充電基礎設施的趨勢

雖然目前大部分充電需求是透過家庭充電來滿足的，但越來越需要公共充電樁，以便提供與傳統車輛加油相同程度的便利性和可及性。特別是在人口稠密的城市地區，家庭充電的機會更加有限，公共充電基礎設施是電動車採用的關鍵推動因素。截至 2022 年底，全球共有 270 萬個公共充電點，其中 2022 年安裝數量超過 90 萬個，較 2021 年存量增長約 55%，與疫情前 2015 年至 2015 年 50% 的增長率相當2019.

慢速充電器

全球超過60萬個公共慢充點12022年安裝量達36萬個，中國慢速充電樁保有量超過100萬個。截至2022年底，中國擁有全球一半以上的公共慢速充電器存量。

歐洲排名第二，2022年慢速充電器總數為46萬個，較上年增加50%。荷蘭以 117,000 人居歐洲之首，其次是法國約 74,000 人，德國為 64,000 人。 2022年美國慢速充電器存量成長9%，是主要市場中成長最低的。在韓國，慢充充電樁存量較去年同期翻了一番，達到18.4萬個充電點。

快速充電器

公共快速充電樁，尤其是位於高速公路沿線的充電樁，可以實現更長的行程，並且可以解決里程焦慮，這是電動車採用的障礙。與慢速充電器一樣，公共快速充電器也為無法可靠獲得私人充電的消費者提供充電解決方案，從而鼓勵更廣泛的人群採用電動車。 2022 年，全球快速充電器數量增加了 33 萬個，但成長的大部分（幾乎 90%）同樣來自中國。快速充電的部署彌補了人口稠密城市缺乏家用充電器的問題，並支持中國快速部署電動車的目標。中國共有76萬個快速充電樁，但公共快速充電樁總數的一半以上分佈在十個省份。

在歐洲，到2022 年底，快速充電器整體保有量超過70,000 個，與2021 年相比增加了約55%。挪威(9 000)。正如擬議的替代燃料基礎設施法規 (AFIR) 的臨時協議所表明的那樣，整個歐盟都有進一步發展公共充電基礎設施的明確雄心，該法規將設定跨歐洲網路運輸 (TEN) 的充電覆蓋範圍要求-T）歐洲投資銀行和歐盟委員會之間將在2023 年底前提供超過15 億歐元用於替代燃料基礎設施，包括電動快速充電。

2022年，美國安裝了6,300個快速充電器，其中約四分之三是特斯拉超級充電器。到 2022 年底，快速充電器的總庫存達到 28,000 個。美國所有州、華盛頓特區和波多黎各都參與了該計劃，並已在 2023 年撥款 8.85 億美元，用於支持在 122,000 公里的高速公路上建造充電樁。美國聯邦公路管理局宣布了聯邦資助的電動車充電器的新國家標準，以確保一致性、可靠性、可訪問性和相容性。 根據新標準，特斯拉宣布將向非特斯拉電動車開放部分美國超級充電樁（其中超級充電樁占美國快速充電樁總存量的 60%）和目的地充電網路。

為了擴大電動車的普及，公共充電點變得越來越必要

預計電動車銷量成長而部署公共充電基礎設施對於電動車的廣泛採用至關重要。例如，2011 年挪威每個公共充電點約有 1.3 輛電動 LDV，這支持了進一步的採用。截至 2022 年底，挪威超過 17% 的 LDV 是純電動車，每個公共充電點有 25 輛純電動車。整體而言，隨著純電動輕型車保有量的增加，每輛純電動車的充電點比率會下降。只有透過方便且負擔得起的基礎設施（無論是透過家庭或工作場所的私人充電，還是公共充電站）滿足充電需求，電動車銷售的成長才能持續。

每個公共充電樁的電動輕型車比例

選定國家中每輛電​​動 LDV 的公共充電點與電動 LDV 存量份額的比率

雖然插電式混合動力車對公共充電基礎設施的依賴程度低於純電動車，但與充電點充足可用性相關的政策制定應納入（並鼓勵）公共插電式混合動力車充電。如果考慮每個充電點的電動 LDV 總數，2022 年全球平均每個充電樁可容納 10 輛電動車。過去幾年，中國、韓國和荷蘭等國家每個充電器的電動車數量少於十輛。在嚴重依賴公共充電的國家，公共充電樁的數量一直在以與電動車部署基本匹配的速度增長。

