后“跑马圈地”时代充电运营商的核心看点

编辑：Rokin

中国出海半导体网

一、“共建共享”打造轻资产运营模式，缓解前期资金投入压力

考虑到充电桩建设属于重资产、长周期投资，为了缓解前期资金投入压力，部分运营商创新推出“合伙人”模式。运营商通过招募拥有充电站建设所需资源（场地、设备、资金等）的集团或个人共同进行充电站的建设运营，实现社会资源的合理分配和利益共享。与独立建桩运营相比，合伙人模式可以减少自有资金投资充电场站的比例，由重资产改为轻资产运营，运营商更多专注于充电场站的运营和维护等工作。

二、软硬件升级叠加分时收费策略，充电利用率逐步提升

柔软充电堆解决单桩功率固化问题，灵活分配充电功率，提升设备利用率。近年来，柔性充电堆被视为是充电桩的一大重要技术升级，根据深圳市市场监督管理局 2017 年发布的《电动汽车柔性充电堆技术要求》技术标准定义，柔性充电堆是“将电动汽车充电站全部或部分充电模块集中在一起，通过功率分配单元按电动汽车实际需要充电功率对充电模块进行动态分配，并可集成站级监控系统，对充电设备、配电设备及辅助设备进行集中控制，可为多辆电动汽车同时充电的系统”。柔性充电堆核心优势在于：

• 解决充电桩单桩功率固化问题。单个充电桩功率固定，无法满足更高功率车型的充电需求，伴随着快充电池以及车型的升级，无法“向上兼容”。而柔性充电堆是电源集群，可以按需分配充电功率，满足更高功率的充电需求。此外，后续即使电动车快充技术迭代，也可以通过升级充电堆来满足更高功率的充电需求，解决“向上兼容”问题。
• 灵活分配充电功率，提升设备利用率。柔性充电堆可根据车辆 BMS 下发的充电需求，按需分配充电功率，有利于充电设备工作在最佳负载率范围，提升充电桩的设备利用效率。
• 显著降低投资成本，不需要重复增加后续投资。对投资者来说，柔性充电堆解决“向上兼容”问题，无需担心前期投资建设的充电桩不匹配后续更高功率车型充电需求，无需重复增加后续投资，显著降低投资成本，提升充电桩建设意愿。

图1：柔性充电堆被视为是充电桩的一大重要技术升级

头部运营商功率灵活分配及柔性充电相关技术较为成熟。以行业龙头运营商特来电为例，其群充电产品将所有功率模块集中在充电箱变中，已可形成最大1600kW的功率池，采用独创的PDU功率分配方案，实现单模块颗粒度功率调用，在当前公共场站满足多车辆、多功率同等需求情况下，群充设备通过功率共享，提升了模块利用率。星星充电的“北斗”二代360KW分体式直流充电系统将整桩功率统一管控，单枪最高输出功率达360Kw，通过按需分配、整体最优、灵活定制原则，使整体充电效率提升10%，实现运营效率的提升。

分时充电电价收费策略有望调节用户需求，提升充电桩时间利用率。导致公共充电桩时间利用率低下的一个重要原因在于供给有限的情况下，用户的充电需求在时间维度上的分布不均。通常，白天10-15点和18-21点两个时间段是充电高峰，夜晚23点—早上7点是充电低谷，其他时间段充电需求较为缓和。因此，经常出现充电高峰时间段排队等待、充电低谷时间段无人问津现象，使充电桩不能得以充分利用。

针对这一问题，目前主流的充电运营商推出分时充电电价收费策略，充电高峰时段收取更高电费，充电低谷时段电费则较为便宜，用低价策略鼓励用户在低谷时段充电，对充电需求进行跨时间调节，使得充电桩得到充分利用。仍以特来电和星星充电为例，峰谷收费价差分别能达到0.5794、0.5502元/kWh，因此，相较于“峰”时，一辆带电50kWh的纯电车在“谷”时充电可节省约28.97/27.51元。

充电运营商时间利用率各有差异，预计部分头部企业已跨过盈亏平衡点。基于中国充电联盟2023年2月份披露的各运营商充电桩保有量、总功率和充电量数据，我们测算部分充电运营商的充电时间利益效率。根据测算结果来看，小桔充电2月的平均充电时间利用率超过10%，达到11.6%，处于最高水平。头部运营商特来电、星星充电的时间利用率 分别为8.4%和9.3%。云快充、南方电网充电时间利用率偏低，分别为5.7%、3.2%。根据前文我们对充电桩盈利模型的测算，我们预计头部充电运营商中如特来电、星星充电、小桔充电等今年以来在某些充电需求较为旺盛的月份已跨过盈亏平衡点。

图2：2021年中国主要城市公共桩平均桩数利用率和平均时间利用率分布

我国平均公共充电桩时间利用效率从2020年的6.7%提升至2021年的12.4%。根据中国城市规划设计研究院发布的《中国主要城市充电基础设施监测报告》的近两年数据对比显示，我国公共充电桩的利用效率正在逐渐提升，主要体现在：

