電動汽車充換電設(shè)施投資效益分析

徐武峰

（許繼電源有限公司，河南 許昌 461000）

電動汽車具備顯著的節(jié)能減排和低碳環(huán)保優(yōu)勢，推廣應(yīng)用電動汽車對于減少石油對外依賴，保障國家能源安全，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。電動汽車充換電設(shè)施是指為電動汽車動力電池提供電能補給的配套基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備，是電動汽車的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，也是電動汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化過程中的重要環(huán)節(jié)。本文結(jié)合國內(nèi)電動汽車充換電設(shè)施投資、建設(shè)及運營現(xiàn)狀，對不同類型充換電站設(shè)施投資效益進(jìn)行分析探討。

1 國內(nèi)外充電設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀

為了推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界各國均加快電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)。

1）國外充電設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀

北美、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家憑借自身強大的汽車工業(yè)基礎(chǔ)，通過政府發(fā)起、資助或公用事業(yè)公司與相關(guān)技術(shù)廠商的合作等形式，率先開展了多種電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)項目。

目前，美國市場上存在著hargePoint、CharJit等多家電動車充電網(wǎng)絡(luò)運營商，截止2014年，充電設(shè)施建設(shè)已超過了2.6 萬座。

德國政府宣布到2020年使德國的電動汽車保有量達(dá)到100 萬輛，德國目前約有1.3 萬～1.5 萬輛電動車。德國政府同汽車廠商合作，在全國8 個城市區(qū)共建成2000 個充電樁，一些高速公路上也設(shè)立了充電設(shè)施。

日本計劃在2020年前建成200 萬個充電樁和5000 個快速充電站，在汽車銷售店、便利店、停車場、加油站、高速公路服務(wù)區(qū)等公共區(qū)域設(shè)置快速充電設(shè)備。

2）國內(nèi)充電設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀

自2009年國家四部委聯(lián)合出臺《關(guān)于開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》，啟動“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程以來，國內(nèi)電動汽車充電設(shè)施形成了以交流慢充、直流快充和電池更換為代表的“充電”和“換電”兩種建設(shè)模式。

2011年7月，由國家電網(wǎng)公司在青島薛家島投資建設(shè)的世界上第一座功能最全、規(guī)模最大、服務(wù)能力最強的充換儲放一體充換電站投入商業(yè)運行，目前已安全運行3年時間，社會效益顯著。截至2013年底，國家電網(wǎng)建成投運300 多座充換電站、1.4 萬多臺充電樁。青島、天津、南京、合肥等地充電設(shè)施均投入商業(yè)化運營，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

按照國家《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》，2020年全國電動汽車保有量500萬輛，充換電設(shè)施需求規(guī)模為充換電站2.4 萬余座、充電樁432 萬臺，需投資約2450.6 億元。

2 充換電設(shè)施分類及投資估算

1）充換電設(shè)施分類

根據(jù)充換電設(shè)施服務(wù)對象和應(yīng)用場景不同，將充換電設(shè)施分為換電站、充電站、公共交直流充電樁、高速公路充電站等五類。私人、公務(wù)電動汽車充電設(shè)施以使用者居住地、駐地停車位配建充電樁為主，城市公共充電設(shè)施為輔；出租車充電設(shè)施以專用充電站為主，公共充電設(shè)施為輔；公交、環(huán)衛(wèi)、物流等專用車輛充電設(shè)施以專用充電站、換電站為主。

換電站：是指采用電池更換模式為電動汽車提供電能的場所，主要由供電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池更換系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)組成。在公交場站、樞紐站等專用停車區(qū)域內(nèi)建設(shè)，服務(wù)車輛具有使用頻次高、運行線路固定、車型固定等特點。

充電站：是指采用整車充電模式為電動汽車提供電能的場所，主要由三臺及以上電動汽車充電設(shè)備，至少有一臺非車載充電機，以及相關(guān)的供電設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等組成。主要按照城市規(guī)劃，利用城市中現(xiàn)有場地和設(shè)施，服務(wù)公交車、出租、專用等充電需求較大的電動汽車。

公共交、直流充電樁：是指與電動汽車或動力電池相連接，并為其提供電能的設(shè)備。主要結(jié)合城市規(guī)劃，利用建筑物配建停車場、城市公共停車場等場所，服務(wù)私人、公務(wù)等車型不確定的電動乘用車。

高速公路充電站：是指在高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)的充電設(shè)施，通過直流充電機為車輛提供電能。服務(wù)私人、公務(wù)、出租及專用等車型不確定的電動車。

2）設(shè)計方案及投資估算

依據(jù)以上充換電設(shè)施分類，各類充電設(shè)施設(shè)計方案如下：換電站按2 個換電工位設(shè)計，配置196臺15kW 分箱充電機等，能同時對2 輛公交車提供換電服務(wù)；充電站分為乘用車充電站和公交車充電站，分別按50 臺30kW 直流充電機，20 臺60kW 直流充電機設(shè)計；交、直流充電樁按單個分散充電樁設(shè)計；高速公路快速充電站按2 套120kW 直流充電機的設(shè)計。詳細(xì)投資估算見表1。

