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国内外电动汽车公共充电设施布局案例研究杨刚斌,黄鹤绵,黄存忠滴要:2015年9月29日,国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于加快电动汽车充电基础设施设的指导意见》(国办发〔2015〕73号),要求各地于2016年3月底前发布充电基础设施专项规划,因此充电设施专项规划成为城市规划研究的热点。在电动汽车充电基础设施设体系中,公共充电设施是解决居民出行中里程焦虑的关键,其规划布局也必将是各级政府充电基础设施规划的重点内容。为有效确定公共充电基础设施设体系、选址类型及服务半径,各本文选取了国内外充电设施推广较好的城市或地区为案例」对其充电设施布局设情况进行梳理。通过本文的研究发现:根据充电时间和占地条件差异,可将公共充电设施可以分为非独立占地的慢速公共充电设施、非独立占地快逸公共充电设施、独立占地的快速公共充电站。其次,由于充电时问、场所活动类型、服务对象的差异,各类公共充电设施的选址类型各不相同。最后不同类型的公共充电设施的需求和服务对象有较大差异,因此其服务半径也各不相同。关健词:公共充电设施,设体系,选址类型,服务体系,案例研究1.引言随着汽车保有量的迅速增长,我国在能源、环境和安全等方面所承受的压力日益加大”。电动汽车是未来我国发展前景广阔的一种交通工具,电动汽车充电设施为电动汽车运行提供能源补给,是发展电动汽车所必需的重要配套基础设施。2015年9月29日,国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于加快电动汽车充电基础设施设的指导意见》(国办发〔2015)73号),要求各地加大设力度、完善服务体系、强化支撑保障、做好组织实施、加快推进充电基础设施的设,并明确提出各地需于2016年3月底前发布充电基础设施专项规划,制定出台充电基础设施设运营管理办法。因此充电设施专项规划必将成为城市规划领域的热点问题。在《国务院办公厅关于加快充电基础设施设的指导意见》中提出了“以用户居住地停车位、单位停车场、公交及出租车场站等配的专用充电设施为主体,以公共筑物停车场、社会公共停车场、临时停车位等配的公共充电设施为辅助,以独立占地的城市快充站、换电站和高速公路服务区配的城际快充站为补充,形成电动汽车充电基础设施体系”,其中公共充电设施虽然在整个电动汽车充电基础设施体系中处于辅助和补充的作用,却是解决居民出行中里程焦虑的关键,其规划布局也必将是各级政府充电基础设施规划的重点内容。在电动汽车公共充电设施布局规划中如何依据公共充电设施类型选择合理的场所,并按照合理的服务半径形成理想的空间布局体系是本轮电动汽车充电基础设施布局规划的核心内容。自2009年以来国务院出台了众多涉及充电基础设施设的政策文件和技术规范以后,国内的主要新能源汽车试点城市都制定了充电基础设施的规划或者设计划,但是对于公共充电基础设施设体系、选址类型及服务半径等布局关键问题一直未有深入的研究。因此本文选取了国外(境外)城市或地区中的北美(美国)、欧洲(英国)、日本、我国香港地興素前网Z.ZS沁.NE]
区,国内充电设施推广较好的北京、上海、深圳、合肥、杭州市为案例,对其充电设施布局设情况,公共充电设施布局特点,服务半径等方面进行梳理,以期为国内公共充电基础设施布局规划提供借鉴,本研究所中的公共充电设施指面向社会车辆提供充电服务及增值服务的充电设施。2境外充电设施规划设案例本次研究选取的境外案例为北美(美国)、欧洲(英国)、日本以及我国的香港地区,案例的主要内容为充电(公共充电)设施设情况,充电设施设体系以及公共充电设施的布局特点,其中充电设施设情况的资料来源于各个国家(地区)的行业发展报告,充电设施设体系资料来源于各个国家的充电设施设的相关规范或标准。2.1美国2.1.1充电设施设情况美国电动汽车的销量已占全球的45%,充电设施的数量也随着电动汽车的增长逐步增加。据统计,目前美国投入使用的充电设施点已经超过5万个4.2011年,美国充电设施的设还属于起步阶段集中在加州的旧金山和洛杉矶两地:2012年,其东部的纽约、费城和华盛顿沿线开始推进设五大湖区南部的底特律和芝加哥还有西北部的西雅图和波特兰地区也发展起来了。