加油氣站開展換電業(yè)務(wù)優(yōu)劣勢分析

夏 兵，柴曉華

（1．中國石化銷售股份有限公司重慶石油分公司，重慶 40010； 2．中國石化銷售股份有限公司，北京 100020）

2020年9月，習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國大會上向國際社會做出了“中國2030年碳排放達(dá)到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和”的承諾。在“雙碳目標(biāo)”指引下，我國交通能源轉(zhuǎn)型發(fā)展步入快車道，新能源汽車對傳統(tǒng)能源汽車替代成為大勢所趨。某石化作為我國最大的傳統(tǒng)石油石化公司之一，全國擁有超3 萬座加油氣站，在新能源汽車推廣及相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何融合大勢做好能源轉(zhuǎn)型升級，對實現(xiàn)加油氣站可持續(xù)發(fā)展具有積極的現(xiàn)實意義。

1 新能源電動車及傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1.1 純電動汽車發(fā)展進入“政策+市場”雙輪驅(qū)動新階段

自2009年“十城千輛”工程啟動以來，中國已成為全球最大的電動汽車市場，在動力電池技術(shù)方面領(lǐng)先世界水平。據(jù)公安部發(fā)布數(shù)據(jù)，截至2021年底全國汽車保有量3.02億輛，其中純電動汽車保有量640 萬輛，占汽車總量的2.1%，增量連續(xù)4 年超過100 萬輛。隨著電動汽車綜合性能逐步提升、可選車型逐漸豐富，加之城市限行限購政策的突破，純電動汽車從依靠政策“單輪驅(qū)動”全面轉(zhuǎn)向“政策＋市場”雙輪驅(qū)動。中國電動汽車百人會預(yù)測，到2035年中國純電動汽車保有量保守情景有望達(dá)到1.3億輛，激進情景達(dá)到1.7億輛，其中純電動私家車激進情景下有望達(dá)到約1.5億輛，插電式混合動力車保有量有望達(dá)到3 000萬輛。具體詳見圖1。

圖1 近五年新能源汽車及純電動汽車保有量情況

1.2 充換電基礎(chǔ)設(shè)施運營高度集中

根據(jù)中國充電聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)，截止2021 年底全國充電站保有量74.7 萬座，充電樁保有量261.7萬臺，廣東、上海、北京保有量前三，其中公用充電樁保有量114.7 萬臺，私人隨車配裝充電設(shè)施為147 萬臺。公用充電基礎(chǔ)設(shè)施運營商集中度高，截止2021年底全國充電運營企業(yè)所運營充電樁數(shù)量超過1萬臺的共有13家，以星星充電、特來電、國家電網(wǎng)為主要代表，13家主要運營商占總量的92.9%，其余運營商僅占總量的7.1%[1]。布局汽車換電運營的企業(yè)有三類，一是奧動、伯坦等第三方換電運營商；二是車企背景的換電運營商，如易易換電、Nio Power；三是充電運營商拓展換電業(yè)務(wù)，如國網(wǎng)電動車、星星充電等。截止2021年底我國換電站總數(shù)為1 298 座，主要集中在一線城市及新能源推廣較好地區(qū)，前三分別為北京255座、廣東178座、浙江118 座。奧動、蔚來和伯坦目前是換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運營的主力軍。

1.3 傳統(tǒng)車用能源發(fā)展趨勢

根據(jù)預(yù)測，2025年中國成品油需求量在3.12億噸左右，“十四五”期間年均增長僅0.91%；其中汽油需求在2024 年前后見頂，柴油需求繼續(xù)下滑，年均降幅2.18%左右[2]。《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》同時指出，到2025年新能源新車銷售量要達(dá)到新車銷售總量的20%左右，2035年純電動汽車將成為新銷售車輛主流?；诠?jié)能和新能源技術(shù)的持續(xù)進步，到2035年傳統(tǒng)能源乘用車新車油耗達(dá)到4 L/100 km，新能源乘用車油耗降至 2 L/100 km[3]。根據(jù)多家研究機構(gòu)預(yù)測，交通部門占我國石油消費總量的比例將從2017年約50%降至2050年的30%左右[4]，在“雙碳目標(biāo)”引導(dǎo)下，預(yù)計交通部門石油消費將在2025-2028年達(dá)到峰值[5]。某石化加油氣站主要以傳統(tǒng)汽柴油和天然氣補給服務(wù)為主，受汽車電動化影響最為嚴(yán)重，亟待能源轉(zhuǎn)型。詳見圖2。

