购物中心和零售场所的电池储能系统电动汽车充电

简答：购物中心正悄然成为最佳场所 贝丝购物中心的电动汽车充电系统之所以如此受欢迎，是因为其自身的负荷曲线可以分担一半的工作量。购物中心的用电高峰期通常在下午——空调、美食广场、电影院——而电动汽车充电需求高峰期恰好也出现在此时。能够有效缓解充电高峰的电池储能系统，同时也能降低建筑物的需量电费，而这通常是购物中心最大的电力成本支出。对于配备 6-12 个直流快速充电桩的购物中心而言，一个 300-600 千瓦时的电池储能系统通常可以降低 20-35% 的总用电成本，增加 2-4 小时的备用电源，并且——如果配备太阳能顶棚——可以将 60-80% 的充电能源转移到可再生能源自供电系统。顾客停留时间的优势也至关重要：顾客平均停留 1.5-3 小时，因此 60-120 千瓦的充电桩足以满足顾客的整个购物过程，从而可以控制电池和 PCS 系统的尺寸。根据我们的经验，那些将充电视为亏本销售的配套设施的购物中心，实际上错失了十年来第二大的成本节约机会。

要点总结：

• 电池储能系统 (BESS) 服务于整个商场，而不仅仅是充电桩——减少暖通空调和电梯的需求通常能带来一半的价值。
• 60-120千瓦的充电桩与商场的停车时间相匹配；350千瓦的充电桩则被浪费了。 sp导致电池电量消耗速度加快 4 倍。
• 我们投资组合中的零售储能系统 (BESS) 项目，如果将建筑负荷考虑在内，则投资回收期为 3.5 至 5 年。
• 太阳能顶棚和储能装置推动购物中心实现 60-80% 的可再生能源自给自足，用于充电能源。
• 租户计量和房东计量分配是导致零售项目失败的交易结构风险——在签署合同前解决该风险。为什么购物中心比大多数网站意识到的更适合BESS

只需分析一下典型区域购物中心的用电量，就能明白个中缘由。一个中型购物中心（30万至50万平方英尺）在七月炎热的周六，用电量峰值可达1.5至3兆瓦——暖通空调系统是最大的用电负荷。按每千瓦12至18美元计算，该峰值用电量的费用高达1.8万至5.4万美元。 那一个月而且，商场每年每个月都要缴纳用电需求费用。现在再加上充电：六个 120 千瓦的充电桩同时满负荷运转，在同一个周六下午就会产生 500 至 700 千瓦的峰值用电量。商场的用电需求费用每月将增加 6000 至 12000 美元——而这还不包括任何一千瓦时的充电电量。

这就是商场电池储能系统（BESS）的简要介绍：电池不仅为充电器供电，还能限制…… 整个网站的 这样一来，充电高峰就不会与建筑物的用电高峰叠加。为充电桩供电的同一块500千瓦时电池也能防止商场的用电需求激增——而且，建筑物方面的节能效益通常比充电方面的节能效益更大。

我们以美国中西部一家 42 万平方英尺的购物中心为例，在安装储能系统之前进行了建模：仅建筑本身的用电需求费用全年平均为每月 3.1 万美元。如果增加 500 千瓦的充电功率而不配备储能系统，夏季高峰时段的用电需求将增加约 450 千瓦，每月需额外支付 6800 美元的用电需求费用。如果配备 522 千瓦时的电池储能系统 (BESS)，并将站点的用电量上限设定为 1.4 兆瓦，则新增的充电功率每月仅需额外支付 1100 美元的用电需求费用——电池承担了其中 84% 的额外用电需求费用。充电企业支付电池费用，而建筑则免费获得了高峰时段的用电保障。正是这种结构——一块电池，两个受益者——使得零售案例具有成本效益。

第二个结构性优势：购物中心已经具备配电室、变压器、停车场和人流量。在现有的1.5-3兆瓦供电系统中增加充电桩的边际成本仅为配电盘和馈线，无需升级变压器。储能系统并非替换现有连接，而是保护现有连接。与高速公路或新建场地相比，这彻底改变了资本支出的计算方式。

