较多,但其所布设的充电桩功率较小,难以满足货车快速充电的需求,影响充电体验。此外,排水方面也存在问题,如陆屋北服务区因排水口高于充电车位,且无改造疏导措施,导致雨水积存在充电区域,存在一定的危险。
3.充电设施建设未考虑后期升级演进空间
随着未来新能源汽车的不断迭代升级,充电桩的升级演进程度也必须保持一致。目前服务区的充电桩基本为120kW的一体桩,可满足普通车辆的充电需求,但无法针对充电桩体进行升级改造,相关配套电力系统也存在改造的困难,需要花费大量费用用于电缆、电容的二次改造升级。将来不论政策要求还是未来的实际需求,都将限制相关服务区充电桩的升级改造。如2022年充电桩建设(包含充电桩专变)费用的76%均用于电缆及电容的建设及改造升级。
4.部分服务区因外接电问题无法正常使用
目前贵合高速浦北、张黄服务区因外高压电容量不足,只能通过接入服务区用电使每个服务区开放2个充电桩,但因服务区用电电压不足,无法达到充电桩正常功率,导致充电缓慢,同时外高压电容升级推进缓慢,已影响服务区运营。另融河高速罗城服务区充电桩虽已建好,但因供电所接往服务区的送电线路容量过小,未能对充电桩供电,导致充电桩无法提供使用。目前已向供电局申请增容并准备进场施工改造。
5.充电设施相关平台体验不佳
北投信创集团所搭建的充电桩运营平台的充电流程较为复杂,充、断电流程便利程度不高,主要功能按键未设置在显眼位置,导致司乘人员在充值、充电、断电时遇到各类问题。主要表现在部分顾客进入小程序完成充电操作后,在等待充电过程中,小程序显示界面停留于订单信息页面,待打算终止充电时,发现不知如何返回主页面控制台结束充电。虽已与北投信创集团反馈,但截至目前北投信创集团仍未能提供有效的解决方案,已影响服务区的日常管理工作。
(四)充电设施与未来需求的匹配分析
截至2022年12月31日,广西全区新能源汽车保有量达43.86万辆,同比增长73.4%,渗透率已接近5%。虽2023年受退补等的影响,可能增速有所放缓,但即使按全国乘用车市场信息联席会预估的约65%的全国增速,广西新增新能源汽车保有量也将获得巨大的增长。面对不断增多的新能源汽车,我公司应依据目前服务区的车流情况进行充电桩的加密。以那马、大塘、钦州西以及那丽服务区为例,具体表3。

由上表可知,钦州西与那丽服务区充电桩数量相同,车流相近,但充电次数相差较大,充电率相差近1个百分点,单桩日均充电次数也相差5次。据了解,钦州西服务区日常充电需求基本满足,但在周末及节假日充电资源较为紧张,甚至在重大节假日需要排队取号充电;那丽服务区除重大节假日存在一定的排队充电情况外,完全满足日常的充电需求,那马与大塘服务区充电情况与那丽服务区类似。因此根据上表数据分析,以那丽服务区为参照,对于2021年及以后建设充电桩的服务区(单侧仅4个充电桩的服务区除外,那马与大塘服务区因建设时间较早,各有一侧服务区仅有4个充电桩,已存在充电资源紧张的风险),若日均充电车流占日均入区车流的比重达到约2%且单桩日均充电次数在10次以上的,则可研判该服务区是否需要进行充电桩加密。
1.兰海高速(南钦防段)沿线服务区
根据2022年广西壮族自治区国民经济和社会发展统计公报的数据,2022年全区民用汽车增速7.1%;以及全国乘用车市场信息联席会预估的新能源汽车65%的保有量增速,2025年全区新能源汽车渗透率将从4.9%提高至约11.67%(增长了近2.4倍),也意味着兰海高速(南钦防段)沿线的那马、大塘以及钦州西服务区未来有可能也将面对如此规模的充电需求。但那马、大塘以及钦州西服务区充电桩建设较早,受目前场地、充电桩数量的限制,可能无法满足上述高速增长的充电需求,因此可有计划地对上述三对服务区的充电桩进行功率升级或数量加密。
(1)钦州西服务区
