摘要：节能减排压力趋紧，电动汽车加速推广发展，充电基础设施的科学规划建设越发重要。目前充电基础设施一方面建设相对滞后，另一方面却面临“僵尸桩”等需求与供给不匹配的问题。研究以广州为实践案例，提出符合广州实际的多行业、多层次、多类型的充电桩布局空间方案。本研究在城市公共基础设施建设领域，进行了以需求为导向的供给侧结构性改革的理论探索和应用实践。
关键词：广州市；供给侧结构性改革；充电基础设施；规划布局
1. 广州充电基础设施的建设现状和存在问题
1.1 总量和供给不足
虽然，广州市已连续六年作为全国新能源汽车推广应用试点城市，截止2015年底推广电动汽车超过1.6万辆，超额完成原定1万辆的任务。然而与其他试点城市相比，广州市现状总充电设施车桩比仅为3.6：1。其中，公用车桩比仅为9.7：1，低于国家发改委7: 1的建设要求，总量供给不足无法保障电动汽车的有效需求、合理使用和良性发展。
1.2 需求与供给失衡
但与总量不足形成鲜明对比的是，广州市充电基础设施的使用率极低。一方面，电动汽车在市区难以找到充电基础设施；另一方面，在营的公用充电桩平均利用率仅2%。从公用充电设施空间分布看，空间不均衡现象十分明显。参考国家、省相关规范，以中心城区900m,外围区 1500m的点位服务半径进行评价,目前公用充电设施点位服务覆盖面积仅占全市建成区的26%，然而重叠率却高达33%。充电基础设施集中分布在部分商业热点区，选址单一，示范性为主，重复建设，使用率较低。
1.3 结构和类型倒挂
从2015年电动汽车保有量来看，私人占了64.0%，公务、租赁企业等约占20.3%，公交、出租、物流、邮政、环卫等公共服务领域约占15.7%。然而，广州充电基础设施的现状结构，却以机关 、企事业单位等专用充电设施为主，呈现“自用<公用<专用”的倒三角结构，尚未形成与实际需求相匹配的充电设施体系，因此利用率较低。
图1.广州市现状充电设施服务覆盖情况
2. 充电基础设施的需求特征和供给属性分析
2.1 充电基础设施的供给类型：公私多样化
目前，充电基础设施根据使用服务对象的不同，大致可分为以下三类：一是在个人用户所有或长期租赁的固定停车位安装的自用充电设施；二是针对公交、环卫、物流、邮政、机关企事业等专用车辆提供充电服务的专用充电设施；三是面向全社会开放的公用充电设施。按布局形式，可分为集中式充换电站和分散式充电桩（群）。
2.2 充电基础设施的使用特征：停车依附性
根据国家省市相关规范，充电基础设施根据充电方式可分为，交流慢充桩和直流快充桩，充满分别耗时6-8小时和0.5-2小时。以目前的充电技术，要将电动汽车充到80%的电量，即使使用快充也至少需要20-30分钟，与加油枪为传统燃油车加满油箱仅需几分钟相比，时耗上差别较大。因此，充电设施布局与用户需求及停车行为有较强相关性，设施供给一定要以需求为基础。充电设施的布局选址必须考虑不同类型服务对象的行驶特征、停车偏好等因素，并结合不同充电设施对应的充电时长进行规划。
2.3充电基础设施的需求类型：日常性和必要性两个维度的分析
从用户需求的角度，电动汽车的充电需求可从日常（惯常）性和必要（紧急）性两个维度进行分析，并根据日常用车习惯和出行情况有所不同，通常可分为基础需求、补充需求、偶然需求和紧急需求。
2.4充电基础设施的物品属性：竞争性和排他性两个维度的分析
从设施供给的物品属性角度，电动汽车的充电桩供给可借鉴公共经济学理论，从竞争性和排他性两个维度对供给物品属性进行分析，基础需求、补充需求、偶然需求和紧急需求通常可对应为私人物品、俱乐部物品、公共资源和公共物品四种类型。
表1 充电需求侧的类型分析
表2 充电设施的供给侧分析
3. 以充电需求为导向的供给侧改革和规划思路
