《全球电动汽车展望》是由国际能源署（IEA）每年发布的致力于跟踪和评估全球交通电气化程度，为政策制定者提供道路交通电气化最佳方案的报告。前不久发布的2024年度报告从电动汽车分类型销售量、基础设施建设等诸多方面介绍了2024年世界电动汽车的进展，同时也对重型车辆电动化及相关基础设施建设进展进行了系统性梳理。本文将重点聚焦报告中的重型车辆，特别是电动卡车相关的内容。
1. 电动卡车发展势头强劲 全球销量70%在中国
图1：分区域电动卡车销量及销售份额（2015-2023年）
由于重型车辆电气化进程较慢且排放占比相对较高，因此推动电动卡车发展和行业脱碳意义十分重大。2023年电动卡车的销量达到5.4万辆左右，与2022年相比增长了35%。中国是电动卡车的主要市场，2023年占全球销量的70%（如图1所示）。
全球各国出台的颇具雄心的政策是推动电动卡车销量继续增长的重要因素。
在国家层面，欧美出台的法案推动了电动化进程的发展。例如，欧盟重型车辆的碳排放标准[1]提出的减排目标是到2040年减排90%；美国新通过的重型车排放标准[2]提出，预计到2032年零排放重型车辆在不同细分领域的销售份额最高将达到60%。
在城市层面，零排放（或称“绿色”）货运区在多个城市实施。
在行业层面，EV100+与Drive to Zero 共同领导的“全球零排放中型和重型车辆谅解备忘录”、欧洲清洁卡车联盟(the European Clean Trucking Alliance)、电动交通联盟(the eTransport coalition)、“先行者联盟—卡车”(the First Movers Coalition–Trucking)及车队电动化联盟(the Fleet Electrification Coalition)等倡议成员数量持续增加。
2. 重型车辆基础设施发展现状及展望
电动重型车辆通常可以使用与轻型车辆相同的充电场站，但由于车辆和电池的尺寸较大，充电时间较长，可能会干扰正常运营，所以需要专用设备和配套设施。这类重型车辆充电设施目前仍处于大规模开发和部署的初期阶段。2023年，全球重型车辆充电设施及技术取得了以下进展：
在装机容量方面，在宣布承诺情景（APS）下，2035年全球重型车辆充电桩的装机容量达到2,000吉瓦，是2023年水平的近20倍。作为对比参考，2022年全球可再生能源装机容量约为3,600吉瓦。
全球正在制定兆瓦级充电器的标准，旨在实现电动重型车辆充电最大程度的通用性。这对于快速推广充电技术以及减轻车辆制造商、进口商、国际运营商和设备提供商面临的潜在风险和挑战至关重要。
在零排放货运长廊方面，美欧也有一定进展。美国于2024年3月发布了《国家零排放货运长廊战略》（详见EDF观察|2040年美国计划建成全国零排放货运网络（https://mp.weixin.qq.com/s/ikGGByZCJuAFGsfd8Lh8jw））；2023年初，欧洲第一个卡车充电长廊在莱茵-阿尔卑斯长廊600公里的路段上启动，这是欧洲最繁忙的道路货运路线之一。
目前已有的重型车辆充电的替代解决方案与传统的大功率充电相比，能够降低成本的不确定性，并且在总资本成本和运营成本方面已经具备竞争优势。目前两种替代方案是换电模式和电动公路系统（ERS），它们相比大功率充电相比具有潜在的优势。换电模式可以在五分钟内完成，这种模式有助于通过更可控的充电方式延长电池寿命，同时可以将充电安排在电力波谷时段，从而缓解电网压力。换电模式目前在中国最为发达，自2020年以来，国家和地方政府一直在鼓励这一技术。2023年在中国售出的电动重卡中多达一半使用了换电技术。
电动公路系统（ERS）使得车辆可以在行驶过程中进行充电。它主要涉及三种技术：车辆与道路之间的感应、车辆与道路之间的导电传导，以及架空线传导。通过电动公路系统，车辆可以在行驶过程中充电，从而减少车辆所需的电池容量，并降低对电池的需求，使得电力需求在一天内更均匀地分布，其代价是更大、更分散的总体基础设施需求。电动公路系统在瑞典、法国、德国、意大利、以色列和美国等国家取得了显著进展。
展望未来，从短期来看，电动重型车辆预计在行驶里程相对较短（每天少于200公里）、日常路线可预测的细分领域中最快实现，例如城市公交车、城市物流甚至一些区域性的物流场景。这些车队的大部分需求可以靠停车场过夜充电来满足。
此外，机会充电桩也将发挥重要作用。机会充电桩是指装配在巴士线路首末端及卡车装卸码头的充电桩，车辆可以利用等待时间进行充电，而不会干扰正常运营。机会充电桩还包括高速公路沿线的公共充电桩，允许车辆在途中充电。对于有些重型车辆，比如城市间的巴士和长途卡车，为了实现长距离驾驶需要在途中进行快速充电，因此，机会充电桩对这些车辆的正常运行具有重要意义。
3. 特别关注：重型车辆充电对电网的影响
推广充电基础设施的一个关键挑战是确保可以提供安全、低排放和负担得起的电力资源。电动汽车充电系统对电力系统的影响可以从三个维度理解：何时（在什么时间、持续多长时间）、何地（电网的哪个位置）和多少（汽车使用的充电功率）。其中有以下四点值得注意。
第一，重型车辆白天充电有利于太阳能发电的消纳。电动卡车充电增加了其他终端用途的电力需求，从而对日均负荷曲线产生重大影响。从不同地区来看，到2035年，在“宣布承诺”（APS）情景下，受影响最大的是欧盟和美国，这两个地区电动卡车需求约占总电力需求的3%。在中国，其对总电力需求的影响则较小（到2035年不到1%）,这是由于工业等其他部门在终端电力需求中占比更高。
第二，白天使用快充能够降低傍晚需求高峰期对电力系统灵活性的需求程度。傍晚一般是一天中电力系统运行最具挑战性的时段。在傍晚的前半段时间内，多种终端用能需求急剧增加，尤其在太阳能光伏的电力供给下降的那个阶段。
第三，兆瓦级规模的卡车充电会使当地电网的利用率产生显著的攀升。随着车队电动化比例提升，白天重卡快速充电会使电力线路的利用率显著提升。在这种情况下，换电模式和在停车场过夜充电的智慧充电模式对于减少快充对电网的压力是至关重要的。
第四，采取协调一致的前瞻性措施对于平衡快充的整体效益及其对局部电网影响至关重要。这些措施包括：基础设施的协同发展、数据收集、具有战略性和综合性的电网规划、跨车辆类型的协调及智慧充电，以及解决本地挑战的本地化解决方案等。
4. 总结及启示
综上，IEA报告详细介绍了全球主要市场电动重型车辆及充换电设施的发展情况，并展望了未来巨大的发展潜力。在电动化路线方面，欧美主要经济体以充电模式为主，中国则是充电、换电两种模式并驾齐驱，且换电模式发展迅速。同时，我们也看到，电动公路系统（ERS）等新的技术路线也在发展之中。而无论是哪种技术路线，未来都要考虑和电网的协同发展。
基于此，在电动重卡领域，建议中国未来在制定区域发展规划或者项目设计时要考虑车辆电池容量配置、运输距离、补能方式和电网之间的关系。在基础设施创新方面，短期内可以积极探索光储充换一体化项目建设，使项目从单纯的负荷变为源荷一体项目，从而和电网更友好地互动。长期可以关注电动公路系统等新的技术形式，探索重卡清洁化发展的不同路径。
