自2020年我国首轮新能源汽车下乡活动开展以来，已经过去了三年。农村区域新能源汽车数量变化如何？其使用又有什么特征？结合新能源汽车大数据，本文分析了2020年7月至2023年7月之间，上海典型农村区域的新能源汽车推广情况、出行和充电行为特征，以及新能源汽车使用对农村电网造成的影响。
一、推广情况
相比上海的整体情况，农村区域的新能源汽车推广起步较晚，但在2022年之后保持高速增长。
1、上海新能源乘用车推广情况
截至2020年底，上海新能源乘用车累计推广（保有量）39万辆，到2023年7月底累计推广量达113万辆，年均增长率43%。其中，纯电动（BEV）乘用车累计推广量已达66.4万，是2020年的4.6倍，占累计推广量（113万辆）比例约为59%。
图1 上海新能源乘用车累计推广（保有量）情况（单位：万辆）
2、上海农村[1]区域新能源汽车用户[2]情况
2020年到2023年，上海农村新能源汽车用户总量从1.4万到6.3万，年均增长率约63%。其中，BEV用户从0.5万辆增加到3.8万辆，增长约7.6倍；纯电动用户比例从33%增加到62%。
图2 农村区域新能源汽车用户情况（单位：辆）
2020年、2021年，农村新能源汽车用户中TOP车型以插电（PHEV）为主，品牌主要为荣威、比亚迪。2022年、2023年TOP车型中纯电车型（BEV）上升较快，特斯拉为TOP1品牌。
图3 农村区域新能源汽车用户TOP5车型情况（单位：辆；蓝色：PHEV、绿色：BEV）
二、用户使用[3]情况
1. 农村区域新能源汽车用户出行情况
农村区域的新能源汽车用户出行变化不大，出行地点以所在行政区为主。
日均里程
日均里程表示车辆每天平均出行里程数，即累计出行里程与累计出行天数的比值。2020年-2023年，车辆日均里程平均值分别为90.9km、90.3km、87.9km、88.2km。分布来看，日均出行里程主要集中在40-80公里区间，2020-2023年稍显增长。
图4 农村区域新能源汽车用户日均里程分布情况
出区域比例
将车辆每次出行目的地与车辆固定停留地进行关联，可以把每次出行目的地分为同区（行政区）出行、外区（跨区）出行以及外地出行，每年度各部分出行比例差异不大，主要集中在同区出行，占总出行比例约83%，其中同镇出行和不同镇出行分别约各占同区出行比例一半；外区出行占总出行比例约15%，外地出行占总出行比例约2%。
图5 农村区域新能源汽车用户单次出行区域分布情况
将跨区出行OD关联来看，即车辆每次外区出行目的地与车辆固定停留地进行关联，可以得到车辆单次出行跨区域流向情况。下图为每年跨区出行TOP5区域情况，跨区出行的起始区域TOP5基本集中在奉贤区、浦东新区、青浦区、宝山区、松江区，跨区出行的目的地区域主要为浦东新区、闵行区、徐汇区、奉贤区、宝山区等。
图6 农村区域新能源汽车用户单次出行流向情况
2. 农村区域新能源汽车用户充电情况
PHEV在固定充电条件、充电次数方面均保持了稳定。而BEV在活动范围和充电地点变化不大的前提下，则呈现出减少对固定充电条件的依赖的趋势，同时农村区域快充[4]的功率在逐年提升。
农村区域用户固定充电条件的变化情况
从用户的固定慢充[5]条件来看，尽管用户数量持续增加，但PHEV用户在农村区域慢充条件情况保持变化不大，从2020年的64%变为2023年的67%，而BEV用户则出现了拥有固定慢充条件用户占比先上升后下降的情况。从2020年的62%上升到2021年的64%，再持续下降到2023年的60%。这表明在2021年之后，新增的BEV用户对固定慢充的依赖程度出现下降。
图7 农村区域新能源汽车用户固定慢充条件情况
