1、電動汽車充電站建站方案（省級電力系統）一、背景分析（一）、國情分析1、現有能源結構危及國家安全我國水、煤資源豐富，石油貧乏。近年來隨著我國經濟的發展，汽車正高速進入普通百姓家，每年進入我國的絕大部分石油都被汽車燒掉了，石油燃料不僅成為國內頭號污染源，而且也成為威及我國國家安全的戰略要害所在。 盡快推行已電動汽車為主的新能源車輛，在節能減排和能源安全方面具有極為重要的意義。就世界范圍來看，石油的開采也只能維持40 年時間，發展新能源也是各國面臨的緊迫任務。繼以煤炭為能源的蒸汽機時代、石油為能源的內燃機時代之后，新能源（主要表現為電能）時代正在到來。2、能源革命為工業轉型提供絕佳機會改革開放 30

2、 多年，我國產品出口基本是以出賣勞動力為主，基本上在做著8 億件襯衫換一架飛機的進出口生意。舉國上下無不希望像日本那樣出口機電和汽車。然而傳統汽車中外差距巨大，非短時間更夠趕超。但電動汽車工業，大家基本處于同一個起跑線上，歐美日本傳統汽車工業的優勢逐漸變成包袱，而我們本就基礎薄弱，船小掉頭快！發展電動汽車工業不僅損失小，而且通過市場的調節，會迅速在電動汽車工業建設方面超越西方國家。并通過電動汽車工業帶動整個國民經濟快速向前發展。3、節能減排是我國今后首要任務之一中國大陸幾乎沒有一條干凈的河流，地下水多已被污染，污染的大氣更是讓人無處可逃。溫室效應導致地球變暖，人類的未來將面臨高溫酷暑的煎熬。其

3、中燃油汽車的廢氣占據了大氣污染的首要因素。中國政府承諾減排 45%的目標在保工業增長的前提下，發展電動汽車，減少燃油汽車就顯得格外重要。4、（二）、電動汽車市場需要基礎建設的支持就像飛機離不開飛機場一樣，電動汽車也離不開充電站，中國家庭的車位和供電電力只能起到部分補充電動汽車電力，電動汽車要想自由的行駛，必須要依靠能夠進行快速充電且星羅棋布的專用充電站。電力比汽油要便于儲運和使用的多，幾乎可以進入到任何需要的地方，這就為充電站的建設提供了極大的方便：不一定需要專用的場地，任何能夠停車的地方幾乎都能夠建設充電站，充電站的方式也極為靈活，可以是簡易充電樁，也可以是大中型充電站，既可以在有條件的專用

4、及公共車庫（位）充電站，又可以在停車場、購物中心、有車位的路邊和便道等。由于電動汽車的行駛里程比較短，充電時間也比較長，因而必須建有更多的充電站，充電樁才能滿足電動汽車的出行需要。（三）、國家近期大力安排充電站基礎建設隨著中國汽車工業 2011 年底完成 50 萬輛生產任務的臨近，目前國家已安排布置多個省份開始批量建設充電站（充電樁）工作。其中上海、深圳、江蘇等地已建成并投入使用。二、電動汽車對充電站的需求（一）、電動汽車的充電與運行特點1、儲存電能多，充電功率大一臺普通電動轎車的存電能力約為40KWh（度）。約相當于普通家庭半個月的用電量。為能夠在短時間內將電動汽車的蓄電池充滿，需要充電機的

5、充電功率較大，一般車載充電機（慢充）的充電功率為2-3KW，專用直流充電樁的充電功率在10-100KW。用 20KW的直流充電樁為電動汽車充電需要1-2 個小時左右。電動大巴的存電約為250-300KWh。車載充電機的充電功率約為5-20KW，專用直流充電樁的充電功率在20-200KW。用 40KW的直流充電樁為電動汽車充電需要4-6 個小時左右。對電動汽車的充電時間越短，對充電樁的輸出功率要求則越大。2、運行距離近一般電動汽車最大行駛里程約為300 公里，考慮到路況、空調、安全系數、電池衰減等因素，實際單程運行約 150-200 公里。如果沒有充電站（樁）的支持，其活動半徑敢超過75-100

