充電基礎設施的發展趨勢

雖然目前大部分充電需求由家用充電滿足，但為了提供與傳統汽車加油同等的便利性和可及性，公共充電樁的需求日益增長。尤其是在家用充電樁較為有限的密集城區，公共充電基礎設施是推動電動車普及的關鍵因素。截至2022年底，全球共有270萬個公共充電樁，其中超過90萬個是在2022年新增的，比2021年增長約55%，與疫情前2015年至2019年間50%的增長率相當。

慢速充電器

全球有超過60萬個公共慢速充電樁12022年共安裝了36萬個慢速充電樁，其中36萬個位於中國，使中國慢速充電樁的存量超過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樁。

歐洲則位居第二，2022年慢速充電樁總數達46萬個，比前一年增加50%。荷蘭在歐洲領先，擁有11.7萬個慢速充電樁，其次是法國（約7.4萬個）和德國（約6.4萬個）。美國2022年的慢速充電樁數量增加了9%，是主要市場中成長最低的。韓國的慢速充電樁數量較去年同期成長一倍，達到18.4萬個。

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，能夠延長電動車的續航里程，並有助於解決里程焦慮這款電動車普及的障礙。與慢速充電樁一樣，公共快速充電樁也為那些無法可靠使用私人充電樁的消費者提供了充電解決方案，從而促進了電動車在更廣泛人群中的普及。 2022年，全球快速充電樁數量增加了33萬個，其中近90%的成長來自中國。快速充電樁的部署彌補了人口密集城市家用充電樁不足的問題，並支持了中國快速推廣電動車的目標。中國目前共有76萬個快速充電樁，但其中超過一半的公共快速充電樁集中在十個省份。

截至2022年底，歐洲快速充電樁總數超過7萬個，較2021年成長約55%。快速充電樁數量最多的國家是德國（超過1.2萬個）、法國（9700個）和挪威（9000個）。歐盟顯然致力於進一步發展公共充電基礎設施，這體現在擬議的《替代燃料基礎設施條例》（AFIR）的初步協議中。該條例將規定跨歐洲交通網絡（TEN-T）的電動車充電覆蓋率要求。此外，歐洲投資銀行和歐盟委員會將在2023年底前提供超過15億歐元的資金，用於包括電動車快速充電在內的替代燃料基礎建設。

2022年，美國安裝了6,300個快速充電樁，其中約四分之三是特斯拉超級充電樁。截至2022年底，快速充電樁總數達到28,000個。隨著政府批准國家電動車基礎設施計畫（NEVI），預計未來幾年快速充電樁的部署速度將加快。美國所有州、華盛頓特區和波多黎各都參與了該計劃，並已獲得8.85億美元的資金，用於支持在12.2萬公里高速公路沿線建造充電樁。美國聯邦公路管理局已宣布新的聯邦資助電動車充電樁國家標準，以確保充電樁的一致性、可靠性、可及性和相容性。根據新標準，特斯拉宣布將向非特斯拉電動車開放其美國超級充電樁網路的一部分（超級充電樁占美國快速充電樁總數的60%）和目的地充電樁網路。

公共充電樁對於促進電動車的普及變得越來越重要。

為因應電動車銷售成長，公共充電基礎設施的部署對於電動車的廣泛普及至關重要。例如，2011年挪威平均每個公共充電樁對應約1.3輛純電動輕型車輛，促進了電動車的進一步普及。 2022年底，純電動車在挪威輕型車輛的佔比超過17%，平均每個公共充電樁對應25輛純電動車。整體而言，隨著純電動輕型車輛保有量的增加，每輛純電動車對應的充電樁數量會減少。只有透過便利且價格合理的充電基礎設施（包括家庭或工作場所的私人充電樁以及公共充電站）滿足充電需求，電動車銷售的成長才能持續。

每公共充電樁的電動輕型車輛比例

部分國家每輛純電動輕型汽車的公共充電樁數量與純電動輕型汽車市場份額之比

雖然插電式混合動力車 (PHEV) 對公共充電基礎設施的依賴程度低於純電動車 (BEV)，但有關充電樁充足供應的政策制定應納入（並鼓勵）公共插電式混合動力汽車充電設施。如果考慮每個充電樁對應的電動輕型車輛 (LDV) 數量，2022 年全球平均約為每個充電樁對應 10 輛電動車。中國、韓國和荷蘭等國家在過去幾年中一直保持每個充電樁對應不到 10 輛電動車的比例。在高度依賴公共充電的國家，公共充電樁的數量成長速度與電動車的普及速度基本一致。