而到了2013年,一年设充电设施的数目多达2万个。2.1.2充电设施设体系在美国充电设施设计划体系中,私人设置在居住区的充电设施最多,约占70%-80%。其次是依托单位、办公区设置中速充电设置。最后,只有小部分公共充电设施设置在公共场所,一般为快速充电设施。2.1.3公共充电设施布局筑J.N正T美国各州出台相应的充电设施设指引来指导公共充电设施规划布局。其公用充电设施分为慢速充、中速和快速充电设施三类,不同类型充电设施对应不同充电时间:1)慢速充充电时间约为11.5小时,充电时间长,主要布局在住宅区或办公区的停车库、机场停车场(允许过夜的停车场)、酒店、旅游景点和文化体育中心等允许长时间停车,以及用户进行长时间活动的场所。2)中速充电设施充电时间为1-5小时,充电时占地时间适中,结合场所类型以及用户活动时间,主要布局于大型公共服务设施,如购物中心、文体服务中心、次级街道等场所。3)快速充电设施充电时间小于30分钟,主要适用于道路两侧停车区、服务区等公共场所,如洲际公路、通勒公路。由于快速充电设施充电速度最快,设涉及强电流电压的变压器配套,设成本较高。因此主要布局于洲际公路服务站、通勤公路等车流快速通过的地区,并按照一定的服务半径布局。以美国西岸洲际公路充电设施分布为例,在加拿大和俄勒冈州之间的高速公路每60公里就布局一个快速充电设施,快速充电设施平均服务半径约为30-50公里。2.2英国(伦敦)2.2.1现状充电设施设情况目前,英国计划在街道和停车场安装数千个充电设施,并创造6个“充电汽车”城市和地区。2015年充电设施规划设22500个办公区充电点,2000个停车场充电点,500个沿街充电点2.2.2充电设施设体系英国充电设施设以在居住区充电为主、工作地点充电为补充、以公共充电设施作为興素前网Z..ET
缓解长途驾车旅行消费者需求为辅助。2.2.3公共充电设施布局英国公共充电设施分为标准充电设施、快速充电设施、超速充电设施三种。其中,标准充电设施充电耗时6-8小时,由于充电时间较长,主要结合居住区公共停位布局:快速充电设施充电耗时30分钟到3小时,主要结合办公区公共停车场布局:超速充电设施充电耗时15-20分钟,由于充电时间大大缩短,主要布局在公共场所,如沿街停车位、购物中心、加油站、服务区等场所。由于电动交通工具的普及,英国充电设施覆盖率较高,目前其90%充电点相距小于16公里0。2.3日本2.3.1充电设施概况据统计,目前日本的充电设施数目比加油站多,其中以普通(慢速)充电为主。按照日本政府将开展电动汽车充电试点项目计划,规划到2020年将在公共停车场、商场、超市及连锁餐饮店推广慢速和中速充电设施近2万个,快速充电设施5000个⑧。2.3.2充电设施分类日本充电设施分为普通充电和急速充电两种。普通充电设施充电耗时7-14小时,急速充电设施充电耗时约30分钟能充电80%侧。2.3.3充电设施布局慢速充电设施主要分布在私人住宅区车库、便利店、医院、商业设施、停车场、旅馆等,此外在日本的所有全家便利店均设有头个普通充电设施及停车位。个N二T急速充电器由于设成本较高,充电耗时较短,适用于长距离出行,主要依托高速公路服务站(SA),沿高速公路分布。以西日本为例,高速公路每40-60公里的服务区设置一个快速充电设施。图3快速充电设施在西日本的高速公路服务区分布2.4中国香港2.4.1公共充电设施设置情况截至2015年,香港地区己有约1200个公众充电设施。主要在政府公众停车场,其次在商场、办公楼和住宅区。这些公共充电设施,包括政府直接设的500多个充电设施,剩余興Z.Z沁.E]
500多个充电设施由中电和港灯两家电力公司设。2.4.2充电设施设体系香港地区目前有标准(慢速)充电、中速充电以及快速充电三种设施。标准充电所用充电时间4-10小时不等,中速充电设施充电时间为2-3小时,快速充电设施仅需30分钟即可充满80%10。2.4.3充电设施布局特点总体上,香港地区充电设施布局有以下要求:(1)标准、中速充电设施布局选址标准充电设施主要结合居住区停车场、酒店、办公区等场所布局,满足基本充电需求。中速充电设施主要结合商业综合体、政府机构中心、金融机构等场所布局,满足机会性充电需求。(2)快速充电设施布局快速充电设施布点作为香港充电设施重点规划对象。