农村区域用户单月份单车平均充电次数情况
以每年的7月来看，BEV用户月充电次数缓慢下降，从2020年的18.44次下降到2023年的16.01次。PHEV用户则保持基本稳定，从2020年的18.99次变化为2023年的18.97次。
图8 农村区域新能源汽车用户单月充电次数均值
农村区域有固定慢充条件用户，其单月份单车固定慢充充电次数均值情况
在农村有固定慢充条件的用户中,BEV和PHEV在农村固定慢充次数有较大差别。PHEV用户月均固定慢充平均次数从2020年的17.16次变化为2023年的17.34次，较为稳定。而BEV用户月均固定慢充平均次数则从2020年的13.18次变为2023年的10.98次，有一个明显的下降趋势。
图9 农村区域新能源汽车用户单月充电次数均值
农村区域BEV新能源汽车用户单次充电地点分布情况
从充电地点的角度看，BEV充电可以细分到以下几个类别：农村区域的同镇固定点和同镇非固定点，属于相同行政区，但不是固定停留地所在农村乡镇的同区不同镇地区，上海其他的行政区，以及上海以外的外地。从2020年到2023年，同镇充电（包括同镇固定点和同镇非固定点）的比例基本维持在50%左右，其中同镇非固定点的比例持续上升，从2020年的3%变为2023年的7%。同区不同镇的充电次数占比也有一定程度的上升，从2020年的27%变为2023年的31%。同区充电（包括同镇固定点、同镇非固定点以及同区不同镇）的比例从2020年的78%变成了2023年的82%，基本保持在80%左右，这与出行行为中，同区占比83%相互匹配。
图10 农村区域BEV新能源汽车用户单次充电地点分布情况
农村区域BEV新能源汽车用户单次充电功率及地点分布情况
从充电功率的角度看，无论是在农村区域，还是在同一行政区的其他地区，BEV用户的充电都呈现出快充（指单次充电最大瞬时功率高于11kW的充电）比例增加的情况。BEV在农村区域的快充（即同镇快充），次数占比从2020年的2%变为2023年的6%。而在同区不同镇，快充从2020年的13%变化为2023年的17%。同时，BEV用户同镇慢充的比例逐年下降，从2020年的50%降低为2023年的43%，这和在农村地区有固定慢充条件的BEV用户占比在2021年后出现了下降的趋势是一致的。这反映出，BEV用户可以在一定程度上摆脱对农村地区的固定慢充桩的依赖，而使用农村地区或同区其他区域的快充桩设施满足充电需求。
图11 农村区域BEV新能源汽车用户单次充电功率分布情况
农村区域BEV新能源汽车用户在农村区域单次快充功率分布情况
在农村区域的快充（即图11所示的同镇快充）作为农村充电的一部分，使用占比逐年升高，其功率发展情况可以反映出农村区域充电设施的升级。2020年，62%的快充峰值功率区间在11-22kW，到了2021年，69%的快充峰值功率区间达到了22-50kW, 同时有16%的快充峰值功率达到了50-80kW，2022年和2023年中，50-80kW的快充成为了主流，占比分别达到了67%和61%，更高充电功率的80-120kW快充占比迅速上升，并在2023年占比达到了10%。峰值120kW以上的快充开始出现，但暂未普及。
图12 农村区域BEV新能源汽车用户单次充电功率分布情况
三、农村区域基于新能源汽车充电电量[6]及功率负荷[7]情况
从区域的角度来看，2020-2023年之间，随着农村新能源汽车数量增加，农村区域的充电量和充电负荷均有显著增加，负荷的峰值出现在夜间。
1. 新能源汽车充电电量