然而，在一些以家庭充電廣泛普及為特徵的市場（由於單戶住宅有機會安裝充電器的比例很高），每個公共充電點的電動車數量可能會更高。例如，在美國，每個充電器的電動車比例為24，而在挪威則超過30。駕駛者採用電動車無法使用私人住宅或工作場所充電選項的人。然而，每個充電器的電動車的最佳比例將根據當地條件和駕駛員需求而有所不同。

也許比可用公共充電器的數量更重要的是每輛電動車的公共充電總容量，因為快速充電器比慢速充電器可以為更多的電動車提供服務。在電動車採用的早期階段，假設充電器利用率相對較低，直到市場成熟且基礎設施的利用變得更加高效，那麼每輛電動車的可用充電功率較高是有意義的。與此一致，歐盟關於 AFIR 的要求包括根據註冊機隊規模提供的總電力容量的要求。

在全球範圍內，每輛電動 LDV 的平均公共充電容量約為每輛 EV 2.4 kW。在歐盟，這一比例較低，平均每輛電動車約 1.2 kW。韓國的比例最高，為每輛電動車 7 kW，即使大多數公共充電器 (90%) 都是慢速充電器。

每個公共充電點的電動 LDV 數量以及每輛電動 LDV 的千瓦數，2022 年

打開

每個充電點的電動LDV 數量每輛LDV 的公共充電功率新西蘭冰島澳大利亞巴西德國瑞典美國丹麥葡萄牙英國西班牙加拿大印度尼西亞芬蘭瑞士日本泰國歐盟法國波蘭墨西哥比利時世界意大利中國印度南非智利希臘荷蘭韓國0816243240485664728 0889610400.61.21.82 .433.64.24.85.466.67.27.8

• EV/EVSE（下軸）
• kW / EV（頂軸）

在電動卡車開始商業化的地區，電池電動卡車可以在 TCO 的基礎上與傳統柴油卡車競爭，以擴大營運範圍，不僅在城市和區域，而且在牽引拖車區域和長途領域。決定到達時間的三個參數是通行費；燃料和營運成本（例如卡車運營商面臨的柴油和電力價格之間的差異，以及減少的維護成本）；資本支出補貼，以縮小前期車輛購買價格的差距。由於電動卡車可以以較低的生命週期成本（包括應用折扣率）提供相同的操作，因此車主期望收回前期成本是決定是否購買電動卡車或傳統卡車的關鍵因素。

如果可以透過最大限度地「非班次」（例如夜間或其他較長時間的停機時間）慢速充電來降低充電成本，並與電網營運商簽訂批量採購合同，那麼電動卡車在長途應用中的經濟性就可以大幅提高。

電動卡車和巴士的大部分能源將依靠下班充電。這主要在私人或半私人充電站或高速公路上的公共充電站實現，而且通常是在夜間實現。需要開發滿足不斷增長的重型電氣化需求的倉庫，並且在許多情況下可能需要升級配電和輸電網路。根據車輛行駛里程的要求，車庫充電將足以覆蓋城市公車以及城市和區域卡車運營的大部分運營。

如果途中有快速或超快速充電選項，強制休息時間的法規也可以為中班充電提供一個時間窗口：歐盟要求每行駛 4.5 小時後休息 45 分鐘；美國規定8小時後30分鐘。

目前，大多數商用直流 (DC) 快速充電站的功率範圍為 250-350 kW。歐洲理事會和議會達成的協議包括從 2025 年開始逐步部署電動重型車輛的基礎設施。 ，可能需要在30 至45 分鐘的休息時間為電動卡車充滿電。

認識到需要擴大快速或超快速充電的規模，這是使區域運營（尤其是長途運營）在技術上和經濟上可行的先決條件，Traton、沃爾沃和戴姆勒於2022 年成立了一家獨立合資企業，投資500 歐元該計劃由三個重型製造集團共同投資 1,700 多個快速（300 至 350 kW）和超快速（1 MW）充電點。

目前多種充電標準正在使用，超快充電的技術規格正在製定中。需要確保重型電動車充電標準和互通性的最大可能整合，以避免製造商遵循不同的路徑給汽車進口商和國際營運商帶來成本、效率低下和挑戰。