钦州西服务区因日均充电车流已占日均入区车流的2.9%,相当于全区渗透率(4.9%)的59.18%,若按此比例以及2025年预计的渗透率规模(11.67%)计算,2025年钦州西服务区日均充电车流占日均入区车流的比重将至少达到6.9%。类比那丽服务区,在入区车流、充电桩数量以及单桩功率与钦州西服务区基本持平的情况下,日均充电车流占日均入区车流的比重约为2%,基本保证了司乘人员的充电需求且无充电服务供应紧缺现象,则钦州西服务区要达到这一标准,其120kW的充电桩数量需加密至近110个,即充电车位占比需提升至17%以上。同时,钦州西服务区目前已出现排队取号充电的现象,充电桩加密需求较为紧迫。此外,针对货车的电力补给需求,可在钦州西服务区为货车提供低功率充电服务。
(2)那马及大塘服务区
参考31.3%的增量汽车电动化率,假设那马及大塘服务区仍保持当前的充电车流比例规模,到2025年上述服务区需逐年加密15%数量的120kW充电桩,使其充电车位占比分别加密至8.69%及10.90%,以满足未来司乘人员的充电需求。
2.其他在营服务区
目前除兰海高速(南钦防段)沿线的服务区可能存在加密需求外,剩余在营高速路段中一是吴大、吴隆高速为货车群体提供充电服务的能力较弱,在目前有趋向以货车为主要充电需求对象的情况下,需对现有充电设施进行升级改造,以满足将来货车电气化带来的大量的货车充电需求。二是类似贵合高速张黄、浦北服务区的外接电问题,需适时增设电容或其他解决措施,以满足正常需求,暂无另行加密必要。剩余的其他服务区近2年暂未需要加密充电桩。
3.在建服务区
目前新建高速公路的绝大部分路段均分布在南宁市、柳州市、桂林市以及贵港市以外的地市,基本处于欠发达地区,新能源汽车需求不足。据统计,2022年上述四市以外的地市的新能源汽车销量仅占全区新能源汽车销量的35%,表明这些地市对新能源汽车的需求不足,进而表明司乘人员进入服务区充电的需求较少。此外,根据调研情况,贵合高速在日均断面车流5800辆次且几乎所有的充电车辆均在寨圩服务区充电的情况下,寨圩服务区依靠其10.81%的充电车位(小车位为185个),便可满足司乘人员的充电需求;灵山服务区在大浦高速日均断面车流7760辆次的情况下,节假日开放所有近10%的充电车位(小车位为668个)即可满足司乘人员的充电需求(平常依靠其5%的充电车位便可满足)。综上,考虑目前新能源汽车的保有量与销售情况,以及兰海高速以外的调研路段的充电需求情况,并结合国家与广西对高速路服务区充电车位占比的要求,建议在建服务区可先按10%的充电车位占比布设充电桩,并预留可提升至20%充电车位比例的配套设施,以便后续的充电设施加密。
四、区外充电设施先进案例
华为数字能源技术有限公司(简称“华为数字能源”)成立于2021年6月,注册资本为30亿元人民币,是华为技术有限公司(以下简称“华为公司”)全资子公司。华为公司意图通过其雄厚的技术资本,以华为数字能源为桥头堡,大举进军充电设施市场。华为数字能源是全球领先的数字能源产品与解决方案提供商,其致力于融合数字技术和电力电子技术,发展清洁能源与能源数字化,推动能源革命,共建绿色美好未来。在清洁发电方面,推动构建以新能源为主体的新型电力系统;在绿色ICT能源基础设施方面,助力打造绿色、低碳、智能的数据中心和通信网络。目前华为数字能源约有10000名员工,业务遍及170多个国家和地区,服务全球三分之一的人口。
