创建这种新的基础设施是一项重大挑战。到 2040 年，构建强大的充电网络将需要约 400 亿欧元的资本投资。其中，到 2030 年需要投资 70 亿欧元，其中不到四分之一目前是公开承诺的。它还将是能源密集型的，到 2030 年每年消耗 20 太瓦时 （TWh） 的电力，约占欧洲总电力需求的 0.5%。获得所有这些能源通常意味着在已经拥堵的电网上获得额外的容量。
与此同时，可能性是敞开的。由于没有现有参与者在电动卡车充电市场完全站稳脚跟，各行各业的公司都有机会塑造市场参与者的生态系统、创建新业务或建立战略合作。
本文基于麦肯锡未来移动中心和麦肯锡电动汽车充电基础设施服务线的充电基础设施研究。我们研究了欧洲充电网络在未来十年及以后将如何发展，确定了参与者需要解决的主要挑战。我们的分析还详细介绍了车队运营商在制定战略以成功扩大卡车充电基础设施时需要采取的步骤——这些工作不可避免地需要车队运营商的协作行动;卡车制造商;交钥匙工程、采购和施工 （EPC） 公司;金融提供商;以及能源和基础设施参与者。
欧洲将如何使用电动卡车？
欧洲的第一波商用电动卡车将是单日行驶卡车。这包括从中央设施、市政路线、多式联运穿梭巴士和短途枢纽到枢纽的旅行。卡车的定期和可预测的操作模式将允许它们在仓库中使用低功率充电器过夜充电，或者在装卸任务期间使用快速充电器充电。其中许多卡车不一定需要公共充电。到 2030 年，这些用例将覆盖非洲大陆 50% 以上的电动卡车。
另有 40% 的欧洲电动卡车将在高速公路上进行单日枢纽到枢纽的工业或消费品交付。这些行程的每日距离会有所不同，从 250 公里到 800 多公里不等，但每辆车通常是固定的。鉴于涉及的距离较长，许多卡车将需要停在公共充电点以补充停车场充电。
其余 5% 的使用案例是多日长途旅行。这种类型的车辆的电气化速度最慢。由于它们通常每天在大本营外长途行驶，行驶距离和目的地差异很大，而且车队仓库的自然装卸中断并不多，因此这些电动卡车将严重依赖公共充电。随着时间的推移，随着公共充电的普及，单日和多日长距离的份额NCE 电动卡车将显着增加。
对于每个使用案例，车队运营商必须进行多次权衡，以确定其最佳车辆规格。虽然较大的电池可提供更长的行驶里程，但它们价格昂贵且较重，因此有效载荷能力较低。可用的快速充电站越多，卡车电池就越小（越轻），同时仍能提供足够的操作灵活性。对于具有常规使用模式的卡车，例如长途运输或私人车队，在驾驶员强制休息期间快速充电以为电池充电可能是一个有吸引力的选择。
在实践中，这种优化往往会因欧洲物流业的结构而变得复杂。大多数道路运输市场不包括用于特定、可预测路线的私人车队，而是通常部署在临时环境中用于个人旅行或作为期限少于三年的短期合同的一部分。因此，大多数车队运营商在优化车辆规格时需要为其运营提供高度的灵活性，这使得充电基础设施的规划更具挑战性。
欧洲充电基础设施的部署将分两个阶段
进行
根据这些卡车电气化趋势，欧洲第一阶段的充电基础设施将安装在私人车队仓库或半公共中心。2030 年后，鉴于预计中高压电网位置将进行额外的接入和容量升级，第二阶段将允许扩大公共充电基础设施的规模。
从现在到 2030 年，靠近主要工业场所或物流中心，甚至私人枢纽内（包括直接在装载码头）的充电设施将占所有充电基础设施的 90% 以上，需要总投资 55 亿欧元，预计到 2030 年将满足 75% 的卡车电力需求。这些充电器将服务于配送或枢纽到枢纽用例，这将占运行中第一代电动卡车的大部分。根据运营要求，车队中心将使用各种充电器（包括 AC 40 和 DC 50 至 400 kW 或更高），其中低功率、慢速充电器可以在夜间为车辆加油，而高功率、快速充电器可以在运营期间提供充电，例如在坡道上装卸或轮班期间。该基础设施可以逐步部署，以跟上运营商电动卡车车队的增长。但是，对于大型安装，本地网格限制也会减慢部署速度，尤其是在短期内。