• 平均桩数利用率：充电站内提供充电服务的桩数与公用桩总量的比值，由 2020 年的平均34.9%到2021年的平均54.6%，增长19.7pcts；
• 平均时间利用率：充电站内所有公用桩的充电工作时长与一天内可提供服务总时长的比值，由2020年的平均6.7%提升至2021年的平均12.4%，增长5.7pcts。

三、光储一体化系统优势显著，峰谷套利提升充电运营商盈利能力

“光储充”一体化系统优势显著。“光储充”一体化系统是由光伏发电、储能、充电 集成一体、互相协调支撑的绿色充电模式，其工作原理是利用光伏发电，余电由储能设备 存储，共同承担供电充电任务。“光储充”一体化系统的核心优势在于：

• 峰谷套利、降低企业运营成本：在电价较低的谷期利用储能装置存储电能，在用 电高峰期使用存储好的电能，避免直接大规模使用高价的电网电能，可以降低企 业运营成本，实现峰谷电价套利。
• 减少对电网冲击：随着新能源汽车保有量的提升以及超级快充的普及，大功率充 电对充电设施的供电容量要求越来越高，对现有充电网体系带来巨大冲击，“光 储充”系统可利用光伏发电、自发自用，成为对电网的有益补充。

图3：“光储充”一体化充电方案原理

• 成本收益测算：不考虑光伏，仅考虑配储的情况下，我们以10台60kW直流桩+1.5MWh 磷酸铁锂电池组成的“储充”系统为例，测算成本收益。经我们测算，前期投资成本约269 万元，静态投资回收期约5.3年，储能充电总收益559万元，全周期净收益约290万元。

“光储充”系统经济性逐渐显现，未来有望加速推广应用。限制“光储充”系统大规模推广应用的因素主要是经济性问题，前期由于电池成本较高、循环性能较差、峰谷价差较小等因素，导致“光储充”系统前期投入大、盈利模式差，因而经济性不高。近年来，随着电池技术的进步，循环次数逐渐提升、电池成本不断下降，叠加分时电价政策的推广提升各地工商业和大工业电价峰谷价差，“光储充”系统的经济性将得到进一步提升，未来有望得到加速推广。

四、车网互动，有序充电、V2G助力充电运营商向资源聚合商角色蜕变

车网互动是指电动汽车通过充电桩与电网进行能量和信息的互动，按能量流向可分为有序充电和双向充放电（V2G）。

有序充电可以缓解电网压力，实现削峰填谷。无序充电即随时、随地、随机进行充电，当大量电动汽车在电网负荷高峰时段集中充电时，对电网系统将带来巨大压力。根据国网能源研究院预测，电动汽车无序充电将导致 2030 年和 2035 年电网峰值负荷可能增加12%～13.1%。根据 2019 年 10 月国家电网发布的《泛在电力物联网白皮书 2019》中的定义，有序充电是指在配电网、用户、充电桩及电动汽车之间进行的充分的信息交互和分层控制，全面感知配变负荷变化趋势，动态调整充电时间和功率，优化配变负荷运行曲线，实现削峰填谷。这既满足用户充电需求，又提升了配电网设备和发电设备的利用率，降低了电网和发电设备的投资。

图4：无序和有序充电情形下的电网负荷曲线

V2G技术使电动车具备负荷管理功能。V2G（Vehicle to Grid），指“车辆到电网”，又称双向逆变式充电技术，相当于将电动车动力电池作为一个分布式储能系统，在满足行驶需求的同时可通过双向充放电桩向电网传输电力。当电网负荷过低时，给电动汽车充电，存储电网电能。当电网负荷过高时，充电运营商通过数字化系统，将电动车动力电池资源进行整合，形成一个虚拟电厂，通过 V2G 充电桩向电网放电，有效提高电力系统的运行效率和调节能力，减少电网负荷。

图5：V2G系统示意图

充电运营商是优质的资源聚合商。和工业园区、商业楼宇等负荷侧资源相比，充电行为的调节可以通过有序充电和 V2G 技术加以实现，因此，电动汽车是一种较为优质的负荷资源，因而服务电动车充电的充电运营商成为天然的负荷资源聚合商。未来，充电运营商有望通过整合零散的电动车负荷资源，按照电力市场需求灵活参与电力现货市场交易、辅助服务等，增加盈利来源。

针对不同充电场景灵活调度，参与电力市场交易增加盈利空间。通过筛选合适的电动车和充电站类型，充电运营商聚合可调度资源参与电力现货市场、需求响应市场、旋转备用市场交易，增加自身盈利空间。一般，用车行为规律、充电需求较大的电动车类型是较为优质的可调控资源，运营商通过优化充电时间和充电量，可以获取较大的盈利弹性。

应用端：2022年支持车网互动充电设备渗透率约10%，市场规模快速发展。根据南方电网和中国电力企业联合会发布的《车网互动规模化应用与发展白皮书》中数据显示，据不完全统计，2022年全国支持车网互动的充电设备约53.5万台，占总充电设备的10.3%，其中特来电支持车网互动充电设备数量最多，达到37万台，其次是国家电网、南方电网、蔚来等企业；截至2022年，全国车网互动设备累计提供调峰电量约1.8亿千万时，车网互动市场规模正在迅速发展。

图6：2022年全国支持车网互动充电设备（万台）

相关新闻