2 充換電補能優(yōu)劣勢比較及應(yīng)用場景分析

2.1 充電補能模式優(yōu)劣勢

圖2 國內(nèi)乘用車平均油耗變化趨勢（L/100 km）

電動汽車的快速推廣以及國家政策大力扶持極大調(diào)動了充電基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的發(fā)展熱情，形成了私用電動車以停車位慢充為主、公共充電站快充為輔的格局。居民小區(qū)、辦公樓停車位慢充，具有不占用土地、充電方便、成本低廉的優(yōu)點，是私人電動車充電主要方式。對于出租車、網(wǎng)約車、城市物流車等營運車輛，公共快充網(wǎng)絡(luò)能有效縮短補能時間，拓寬出行半徑，提高運行效率，成為公共電動車充電的首選。

充電樁運營商盈利能力較弱、嚴(yán)重依賴補貼已成為行業(yè)普遍共識。近年來隨著新能源汽車補貼退坡并逐步取消，對充電樁運營提出更高要求。以重慶市為例，2021年充電樁建設(shè)補貼退坡，充電補貼范圍縮小為新能源公交車使用單位和在高速服務(wù)區(qū)充電的新能源汽車使用單位或個人。重慶市充電樁以國家電網(wǎng)、特來電和星星充電三家企業(yè)運營能力較為突出，除國家電網(wǎng)擁有電價及電力增容優(yōu)勢，其它充電運營商的主營收入為充電服務(wù)費和停車費，服務(wù)費一般在0.2～0.4元/kWh，成本主要為人工、折舊等固定成本和電費、停車場收入分成等變動成本，模式單一，單樁利用率普遍只有10%～ 15%左右，回收期多超過6年[6]。

2.2 換電模式優(yōu)劣勢分析

私家車應(yīng)用場景，換電模式經(jīng)濟性優(yōu)勢仍充滿不確定性。以蔚來ES6 為例，據(jù)百車智庫測算[7]，采用BaaS方式購車初始支出節(jié)約7萬元，在7年使用年限內(nèi)該方案經(jīng)濟性優(yōu)于全額購車方式，但隨著使用年限的增長電池租賃成本增加，經(jīng)濟性逐漸下降。目前車電分離與車電一體殘值如何認(rèn)定尚無明確說法，車輛換電價格普遍在0.25～0.35元/km，約合1.7～2.3元/kWh，高于公用充電1～1.2元/kWh、遠(yuǎn)高于私用樁充電0.5元/kWh的價格。隨著蔚來汽車保有量的快速攀升，車企將承擔(dān)巨大的換電服務(wù)成本，不排除后期收費可能，車電分離的經(jīng)濟性優(yōu)勢將進一步減弱。詳見圖3。

圖3 蔚來全額購車及車電分離模式下經(jīng)濟性分析

公用車場景，雙班制營運車輛更適合換電模式。對于營運性質(zhì)的出租車和網(wǎng)約車來說，補能效率極大影響司機收入水平。目前縮短充電時間的解決辦法包括快充、超充和換電三種，快充方式約 30 min 可充至80%，超充技術(shù)可在5 分鐘以內(nèi)充滿70%電量[8]，換電模式通常在0.5～7 min內(nèi)完成，超充和換電在補能效率上明顯優(yōu)于快充，但目前超充技術(shù)還未普及，此處僅以快充和換電作比較。以廈門出租車為例，出租車多為雙班制，日營運時間超過20小時，日均運營里程500公里。相比充電出租車，換電出租車雖然補能成本提高44%，但由于節(jié)約了補能時間，營運時長相應(yīng)增加，出租車日均行駛里程提高11%，司機每天營業(yè)利潤增長6.2%。但營運車輛司機的換電習(xí)慣還需要培養(yǎng)，如果按照加油和加氣換班的方式集中在換班前換電，會造成換電等候時間較長，而且替換的電池難以滿足集中換電需求。

與充電模式相比較，換電模式有四大優(yōu)勢：一是車電分離模式使得純電動汽車購置成本降至油車同等水平，并能為用戶提供像加油一樣便捷的補能服務(wù)；二是使用體驗環(huán)節(jié)，快速換電降低用戶里程憂慮，省卻充電等候；三是車輛和電池安全方面，換電模式規(guī)避了直流快充電池過熱風(fēng)險，電池由運營公司專業(yè)維護可延長使用壽命，減少安全事故；四是電池集中運營可利用峰谷電價的差別來降低充電成本。盡管換電模式存在建站成本高、電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、產(chǎn)權(quán)及安全事故責(zé)任難界定，以及相關(guān)管理規(guī)范不健全[9]等問題，但隨著技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，目前換電仍是有效促進公共領(lǐng)域新能源電動車推廣的較好模式。