在中國，中國電力企業聯合會和 CHAdeMO 的「超超集」共同開發者正在開發高達數兆瓦的重型電動車充電標準。在歐洲和美國，CharIN 兆瓦充電系統（MCS）的規格，具有潛在的最大功率。國際標準化組織 (ISO) 和其他組織正在開發中。商業推廣所需的最終 MCS 規範預計將於 2024 年制定。 、西班牙和英國。

額定功率1MW充電樁的商業化需要大量投資，因為具有如此高功率需求的充電站在安裝和電網升級方面都會產生大量成本。修改公共電力公司的商業模式和電力部門法規、協調利益相關者之間的規劃和智慧充電都有助於透過試點計畫和財政激勵措施提供直接支持，也可以加速早期階段的示範和採用。最近的一項研究概述了開發 MCS 額定充電站的一些關鍵設計考量：

• 在輸電線路和變電站附近的高速公路停車場規劃充電站是最大限度降低成本和提高充電器利用率的最佳解決方案。
• 在早期階段透過直接連接到輸電線路來「調整規模」連接，從而預測高比例貨運活動已實現電氣化的系統的能源需求，而不是臨時和短期升級配電網基礎上，對於降低成本至關重要。這需要跨部門的電網營運商和充電基礎設施開發商之間進行結構化和協調的規劃。
• 由於傳輸系統互連和電網升級可能需要 4 至 8 年的時間，因此需要盡快開始優先充電站的選址和建造。

解決方案包括安裝固定儲存和整合當地再生能源，與智慧充電相結合，這有助於降低與電網連接相關的基礎設施成本和電力採購成本（例如，使卡車營運商能夠透過全天套利價格波動來最大限度地降低成本，利用車輛到電網的機會等）。

為電動重型車輛 (HDV) 提供動力的其他選擇包括電池交換和電動道路系統。電動道路系統可以透過道路中的感應線圈、車輛與道路之間的導電連接或懸鏈線（架空）向卡車傳輸電力。接觸網和其他動態充電選項可能有望在向零排放區域和長途卡車過渡的過程中降低系統級成本，從而在總資本和營運成本方面取得良好的成績。它們還可以幫助減少電池容量需求。如果電動道路系統的設計不僅與卡車相容，而且還與電動車相容，則可以進一步減少電池需求，並進一步提高利用率。然而，此類方法需要感應式或道路設計，這在技術開發和設計方面存在更大的障礙，並且資本更加密集。同時，電動道路系統也帶來了與鐵路部門類似的重大挑戰，包括更需要道路和車輛的標準化（如有軌電車和無軌電車所示）、長途旅行的跨境兼容性以及適當的基礎設施所有權模式。它們在路線和車型方面為卡車車主提供的靈活性較低，並且整體開發成本較高，所有這些都影響了其相對於常規充電站的競爭力。考慮到這些挑戰，此類系統最有效的做法是首先在使用頻繁的貨運走廊上部署，這需要各個公共和私人利益相關者之間的密切協調。迄今為止，德國和瑞典公共道路上的示威活動都依賴私人和公共實體的支持。中國、印度、英國和美國也正在考慮開展電動道路系統試點。

重型車輛的充電需求

國際清潔交通委員會 (ICCT) 分析表明，與點充電 BEV 或 ICE 兩輪車相比，出租車服務（例如自行車出租車）中電動兩輪車的電池更換可提供最具競爭力的 TCO。在透過兩輪車進行最後一哩交付的情況下，點充電目前比電池交換具有 TCO 優勢，但如果有適當的政策誘因和規模，交換可能在某些條件下成為可行的選擇。一般來說，隨著平均每日行駛距離的增加，可更換電池的純電動兩輪車變得比點充電或汽油車更經濟。 2021 年，可更換電池摩托車聯盟成立，旨在透過共同製定通用電池規格，促進包括兩輪/三輪車在內的輕型車輛的電池更換。

