換電站熱力分布圖選址及合作分成探索

將換電業(yè)務(wù)納入發(fā)展規(guī)劃，加快推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展。

隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，充電模式起步較早，目前雖有相對(duì)成熟的技術(shù)，但是，此類(lèi)補(bǔ)能方式存在充電耗時(shí)長(zhǎng)、電池續(xù)航衰減、重新更換電池成本較高等問(wèn)題，無(wú)法有效解決車(chē)主的“里程焦慮”和用車(chē)“痛點(diǎn)”?！皳Q電 + 電池租賃”的模式出現(xiàn)后能大幅降低補(bǔ)能時(shí)間，5分鐘左右基本可以完成換電，與加油所需時(shí)間相差無(wú)幾，較好地解決了車(chē)主“里程焦慮”的核心痛點(diǎn)。

路徑革新極大地加快了純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。2024年，云南省新能源車(chē)同比增長(zhǎng) 93.1% ，市場(chǎng)滲透率約 30.5% 。2025年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)計(jì)增長(zhǎng)20% 。電動(dòng)汽車(chē)具有巨大的發(fā)展空間和廣闊的市場(chǎng)。

丑當(dāng)前換電站建設(shè)存在兩大問(wèn)題

內(nèi)部問(wèn)題。傳統(tǒng)油氣銷(xiāo)售企業(yè)以經(jīng)營(yíng)成品油、天然氣為主，在轉(zhuǎn)型新能源業(yè)務(wù)過(guò)程中，缺乏專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才和運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)。加上換電業(yè)務(wù)發(fā)展時(shí)間較晚，相關(guān)的技術(shù)指導(dǎo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不完善，導(dǎo)致傳統(tǒng)油氣銷(xiāo)售企業(yè)獨(dú)立發(fā)展換電業(yè)務(wù)存在很多制約和短板。此外，換電站安全距離按丙類(lèi)倉(cāng)庫(kù)要求，須距汽油加油機(jī)10.5米、柴油加油機(jī)9米。城市中心的加能站因規(guī)劃及地價(jià)等因素，面積一般較小，在原有的加油基礎(chǔ)上拓展換電功能，安全距離上會(huì)受到限制。若選擇偏遠(yuǎn)面積較大的站點(diǎn)，雖然能滿(mǎn)足安全距離的要求，但距離城市中心較遠(yuǎn)，區(qū)域換電車(chē)輛保有量低，無(wú)形中增加了車(chē)主的隱性成本，

且投資難以收回。

外部問(wèn)題。采用\"電池租賃 + 免費(fèi)換電\"的模式，用戶(hù)只需在購(gòu)車(chē)時(shí)支付換電車(chē)輛裸車(chē)價(jià)。電池采用租賃方式，每月支付月租費(fèi)，即可獲得定量免費(fèi)的換電次數(shù)。電池租賃合同需在購(gòu)車(chē)環(huán)節(jié)簽訂。用戶(hù)為了確保電池的適配性和安全性，都會(huì)選擇車(chē)企指定的換電商簽訂租賃合同。如果自建換電站，很難打破車(chē)企制定的“簽約規(guī)則”，難以獲得一手用戶(hù)，無(wú)法保證換電站的收益。

換電站選址的探索與實(shí)踐

電動(dòng)汽車(chē)換電的路上成本，包括用戶(hù)為了獲得電能補(bǔ)給所需額外行駛的距離、行駛時(shí)間和耗電量。在城市中，人口和車(chē)輛的分布具有一致性，在不考慮不同區(qū)域購(gòu)買(mǎi)力和對(duì)電動(dòng)汽車(chē)認(rèn)可度差異的情況下，設(shè)定認(rèn)為人口密度越大的區(qū)域電動(dòng)汽車(chē)的密度越大，則以該區(qū)域作為目的地和出發(fā)地的概率越大。電動(dòng)汽車(chē)需求的產(chǎn)生與其自身的剩余電量密切相關(guān)。只有車(chē)輛電量較低時(shí)，用戶(hù)才會(huì)考慮換電。為了簡(jiǎn)化分析，將出發(fā)地和產(chǎn)生需求地假設(shè)為同一地點(diǎn)，則從出發(fā)地到換電站所產(chǎn)生的行駛距離、行駛時(shí)間和耗電量即是本次換電的路上成本。