对于维护自身物流运营的车队运营商来说，考虑到短途卡车的可预测路线和运营商的可见性，基于仓库的基础设施的开发提供了一个可靠的商业案例。对于外包物流运营，位于枢纽附近的共享充电站有助于促进卡车电气化，同时也限制了每个参与者的投资和运营风险。从现在到 2030 年，整个非洲大陆的息税前利润池预计将达到 2 亿欧元。这代表了交钥匙解决方案或从不同充电硬件销售、设计的组合中获得的利润n、工程安装、充电点管理软件 300,000 个充电器，外加批发能源利润。
与基于停车场的充电相比，欧洲的公共充电基础设施发展缓慢。到 2030 年，非洲大陆将只有 4,000 个用于夜间慢速充电的公共充电点和 12,000 个快速充电点，总投资为 15 亿欧元。随着平均额定功率和利用率的预期提高，预计到 2030 年，公共充电站将占分布式电力的 25%。然而，2030 年后，随着越来越多的长途电动卡车进入市场，公共基础设施的发展将扩大。到 2040 年，我们预计欧洲高速公路沿线将安装总共 100,000 个公共充电点，占电动卡车总用电量的 45%。这些充电网络将受到欧盟替代燃料基础设施法规或各种国家补贴计划等监管目标的影响，并且很可能由专门的充电点运营商 （CPO） 建造和运营。
我们预计公共快速充电站将成为最有利可图的基础设施类型，从现在到 2030 年，利润池将达到 5 亿欧元。这是因为车队运营商预计愿意为快速充电支付额外费用，例如在强制性驾驶员休息期间，从而最大限度地减少停机时间。此外，当快速充电器得到充分利用时，它们会消耗大量的日常能源，使 CPO 能够大量销售这种高价电力。相反，鉴于长途卡车的初始采用缓慢且必须服务的地理区域很大，公共快速充电器具有重大的商业风险。CPO 可能希望通过让一些车队运营商成为保证一定能效的锚定客户来掩盖他们的投资风险。然后，CPO 可以向点菜客户收取额外费用。
鉴于需要此类费用的使用案例数量较少，公共隔夜费用是最小的利润池（3000 万欧元）。
这些预测假设欧洲卡车制造商继续开发为特定卡车量身定制的电池，而不是在车辆之间交换电池。这种替代电池更换方法，即可以在几分钟内将放电的电池更换为充满电的电池，已经在中国流行起来，大约一半的电动重型卡车能够更换电池。虽然这种方法具有优势（比当前的快速充电协议更长的车辆正常运行时间，并且由于更换器中的电池充电速度较慢而延长了整体电池寿命），但它在欧洲的引入不仅需要转向标准化（而不是差异化）电池组，还需要电池融资和电池更换网络的新商业模式。
构建最佳充电基础设施意味着在各个方面
都处于主导地位 在规划车队枢纽电气化时，运营商需要考虑许多约束因素，例如运营要求和可用电网容量。为了优化车队枢纽和公共空间的成本和车辆正常运行时间，运营商可以跟踪五组活动。
为成本优化的收费创建蓝图基础设施。为了确定所需的充电器类型（尺寸和额定功率）和数量及其位置，车队中心运营商需要详细了解其未来的电动车队运营。理想情况下，这需要对每个特定的卡车用例进行详细分析，包括卡车的每日行驶距离、电池的大小、旅途中是否需要充电、卡车将携带的有效载荷以及全天将停靠的次数。根据计划的充电模式、可用空间和卡车规格（宽度、长度和转弯半径），充电器可以安装在装卸码头、等候区或停车位。对于外包物流业务，最好与相关运输提供商合作，评估充电基础设施需求。为了最大限度地提高操作灵活性和充电器利用率，这些设置通常偏向于共享位置中的高功率充电器。