3.1 以满足有效需求的供给侧改革和规划思路
由于各类电动汽车均有一部分充电需求需由公用充电设施满足，因此结合新能源汽车推广应用城市要求（1:7）和各类汽车实际应急或偶然充电需求占比推算，公共充电桩与电动汽车比例按1:4进行估算。公用充电设施包括城市公共充电站与分散式公共充电桩，两者互为补充，共同满足公共充电需求。
图2.以需定供的车桩配置原则思路
3.2 构建公私合理配置的设施供给体系
结合国外充电基础设施建设经验以及广州电动汽车使用实际，本规划提出应逐步在市域范围内形成以用户居住地停车位、单位停车场、公交及出租车场站等配建的自（专）用充电设施为主体，以社会公共停车场、路外临时停车位等配建的分散式公共充电桩（群）为辅助，以城市公共充电站、高速公路服务区配建的城际快充站为补充，在对外通道上形成高速公路服务区为主要轴线的服务走廊，并以充电智能服务平台为支撑，加快建设适度超前、布局合理、功能完善的充电基础设施体系。
图3.充电基础设施规划建设体系
3.3精准匹配各类型充电桩需求
根据各行业电动汽车续航里程、日常行驶习惯、场地规模等一手资料，深入研究各领域充电桩的“车桩”配置原则，细分行业，以需定供，精准匹配。
表3 各类电动汽车运行特点及对应局部形式
4. 充电基础设施多维数据选址评价方法和模型
4.1 充电基础设施评价方法
（1）探需求，定配置。对各类充电设施的使用对象进行细分研究，深入研究各领域充电桩的“车桩”配置原则，结合电动汽车保有量预测，细分行业进行设施需求评估。
（2）分类布，评用地。通过“哪里需要建”和“哪里能够建” 的叠加分析，建立用地备选库，采用AHP层次分析法，以停车偏好性、落地实施性、交通可达性、布局均衡性等为导向，建立选址评价模型，对备选用地进行科学评价；并根据分区差异化建设特点，分区筛选评分较高的用地，规划布局各类充电设施。
（3）列计划，建平台。按照行动规划的思路，制定一图一表，分期实施建设计划。最终将规划充电设施的现状、总规、土规、控规、意向单位等各层面信息在GIS空间数据库上进行统一，构建了市域充电设施建设平台，增强可实施性。
4.2 指标选取和评价体系
基于人本性、强实施性、因地制宜、交通便利性等建立6个目标层、18个指标层的备选库选址评价模型，根据评分在8大领域上千块备选用地中，得出优选范围，增强规划科学性和可实施性。（1）人本便利性：考察备选地块服务范围内人口分布情况，集中反映电动汽车用户量及充电需求，主要通过人口密度指标衡量。（2）强实施性：考察建设实施难以程度。主要通过土地利用总体规划、总体规划、控制性详细规划、用地许可、现状与规划用地性质相符性等宗地规划情况，以及宗地规模等指标衡量。（3）服务半径内设施情况：考察服务半径范围内是否已建有同类型充电设施，以及范围内各类用地性质占比情况，主要通过服务半径范围内现状充电设施数量、居住用地规模、商务设施用地规模、商业设施用地规模、公共服务设施用地规模、交通枢纽用地规模等指标衡量。（4）交通便利性：考察充电设施点位可达性，通过路网密度指标衡量。（5）电力条件：考察充电设施安装需要用电负荷增容的可能性，尽量避免大量用电负荷的增容。通过充电设施所在电力片区电容余量指标衡量。（6）建设确定性：考察充电设施建设是否有明确的投资主体，有明确投资主体将会加大充电设施的实施性。本次研究主要采用专家打分法、层次分析法两大方法对公用充电设施选址评价指标的权重进行综合确定与校核。
图4.多因子分析叠合
4.3 分析选址结果
在确定选址评价指标和对应权重的基础上，采用多因素综合评价法对评价体系进行整合，最终得出基于备选库的各类充电设施选址评价得分，选取高得分的点规划布局相应充电设施，并根据点位毗邻用地的性质确定点位充电桩快慢充主导类型。
