中国新能源技术领跑全球：光伏电板与风电机组助力能源结构变革

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    在这一轮全球新旧能源结构变革中，中国有两股力量同频共振——

    第一，在“依靠技术”的新能源“风、光、锂、氢”逐步替代“依靠自然储备”的旧能源“石油、煤炭”过程中，我们依托全球能源光伏板和风力涡轮机等能源。领先的新能源装备技术在本轮能源竞争中领跑。

    二、中国电力工业正在向新电力体系冲刺——

    政策不断制定。 12月14日，中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要（2022—2035年）》（以下简称《纲要》）。 《纲要》指出，提高电网安全和智能化水平，优化电力生产和输送通道布局。

    推动汽车电动化、网联化、智能化，加强停车场、充电桩、换电站、加氢站等配套设施建设。

    终端应用领域爆发式增长，我国新能源汽车是我国能源电子产业最重要的终端应用领域之一。 2015年以来，我国新能源汽车产销量连续七年位居全球第一。

    中国电网革命涉及领域多、链条长。如今，星川智造聚焦能源电子产业终端——新能源汽车产业中的一个环节——充电桩——

    我们来讨论一下“影响中国电力和汽车未来”的充电桩的三个现状：

    1、中国互联网造车企业和造车新势力在充电桩相关专利方面有何计划？

    2、关于关系未来电网的“充电桩及车网互动（V2G，to Grid）新概念”，目前国内市场主要参与者有哪些？

    3、现阶段最赚钱的充电桩运营商能否通过新场景下的私桩共享扭转颓势？

    1、充电桩专利储备战

    充电桩产业依托

    1、解决新能源汽车充电问题，解决用户“里程焦虑”

    2、结合数字化、智能化等技术，未来将深度融入“虚拟电厂”。

    从而成为中国七大新基建之一。

    中国的新基建主要集中在技术端，具体是：

    特高压、5G基站建设、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、人工智能、工业互联网、大数据中心等七大领域。

    造车的同时，要大力布局赌注。这一共识深深扎根于新能源汽车1.0玩家和2.0玩家的意识中。

    “一流企业卖专利，二流企业卖产品，三流企业卖努力”。目前，几乎所有玩家都拥有充电桩布局专利。将成为未来企业的核心竞争力之一。

    各充电桩专利布局如下——

    2.0玩家：百度、阿里巴巴、腾讯、华为、格力、小米等公司

    1.0玩家：韦小力等造车新势力

    百度：百度目前拥有三项充电桩相关授权专利，重点是汽车充电、充电桩导航和票价估算的软件授权。它有百度硬科技“人工智能”的背景，即盒子的底部。

    腾讯：目前，腾讯拥有两项充电桩发明授权专利，均为软件应用层面，包括充电桩信息管理方法和充电桩系统。

    华为：既有制造基因，又有软硬件技术背景的华为，在充电桩专利布局上也是软硬件兼备。目前，充电桩授权专利26项，其中实用专利17项、发明专利8项、外观设计专利1项。

    阿里巴巴：阿里巴巴目前没有新能源汽车充电桩相关的授权专利。

    百度专注人工智能，腾讯拥有用户生态。在充电桩的专利布局方面，这两大厂商都将原有的技术优势和经验延伸到了充电桩软件领域。

    兼具制造基因和软硬件技术背景的华为，在充电桩专利布局上也注重硬件产品和技术软件。

    目前，小米、格力尚未推出具体的乘用车车型，但在充电桩方面都有规划——

    格力：格力计划打造从B级到C级的汽车，包括新能源汽车的锂电池、电机等核心零部件。今年，董明珠透露格力将成为特斯拉供应商。

    格力目前围绕充电桩拥有21项授权专利，其中外观设计专利5项、发明专利6项等，产品与技术并重。

    例如，在安全性方面，格力的充电桩在枪座上配备了漏水结构。通过将枪座连接到立柱上，可以快速安装充电枪和枪座。同时，格力充电桩配备了电动汽车充电诊断方法和系统，可以及早发现故障，降低新能源汽车引发火灾的风险。