首先,规划以服务半径5km(5-10公里为快速充电设施最佳服务半径)覆盖1000平方公里行政区域,以满足居民的紧急充电需求。同时,快速充电设施要求结合外围商业系统设,避免影响居住系统。2.5境外案例小结表2不同国家地区充电设施设总结美国英国日本中国香港①慢充:住宅区、酒店等过夜场①分为公共沿①快充:车站、基础需求:慢街、公共停车场、加油站、高速公路充:家、办公室:②中速充江作私沿街和私灭服务区、商业设施②。机会需求:中等:速充:商场、公众苏公区、购物中场所设:②减少非沿街②慢充:医院、停车场:心:快充:通勤道设置,避免过度商业设施、停车场、紧急需求:快路两侧、洲际公路集中布局:旅馆等:每个全家充:市区策略点、服务区便利店设置1个边境地?①高速公里为50-100公里不等(以美国航空公90%的公共充电司设的充电站点小于16公高速公路上每隔快充设施服务半径网为例)40-60公里设置1个为5km②城市内部为5-10km美国、英国、日本、中国香港的充电设施布局主要考虑不同充电设施类型对应的充电时间,选取适宜场所布局,具体特征如下:(1)选择城市战略地点试点设充电设施集中点,逐步示范推广:(2)慢充、中速充电设施大规模布局以满足日常基本通勤,快充少量布局以满足紧急偶然需求:(3)按慢充、快充不同充电时间结合场所使用特征布局:(4)选址考虑市民日常行为特征,并结合电动车消费者分布、电动车日均行驶距离等:(5)快充考虑成本因素,一般城市内服务半径一般为5-10km之间:城际间的服务半径为50-100km不等:(6)极少独立占地的充电站点,多为已开发土地拥有者与政府、充电设施公司合作设。3.我国内地城市充电设施规划设案例本次研究选取了我国的北京、上海、深圳、杭州、合肥等五个城市为研究对象,对这些城市充电基础设施设的情况、服务体系、布局特点进行梳理,其中充电设施设情况数据興尚览Z.Z沁.ET
主要来自于各城市充电设施服务平台或者百度地图搜索,通过地图搜所获取相关设施点,然后利用百度地图的街景图和场地资料,对场所的类型进行分析,对各类场所之间的距离进行测量,分析各类设施之间的服务半径,设体系资料则来源于各个城市的充电设施设标准或者相关新闻报导。3.1北京市充电设施案例3.1.1设情况根据百度地图搜索,2015年北京已成充电设施556个。其中公共充电设施312个,有216个在五环以内。3.1.2充电设施服务体系北京市的电动汽车能源供给与保障由慢速充电设施、快速充电设施以及充(换)电设施等多种模式共同组成,电池换电设施主要服务环卫、公交等专用车型。公共充电设施设体系:“主导快充、兼顾慢充、引导换电、经济实用”。3.1.3布局特点(1)非独立占地快速公共充电设施:在五环内,结合火车站等大型交通枢纽、学校、商场、宾馆、公园、文体设施的公共停车场布局:在外围区,结合机场、汽车4s店、高速公路服务区、加油站布局。(2)独立占地快速公共充(换)电设施:与公交车辆的首末站和汽车维修服务站紧密结合布局。(3)慢速公共充电设施:结合写字楼、居住区、办公楼、公园、学校附近的公共停车场内设:或者在路边停车位、结合路灯散布。图例2km半径范围内充电站数量图5北京市公共充电设施空间分布3.1.4服务半径:重点在五环内打造服务半径平均为5公里的公共快充服务圈,逐步成公用领域充电设施网络服务体系3.2上海市充电设施案例3.2.1设情况公共充电设施设体系:快充为主,快慢结合,少量换电:合为主、单为辅。按照百度地图搜索,目前上海已成充电站90个,80%集中在中心城区范围内,其中公共的为62个。3.2.2公共充电设施布局特点:(1)非独立占地的快速公共充电设施:结合大型商业区停车场、公共服务设施、社会停车興素前网Z.ZC.ET