然而，在一些家用充電普及率較高的市場（因為獨棟住宅比例高，且都具備安裝充電樁的條件），每個公共充電樁對應的電動車數量甚至可能更高。例如，在美國，每個充電樁對應24輛電動車，而在挪威則超過30輛。隨著電動車市場滲透率的提高，即使在這些國家，公共充電設施也變得越來越重要，它可以幫助那些無法在家中或工作場所充電的駕駛人更好地使用電動車。不過，每個充電樁對應的電動車數量的最佳比例會因當地情況和駕駛員需求而異。

或許比公共充電樁數量更重要的是每輛電動車的公共充電總功率，因為快充樁比慢充樁能服務更多電動車。在電動車普及初期，假設充電樁利用率在市場成熟、基礎設施利用效率提高之前相對較低，那麼每輛電動車的可用充電功率就應該很高。基於此，歐盟的《電動車充電基礎設施規則》（AFIR）規定，應根據註冊車隊的規模提供相應的總充電功率。

在全球範圍內，每輛電動輕型車輛的平均公共充電功率約為2.4千瓦。歐盟的比例較低，平均約為每輛電動車1.2千瓦。韓國的比例最高，達到每輛電動車7千瓦，即便大部分公共充電樁（90%）都是慢速充電樁。

2022年每個公共充電樁對應的電動輕型車輛數量及每輛電動輕型車輛的充電功率（千瓦）

打開

每個充電樁的電動輕型車輛數量 每輛電動輕型車輛的公共充電千瓦數 新西蘭 冰島 澳大利亞 挪威 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 0 8 1 6 2 4 3 2 4 0 4 8 5 6 6 4 7 2 8 0 8 8 9 6 1 0 4 0 0 6 1 2 1 8 2 4 3 6 4 2 4 8 5 4 6 6 7 2 7 8

• 電動車/電動車充電設備（底部座標軸）
• 千瓦/電動車（上軸）

在電動卡車逐漸普及的地區，電池電動卡車在總擁有成本 (TCO) 方面可以與傳統柴油卡車在日益廣泛的運營領域展開競爭，不僅包括城市和區域運輸，還包括牽引車-半拖車區域運輸和長途運輸。決定何時達到成本平衡的三個關鍵因素是：通行費；燃料和營運成本（例如卡車營運商面臨的柴油和電力價格差異，以及更低的維護成本）；以及用於縮小車輛初始購置成本差距的資本支出補貼。由於電動卡車能夠以更低的生命週期成本（包括折扣價）提供相同的營運服務，因此車主預計何時收回前期成本是決定購買電動卡車還是傳統卡車的關鍵因素。

如果透過以下方式降低充電成本，可以大幅改善長途電動卡車的經濟效益：最大限度地利用「非工作時間」（例如夜間或其他較長的停機時間）進行慢速充電；與電網營運商簽訂「工作時間」（例如休息期間）快速（高達 350 千瓦）或超快速（>350 千瓦）的智能電池到額外的智慧型購買合約；

電動卡車和巴士的大部分能源將依賴非工作時段的充電。這主要將在私人或半私人充電站或高速公路上的公共充電站進行，通常是在夜間。為了滿足日益增長的重型電氣化需求，需要建造充電站，在許多情況下，這可能需要對配電和輸電網進行升級。根據車輛的續航里程要求，充電站的充電量足以滿足城市公車以及城市和區域卡車營運的大部分需求。

規定休息時間的法規還可以為途中充電提供時間窗口，前提是沿途有快速或超快速充電選項：歐盟要求每駕駛 4.5 小時後休息 45 分鐘；美國規定每駕駛 8 小時後休息 30 分鐘。

目前市面上大多數商用直流快速充電站的功率範圍為 250-350 千瓦。歐洲理事會和歐洲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。近期對美國和歐洲區域及長途卡車營運電力需求的研究表明，在 30 至 45 分鐘的休息時間內，可能需要超過 350 千瓦，甚至高達 1 兆瓦的充電功率才能將電動卡車充滿電。

認識到擴大快速或超快速充電規模是實現區域運輸，特別是長途運輸在技術和經濟上可行的先決條件，2022 年，Traton、沃爾沃和戴姆勒成立了一家獨立的合資企業。這三家重型製造集團共同投資 5 億歐元，該計畫旨在歐洲部署超過 1700 個快速（300 至 350 千瓦）和超快速（1 兆瓦）充電點。

目前多種充電標準正在使用，超快速充電的技術規格也正在製定中。為了避免製造商各自為政的發展路徑為車輛進口商和國際營運商帶來成本增加、效率低下以及諸多挑戰，必須確保重型電動車充電標準的最大程度趨同和互通性。