经与华为数字能源的交流学习,了解到其聚焦超级快充的充电模块技术,并依托其强大的通信物联网平台优势,设计充电服务方案,助力充电桩运营商打造高质量充电基础设施。目前华为数字能源针对充电桩的四大痛点,即充电慢、兼容性差、噪音大的问题,充电桩无法匹配车辆演进、二次改造难度高且费用大的问题,电子资源导入及分配能力弱的问题以及设备故障率高的问题,开发了超快一体、直流母线、液冷辅助、一次部署、10年演进的Fusioncharge1.0架构。该架构通过设置超快充一体充电主机,注入强悍的充电模块,提升充电桩充电功率(最高可达480kW),并依靠全液冷模块设计,强化充电主机的散热能力,提升充电主机寿命至10年,为司乘人员与运营方提供优质的充电体验与运维体验。目前,其在广东的服务区落地了上述充电系统,以1超6快的配置方案,不仅营收增加(闲时增长23%,忙时增长54%),效率还提升了1%且寿命翻倍,并将市电利用率提升了30%,充电成功率提升了18%。
此外,华为数字能源与永泰数能公司合作打造了基于能源互联网的光储充换一体化电站,该电站采用L型设计布局,共设置19个车位,应用了华为液冷超充技术架构与永泰数能系列充电枪终端集成,由风冷双枪直流快充一体机、液冷超快充单枪终端、风冷快充双枪终端以及交流充电终端覆盖,同时整个系统功率柔性分配。目前该电站充电5分钟可续航200公里。
五、高速公路服务区充电设施规划设计建议
(一)充电设施布局规划原则
根据调研情况,服务区充电区域一是应避免布置在服务区入口附近以及容易造成大小车动线交汇的地方,避免事故的发生;二是充分考虑电容与电缆的布设区域与距离,缩减成本;三是注意充电区域的排水问题,避免积水;四是根据服务区充电车型以及各类车型占比,考虑是否布设不同功能的充电车位。五是根据服务区的用电情况以及日照情况,考虑是否通过构建光储充体系缩减用电成本。六是针对新建服务区,要在充电桩、管道布设、电容等方面预留升级空间,便于后期二次加密或充电桩直接升级。七是搭建车棚须考虑充电车型的问题,如可将车棚内高设置在4.5米,保证大部分车型可进行充电。八是做好监控体系建设,对充电区域做到有效监控,避免不必要的损失。
(二)充电设施配置建议
2022年新上市车型的平均标称续航里程已超过 500公里,基本可以满足消费者在冬季之外的长短途出行,随之而来的便是如何使司乘人员获得更加快速高效的充电体验。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟发布的《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》,目前150kW及以下的公私充电桩建设占比达77%,但用户使用占比仅60%;150kW以上的公私充电桩建设占比仅23%,但用户使用占比高达40%,是充电桩建设占比的近两倍。说明目前用户的充电焦虑仍未有效解决,对于大功率快充桩的需求较为旺盛,也与前述46.98%的调研对象认为高速公路服务区充电桩充电功率低,快充桩少的反馈相符合。为此新能源车厂商纷纷布局充电更快的大功率充电方案,如2021年9月,比亚迪发布e平台3.0,有800V闪充功能,实现充电5分钟续航150公里,2021年11月,小鹏汽车在2021广州车展展示的G9车型成为国内首款基于800V高压SiC平台的量产车,充电5分钟最高可补充续航200公里,理想汽车将同步研发Whale以及Shark平台800V高压架构车型,并配备400kW大功率充电桩,计划于2023年以后每年至少推出两款高压纯电动汽车,实现充电10分钟续航400公里的目标。上述新能源车企的布局规划,表明用户使用快充桩充电的消费行为正逐渐培养成型,因此建议我公司将150kW以上的充电桩作为后续充电桩加密的主要类型(相关的盈利预测及布设数量可对大功率快充开展深入调研后进行)。
1.兰海高速(南钦防段)