表1 單個典型充換電設(shè)施配置及投資估算表

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

依據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》要求，充電設(shè)施經(jīng)營企業(yè)可向電動汽車用戶收取電費和充電服務(wù)費。參照江蘇、河北等地省政府已出臺的電動汽車用電價格政策，充換電設(shè)施投資效益分析如下：

1）服務(wù)車型

充電站和充電樁主要為私人、公務(wù)電動乘用車提供充電服務(wù)；換電站主要為服務(wù)電動公交車提供換電服務(wù)；充電站主要為電動出租車、物流等專用車輛提供充電服務(wù)；高速公路充電站主要為私人、公務(wù)、出租電動乘用車及物流等專用車輛提供充電服務(wù)。

2）服務(wù)價格

依據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》規(guī)定，2020年前，對電動汽車充電服務(wù)費實行政府指導(dǎo)價管理。參照江蘇省物價局《關(guān)于明確電動汽車充換電設(shè)施用電價格和服務(wù)價格的通知》（蘇價工［2014］69 號），充換電設(shè)施服務(wù)價格是指充換電設(shè)施建設(shè)運營單位向電動汽車用戶提供服務(wù)，所收取的服務(wù)費用。根據(jù)《省政府關(guān)于印發(fā)江蘇省新能源汽車推廣應(yīng)用指導(dǎo)意見的通知》中“充換電收費可采取收取不高于用油成本費用、電池租賃等多種形式”的原則確定其標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)單位不得再另行收取電費。鼓勵充換電設(shè)施建設(shè)運營單位對充換電服務(wù)價格給予優(yōu)惠。

（1）對純電動汽車換電模式，換電服務(wù)價格按車輛行駛里程收取。純電動汽車換電服務(wù)價格（單價）（元/km）=同車型燃油汽車每公里平均油耗（L/km）×上一季度燃油平均單價（元/L）×90%。

（2）對純電動汽車充電模式，充電服務(wù)價格按充電電度收取。純電動汽車充電服務(wù)價格（單價）（元/kW·h）=同車型燃油汽車每公里平均油耗（L/km）×上一季度燃油平均單價（元/L）/純電動汽車每公里耗電量（kW·h/km）×折扣率。（折扣率：7 座以下客車暫定為60%，其他類型按85%計算。）

根據(jù)目前同類燃油車油耗、油價，經(jīng)測算：①公交車換電服務(wù)價格為2.45 元/km；②私人、公務(wù)、出租電動乘用車充電服務(wù)價格為1.86 元/kW，具體見表2至表3。

表3 電動乘用車充電服務(wù)價格測算表

3）用電費用

根據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)直接報裝接電的經(jīng)營性集中式充電設(shè)施用電，執(zhí)行大工業(yè)用電價格；對居民家庭住宅、居民住宅小區(qū)等非經(jīng)營性分散充電樁按其所在場所執(zhí)行分類目錄電價；對黨政機關(guān)、企事業(yè)單位和社會公共停車場中設(shè)置的充電設(shè)施用電執(zhí)行一般工商業(yè)及其他類用電價格。

參照江蘇省物價局文件，根據(jù)充換電設(shè)施投資分界點，充換電設(shè)施用電價格取電壓等級1～10kV的大工業(yè)用電電價0.667 元/ kW·h。用電電量根據(jù)站內(nèi)/樁直流側(cè)所耗電量除以轉(zhuǎn)換效率測算，換電站轉(zhuǎn)換效率按85%，充電站、充電樁轉(zhuǎn)換效率按90%考慮。