6、公里。（二）、充電站的分類1、快速充電站快速充電是指能夠在 10-20 分鐘左右時間將電動汽車電池充到50-80%電量，通常充電槍的輸出功率超過100KW 。電動大巴的快速充電功率應達到200KW以上，并且隨著車載蓄電池充電能力的提高，充電時間進一步縮短，充電槍的輸出功率將更大。（車載蓄電池的10-20分鐘充滿電這種快速充電接受能力目前雖然只是少數，但 2-3 年后基本都可以達到3C( 即 20 分鐘可以充滿 ) 以上。這是電動汽車汽車的重要指標，車載蓄電池必須予以滿足，不然就會被淘汰）快速充電站一般擁有 4-12 條快速充電槍。 由于整個充電站的輸入輸出功率非常大，又分為電網直充型和儲能緩沖

7、型二種：（1）、電網直充型是指將電網電能直接對電動汽車進行充電，電網輸入功率略大于充電站輸出功率。一般具有 12 個充電槍的大型充電站需要2000KW的專用電網。具有4 個充電槍的小型充電站需要500KW的專用變壓器。此方案的特點其一是電網專線功率較大，投資較高，電網及電站設備資源利用率較低，尤其是前期電動汽車較少的情況下，絕大部分時間都在閑置。充電站投資難以收回。特點之二是用電高峰重疊，不能消峰平谷。（ 2）、儲能緩沖型是指平時將電網電能儲存在儲能蓄電池中， 為電動汽車充電時， 主要由蓄電池提供電能。此方案的特點之一是，電網輸入功率遠小于充電站輸出功率，即通過儲能蓄電池的緩沖放大，充電站輸出

8、功率比電網如入功率大50-10 倍以上。 原計劃 2000KW專線的直充站只需500KW變壓器即可， 電網投資大為減少。或原計劃 2000KW的專網將來可以擴展滿足10000-20000KW的充電需要而不必任何改動！特點之二是可以夜電晝用，既能消峰平谷，有增加經濟效益。小型的儲能充電站前期僅需要30-100KW 的普通 3 相電，即可輸出500KW，滿足同時為4 輛電動汽車快速充電的需要。由于不需要專用電網和建設用地，建站成本大為降低，具有經濟投資價值，因而可以大量在城區、郊縣和高速公路設置。小型儲能充電站可以設計成廂式結構，便于移動。也可以設計成移動充電車，提供應急充電服務。2、直流充電樁直

9、流充電樁是將低壓市電（ 380VAC）直接向電動汽車充電的裝置，一般充電功率為 10-40KW，充電時間小時。占地面積也不大（ 1-2 以下）。由于充電功率不大，一般單位電力可滿足使用。1-4電動汽車在市內運行時，中間停頓的機會較多，此時也是對電動汽車臨時補充充電的機會，直流充電樁投資小，占地小，電網較易滿足，因而可以大量在停車場、辦公樓、購物中心、賓館、飯店、游覽區、有車位街道、小區等設置。直流充電樁具有無人值守，智能刷卡消費和區域組網管理功能。方便運營部門管理。3、交流充電樁交流充電樁提供單或雙路220VAC/380VAC輸出接口，供電動汽車使用充電充電機為電動汽車充電，基本結構為箱體、安

10、全配電盤、磁電開關、電量計量、刷卡消費和智能管理系統組成。交流充電樁的輸出功率一般在5KW（ 220VAC）/20KW(380VAC)，但真正的充電功率是受車載充電機的制約的，一般小型電動汽車的車載充電功率在2-3KW之間。為 40KWh左右的電動汽車充電鑒于費用較低和充電時間方便的原因，電動汽車將優先選擇在夜間充電，由于我國大部分家庭沒有自己的專屬車庫，戶外也不允許私拉電線，因而幾乎每一輛電動汽車必配1 只以上的交流充電樁。（三）、充電站對電網的需求1、直沖站對電網的要求有多大輸出功率就需要多大輸入功率，由于充電站的充電功率比較大，一般每路100 多 KW，擁有 10 多個快速充電槍的大型綜