鉴于目前兰海高速(南钦防段)沿线的那马、大塘以及钦州西服务区的实际情况,为应对未来充电需求大增的压力,建议优先在钦州西服务区加密可升级的150kW及以上功率的快充设施,或是加密目前功率的充电桩,使充电车位占比提升至12%以上,并针对货车的电力补给需求,提供60kW以下的慢充服务(具体功率待进一步调研后确定)。此外根据未来两年的实际情况,酌情在那马、大塘服务区加密可升级的150kW及以上的充电桩(具体数量可后期研判确定)或加密目前功率的充电桩,使充电车位占比分别达到8.69%及10.90%。
2.其他高速
一是优先对吴大、吴隆高速进行物流专线调研,并建议侧重考虑对吴圩服务区进行充电桩升级,以满足货运车辆的充电需求(具体数量及功率待物流专线调研后确定)。二是建议及时调研爱店口岸的货运车辆类型以及充电情况,在目前充电桩暂未施工前,根据调研情况研判是否布设可满足货运车辆充电需求的充电桩。三是重点关注合浦、铁山以及北海服务区的车流及充电需求变化,及时做好加密充电桩的准备。四是建议在建路段沿线的服务区先按10%的充电车位布设充电桩,同时预留可升级至20%充电车位的配套设施(含线缆管道、箱变空间等)。
(三)服务区充电设施系统设计建议
目前我公司服务区充电设施建设经费基本纳入高速路建设费用中,为使建设经费效用最大化,并有效解决充电桩配套电力设施建设费用占比过大,充电桩类型与数量的结构以及区域设置不合理,运营管理平台以及部分服务区司乘人员充电操作平台体验差,后期充电桩加密升级空间有限,外接电无法接入等问题,建议邀请专业的充电方案设计供应商,通过顶层设计,在新建路段服务区或在营路段有需求的服务区进行充电设施及相关配套的一体化设计并引进对应的智慧充电系统,以提升司乘人员充电体验与服务区工作人员管理效率,实现降本增效。
根据南方电网与华为公司联合发布的《智慧充电桩物联网技术白皮书》,智慧充电系统可设计如下:
1.运维与安全设计
(1)高速公路服务区为满足长途车辆快速补电需求,可大量采用直流快充桩,同时利用智能评估功能对充电桩健康状况进行评估,以实时掌握充电桩运行状况和故障情况,及时合理安排运维时间和计划,实现充电桩运维管理智能化。
(2)高速公路服务区人员流动性大,通过统一的边缘AI算力,充分调动服务区既有摄像头和充电站新部署的摄像头,实现故障研判的安全智能识别功能,快速对充电过程中的故障实现智能图像识别。
(3)高速公路服务区充电场站的运维管理难度大,需要配置远程监控功能,对充电桩、停车位、供配电系统进行远程监控。同时,结合视频识别管理停车位、地锁,对高速公路服务区的有限充电车位进行保障,避免油车占位。
2.通信网络设计
高速公路服务区充电站可采用Wi-Fi6内接入网,提供低时延大带宽的网络,加快充电响应时间,提升用户体验;在充电场站到充电运营平台的回传网络中,可以选择运营商5G网络和专线网络互为备份,双通道冗余自动倒换,有效提升回传网络的可靠性,保障充电桩高在线率。
3.应用与服务设计
高速公路服务区充电场站可部署无感充电功能,利用边缘侧AI和边缘计算技术,通过车牌识别或智能控制器读取车辆识别码,结合智能边缘计算物联网关或充电桩智能控制器上内置的安全加密模块,与充电运营平台以及银联等金融机构进行安全可靠计算,从而实现无需扫码和刷卡,即插即充的功能。部分偏远区域,高速公路服务区可能存在公网信号不稳定问题,未来采用基于数字货币技术的离线充电技术,可实现离线充电,数字货币本地直接结算,网络恢复后上传记账,提升用户充电体验。
(四)盈利模式建议
我国头部运营商目前开发的新盈利模式一是车位经营,即设置摄像头、移动感应器等设备安保维护充电桩,并做到一桩一收费,减少停车场出入口集中收费的压力;二是通过广告投放,拓宽线上线下消费场景,即一方面通过收集和分析客户信息,推送定制化内容,如推荐附近的商场、美食等,另一方面通过广告的投放收取广告收入,以降低充电桩运营成本;三是联动或引进便利店、汽修店等业态,提供一站式服务。