4）建設(shè)投資

按不含配電投資取表1數(shù)據(jù)，換電站不考慮電池投資。

5）服務(wù)能力

（1）有固定服務(wù)車輛

公交換電站2 工位換電站可服務(wù)60 輛公交車，換電服務(wù)能力120 車次/日。

充電站50 臺直流充電樁的充電站可服務(wù)150 輛電動出租車。

（2）無固定服務(wù)車輛

單個公共交流充電樁按每天平均有效充電5h。單個公共直流充電樁按每天平均有效充電5h。

單座高速公路充電站，直流充電樁按每天平均有效充電6h。每次充電按0.5h，可服務(wù)12 車次/日，每天可服務(wù)電動乘用車48 車次。

6）電動汽車單日行駛公里數(shù)。

電動公交車平均行駛里程225km/日（根據(jù)薛家島公交換電站運營數(shù)據(jù)）；出租車平均行駛里程300km/日；其他乘用車按100km/日。

7）電動汽車年運行天數(shù)。

電動公交車、乘用車年運行天數(shù)均按350 天。

8）電動汽車耗電量。

根據(jù)目前電動汽車行駛電耗，電動公交車按1.05kW·h/km（根據(jù)薛家島公交換電站運營數(shù)據(jù)）。乘用車按0.2kW/km。

無固定服務(wù)車輛的分散充電樁直流側(cè)所耗電量按有效工作時間×平均功率測算（額定功率×系數(shù)取0.6）。

9）自有資金比例。

按政府充換電設(shè)施補貼后投資額的30%。

10）稅收政策。

增值稅率按17%，所得稅率按25%，營業(yè)稅金及附加按12%。

11）銀行貸款利率。

按政府補貼充換電設(shè)施投資后的額度即總投資的70%貸款，銀行貸款五年以上，利率為6.55%。

12）運維費率。

運維費包括工資、社保、工會、教育、直接材料費等，參考青島、北京已運營充換電設(shè)施運維費率，按固定資產(chǎn)原值6.2%考慮。

13）折舊年限。

換電站、充電站設(shè)備部分及公共交、直流充電樁、高速公路充電站折舊按10年考慮；換電站、充電站房屋建筑按30年考慮。

14）營業(yè)收入

只考慮充換電服務(wù)收費，其他充換電設(shè)施不考慮其他收入。

充換電站（固定車型）：稅前充換電服務(wù)費收入=充換電服務(wù)價格×服務(wù)車輛數(shù)×單日行駛公里數(shù)×電動車電耗×電動車年運行天數(shù)÷10000

充電樁（非固定車型）：稅前充換電服務(wù)費收入=充換電服務(wù)價格×充電樁數(shù)量×平均輸出功率×平均有效工作時間×電動車年運行天數(shù)÷10000

15）營業(yè)外收入

只考慮投資補貼，不考慮其他運營補貼。參照2014年4月25日江蘇省政府《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的意見》（蘇政發(fā)〔2014〕51 號）的有關(guān)規(guī)定，及北京、上?，F(xiàn)行政策，投資補貼按設(shè)施投資的30%。

16）需要在具體工作中進(jìn)行研究和探討的因素

中央財政安排資金對新能源汽車推廣應(yīng)用規(guī)模較大和配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較好的城市或企業(yè)給予獎勵，獎勵資金用于充電設(shè)施建設(shè)等方面。2016—2020年新能源汽車推廣應(yīng)用的財政支持政策還未發(fā)布，政府補貼政策還不完善。

依據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，地方政府要把充電設(shè)施及配套電網(wǎng)建設(shè)與改造納入城市建設(shè)規(guī)劃，因地制宜制定充電設(shè)施專項建設(shè)規(guī)劃，在用地等方面給予政策支持，對建設(shè)運營給予必要補貼。各地政府對充電設(shè)施補貼比例不一致，沒有明確的條例。

國際上碳交易的價格為10 歐元/噸，國內(nèi)碳交易目前還處于概念階段，碳交易還無法計入運營收入。

4 結(jié)論

根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益分析可知，各類充換電設(shè)施的效益測算見表4。

從表4可以看出，各類充換電設(shè)施中，充電站、公共交流充電樁盈利能力最好。各類充換電設(shè)施中，盈利能力由強到弱依次是公交車充電站、乘用車充電站、公共交流充電樁、高速公路充電站、直流充電樁、換電站，基本與表1充換電設(shè)施單位造價高低相反，即造價越高、盈利能力越弱。

有固定服務(wù)車輛對象的設(shè)施電動公交車換電站和充電站在現(xiàn)有邊界條件下，經(jīng)濟(jì)效益是穩(wěn)定的持續(xù)的。面向公共無固定服務(wù)車輛的分散充電樁，因為當(dāng)前電動車數(shù)量不是很大，當(dāng)前情況下可能充電設(shè)施利用率不高，經(jīng)濟(jì)效益存在較大的變化因素。

表4 單個典型充換電設(shè)施效益測算統(tǒng)計表

依據(jù)國務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》要求，城市公交車行業(yè)是新能源汽車推廣的優(yōu)先領(lǐng)域，通過逐步減少對城市公交車燃油補貼和增加對新能源公交車運營補貼。如果把傳統(tǒng)燃油公交的補貼轉(zhuǎn)移給電動公交運營補貼，電動公交換電站盈利能力將會顯著的提高。

電動汽車充換電設(shè)施的投資、建設(shè)、運營和維護(hù)是一個系統(tǒng)的社會工程，充換電設(shè)施經(jīng)濟(jì)效益是大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。在各個環(huán)節(jié)和相關(guān)細(xì)節(jié)都有著大量相關(guān)的問題需要進(jìn)一步研究，需要在工程實踐中進(jìn)行探索和總結(jié)校驗。

[1] 滕樂天.電動汽車充電機(站)設(shè)計[M].北京: 中國電力出版社,2009.

[2] 國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見[Z].國辦發(fā),2014.