购物时的充电器功率选择

停留时间计算是过度设计的购物中心项目悄然失败的罪魁祸首。在区域性购物中心，顾客平均停留 1.5 至 3 小时。一台 120 千瓦的充电桩 40 分钟即可提供 60 至 80 千瓦时的电量——足以充满大多数电动汽车——因此顾客的汽车…… 完毕 远在客户需要充电之前，350千瓦的充电器就能在20分钟内达到同样的充电效果，但单价是后者的2-3倍，需要更大的PCS（电源分配系统），而且电池电量消耗速度是后者的四倍。

我们目前的商场指南：

• 主充电器： 每个站点配备6-12台60-120千瓦直流发电机组，安装在主入口附近和高级停车位区域。这些是主力机组。
• 目的地充电桩： 在停车场最远处的几排和车库层，安装了22千瓦的空调机组，供全天上班的顾客和员工使用——共20-40台。这些机组价格低廉，效果令人满意，而且它们将“电动汽车友好型”的理念延伸到了停车场的每个角落。
• 高周转率单位： 在超市区域或美食广场入口附近安装1-2台180-240千瓦的直流发电机组，方便顾客快速补充能量。这些地方是商场里唯一能快速售卖商品的地方。

充电器与电池的交互值得关注：六个 120 千瓦的充电器可以提供超过 600 千瓦的功率，但 EMS（能量管理系统）会限制直流电池组的总功率输出——通常为 250-350 千瓦——并错开充电时段。如果顾客等待 10 分钟才能使用 90 千瓦的充电桩而不是 120 千瓦的，他们可能不会注意到。但如果周六下午 6 点电池电量就降到 20%，那就会感觉非常明显。通过 OCPP 后端进行的充电时段管理是核心设计要素，而非事后添加的功能。

比充电桩功率更重要的是安装位置：线缆管理和充电位布局。我们曾见过一家商场安装了漂亮的 180kW 充电桩，配备 4 米长的线缆，但线缆却无法连接到停放在充电位边缘稍稍偏离的卡车或轿车的充电口。结果：顾客不满，充电位被占满，充电利用率低下。CCS1/CCS2/CHAdeMO 插头类型和 7 米线缆的兼容性问题，才是决定充电设施能否正常运作的关键所在。

整体建筑价值堆栈

商场的BESS系统服务于四个主控单元，EMS系统必须在统一的进口限额内管理所有四个主控单元：

1. 充电削峰。 周六 17:00–20:00 的充电高峰——上限为电网设定值允许的任何值。

2. 削减建筑需求。 夏季，空调和电梯的用电高峰期在下午 1 点至 5 点之间。同样的电池可以有效降低用电量——能源管理系统只需了解建筑物的负荷曲线（可从商场现有的计量系统中获取），并据此预留备用电量即可。

3. 太阳能自用。 充电桩上方的顶棚（区域购物中心的功率为 200-500 kWp）可在中午产生电力，电池会将电力储存起来，供晚上充电和用电高峰使用。

4. 备用电源。 在停电期间，可为关键负荷（例如美食广场的冷藏设备、电梯和安保系统）提供 2 至 4 小时的支持。零售业停电损失惨重：大型购物中心夏季停电 2 小时，造成的销售损失和商品损耗将高达 1.5 万至 6 万美元。储能系统 (BESS) 无法为整个购物中心提供备用电源（这需要兆瓦级储能），但它可以覆盖受影响最大的负荷。

调度冲突确实存在，这也是购物中心能源管理系统 (EMS) 的核心工程难题：建筑用电高峰和充电高峰恰好在同一下午时段重叠。EMS 必须动态地在两者之间分配电池资源——在我们的部署方案中，逻辑是：首先保障建筑用电需求上限（超出上限会直接产生成本），然后满足充电需求，最后用于套利。当建筑用电负荷较低时（例如冬季早晨），电池资源将全部用于充电和套利。在我们位于中西部的购物中心，这种自适应分配方式在第一年就比静态分配节省了 9,000 美元/年。