3.4合肥市充电设施案例3.4.1规划设情况合肥市于2015年制定了《合肥市新能源汽车充电设施专项规划》,在该规划中对现状设情况进行总结,对未来需求进行预测,并完成各类专用和社会公共充电设施的布局规划,该规划基本情况如下:(1)分类:充电站(独立占地,桩数为10-30个)、桩群(不独立占地,快速充电桩数10-20)。(2)设情况:截至2014年8月,合肥市设了10个充(换)电站,32个充电桩群,826个充电桩。其中公共充电桩群29个,桩553个。3.4.2空间布局特征(1)公共充电桩(群)依据《合肥市公共停车场(库)规划》及停车场(库)设计划,结合公园、体育馆、集中办公楼等公共场所现有配套停车场或附近停车场布局:(2)公共充电站在主城区选取内部主干道附近零星边角地或结合现有及规划的加油、加气站用地布局;在外围区,选择外环路、高速路出附近的闲置用地设置。3.4.3规划服务半径中心城区布局的公共充电设施之间的平均距离为1公里,外围地区为3公里。805图8社会公共充电设施规划图3.5杭州市充电设施案例3.5.1设情况公共充电设施设体系:“快慢结合”、“充换结合”。通过百度地图搜索,目前杭州市已成42个公共充电设施,其中32个分布在中心城区,包括21个独立占地的充(换)电站和12个特斯拉快速充电设施。部分独立占地充(换)电设施内部配置了慢速充电设施,闲置率较高。3.5.2布局特点(1)非独立占地的公共充电设施:快充为主,布局在商业、商务、公园、公共服务设施点的配停车场。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
(2)独立占地的充换(电)设施:主要为公交车和出租车提供换电服务,兼顾社会车辆的充电需求,主要与公交首末站、南方电网配电点、汽车服务站紧密结合布局3.5.3服务半径经地图测量,城区内最近的充电设施之间的距离小于5km,换电设施之间的距离为5-10km。山用多石门义老三直桥区阳区义桥图9杭州市部分充(换)电设施空间分布示意图3.6国内案例小结在空间布局上目前国内城市的充电设施布局呈现出以下特点:(1)充分考虑服务对象和充电时间,以“快充为主,快慢结合”分类布局公共充电设施(2)中心城区“合为主、单为辅”,按5公里以下服务半径形成充电网络:(3)非独立占地的公共充电设施,按使用者的活动热点情况就地布置,结合公共筑停车场、社会停车场,沿街结合路灯和咪表,并注意做好标示指引等④)独立地的公充电设施,疣先布局在外用区交通便利的区域C在中心城区时结合交通枢纽、汽车服务站、电网配电点、加油站等设施内部或周边的零星用地设置。表3我国内地主要城市充电设施空间布局特点梳理设体系服务半径布局特点①非独立占地快速公共充电设施:在五环内,结合火车站等大型交通枢纽、学校、商场、宾馆、公园、文体设施的公共重点在五环内打造服停车场布局:在外围区,结合机场、4s店、高速公路服务区加油站布局。主导快充、兼务半径平均顾慢充、引导引为5公里的②独立占地快速公共充(换)电设施:与公交车辆的首末站换电公共快充服和汽车维修服务站紧密结合布局。③慢速公共充电设施:结合写字楼、居住区、办公楼、公园、务圈。学校附近的公共停车场内设:或者在路边停车位、结合路灯散布。①非独立占地的快速公共充电设施:结合大型商业区停车中心城区每5场、公共服务设施、社会停车场、PR换乘停车场、公园等①快充为主,平方公里设快慢结合,少置1处:郊区高速公路服务区、加油站、输变电设施、高架下空间、具备停车条件的道路等场所设的公用充电设施量换电按每10平方②独立占地的快速公共充(换)电设施:结合大型交通枢纽②合为主、公里设置1和汽车维修服务站等选址布局单为辅处公共充电③慢速公共充电设施:结合居住和办公区附近的公共停车设施点。场、咪表、路灯等选址布局。興素前阀Z.ZC.E]
以服务公交和出租车为城市组团内①非独立占地公共充电设施:布局与北京、上海类似。主,兼顾社会部的5公里,②独立占地公共充电设施:与公交车首末站、出租车停车站车辆,公共充组团之间10场结合紧密,利用站内或附近闲置用地设:在交通枢纽、电设施以快公里。电网配电中心、汽车生产服务站点内部或周边空地布局速为主。①公共充电桩(群):依据《合肥市公共停车场(库)规划》中心城区为1及停车场(库)设计划,结合公园、体育馆、集中办公楼公共充电设公里:外围地等公共停车场布局:施均采用为快充直流机区为3-5公②公共充电站:在中心城区内的选取主干道附近零星边角地或结合现有及规划的加油加气站用地布局:在外围区选取环城路、高速路出附近的闲置用地设置。充电设施之间的距离小①非独立占地的公共充电设施:快充为主,布局在商业、商“快慢结务、公园、公共服务设施点的配停车场。于5km,换电合”、“充换②独立占地的充换(电)设施:主要为公交车和出租车提供结合”设施之间的换电服务,兼顾社会车辆的充电需求,主要与公交首末站、距离为南方电网配电点、汽车服务站紧密结合布局5-10km。4.