图5.充电设施选址评价结果图
5.广州市充电基础设施规划建设方案
5.1 基础需求：自用充电设施和公共服务领域的专用充电设施
自用充电设施主要用于满足私人的日常基础需求，以慢充为主。国外部分地区规定必须有固定方可申请购置电动汽车，因此广州市已根据《国务院办公厅关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》（国办发〔2015〕73号文），将“新建住宅配建停车位应100%建设充电设施或预留建设安装条件（包括电力管线预埋至车位和电力容量按至少7千瓦/车位预留）”的要求纳入规划设计条件、修建性详细规划审查复文、核发《建设工程规划许可证》附件模板中，逐步推进自用车桩比实现1:1。
公共服务领域的专用充电设施主要用于满足公交、环卫、物流、邮政等车辆的日常基础需求，以慢充为主，其中定点定线运行车辆，空间布局覆盖车辆主要运行线路及停放点；非定点定线运行车辆，结合专用停车场车场布局。
5.2 补充需求： 机关、企事业单位专用充电设施
主要为企业内部使用，配有固定停车位，日常行驶距离基本在续航里程范围内，因此只需配置1:1的慢充桩群满足基本充电需求，如有紧急需求，可通过公用设施解决。党政机关和公共机构在单位内部停车场按不低于20%的比例设置电动汽车专用停车位并配建充电桩；其他企事业单位专用充电设施也均应结合单位内部停车场布局。
5.3 偶然需求：城市公共充电站与分散式公共充电桩
公用充电设施中的城市公共充电站与分散式公共充电桩，两者互为补充，共同满足公共充电的偶然需求。城市公共充电站通过梳理已建、在建和新增规划加油加气站用地、交通枢纽等交通设施用地等，规划期末将达到60座；分散式公共充电桩主要在现状路外公共停车场和规划社会停车场用地中进行筛选。整体实现车桩比3.8:1，可满足近远期乘用车、出租车、小型物流车等各类社会车辆的偶然充电需求。
图6.规划公共充电站服务覆盖建设用地情况
图7.规划分散式公共充电桩群服务覆盖建设用地情况
5.4 应急需求：城际快充站
中长距离行驶路途的应急需求通过城际快充站解决，其选择主要以距离为导向，以每50公里建设一对城际快充站为目标，规划在城际间及对外通道上形成高速公路服务区和加油(气)站为主要轴线的公用充电设施服务走廊。新建高速公路服务区和加油站，规划在广州市高速公路服务区每处布局不少于 4 个直流充电桩，未来结合需求逐步增加配建数量。原则上要按不低于停车位总数20％的比例配建充电桩或预留充电设施接口。鼓励已建成的高速公路服务区和有条件的加油站改造增建充电桩。
图8.城际快充网络规划布局方案
6.结语
随着国家战略的推进，电动汽车取代传统燃油车势在必行。充电基础设施作为电动汽车产业发展的重要保障，其规划布局必须与细分行业的服务对象相匹配，方可提高服务供给效率。在此背景下，广州市在充分调研各行业电动汽车日常行驶习惯的基础上，分析现状存在问题，借鉴国外先进城市经验，通过精准的需求分析，结合停车偏好，建立选址评价体系量化评价选址备选地块，对各类充电设施规划布局，使得规划更具人本性和科学性，以期做出更贴近需求的规划。充电基础设施建设方兴未艾，在本规划基础上，下一步更需要从政策优惠、用地落实、商业运营以及用电安全等角度对充电设施建设进行系统研究，从而扫平障碍，为日后发展绿色品质城市打下见识基础。
注: 本文已发表在《规划师》, 2017(12):124-130.
卞芸芸（1981-），女，江苏泰州人，硕士，高级工程师，城市规划与策划室，主要研究方向：城乡规划、国土规划。
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