还有一点：美食广场和电影院营业时间较晚——高峰时段为晚上 9 点至 11 点，与充电日的尾声部分重叠。晚间电力管理系统 (EMS) 会为这段时间预留 15% 至 20% 的电力储备，而这段时间恰好也是电力公司超高峰时段（如果有的话）的用电量高峰期。拥有夜间娱乐主力租户的购物中心一天有两个用电高峰时段，因此，本文中提到的双时段用电逻辑同样适用。

交易结构风险：谁能节省成本？

购物中心项目的工程设计反而是最简单的部分。零售储能系统（BESS）项目失败的关键在于交易结构——我们已经目睹了两个项目在尽职调查阶段就夭折了。问题在于：谁来支付需求费用，谁又能享受到节省下来的费用？

市场上存在三种结构：

• 房东所有，房东计量： 购物中心拥有充电桩和储能设施，均由购物中心统一计费。这种模式最为简洁——所有节省的费用都归业主所有，所有成本也全部由业主承担。如果购物中心资金充足，我们推荐这种模式。
• 租户拥有的充电器，房东计量： 充电运营商租赁场地并安装充电桩，但电力却通过商场的电表计量。房东的需量电费上涨，而运营商的能源成本却被隐藏起来。由于合同中没有明确规定需量电费的影响，这种模式就像一颗定时炸弹——房东一旦发现每月电费上涨6000美元，就会追溯向运营商收取费用，双方的合作关系也就此破裂。
• 分表计量或单独计量： 运营商拥有自己的电表和服务。这便于核算，但却错失了整栋楼的节能效益——建筑用电高峰和充电高峰是分开的，因此电池只能抵消其中一个高峰的用电量。这种结构导致40%到60%的节能价值被浪费掉。

我们一贯的建议是：储能装置必须位于房东一侧，连接到主电表，并由收费运营商负责。 顾客 房东的充电服务。房东保留需求侧节省的费用，而运营商则获得透明的能源价格——通常是双方都能看到的固定价格（美元/千瓦时）。我们曾为客户起草过此类协议；关键条款包括需求分配公式、能源价格递增机制以及运营商硬件移除时的终止条款。

第二个交易风险在于公用事业费率等级本身。某些地区的购物中心采用“一般服务”费率，不单独收取需求费用——在这种情况下，电池在建筑侧的价值会大幅下降，项目完全依赖于充电经济效益。在进行任何建模之前，务必先确认购物中心的费率等级；我们曾遇到过一个项目，该购物中心采用的是固定费率，结果整个削减需求的设想都落空了。讨论的重点转向了太阳能自用和备用电源价值，项目规模也随之缩小。

真实经济学：区域购物中心案例

来自美国中西部一个已完成的项目——这些数据值得引用，因为它们展示了零售案例的结构：

第一年成果：充电能量输送量达 412,000 千瓦时；建筑需量电费下降 12%（电池使夏季高峰用电量低于上年同期最高水平）；充电仅增加每月 1,100 美元的额外用电需求（而未安装储能系统时预计为 6,800 美元）；太阳能自用率达 71%；在天气条件相似的情况下，场地总用电成本同比下降 27%。8 月份的一场风暴导致馈线中断 3 小时，电池储能系统 (BESS) 的备用价值得到了充分验证——在此期间，BESS 为美食广场的冷藏设备和电梯提供了全程电力。

总投资：61万美元。第一年价值：充电利润8.6万美元（按平均每千瓦时0.45美元计算，综合能源成本为每千瓦时0.11美元计算），需求侧保护1.9万美元，太阳能价值2.3万美元，未计入增量租金/光环效应。第一年投资回报率：约21%——但请注意，充电利润占主导地位，这意味着项目的健康状况取决于利用率，而非电价策略。在购物中心，利用率取决于客流量，而客流量正是购物中心最擅长衡量的指标。

对于那些希望采用打包式方案而非定制化方案的购物中心来说， 电池储能系统（BESS）充电站 配置和 储能系统 系列产品涵盖标准尺码——以及 储能太阳能充电系统 该页面展示了顶棚加仓储的整合方案，实现了完整的零售价值链。这个购物中心案例不再是无关紧要的小项目；只要在混凝土浇筑前敲定交易结构，它就成为商业地产领域最强劲的仓储商业案例之一。