从充电量的角度看，从2020年的173万千万时到2023年的1124万千瓦时，变化了6.5倍，其中BEV用户充电量从2020年的82万千瓦时到2023年的851万千瓦时，变化了10倍；而PHEV用户充电量则从2020年的90万千瓦时，到2023年的273万千瓦时，变化了3倍。BEV和PHEV充电量的变化也伴随着车辆数的结构性变化，从2020年BEV和PHEV充电量基本平分，变成了2023年BEV充电量3倍于PHEV。
图13 农村区域新能源汽车充电量情况
2. 充电峰值功率
充电峰值功率的变化
通过比较每年7月8日至7月14日期间的峰值功率及峰值功率时刻的充电车辆数，可以看出新能源汽车充电这一行为对电网产生的负荷变化趋势。整体来看，从2020到2023年，峰值功率充电车辆数从2150辆增加到10562辆，变化了5倍，而负荷则从10183kW增加到59131kW,变化了近6倍，一方面，峰值负荷时的新能源汽车充电车辆数增长迅猛，另一方面，更高的负荷增速反映了充电基础设施的性能有了一定提升。
图14 农村区域新能源汽车充电峰值负荷情况
充电负荷峰值最高的五个乡镇
最大充电负荷最高的五个农村乡镇为：奉贤区金汇镇、浦东新区宣桥镇、浦东新区合庆镇、浦东新区新场镇以及浦东新区大团镇。如下图所示，其峰值充电负荷及峰值负荷充电车辆数的趋势和整体趋势类似，但在局部地区，新能源汽车充电行为对电网负荷造成的压力变化更大。奉贤区金汇镇在2020年到2023年之间，峰值充电车辆数从175辆增加到1494辆，变化了8.5倍，峰值功率从660kW增加到7666kW，变化了11倍。其他乡镇的峰值充电车辆数变化在3-6倍，峰值功率变化在5-10倍。不同乡镇的峰值负荷均发生在夜间0点左右，这反映出在主要的农村区域充电行为的相似性，因此新能源汽车充电对电网的负荷压力也是几乎集中在同一时刻的。
图15 农村区域Top5乡镇新能源汽车充电峰值负荷情况
2023年典型日全天的负荷情况
以农村区域作为整体，2023年典型日（2023.07.13）的负荷曲线如下：
图16 农村区域新能源汽车典型日充电负荷情况
可以看出，农村区域充电呈现了典型的居住区域的特征，即夜间充电达到负荷峰值，后半夜随着充电结束负荷逐渐下降，而白天的充电行为则较少，且整体充电功率以慢充为主。
附录：
[1] 农村区域定义：以上海市城市总体规划 （2017-2035年）4-14部分中，上海市域城镇圈规划图中定义的一般镇为基础，同时去除距离中心城区较近的乡镇级别的行政区域，共计42个镇，包括：
崇明区除城桥镇、陈家镇及长兴岛外的所有区域
宝山区罗泾镇
嘉定区华亭镇、外冈镇
青浦区白鹤镇、重固镇、金泽镇、练塘镇
松江区小昆山镇、石湖荡镇、新浜镇、泖港镇、叶榭镇
金山区张堰镇、吕巷镇、廊下镇
奉贤区庄行镇、柘林镇、青村镇、金汇镇
浦东新区四团镇、大团镇、老港镇、宣桥镇、新场镇、合庆镇
如下图粉色区域所示：
图17 农村区域范围
[2] 农村用户定义指农村有固定停留点车辆，分析对象车辆：在上述农村区域内，有固定停留点的沪牌新能源汽车。
[3] 车辆使用的时间为2020-2023年每年7月，车辆使用分析时间段：我国首轮新能源汽车下乡活动开展自2020年7月，因此选取2020年7月、2021年7月、2022年7月、2023年7月这四个时间可比的自然月
[4] 指单次充电峰值功率在11kW以上的充电，区域负荷分析时间段：由于充电行为具有周期性，在上述农村区域内，选取每年7月8日至7月14日作为完整的一周，在此基础上分析峰值功率及峰值功率时刻的充电车辆数。
[5] 固定慢充条件指有固定位置的11kW功率以下的充电桩
[6] 充电量为每年7月在农村地区充电量总和
[7] 关于负荷计算的条件，详见附录编制说明部分
文字、 图片 | 马家骅、张文杰
编辑 | 朱震霆