11、合充電站需要近2000KW 的高壓專線輸入，擁有4 路充電槍的小型充電站至少需要500KW的新增變壓器，即使安裝1 路 100KW輸出的快速充電樁，一般單位也難以承受（路邊單位多數為中小企事業和機關單位，富裕電功率不多）對電動汽車進行快速充電的功率是間歇的，充電時為全功率100KW輸出，不充電時又一點不用，充電時間也不確定，近一兩年也許一天只充幾輛車，甚至幾天充一輛車，但從電能、高壓線、變壓器、充電站內設備和場地等眾多資源都得時刻準備著，設備和功率資源浪費嚴重。前三年的設備和功率閑置率超過99%即使 5-10 后，電動汽車逐步普及了，統計今天最忙的加油站，平均加油位的使用率也不到25%（夜間低

12、谷時基本沒車， 12 個車位利用率不到5%；白天高峰時車位利用率約70%；平時利用率約 20%），電動汽車的充電車位平均按 30%算，其余70%時間的功率資源和設備資源也是閑置的。2、儲能站對電網的要求儲能充電站可以使用較小的輸入功率，平時可以連續使用這些小功率電能進行蓄電，需要時由儲能蓄電池為主向電動汽車提供快速充電功率， 電動汽車較少時可以利用夜間低谷電能， 電動汽車較多時，隨用隨充，這樣電網的利用率非常高，電網電能輸出小而連續。這樣用 500KW電力投入就可以實現 2000KW 的以上輸出效果的大型充電站，基本不用假設專用充電專線，節省大量建網資金。如果建設具有總功率為500KW的 4

13、路小型快速充電站，則完全不用架設專線，部分地段甚至不用增加變壓器。利用現有變壓器即可。夜間使用 100KW低谷電力充電，電動汽車較少時可完全使用蓄電池電能，電動汽車較多時，在白天可適當補充 20-50KW的充電電力。（四）、電動汽車不同階段對充電站需求1、早期示范期階段要求（2010-2012 年）此階段電動汽車數量逐步增加到數千輛左右規模。此階段電動汽車用戶較少且居住分散，而因為電動汽車行駛里程較近，車多擁擠等因素，充電站的服務半徑一般不易超過5 公里。大型充電站因投資過大，用地較多等因素，每個中心城市設1-2 個即可，主要起到市場引導和功能實驗的目的。此階段“車輛較少，用戶分散”，充電站應

14、以市內運營服務為主，除小區專用慢速充電樁外，需要在經常停車的地區設置部分直流充電樁，以城市大小， 100-300 個直流充電樁，基本可以滿足初期購買電動汽車用戶的出行需要。配置 10-20 個小型儲能充電站可以進一步擴大電動汽車的出行范圍和充電便捷性，也可滿足部分公務等用車的應急充電需要。同時，也為下一階段批量采用獲得運行經驗和數據。2、中期上升期階段要求（2013-2020 年）此階段電動汽車數量逐步增加到數萬輛以上規模。此階段電動汽車的數量明顯上升，對充電站（樁）的數量和設置位置提出了更高的要求，除相應的交流充電樁增多外，直流充電樁要幾乎達到每個超市、停車場、辦公樓、小區中型單位等至少一個

15、的配置，中心城市至少要配置1000-2000 個直流充電樁。城市在變大，居住更分散，此階段省級中心城市的小型快速充電站將達到數十個以上。3、遠期成熟期階段要求（2020 年以后）此階段電動汽車數量逐步增加到數十萬輛以上規模（超大城市將達到數百萬輛）。此階段電動汽車的數量逐漸追趕和超過燃油汽車數量，對充電站（樁）的數量和設置位置提出了更高的要求，除相應的交流充電樁增多外，直流充電樁要達到每個超市、停車場、辦公樓、小區中型單位等配置數個- 數十個的規模，中心城市至少要配置10000-20000 個直流充電樁。此階段城市將更大，農村也將發展起來，城鄉基本體化，小型快速充電站將遍布各地，不僅社區、街道