地面停车场与停车楼：两种不同的建筑风格

零售储能系统（BESS）的建设方案可分为两种，在首次现场考察之前了解其差异至关重要。地面停车场方案较为简单：集装箱与地面齐平，配有垫板和围栏，顶棚覆盖充电桩，土建工程只需在沥青路面上开挖沟槽即可。工期为 10-16 周，消防通道要求也比较明确。停车库方案则更为复杂：电池无法直接放置在普通的停车库平台上，必须进行结构审查（一个 522 kWh 的电池柜重达 5-7 吨），没有顶棚（太阳能板需移至屋顶或停车库顶层），而且由于停车库是封闭结构，需遵守 NFPA 88A 标准，因此消防和通风要求也更为严格。我们两种方案都曾实施过，因此我们建议：如果商场有地面停车场，则优先选择地面停车场；如果项目只能在停车库内进行，则需额外预算 4-8 万美元，并预留 4-8 周的工期。

车库式充电桩的建造方式确实有一个可以平衡成本的优势：配电室通常位于车库内部，靠近停车层，这缩短了供电线路的长度，而且往往完全无需开挖沟渠。车库充电桩的布局也面临着不同的使用情况——车库主要服务于员工和长时间停留的顾客，而非短暂停留的顾客，这使得设计方案倾向于配备更多22千瓦交流充电桩，而直流充电桩的数量则相对较少。两种方案的商业逻辑都成立；具体情况的不同只是影响了充电桩的组合方式和项目进度。

常见问题解答

问题1：购物中心需要多少电池储能容量用于电动汽车充电？ 区域性购物中心配备 6-12 个直流快速充电桩，外加一个 150-300 千瓦的集中式充电站 (PCS)，总容量为 300-600 千瓦时。具体容量取决于充电桩峰值用电量与场地进口容量之间的差距，购物中心自身的建筑峰值用电量则是第二个限制因素。

Q2：商场里的电动汽车充电桩真的能赚钱吗？ 在充电桩利用率达到 25% 至 40% 的情况下，仅充电利润就能覆盖运营成本并带来少量收益；电池和太阳能发电层还能额外带来 20% 至 35% 的收益。大多数购物中心将充电视为一项能够延长顾客停留时间的便利设施——虽然充电带来的直接损益为正，但这并非其主要目的。

Q3：商场停车场最适合使用哪种功率的充电器？ 主排货架配备 60-120 千瓦直流电——顾客停留 1.5-3 小时，因此在购物过程中即可完成充电——此外，还配备 22 千瓦交流目的地单元，用于更长时间的停留；以及在食品杂货区配备 1-2 个快速单元（180-240 千瓦），用于快速周转。

Q4: 当充电运营商租赁商场空间时，谁来支付需求费用？ 这是租赁合同中必须解决的交易结构问题：采用房东计量并附带分配条款的结构是可行的。切勿签署房东的用水需求费用未分配的租赁合同——否则每月可能引发高达 5,000 至 10,000 美元的纠纷。

Q5：商场的储能系统能否为建筑物提供备用电源？ 部分可以——500千瓦时的电池可以为关键负载（制冷、电梯、安防、部分照明）提供2-4小时的电力支持，但无法满足整栋楼的备用电源需求。商场范围内的备用电源需要兆瓦级储能，这是另一个不同的项目。

Q6：商场储能系统（BESS）安装需要多长时间？ 典型项目工期为12-20周——其中4-6周用于设计和审批，4-8周用于施工（包括集装箱放置、挖沟和馈线工程），2-3周用于调试和EMS系统调优。对于运营中的购物中心，由于营业时间限制，工期通常会比新建项目更长。

Q7：商场BESS项目是否有激励措施？ 是的——商业储能符合美国联邦投资税收抵免（独立补贴30%）、州级项目（纽约州、马萨诸塞州、加利福尼亚州等）以及欧盟/澳大利亚各种方案的资格。公用事业需求响应计划也会向购物中心支付可调度容量的费用。在最终确定预算之前，请将这些激励措施叠加起来。

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