為了分析用戶(hù)的路上成本，可以利用一天內(nèi)各個(gè)時(shí)段的熱力分布圖尋找人口密集區(qū)域，并結(jié)合區(qū)位圖確定大致的選址范圍。細(xì)化選址范圍后，要到站點(diǎn)考察面積、安全距離、變壓器容量等實(shí)際情況。

之后，根據(jù)熱力分布圖各時(shí)段的變化情況，分析換電路徑。

由于換電是新業(yè)務(wù)，缺少歷史經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)參考。因此，結(jié)合預(yù)選站點(diǎn)的成品油銷(xiāo)量排名，預(yù)估換電站的經(jīng)營(yíng)效益，通過(guò)換電站選址流程（圖1）最終確定換電站的選址建設(shè)。

第一階段：以昆明市為例，換電站布點(diǎn)為空白，設(shè)定擬在主城區(qū)4個(gè)方位和呈貢新區(qū)各建設(shè)1座換電站。根據(jù)城市用戶(hù)出行高峰期集中在早8：00至晚20：00，將該區(qū)間段內(nèi)的12個(gè)小時(shí)劃分為6個(gè)時(shí)段，即每2個(gè)小時(shí)為1個(gè)時(shí)段，運(yùn)用1天之內(nèi)每2個(gè)小時(shí)的熱力圖，分析不同時(shí)段的人口密集區(qū)域變化，以此推測(cè)換電路徑、車(chē)輛出發(fā)地和目的地的動(dòng)態(tài)變化情況。

通過(guò)分析單個(gè)工作日早晚高峰期的熱力圖（圖2、圖3）可以看出，10：00—20：00，昆明市二環(huán)以?xún)?nèi)的人口密集度較高，人口流動(dòng)方向主要從早8點(diǎn)開(kāi)始逐步向二環(huán)內(nèi)聚集，直至晚8點(diǎn)后逐步向二環(huán)外分散。因此，換電站初步選擇在二環(huán)內(nèi)排查。但通過(guò)排查了解，二環(huán)內(nèi)站點(diǎn)面積較小，不滿(mǎn)足安全距離要求，退而在次密集度較高的區(qū)域?qū)ふ艺军c(diǎn)，將排查范圍擴(kuò)展到二環(huán)以外的主干道。同時(shí)，由于換電的電動(dòng)汽車(chē)價(jià)格在40萬(wàn)元左右，昆明南北市區(qū)消費(fèi)能力較強(qiáng)，據(jù)此主要在這2個(gè)區(qū)域排查站點(diǎn)。

第二階段：初步鎖定排查區(qū)域后，北市區(qū)北二環(huán)路和南市區(qū)廣福路分別屬于城市主干道路。這兩條道路上，公司分別有北二環(huán)北、廣福B加能站，場(chǎng)地面積較大，符合安全距離要求。廣福B站位于南市區(qū)主干道廣福路上，3公里范圍內(nèi)的住宅小區(qū)較為集中。并且，周邊有3個(gè)大型商圈，距離滇池景區(qū)5.8公里，周邊居民日常消費(fèi)、商圈消費(fèi)者和旅游度假者的消費(fèi)力及出行需求較高。廣福B站2024年的成品油銷(xiāo)售量排在昆明市主城區(qū)86座加能站第22位，說(shuō)明周邊私家車(chē)保有量較高。通過(guò)對(duì)該站8：00—20：00的熱力圖分析可以看出，

10：00早高峰時(shí)段的人群密集度較大，14：00也會(huì)有較大的密集度，18：00—20：00區(qū)間的密集度維持在較高水平。由此得出結(jié)論，廣福B站的換電業(yè)務(wù)潛力較大，可以增加換電業(yè)務(wù)。