2.3 充換電補能方式應(yīng)用場景分析

基于效率與成本考慮，未來充、換電模式將會有各自應(yīng)用場景和客戶基礎(chǔ)，換電模式將成為充電模式的重要補充。短期內(nèi)換電模式將首先在營運車輛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。營運車輛品牌相對集中，電池規(guī)格較為一致，且對運營效率要求很高，停車充電的機會成本較高，因此更適合補能時間短的換電模式。換電出租車在運營強度大的城市更能發(fā)揮優(yōu)勢，而換電重卡產(chǎn)品處于被市場檢驗過程中，初步具備推廣應(yīng)用條件，但產(chǎn)品還不成熟。換電模式在私人小汽車中的應(yīng)用也在持續(xù)增加，但市場仍有待培育，短期內(nèi)可能僅限于少數(shù)幾家車企的嘗試。詳見圖4。

圖4 充換電模式應(yīng)用場景

3 加油氣站開展換電業(yè)務(wù)兩種模式比較

3.1 自建模式測算

換電站主要投資為換電設(shè)備、儲備電池和高壓箱變，一次性投入400～1 200萬元不等，運營費用100 ～400 萬元/年不等。按照自建模式運作，服務(wù)費0.9 元/kWh，以奧動3.0 為例，換電頻次達(dá)到 130次/天，利用率31%，可以實現(xiàn)盈虧平衡[10]。加油氣站采用自建模式開展換電業(yè)務(wù)可充分利用現(xiàn)有土地，減少場地租金10～15萬元/年，加油氣站員工兼職管理和維護換電站，可縮減人工成本約20萬元/年， 合計減少運營投入30 ～35 萬元/年，盈利效果將優(yōu)于換電實施企業(yè)。不同品牌換電站運營盈利性比較詳見表1。

表1 不同品牌換電站運營盈利性比較

3.2 合作經(jīng)營模式測算

以重慶地區(qū)為例，目前有蔚來、奧動和吉利三家換電實施企業(yè)，與某石化加油氣站合作模式主要為“場地租賃”和“場地租賃＋服務(wù)費提成”兩種，因蔚來換電站主要服務(wù)蔚來私家車主，非營運模式采取“場地租賃”合作模式，奧動主要服務(wù)公共領(lǐng)域換電汽車，此處以奧動3.0“場地租賃＋服務(wù)費提成”合作模式進行測算，場地租金按照30元/m2/月計，服務(wù)費提成按照0.03 元/kWh 計，則加油站累計收益為7.1 ～12.2 萬元/年，當(dāng)換電頻次按照當(dāng)前普遍運行水平80 次/天計，年收益能達(dá)到7.1 萬元；當(dāng)換電頻次平均130 次/天時，剛好達(dá)到盈虧平衡，年收益為9.2 萬元；當(dāng)換電頻次平均200 次/天時，年收益為12.2萬元。具體測算詳見表2。

表2 奧動3.0“場地租賃+服務(wù)費提成” 模式效益效益測算

4 結(jié)論

該文分別就充、換電優(yōu)劣勢以及應(yīng)用場景進行分析，并對加油氣站通過自建和合作兩種模式開展換電業(yè)務(wù)進行經(jīng)濟效益測算，結(jié)合某石化加油氣站轉(zhuǎn)型發(fā)展需求，得出以下結(jié)論：

（1）低碳環(huán)保要求及新能源的快速發(fā)展倒逼能源轉(zhuǎn)型升級，作為傳統(tǒng)油氣供應(yīng)終端的加油加氣站轉(zhuǎn)型壓力巨大，積極參與充換電基礎(chǔ)設(shè)施運營服務(wù)是可持續(xù)發(fā)展必由之路。

（2）從經(jīng)濟效益和應(yīng)用場景來看，加油氣站布局換電站綜合經(jīng)濟效益優(yōu)于充電樁，且能與雙班制營運車輛達(dá)成良好的應(yīng)用場景匹配，是加油站開展充換電業(yè)務(wù)的主要方向之一。

（3）盡管通過自建模式發(fā)展換電站能集約土地，減少人工投入，但重資產(chǎn)包袱及關(guān)鍵技術(shù)的缺失給未來的發(fā)展帶來不確定性，通過聯(lián)合供電側(cè)和換電實施企業(yè)開展合作可以有效降低切入風(fēng)險。