基于环境效益的新能源汽车公共充电桩评价

2021-01-28王丽婉华北电力大学

消费导刊 2020年35期

王丽婉华北电力大学

一、引言

随着社会经济的发展和技术的进步，新能源汽车受到了全世界的广泛关注[1]。2020年6月，我国新能源汽车保有量达到417万辆。新能源汽车行业的蓬勃发展，为充电设施行业带来了发展机遇。截至2020年5月，我国充电桩保有量达到130万台，其中公共充电桩保有量超过55万台，私人充电桩保有量超过75万台。在充电桩发展速度和新能源汽车的需求相匹配之前，充电桩保有量将会持续、快速增加。

充电桩保有量不断提升对推广新能源汽车有着至关重要的意义，但同时也会造成一定的环境负担。一方面充电桩保有量的增长促进了新能源汽车保有量的增长，造成了来自汽车的能源消耗和污染物排放。另一方面，充电桩在生产、建设、运营、报废回收阶段造成了能源消耗和污染物排放[2]。中国电动汽车充电基础设施促进联盟主任张帆预测，到2035年，我国公共充电设施将超过500万台，私人充电桩超过5000万台。政府及社会各方有必要从环境效益的角度，对不同种类的公共充电桩进行评价。

因此，本文将从环境效益的角度对不同种类的公共充电桩进行生产、运营、回收三个阶段的评价，为未来建设充电设施提供合理的建议。

二、公共充电桩

目前充电桩按照服务对象进行分类，主要分为公共充电桩、专用充电桩和自用充电桩。公共充电桩由政府机关等具有公共服务性质的机构建设，安装在相对开放的区域，服务对象面向所有社会车辆，例如公共停车场、高速公路服务区。公共充电桩主要包括直流充电桩和交流充电桩。

交流充电桩具有小电流、桩体较小、安装灵活的特点，接入交流电压220V，充电功率有7kw和40kw，充电时间一般在6-10个小时，适用于小型新能源乘用车等。截至2020年5月底，公共充电桩中交流充电桩占比约58.4%。未来交流充电桩仍是公共充电桩的主流。

直流充电桩具有大电流、短时间内充电量较大、桩体较大的特点，接入380V三相电压，常见充电功率在60-90kw之间，充电时间在一般在1-2个小时。直流充电桩适用于电动公交车、混合动力公交车、电动出租车等具有临时性、快速直流充电需求的情况。截至2020年5月底，公共充电桩中直流充电桩占比约41.6%。随着技术发展，未来大功率快充将会提升占比。

三、基于不同阶段的公共充电设施环境效益评价

（一）生产阶段

交流充电桩由壳体、插座、插头、连接器、安全防护装置等组成，主要由钢、铁、铜、铝和橡胶制成，重量一般在30-50kg，钢铁占比达80%以上，本阶段主要分析钢铁的能耗和碳排放[3][4]。在生产阶段，交流充电桩耗能约21.2kgce，CO2排放量约为54.6kg。相比交流充电桩，直流充电桩还包括变压器、电源模块等，重量一般在200-250kg。在生产阶段，直流充电桩耗能约97.4kgce，CO2排放量约为250.8kg。

（二）运营阶段

本阶段仅考虑充电时造成的电力损耗。交流和直流充电桩在充电时的电力损耗率分别为12%和7%左右。考虑到两种充电桩的使用寿命分别为8年和10年，服务率在10%-15%之间，在整个寿命周期内交流和直流充电桩的耗能分别约为2400kgce和105600kgce，CO2排放量分别约为5982kg和263208kg。