16、邊、公共停車場等必備，城市環路，遠郊公路，高速公路等更是必不可少。此階段省級中心城市的小型快速充電站將達到數百個以上。三、首階段充電站的建站方案（一）、充電站的經濟困境與技術突破1、電網型快速充電站投入巨大，從純投資項目而言，基本沒有回報。引不起投資者的興趣。也不可能全部由財政出資建設。因而建充電站呼聲很高，市場規模和前景巨大。但進展并不理想。基本上都是財政在投資建站，電網企業和社會資金并沒有大規模進來。2、儲能方案雖較電網直充方案節省大部分電網接入資金，但儲能蓄電池的壽命短短問題一直沒有很好解決，每 2 年就需更換的蓄電池折舊費用也十分巨大，基本上吃掉了充電站的全部的經營利潤。致使儲能充電站

17、后期運營成本居高不下，投資回報率較低，因而制約了儲能充電站的大規模投放。3、再生蓄電池技術出現可徹底解決上述問題，既解決了電網直充站投資過大的問題（投資減少數十倍）。又大大降低了儲能充電站后期維護費用高的問題（投資方不用再更換蓄電池）。投資回報率大大提高，超過發電、高速公路等傳統高回報基礎行業。同時，又沒有前二者的行業壁壘，是國家鼓勵的并可能獲得國家財政補貼的新能源基礎行業。（二）、優化方案介紹1、大型電網充電站（ 1）、直充站方案特點（后補，可參見上面和其它資料）（ 2）、儲能站方案特點（后補，可參見上面和其它資料）2、中型應急充電站（后補，可參見上面和其它資料）3、小型直流充電樁（后補，可

18、參見上面和其它資料）4、小型交流充電樁（后補，可參見上面和其它資料）（三）、方案特點1、目前實現功能的經濟性與未來發展的連續銜接2、在現有電網環境下，可大量設置小型儲能充電站3、消峰平谷的運行模式，有利于電網的整體運行4、多功能應急供電儲能充電站不僅可以在電網故障情況向電動汽車提供應急充電，而且可向市政提供戰備供電保障。地質（地震等）、天氣（風雪冰災等）、意外事故、恐怖事件等時間都會影響到的電網大面積停電，此時也是最急需電力保證的時候。儲能蓄電池四、費用測算與管理（一）、首批充電站（樁）數量與配比。首批充電站（樁）根據目前國情和省情，可以按2（或 20）個大型充電站+20（或 200 ）個 +

19、300（或 3000）個直流充電樁 +20000（或 200000）個交流充電樁搭配。大型充電站的投資較大（主要是建站場地和電網專線費用），設備利用率不高（電動汽車的特點決定了充電站的服務半徑不會超過5 公里），不僅中近期沒有正收益，即使是10年后的成熟期之后，也難以有正收益（無法收回成本，見注1）。因而，只可以做政府行為的示范性建站方案。數量不宜多，每個城市1-2個即可。全省選 1-2 城市即可。儲能充電站由于投資較小（基本不用建設用地和電網專線），充電功率大（大于電網專線充電功率），可以在較多的城市和公路設置，前期可選兩個城市及高速公路沿線設置。如福州與廈門各設5 個，其間高速公路再設 1

20、0 個，共 20 個，這樣總投資不大，效果也較好。直流充電樁是城市內主要的充電方式之一，考慮到電動出租汽車，電動公務汽車和私人的的電動轎車充電需求，首批直流充電樁可安排300-500 個，并在 1-2 個城市集中設置。交流充電樁基本上是每車1-2 個，前期需求約20000 個，此部分可由小區或單位內部采購，也可由政府府門牽頭或指定部門負責逐步設置即可。（二）、首批費用預算（1）、大型充電站 2 個：不算征地費用和電網專線費用，每個站內設備約400 萬元（ 2000KW充電能力計算），每個站基建辦公等費用200-400 萬（標準高低不同）。 2 站共計（ 600-800萬元） x20=1200-1600 萬元。（2）、小型儲能充電站20 個（強烈推薦）：122 萬元 x20 個 =244 萬元。（3）、小型直流充電樁300 個： 8 萬元 x300個=2400 萬元。（4）、交流充電樁2000 個（可后續建設）0.798w 萬元 x2000 個=1600 萬元。以上總投資約如不考慮交流充電樁則約3、4、（三）、管理（后補