電動兩輪/三輪車的電池更換在印度的勢頭尤其強勁。目前印度市場上有十多家不同的公司，其中包括總部位於中國台北的電動滑板車和電池交換技術領導者Gogoro。 Gogoro 聲稱其電池為中華台北 90% 的電動滑板車提供動力，Gogoro 網路擁有超過 12,000 個電池更換站，可支援九個國家（主要位於亞太地區）的超過 50 萬輛電動兩輪車。與印度Zypp Electric 合作，後者運營著一個用於最後一英里交付的電動汽車即服務平台；作為德里市企業對企業最後一哩送貨業務試點計畫的一部分，他們正在共同部署 6 個電池更換站和 100 輛電動兩輪車。 2023 年初，他們籌集了這筆資金，到2025 年將其車隊規模擴大到印度30 個城市的20 萬輛電動兩輪車。的更換站與亞馬遜印度等合作夥伴合作開發電動兩輪和三輪車，包括電動人力車。泰國也為摩托車計程車和送貨司機提供電池更換服務。

雖然電動兩輪車的電池更換在亞洲最為普遍，但也正在向非洲蔓延。例如，盧安達電動摩托車新創公司營運電池更換站，重點為需要長距離日常行駛的摩托車計程車業務提供服務。 Ampersand 在基加利建造了十個電池更換站，在肯亞內羅畢建造了三個。這些充電站每月進行近 37,000 次電池更換。

兩輪/三輪車電池更換具有成本優勢

特別是對於卡車來說，電池更換比超快速充電具有更大的優勢。首先，交換所需的時間盡可能少，而透過基於電纜的充電來實現這一點將是困難且昂貴的，需要連接到中壓到高壓電網的超快速充電器以及昂貴的電池管理系統和電池化學物質。避免超快速充電還可以延長電池容量、效能和循環壽命。

電池即服務（BaaS），將卡車和電池的購買分離，並建立電池租賃合同，大大降低了前期購買成本。此外，由於卡車往往依賴磷酸鐵鋰 (LFP) 電池化學成分，因此該電池比鎳錳鈷酸鋰 (NMC) 電池更耐用，因此在安全性和經濟性方面非常適合更換。

然而，考慮到車輛尺寸較大和電池較重，卡車電池更換站的建造成本可能會更高，這需要更多的空間和專用設備來進行更換。另一個主要障礙是要求電池標準化為給定的尺寸和容量，卡車原始設備製造商可能認為這是對競爭力的挑戰，因為電池設計和容量是電動卡車製造商之間的關鍵差異化因素。

由於大力的政策支持和使用旨在補充電纜充電的技術，中國處於卡車電池更換的前沿。 2021年，中國工信部宣佈在多個城市試行換電技術，其中包括三個城市的HDV換電技術。幾乎所有中國主要重型卡車製造商，包括一汽、華菱、東風、江鈴汽車股份有限公司（JMC）、山西汽車和上汽集團。

中國處於卡車電池更換的前沿

中國也是乘用車電池更換領域的領導者。從所有模式來看，截至 2022 年底，中國換電站總數接近 2021 年底的 50%。的地區。一半的換電站是在2022 年安裝的，該公司設定了到2025 年在全球建立4000 個電池換電站的目標。電池充電，充電功率為20-80度。

蔚來也宣布計畫在歐洲建立電池更換站，其支援電池更換的車型將於 2022 年底在歐洲市場上市。德國、瑞典和荷蘭均已開設電池更換站。與蔚來的換電站為蔚來汽車提供服務相比，中國電池換電站營運商奧爾頓的換電站支援來自 16 家不同汽車公司的 30 種車型。

對於 LDV 計程車車隊來說，電池更換也可能是一個特別有吸引力的選擇，因為其營運對充電時間比私家車更敏感。美國新創公司Ample目前在舊金山灣區營運12個電池更換站，主要為Uber共乘服務。

中國也是乘用車電池更換領域的領導者

參考

慢速充電器的額定功率小於或等於 22 kW。快速充電器是指額定功率超過 22 kW 至 350 kW 的充電器。 「充電點」和「充電器」可互換使用，指的是單一充電插座，反映了可以同時充電的電動車的數量。 「充電站」可能有多個充電點。

擬議的 AFIR 先前是一項指令，一旦正式獲得批准，將成為一項具有約束力的立法法案，其中規定了歐盟境內主要和次要道路 TEN-T 沿線安裝的充電器之間的最大距離。

感應解決方案距離商業化還很遠，並且面臨在高速公路上提供足夠電力的挑戰。