结论及启示通过对国内外先进地区(城市)在公共充电基础设施设情况、布局特点等方面的梳理,我们发现目前国内在公共充电基础设施设方面的基本原则和方法上与国外的相关城市基本一致,具体体现在公共充电基酷段施的分类体系、选址类型和服务半径三个方面。首先,国内外的公共充电设施综合考虑公共充电设施的充电时间和场所的用地类型进行分类布局。根据充电时间,可将公共充电设施分为快速充电设施和慢速充电设施:同时根据充电设施是否独立占地可以分为合和独立站的两种类型,考虑到独立占地充电设施设成本较高.目前国内城市原则上不鼓励独立占地的慢速公共充电设施,因此可公共充电设施可以分为非独立占地的慢速公共充电设施、非独立占地快速公共充电设施、独立占地的快速公共充电站。其次,由于充电时间、场所活动类型、服务对象的差异,各类公共充电设施的选址类型各不相同。(1)慢速公共充电设施数量相对较少,布局相对灵活,应优先选择现有居住小区、办公区周边的公共停车场,酒店、机场(过夜停车场)等长时间停留设施的配套停车场配慢速公共充设施:鼓励在中心城区非主干道的路边结合咪表停车位、路灯等设施布局的慢速公共充设施。(2)快速公共充电设施为解决电动汽车出行的里程焦虑而设置,是公共充电设施的主体,规模较大,充电时间短,设成本高。在城市内部快速公共充电设施应优先在大型文化、科教、体育公共设施、加油加气站、商业商贸服务点、其他各类休闲娱乐活动点的配公共停车场布局,也可结合路灯、路边停车位配:在城市组团、城市之间应结合高速、快速路的加油站、服务区、换乘设施的大型公共停车场等布局快速充电设施。(3)独立占地公共充电站由于其占地面积大,设成本高,应优先选择在大型公共交通枢纽站、换乘站、公交车首末站、汽车服务站、加油站、国家电网配电中心等设施内或周边的闲置地块进行设置:独立占地公共充电站由于其占地规模较大,优先选择在周边、外围区的交通便利的区域布局,应限制大型公共充电站在中心城区布局。最后,不同类型的公共充电设施的需求有较大差异,其服务半径也各不相同。慢速公共興尚理躓素衬网Z.Z0.ET
充电设施和独立占地公共充电站由于数量较少,不宜设置服务半径要求:快速充电设施在城市集中设区范围内应按2-5公里的服务半径布局快速充电设施,以便形成快速充电网络:城市内部组团之间的快速充电设施需为跨区域的电动汽车出行提供支持,应按照1020公里的服务半径形成跨组团的快速充电网络;城市、城市群之间的快速充电设施应按照30-50公里的服务半径形成跨区域的快速充电网络。参考文献[山赵晓华,李乃军,杨文宇,黄石,崔宇,电动汽车充电设施设及发展趋势的研究与探讨[).陕西电力,2011,11:54-57[2]国务院办公厅,国务院办公厅关于加快电动汽车充电基础设施设的指导意见,国办发〔2015)73号,2015年10月09日[3]鲁莽,周小兵,张维.国内外电动汽车充电设施发展状况研究U.华中电力,2010.05:16-20+30.[4充电桩市场分析:美国新能源汽车充电桩发展现状,华创证券,www.askei.com/news/dxf/20160401/1813216737_3.shtml[⑤们程广宇.国外车用充电基础设施设进展及启示[.科技创新与生产力,2012,04:11-14,[6环球网,英国成电动汽车快速充电网30分钟充电80%,来源:环球网www.techweb.com.cn/it/2016-02-29/2286588.shtml[刀胡天娇,甄翠效.国内外电动汽车基础设施设运营U.河北联合大学学报(社会科学版),2014,01:54-56.网葉光C.NE丁[9]余江,日本新能源汽车充电桩超越加油站,来源:前瞻产业研究院作者:bg.qianzhan.com/report/detail/361/150225-a80996d9.html[10]Hongkong Electric Group,EV Infrastructure:Standard Quick Charging Hong Kong.2013.[11]合肥市规划局,合肥市新能源汽车充电设施专项规划,2015.作者简介杨刚斌,中山市规划设计院,规划师:黄鹤绵,中山市规划设计院,规划师:黄存忠,中山市规划设计院,规划师。興尚览Z.ZC
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