研究报告
作者:Hamilton Steimer, Jakob Schmidt, 解奕豪, Arijit Sen, Ray Minjares
2025年07月31日
随着汽车电动化的快速推进,路面上跑的电动重卡会越来越多。比起乘用车,中重型商用车对补能设施的需求更集中、功率更高、接入更复杂。一个核心问题也日益凸显:电网准备好了吗?近期,国际清洁交通委员会(ICCT)的研究《缺口何在——美国中重型车2030年与2035年充电基础设施需求评估》细致描绘了2030与2035年不同电动化情景下的中重型车充电需求版图,揭示了补能基础设施部署与配电系统升级之间可能出现的“时间差”。
在“合规情景”下,2035年美国需建设超58万个中重型车充电桩,其中96%为夜间慢充;
充电需求高度集中于港口与国家货运干线地区,个别县电力负荷将达80 兆瓦;
夜间慢充可满足约九成能耗,但高功率快充亦不可或缺;
若缺乏提前规划,配电电网改造难以及时响应,将影响转型进程;
模型工具如 HDV CHARGE 可辅助各方优化投资、提升布局效率。
美国零排放中重型车(ZE-MHDVs)市场正在持续增长。仅在2024年上半年,就售出近1400辆。随着市场的发展,充电网络必须同步扩张,以满足道路上日益增长的补能需求。目前,美国已在这方面投入了相当规模的资金。据估算,截至2024年初,政府、企业和各电力公司为建设零排放中重型车充电设施已宣布或提供了约300亿美元的资金支持。持续的投资和支持性政策推动了加州等“先行者”州的市场发展,全国范围内也已有数十个大型中重型车充电项目正在建设或规划中。
早期市场趋势表明,电网配电能力需要进一步投资,以支持零排放中重型车所需的大功率充电网络,尤其是在其他经济部门也在加速电气化的背景下。加州的经验显示,受制于上游电网改造周期,充电设施的并网往往需要数年时间。ICCT 开发的 HDV CHARGE 模型可以帮助电力公司、充电设施运营商和车队企业预测充电设施的数量、布局和时间节点,为规划提供数字依据。
2023年5月,ICCT首次发布了美国全国范围内关于4–8类零排放中重型车的近期充电需求研究,预测了 2025 年和 2030 年在州和县级的充电需求,并结合行业利益相关方的反馈,总结了部署充电设施的挑战和可能的解决方案。
本研究在此基础上进行了更新,采用修订后的车辆、充电设施技术和充电行为假设,预测了 2030 年和 2035 年在三种政策情景下的充电需求,并识别出未来充电基础设施需求最为集中的区域“热点”。三种情景如下:
参考情景(Reference):较低电动中重型车销量
合规情景(Compliance):中等电动中重型车销量
市场潜力情景(Market Potential):较高电动中重型车销量
表1. 2030 与 2035 年美国全国充电基础设施建模结果
直观来看,随着零排放汽车保有量的提升,充电需求也将随之增加。在合规情景 下,到 2035 年全美预计需要 58.6 万台充电桩,其中约 56.5 万台(96%) 为夜间低功率充电桩。根据建模假设,低功率夜间充电将在三种情景下都占据主导地位,但快充和超快充依然不可或缺,尤其在公共沿途充电方面。表1. 展示了在合规情景下(假设中等水平的电动卡车销量)2030 年各县的预计充电装机容量。
图1. 合规情景下的美国全国充电桩装机容量(2030 年)
结合仓储和私人卡车服务区的位置数据,我们的研究推算出充电设施的潜在布局位置,并将空间精度细化至 hex-8 网格(约0.73平方公里)。这种精细的地理分辨率有助于电网规划人员精准评估局部配电系统的承载能力和建设准备情况,为未来电网升级提供更具操作性的参考。
以图2展示的合规情景下的俄克拉荷马州塔尔萨为例(在预计的零排放中重型车能耗排名中位列全国县级排名前 5%),我们估算:
2030年:日均能耗需求 70 兆瓦时,需要278个充电桩,总装机容量23 兆瓦;
2035年:日均能耗需求上升至 283 兆瓦时,需要1034个充电桩,总装机容量80 兆瓦。
图2. 合规情景下塔尔萨充电桩装机容量(2030和2035年)
模型显示,按照车辆日常运行规律进行推算,低功率的夜间慢充桩预计可满足约90%的中重型电动车能源需求。但最终能否实现这一目标,还取决于当地充电网络的布局方式和车队的充电习惯。例如,在俄克拉荷马州,如果公共充电主要集中在少数几个卡车服务区,单个充电站就需要承载更高的功率和容量;而若采用更分散的布局,每个站点的负荷压力则相对较小。虽然这两种布局模式下,电网整体的负荷仍在可控范围内,但若过度依赖集中式快充或超快充站点,可能会加剧局部电网压力,迫使电力公司提前加大投资,升级配电能力,以确保及时满足用电需求。
作为经济整体电动化的重要组成部分,中重型车电动化将显著增加地方电网的压力,用电需求的增长速度将远超过去数十年。鉴于电网扩容和新建电源往往需要多年准备和建设,电力公司与监管机构必须及早预判未来趋势,评估本地电网的承载能力。本研究表明,随着零排放中重型车电动化在未来几十年加速推进,电力系统必须同时做好短期与长期的能源规划。
类似 HDV CHARGE 的建模工具,可以帮助电力公司和监管机构更准确地预测充电需求、评估电网升级重点,并确定具成本效益的投资方向。车队若能公开车辆运行数据、电力公司能透明披露电网容量情况,都将提升模型预测的准确性和实用性。未来,车队、充电运营商、电力公司及其他利益相关方必须协同合作,才能高效构建全面的零排放中重型车充电网络。若行动迟缓,不仅会延长中重型车辆带来的环境和健康负担,还可能推高电价,并给转型各方带来更复杂的物流和管理挑战。
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更新日期:2025年【1】月【9】日
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