鉴于上述情况,建议我公司一方面依托微信平台,导入我公司相关信息资源,以高速路域消费场景为核心,盘活包括自驾游群体、货运群体以及商务群体在内的客群资源;另一方面借助高速路的客群资源,依托恒信资产公司的广告业务平台,获取广告收入。
六、用户充电服务平台界面优化建议
(一)用户界面设计原则
1.简洁直观。一是避免过多的按钮和图标;二是操作主功能按钮须设置在显眼位置。
2.整体一致性。配色、图标风格等设计元素须统一。
(二)操作流程优化建议
1.最少步骤原则。要实现某个功能,应以最少操作实现为宜。
2.操作傻瓜化。应避免设置过多的过度性操作流程,如在显示“充电中”的界面直接显示可暂停充电、停止充电以及退款等功能的按钮,避免用户因操作繁琐或操作流程不清楚导致的充电体验差的情况发生。
3.明确主功能要素。建议首页平衡广告界面与用户最需要的操作按键的配置比例,如首要设置充值、开始充电、暂停充电、退款等按钮,其次才是轮动播放图画和位置信息,避免用户接收过多无用信息,导致充电体验差。
(三)提高用户体验的方法
一是可用性。充电程序要确保将顾客首要的充电需求的功能实现完全。二是易用性。提供清晰易懂的导航界面,使用户能够容易地实现相关功能。三是提升加载速度。通过优化加载动画、速度,达到丝滑流畅的效果,提升用户体验。四是设置反馈和建议按钮。目前用户的充电桩使用行为习惯仍在培育阶段,因此在充电桩运营过程中,建议为用户提供可反馈目前操作不合理或者可优化操作功能的界面,使用户可及时反馈相关建议或意见至后台,便于后期的优化。
七、充电设施运营标准规范
为做好充电设施的运维工作,提高充电设施使用寿命与司乘人员的充电体验,并在突发紧急情况时可从容应对,特制定以下维护标准、使用管理规范以及安全标准和应急措施。
(一)充电设施维护标准

(二)充电设施使用管理规范
1.日常巡查应检查充电桩是否处于正常状态和是否存在故障隐患,并对检查结果及时记录。
2.日常巡查可采用人工与信息化手段相结合的方式,检查频率应不少于每天1次,极端天气和交通量增加较大时,应提高日常巡查的频率。
3.接到顾客投诉或求助后15分钟内到达现场了解情况,20分钟内进行处理,2小时内处理完毕予以回复;
4.疑难投诉应于3个工作日调查、处理完毕予以回复,涉及技术问题的报公司相关部门协调解决;
5.充电桩设备、充电桩运营平台的投诉通知充电桩建设方、运营平台安排专人处理并上报公司相关部门协调解决;
6.做好台账记录并填写在《服务区管理日志》的“其他重要事项及待办事项”。
(三)安全标准和应急措施
1.服务区安全管理员承担充电设施现场安全生产责任,运营单位按规定配齐安全生产基础设施设备,并保障完善、改造和维护设备设施的费用。
2.充电设施安全生产责任主体应设置应急组织,建立突发事件应急预案,进行应急培训、演练和评估,包括火灾、车辆故障、电池破损燃烧爆炸、供电系统故障、人员触电、电池故障、设备故障等情形。
3.设备供应商应定期开展设备设施与系统运行的维护。应建立设备设施定期检查和运行维护记录台账,确保充电设备、配电设备、线缆及保护装置、充电监控系统及运行管理平台的工作状态正常和可靠运行。
4.现场管理工作人员在日常检查、清洁维护等工作过程中,如遇充电桩故障,未能有效运转,需及时排查电力设施、网络设施等服务区内部设施,可现场处理的,做到立行立改,需协调解决的,及时报告上级部门、供电部门,联系设备厂家或运营平台及时处置,做好维修信息公示,保障日常、重大节假日期间服务区司乘人员安全、便捷使用充电设备。
5.若单侧充电桩因故障或其他原因不能提供充电服务,或者现场出现严重的排队充电情形的,服务区应灵活做好服务保障工作,按照服务区内部通道管理有关规定,做好车辆及人员信息登记工作,有序引导新能源车辆前往另一侧服务区充电并在完成充电后安全返回,保障司乘高速公路充电需求及行车安全。