    小米：小米造车已经近500天了。目前，小米汽车拥有4项充电桩授权专利，分别是：

    1、一种电源组件及充电桩（实用新型专利）：该电源组件通过与充电枪并联设置插座，适用范围广，通用性更强，使用更方便。

    2、充电插头、充电插座、车辆、充电桩及充电系统（实用新型专利）：充电插头发热小，安全性高。

    3、充电站（实用新型专利）：节省新车充电时间和空间，有效提高充电精度。

    4、充电电路及车辆（实用新型专利）：能够利用低压充电桩给高压动力电池充电。

    目前，小米汽车拥有402项专利，其中大部分集中在自动驾驶领域。

    从充电桩专利布局来看，造车新势力目前处于二三线。必须采取差异化战略，集中精力专攻某一领域的技术。

    第一梯队：拥有1000多项专利的国家团队

    未来，新能源汽车将成为国家电网重要的储能终端之一。

    国家电网很早就开始布局充电桩专利。目前拥有充电桩专利1504项，涵盖各个IPC技术领域。充电桩专利壁垒已形成并主导市场。

    第二梯队：专利布局100至500件

    蔚来处于充电桩专利布局的第二梯队，共有278项相关专利，主要集中在电池组供电装置、充电桩和充电站领域。

    充电桩制造商、第三方运营商星星充电的母公司万邦数码拥有185项充电桩专利。

    此外，国轩悦星、北汽新能源等第三方充电桩运营商拥有的专利数量超过100项。

    第三梯队：100件以下专利布局

    小鹏汽车拥有94项充电桩专利，其中包括少量在电池组供电装置、电源、充电桩、充电站等方面的专利布局。

    专注于油电混合动力车型。国家知识产权局数据显示，其尚无充电桩专利布局。但在能量补充方面，理想拥有无线充电专利。

    星川智造认为，国家电网在充电桩的专利布局上有其独特之处。随着充电桩市场趋于成熟，国家电网围绕基础专利不断优化布局，参与国家标准和行业标准的制定。

    像蔚来这样在充电桩专利布局上稍显逊色的企业，应该采取差异化的专利策略，集中资源研发，在某一领域技术上追赶。像小鹏这样目前在充电桩专利布局上并没有太大优势的企业，可以跟随优势企业的技术，及时调整研发策略，同时寻求研发合作伙伴。

    2、中国车联网交互行业的主要参与者有哪些？

    在车网交互的概念中，电动汽车是一个储能终端——一个可以反向供电的移动电源。

    我们来看一个案例：

    今年9月底，飓风席卷美国佛罗里达州，当地90%的县停电。当天美国社交媒体上，佛罗里达人讨论最多的话题是暴风雨、洪水、停电和“你开什么车？”

    当时，一位车主启动了一辆福特F-150电动卡车，并使用卡车内的锂电池为房子供电——

    一旦汽车插上电源，联排别墅内的灯、电视、电唱机和冰箱就一切正常。这款福特电动卡车配备了V2G技术。

    一旦产生电力等能源，就需要立即消耗。理想情况下，电网供需能够实时平衡，但维持这种平衡变得越来越困难。

    用电端：我国目前的用电场景主要是工业用电和生活用电。中国目前是全球最大的新能源汽车市场。预计到2030年，国内电动汽车保有量将达到8000万辆，成为电力侧新的负荷。

    发电：3060政策下，未来新增发电将主要来自以风电、太阳能、水电为代表的绿色电力。

    然而，风能和太阳能水力发电与煤炭和天然气不同：

    风电需要微风，光伏发电需要阳光，水电需要遵守汛期。简而言之 - 这取决于天气。为了稳定地向电网提供这种绿色电力，必须将储能作为“电池”。

    如果把新能源汽车和充电桩作为储能终端，我们就有了调峰填谷的能力——

    用电高峰时，新能源汽车向电网供电。当用电量较低时，电流流向新能源汽车——配备V2G技术的新能源汽车和充电桩将成为未来灵活调节电网的手段之一。

    虚拟电厂利用5G、人工智能、大数据、云计算等数字化手段，将分散的电源、负荷、储能连接起来，进行统一调度和管理。

    从长远发展来看，V2G理念是未来电网转型升级的重要组成部分。

    从商业逻辑来看，V2G给三方带来了共赢——

    电网缓解了用电压力；充电桩企业获得更多商业模式；新能源车主可以“赚零花钱”。

    英大证券做过测算，一块锂电池可充放电8000次。如果用5000次“卖电”，按峰谷电价差1元计算，每天卖50度电，车主可赚25万元，这还多比很多新能源汽车的价值还要高。

    目前着手部署V2G技术的企业主要包括“车企、电力企业、充电桩企业、锂电池企业、通信运营商”等。

    汽车企业：

    沃尔沃最新的 SUV EX90 已经采用了 V2G 技术。 SUV EX90可连接壁挂式充电盒、家用电表、沃尔沃汽车APP，通过数据上传云端，灵活管理电池电量。

    此外，虽然特斯拉、通用汽车等车企目前尚未在新能源汽车上安装V2G应用，但其能源业务线中的太阳能电池板产品已经使用了V2G。

    车企意识到，汽车革命和能源革命不是两个独立的产业，而是一个综合的产业。 V2G是这个融合产业新的增量点。

    国内车企方面，威马汽车是最早进入V2G技术的。 2020年，威玛加入国家电网公司，共同开发、测试和实施V2G。国家电网有基础设施网络，威马汽车储备相关技术。两者的结合，开启了V2G的应用场景。