为避免操作复杂性，运营商可能希望考虑在给定位置仅安装有限数量的不同充电器类型。此外，探索驾驶员轮班或其他运营模式的变化可能有助于运营商优化其充电基础设施的利用率并减少所需的充电器总数。所有设计都需要检查是否符合适用的建筑或安全法规（例如，保险或消防安全），并在足够的时间内获得必要的批准。
估计电源要求。大多数电动卡车车队都需要大量的电力。通过了解他们的总电力需求及其全天的分布，机组运营商可以确定他们连接到电网所需的规模。运营调整，例如更改卡车加速时间、驾驶员时间表和休息时间，可以使全天的电力需求分配更加平衡，从而可能降低与升级现有电网连接相关的成本以及所需的充电点总数。
缓冲（或备用）电池（在加油站的卡车较少时充电，然后在需求高峰时段放电为卡车提供燃料）也有助于减少电网的电力需求。此外，通过避免昂贵的高峰需求费用，它们可以帮助降低平均电力成本。这种本地微电网可以进一步补充本地发电，例如通过太阳能或风能。
设置 Grid Access。根据机组运营商的位置和电力要求，可能无法从现有电网连接和合同框架中获得新的电力容量。机组运营商需要了解升级其电网连接所涉及的内容。更改电力合同只是一次商业谈判（如果仍有足够的间接容量可用），还是需要实际的建设工作和额外部署电力设备？他们需要升级变电站还是直接连接到输电网络？
电网升级可能既昂贵又耗时，需要几个月到几年的时间，具体取决于所需的升级类型。由于交货时间长，车队将希望在卡车上进行任何有意义的部署之前数年制定其电气化和充电基础设施路线图。请求 gr提前升级 ID 可能会导致优先访问任何可用的未使用容量，从而降低成本和时间。
规划和实施。车队枢纽运营商通常遵循分步方法来安装充电基础设施。确定正确的容量提升顺序和时间表将取决于预期的卡车电气化率和施工阶段可以容忍的运营中断程度。运营商可以通过选择专门从事充电基础设施安装的建筑公司来降低成本和对日常运营的影响。
定义操作模型。执行上述步骤需要各种技能。这包括充电器硬件方面的深入技术专业知识以及对许可、标准和能源采购的市场理解。此外，建立和运行充电基础设施将意味着为规划、工程和建设工作建立本地网络，以及制定维护协议、电源以及公共充电器的潜在定价和支付能力。
一些车队运营商可能会选择在内部开发这些功能，拥有自己的充电器并自己构建电动卡车充电基础设施的整个价值链。但是，大多数公司会考虑其他运营模式，包括将其充电基础设施和运营外包给专业的 CPO 或交钥匙解决方案提供商，该提供商通过专门的服务协议支持运营。这种安排使车队枢纽运营商能够专注于其核心业务，避免资本支出投资。但是，CPO 合同可能很长，并且需要仔细选择合作伙伴，因为合作伙伴的能力经常被高估，并且服务水平协议并不总是正确构建。另一种选择是各种合作伙伴之间的合作，例如公用事业、充电硬件公司和 CPO，每个合作伙伴都提供价值链的特定部分。
提供端到端充电基础设施解决方案将是车队枢纽电气化的关键车辆
枢纽充电市场仍处于起步
阶段：很少有车队运营商具备解决本地卡车充电基础设施所需每个步骤所需的所有能力。大多数人需要各种技能的支持，例如对充电硬件互操作性的深入技术见解、对许可和能源的理解，或为工程和建筑开发本地网络。
卡车制造商、公用事业公司、交钥匙 EPC 公司、充电硬件公司和 CPO 都可以在这里提供价值。然而，随着卡车充电生态系统的不断发展，协议日趋成熟，技术尚未标准化，目前只有少数参与者能够提供便捷的即插即用产品。提供这些端到端充电基础设施解决方案将是车队枢纽电气化的关键解锁点。
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