在中國，中國電力企業聯合會和CHAdeMO的「超兆基」正在共同開發適用於重型電動車、功率高達數兆瓦的充電標準。在歐洲和美國，國際標準化組織（ISO）和其他機構正在製定CharIN兆瓦充電系統（MCS）的規範，該系統潛在最大功率為…。最終的MCS規範預計將於2024年發布，屆時將用於商業推廣。此前，戴姆勒卡車和波特蘭通用電氣（PGE）於2021年推出了首個兆瓦級充電站，奧地利、瑞典、西班牙和英國也相繼開展了相關投資和計畫。

額定功率為 1 兆瓦的充電樁商業化需要大量投資，因為如此高功率需求的充電站，無論是安裝還是電網升級，都將產生巨額成本。修訂公共電力公司商業模式和電力產業法規，協調各利益相關者的規劃，以及推廣智慧充電技術，都有助於實現這一目標。透過試點計畫和財政激勵措施提供直接支持，也能在早期階段加速示範和推廣應用。最近的一項研究概述了開發 MCS 級充電站的一些關鍵設計考量：

• 在高速公路車輛段附近，靠近輸電線路和變電站的地方規劃充電站，可以最大限度地降低成本並提高充電器的利用率。
• 儘早透過直接連接輸電線路來「合理配置」電網連接，從而預測高比例貨運電氣化系統所需的能源需求，而不是臨時性地、短期地升級配電網，對於降低成本至關重要。這需要電網營運商和充電基礎設施開發商之間進行跨產業的結構化和協調規劃。
• 由於輸電系統互聯和電網升級可能需要 4-8 年時間，因此高優先充電站的選址和建設需要盡快開始。

解決方案包括安裝固定式儲能裝置和整合本地再生能源容量，並結合智慧充電，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，透過讓卡車業者利用全天價格波動進行套利，最大限度地降低成本，利用車網互動等方式）。

為電動重型車輛 (HDV) 供電的其他方案包括電池更換和電動道路系統。電動道路系統可以透過道路上的感應線圈、車輛與道路之間的導電連接或架空線路供電給卡車。架空線路和其他動態充電方案有望降低向零排放區域和長途卡車過渡過程中的系統級成本，在總資本成本和營運成本方面具有優勢。它們還有助於降低電池容量需求。如果電動道路系統的設計不僅相容於卡車，也相容於電動車，則可以進一步降低電池需求並提高電池利用率。然而，此類方案需要採用感應式或路內式設計，這在技術開發和設計方面面臨更大的挑戰，並且需要更多的資金投入。同時，電動公路系統也面臨著與鐵路行業類似的重大挑戰，包括對道路和車輛標準化（如有軌電車和無軌電車所示）、長途運輸的跨境兼容性以及合適的基建所有權模式等方面的更高要求。電動公路系統在路線和車輛類型方面對卡車車主的靈活性較低，且整體開發成本較高，所有這些都影響了其相對於普通充​​電站的競爭力。鑑於這些挑戰，此類系統最有效的部署方式是首先在繁忙的貨運走廊上進行，這需要各公共和私營利益相關者之間的密切協調。迄今為止，德國和瑞典在公共道路上的示範計畫都得到了來自公共和私營機構的共同支持。中國、印度、英國和美國也正在考慮開展電動公路系統試點計畫。

重型車輛的充電需求

國際清潔交通委員會 (ICCT) 的分析表明，與使用固定充電樁的純電動車 (BEV) 或燃油兩輪車相比，電動兩輪車（例如摩托車出租車）的換電模式具有最具競爭力的總擁有成本 (TCO)。在最後一公里配送方面，目前固定充電樁的 TCO 優於換電模式，但如果政策誘因得當並擴大規模，換電模式在特定條件下可能成為可行的選擇。整體而言，隨著日均行駛里程的增加，採用換電模式的純電動兩輪車比固定充電樁或燃油車更經濟。 2021 年，可換電摩托車電池聯盟成立，旨在透過合作制定通用電池規格，促進包括兩輪/三輪車在內的輕型車輛的換電。