北二環(huán)北站位于北市區(qū)城市主干道二環(huán)路上，周邊學(xué)校較多、住宅密集，附近有3個(gè)商圈，屬于由昆明市北區(qū)通向南區(qū)及西區(qū)的必經(jīng)之路。參考熱力圖可以看出，除了12：00密集度較小以外，8：00—20：00的時(shí)間段內(nèi)密集度較大，呈現(xiàn)多點(diǎn)密集區(qū)域，且分布范圍較廣。北二環(huán)北站2024年的成品油銷(xiāo)量排在昆明市主城區(qū)86座加能站第13位，說(shuō)明周邊的私家車(chē)保有量較高，換電潛力可觀，可以增加換電業(yè)務(wù)。

]合作分成模型的運(yùn)用

目前，公司與運(yùn)營(yíng)商采取“我方投資高壓端 + 對(duì)方投資低壓端”的合作方式，即公司投資高壓部分，合作方投資換電站低壓設(shè)備及電池，雙方以此獲得分成。換電站項(xiàng)目前期采用“盈虧平衡點(diǎn)分析”進(jìn)行收益測(cè)算，通過(guò)分析變動(dòng)成本、固定成本，以及運(yùn)用繪制圖表和數(shù)學(xué)公式的方法，明確盈虧平衡點(diǎn)。具體測(cè)算如下：

根據(jù)盈虧平衡點(diǎn)分析法：當(dāng)“利潤(rùn) Σ=Σ 成本”時(shí)，為經(jīng)營(yíng)臨界點(diǎn)。該模型主要用于預(yù)測(cè)分成比例，作為指導(dǎo)后期談判合作的依據(jù)。通過(guò)對(duì)換電站前期經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)的了解，得知用戶(hù)每月的電池租金可以視為換電站唯一的收入來(lái)源。因此，假定此項(xiàng)目的收益全部為每月用戶(hù)的電池租金。運(yùn)營(yíng)商規(guī)定用戶(hù)每月免費(fèi)換電次數(shù)為4至6次?，F(xiàn)有電池租賃模式分為75kW?h 電池，每月980元； 100kW?h 電池，每月1680元。此次研究假定廣福B站和北二環(huán)北換電站所有的出租電池規(guī)格為 75kW?h ，每月租金為980元。根據(jù)電池當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)格，并加上政府補(bǔ)貼后，每塊電池的購(gòu)置成本約為7萬(wàn)元。

項(xiàng)目成本組成為固定成本（高壓擴(kuò)容投資、低壓設(shè)備端投資、儲(chǔ)備電池成本、人工成本、場(chǎng)地租金）和可變成本（預(yù)計(jì)電費(fèi)成本、雙方度電分成）。公式推算為：度電分成金額 Σ=Σ 用電量*度電分成單價(jià)。根據(jù)“盈虧平衡點(diǎn)分析”法，利潤(rùn)一高壓擴(kuò)容投資一低壓設(shè)備端投資一儲(chǔ)備電池成本一人工成本一場(chǎng)地租金一預(yù)計(jì)電費(fèi)成本 Σ=Σ 用電量 * 度電分成單價(jià)。公司每座站點(diǎn)的最高度電分成比例為0.26元，由于站點(diǎn)后期的運(yùn)維費(fèi)用、宣傳費(fèi)用等其他費(fèi)用無(wú)法核算，因此，商定最終確定公司度電分成為0.19元，同時(shí)每個(gè)車(chē)位每個(gè)月750元的租金由合作方支付。

在缺少初始支撐數(shù)據(jù)的情況下，應(yīng)運(yùn)用加能站現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)判斷潛在市場(chǎng)，結(jié)合熱力圖變化，在滿(mǎn)足安全距離的情況下開(kāi)展換電站選址。同時(shí)，運(yùn)用盈虧平衡點(diǎn)分析法，測(cè)測(cè)分成臨界點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)合作共贏。2024年，廣福B站換電量達(dá)到119萬(wàn)度，換電車(chē)次為2.29萬(wàn)次，實(shí)現(xiàn)分成收益26萬(wàn)元；北二環(huán)北站2024年的換電量達(dá)到993萬(wàn)度，換電車(chē)次為2.1萬(wàn)次，實(shí)現(xiàn)分成收益21萬(wàn)元。