    目前，星川智造向国家知识产权局查询相关信息发现，吉利、一汽、东风、蔚来、赛勒斯、哪吒等车企均拥有V2G专利储备。

    吉利：V2G充电站

    一汽：V2G放电控制系统及控制方法

    东风：电动汽车V2G控制方法及装置

    NIO：基于V2G使用场景的电池健康检测方法

    Cyrus：充电桩的充放电方法、装置、存储介质及充电桩

    电力公司：

    国家电网：拥有V2G专利最多的公司，共公开发明专利46项，授权发明专利26项。

    上海电气：基于V2G的电动汽车充放电控制系统及其使用方法

    充电桩业务相关企业：

    星云科技：2项V2G充电桩外观设计及一项发明专利：一种利用VIN码匹配V2G直流充电桩的方法及系统

    特别征集：充放电控制方法、车载充电机及终端设备

    中科智能充电：应用于V2G智能风光储一体化设备

    远景科技：V2G充电站充电控制方法、装置、服务器及存储介质

    锂电池企业：

    蜂巢能源：确定电动汽车V2G模式放电量的方法、装置及存储装置

    通讯技术相关企业：

    中国电信：V2G能源交易方法、装置、电子设备和存储介质

    北变能控：V2G直流双向充电模块

    从目前情况来看，我国V2G技术仍处于示范运营期——需要等待技术落地商业模式和电力市场改革的进一步推进。

    根据相关政策，我国V2G发展将分为三个步骤：

    2020年之前：开展小批量、多批次V2G测试验证。参与双向充电的电动汽车数量可控制在10至300辆之间。主要任务是验证多辆电动汽车与电网之间的双向充电技术，实现多辆电动汽车的充电。互相充电和放电。

    2020-2025年：主要开展大型电动汽车（一般不少于500辆）与电网双向充电示范运营。

    2026年后：逐步商业推广。

    3、亏损最多的充电桩运营商能否通过新场景扭转颓势？

    在充电桩行业，上游设备商可以销售充电桩创收，下游车企可以与用户生态系结盟。相反，中游运营商仍深陷这个“投入高、复苏慢”的行业，长期不见利润。 。

    星星充电、特来电等第三方运营商正在尝试开辟新的业务场景——私桩共享——来扭转这一局面。

    目前进入私桩共享蓝海的，除了星星充电、特来电、云快充等第三方运营商外，还有威马汽车、蔚来汽车等车企。

    然而，这项新业务可能无法迅速恢复——主要存在三个障碍。

    1. 寻找木桩困难

    私桩共享的用户参与度较低。

    前瞻产业研究院数据显示，2021年全国私桩数量为240万个，仅有6%左右的私桩参与共享。如果用户不愿意贡献质押，将会影响私募股权共享的供应生态。

    星川智造了解到，一些共享私有桩业务仍然建立在自己的生态系统中——例如，在星星充电平台APP上发布共享信息时，需要从星星充电平台购买充电桩。

    目前绝大多数用户使用随车购买或赠送的充电桩，与APP绑定困难。

    2、桩使用困难

    私人桩属于业主所有，但桩的土地由业主协助管理。即使找到了该堆，仍有住宅物业不愿意让陌生车辆进入该场地——仍然无法使用。

    此外，一些私人桩需要额外支付停车费，这增加了充电成本。

    3. 权威确认困难

    如果共享过程中充电桩损坏，产生安全隐患，谁来维修、赔偿也成为问题。

    寻找权益、使用权益、确认权力的困境短期内难以改变。

    从长远来看，如果更贴近C端用户的车企和关心民生的国家队都参与私桩共享市场，第三方运营商仍将缺乏优势。

    结尾

    如今，我们已经习惯了电力的顺畅和可靠，其足够的稳定性被视为理所当然。让人忽视了维护电路的压力和难度。

    未来，我们将完善面向全社会的充换电网络。随着车网协同、充电桩等产业的发展，“里程焦虑”将成为过去，越来越多的人将能够开上买得起的“万物互联”的新能源汽车。

    国家电网也将在信息革命和新能源浪潮中面临新的挑战和活力。

    参考：

    [1]“车内藏电”提上日程。千亿市场待激活。 V2G距离全面商用还有多远？ 21世纪经济报道

    [2] 共享私桩有什么难点？中国能源报

    [3]小米造车，下半年还有希望吗？独角兽挖掘机

    [4]小米汽车“充电站”专利授权IT之家

    [5]国内外新能源汽车充电桩技术预测分析——基于生命周期和国际专利分类号的技术管理研究

    [6]新能源车企中，谁是最大输家？中国新闻周刊

    [7]“车里藏电”V2G千亿市场，距离全面商业化还有多远？

    [8]德州仪器进军新能源充电桩市场，积极探索V2G模式CBN

    [9]基于大规模V2G的区域供电低碳优化策略电力建设

    [10] 推动电动车网联交互（V2G）储能技术发展 新清华大学

    [11]智能电动汽车双向充电逐渐成为主流。 V2G已进入快速发展期，正处于“风口浪尖”。科创板日报

    [12]充电桩行业研究报告：市场与政策双驱动，充电桩市场空间持续拓展 英大证券

    [13]基于大规模V2G的电力建设区域电力低碳优化策略

    [14]动力电池V2G距离大规模落地还有多远？ CBEA

    [15]虚拟电厂：运城腾飞拥抱蓝海 国海证券

    [16]2022年虚拟电厂行业深度研究中泰证券

    本文基于采访和公开信息，不构成任何投资建议。

    本文为星川智造原创内容