在印度，電動兩輪/三輪車的電池更換服務正蓬勃發展。目前，印度市場上已有十多家相關公司，其中包括總部位於中國台北的電動滑板車及電池更換技術領導企業Gogoro。 Gogoro聲稱，其電池為中國台北90%的電動滑板車提供動力，其電池網路覆蓋九個國家（主要位於亞太地區），擁有超過12,000個換電站，為超過50萬輛電動兩輪車提供支援。 Gogoro現已與印度公司Zypp Electric達成合作，後者營運著一個面向最後一公里配送的電動車即服務平台。雙方正在德里市開展一項試點項目，部署6個換電站和100輛電動兩輪車，用於企業對企業的最後一公里配送業務。 2023年初，他們籌集了資金，計劃在2025年將其電動兩輪車車隊擴展到印度30個城市的20萬輛。 Sun Mobility在印度的電池更換業務歷史悠久，已與亞馬遜印度等合作夥伴在全國範圍內建立了多個電動兩輪車和三輪車（包括電動三輪車）的換電站。泰國也正在進行針對摩托車計程車和送貨司機的電池更換服務。

雖然電動兩輪車的電池更換服務在亞洲最為普遍，但非洲也逐漸普及。例如，盧安達一家電動摩托車新創公司營運多個電池更換站，主要服務需要長續航里程的摩托車計程車業務。 Ampersand公司已在肯亞首都基加利建立了10個電池更換站，在內羅畢建立了3個。這些更換站每月完成近37,000次電池更換。

兩輪/三輪車電池更換具有成本優勢

對於卡車而言，換電相比超快充電具有顯著優勢。首先，換電所需時間極短，而有線充電則難以實現這一點，因為有線充電需要連接中高壓電網的超快充電器以及昂貴的電池管理系統和電池化學組件。此外，避免使用超快充電還能延長電池容量、效能和循環壽命。

電池即服務 (BaaS) 將卡車和電池的購買分開，並簽訂電池租賃合同，從而大幅降低了前期購買成本。此外，由於卡車通常使用磷酸鐵鋰電池 (LFP)，其耐用性優於鎳錳鈷酸鋰電池 (NMC)，因此從安全性和經濟性角度來看，它們非常適合更換電池。

然而，由於卡車車身更大、電池更重，需要更大的空間和專用設備進行換電，因此卡車換電站的建造成本可能更高。另一個主要障礙是電池必須標準化，達到特定的尺寸和容量，這很可能被卡車製造商視為競爭力挑戰，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。

由於政策大力支持以及採用有線充電互補的技術，中國在卡車換電領域處於領先地位。 2021年，中國工信部宣布將在多個城市試行換電技術，其中包括在三個城市試辦重型卡車換電。幾乎所有中國主要重型卡車製造商，包括一汽、中汽、東風、江鈴汽車、山西汽車和上汽集團，都參與了試點計畫。

中國在卡車電池更換領域處於領先地位。

中國在乘用車換電領域也處於領先地位。截至2022年底，中國所有模式的換電站總數已接近1,000座，比2021年底增加了50%。蔚來汽車（NIO）生產可換電的汽車及配套換電站，其在中國的換電站數量超過1000座，網絡覆蓋中國大陸超過三分之二的地區。蔚來汽車一半的換電站是在2022年建成的，該公司設定了2025年全球建成4,000座換電站的目標。蔚來汽車的換電站每天可完成300多次換電，並可同時為多達13顆電池充電，充電功率為20-80千瓦。

蔚來汽車也宣布了在歐洲建造換電站的計劃，隨著其支持換電功能的車型於2022年底在歐洲市場上市，該計劃也將隨之啟動。蔚來在瑞典的首座換電站已於2022年底投入運營，到2022年底，蔚來已在挪威、德國、瑞典和荷蘭共開設了十座換電站。與蔚來僅為自家車輛提供服務的換電站不同，中國換電站營運商奧爾頓的換電站則支援來自16家不同汽車公司的30款車型。

對於輕型計程車車隊而言，電池更換可能是一個特別有吸引力的選擇，因為與私家車相比，它們的運作對充電時間更為敏感。美國新創公司Ample目前在舊金山灣區營運12個電池更換站，主要服務Uber共享出行車輛。

中國在乘用車電池更換領域也處於領先地位。

參考

慢速充電器的功率小於或等於 22 千瓦。快速充電器的功率大於 22 千瓦，最高可達 350 千瓦。 「充電樁」和「充電器」這兩個詞可以互換使用，指的是單一充電插座，其數量反映了可同時充電的電動車數量。 「充電站」可能包含多個充電樁。

先前作為一項指令的擬議 AFIR 一旦正式獲得批准，將成為一項具有約束力的立法行為，其中規定了沿 TEN-T、歐盟主要道路和次要道路安裝的充電樁之間的最大距離。

感應式解決方案距離商業化還很遠，並且在高速行駛時難以提供足夠的功率。