電動汽車充換電設施投資效益分析

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能減排和低碳環保優勢，推廣應用電動汽車對于減少石油對外依賴，保障國家能源安全，實現經濟社會可持續發展具有重要意義。電動汽車充換電設施是指為電動汽車動力電池提供電能補給的配套基礎設施和設備，是電動汽車的重要基礎支撐系統，也是電動汽車商業化、產業化過程中的重要環節。本文結合國內電動汽車充換電設施投資、建設及運營現狀，對不同類型充換電站設施投資效益進行分析探討。

1 國內外充電設施建設現狀

為了推動電動汽車產業的發展，世界各國均加快電動汽車充電設施的建設。

1）國外充電設施建設現狀

北美、歐洲、日本等發達國家憑借自身強大的汽車工業基礎，通過政府發起、資助或公用事業公司與相關技術廠商的合作等形式，率先開展了多種電動汽車充電設施的建設項目。

目前，美國市場上存在著hargePoint、CharJit等多家電動車充電網絡運營商，截止2014年，充電設施建設已超過了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 個城市區共建成2000 個充電樁，一些高速公路上也設立了充電設施。

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、高速公路服務區等公共區域設置快速充電設備。

2）國內充電設施建設現狀

自2009年國家四部委聯合出臺《關于開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》，啟動“十城千輛”節能與新能源汽車示范推廣應用工程以來，國內電動汽車充電設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”兩種建設模式。

2011年7月，由國家電網公司在青島薛家島投資建設的世界上第一座功能最全、規模最大、服務能力最強的充換儲放一體充換電站投入商業運行，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、合肥等地充電設施均投入商業化運營，取得了良好的經濟和社會效益。

按照國家《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》，2020年全國電動汽車保有量500萬輛，充換電設施需求規模為充換電站2.4 萬余座、充電樁432 萬臺，需投資約2450.6 億元。

2 充換電設施分類及投資估算

1）充換電設施分類

根據充換電設施服務對象和應用場景不同，將充換電設施分為換電站、充電站、公共交直流充電樁、高速公路充電站等五類。私人、公務電動汽車充電設施以使用者居住地、駐地停車位配建充電樁為主，城市公共充電設施為輔；出租車充電設施以專用充電站為主，公共充電設施為輔；公交、環衛、物流等專用車輛充電設施以專用充電站、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、充電系統、電池更換系統和監控系統組成。在公交場站、樞紐站等專用停車區域內建設，服務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備，至少有一臺非車載充電機，以及相關的供電設備、監控設備等組成。主要按照城市規劃，利用城市中現有場地和設施，服務公交車、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備。主要結合城市規劃，利用建筑物配建停車場、城市公共停車場等場所，服務私人、公務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區建設的充電設施，通過直流充電機為車輛提供電能。服務私人、公務、出租及專用等車型不確定的電動車。

2）設計方案及投資估算

依據以上充換電設施分類，各類充電設施設計方案如下：換電站按2 個換電工位設計，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；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 直流充電機設計；交、直流充電樁按單個分散充電樁設計；高速公路快速充電站按2 套120kW 直流充電機的設計。詳細投資估算見表1。

表1 單個典型充換電設施配置及投資估算表

3 經濟效益分析

依據國務院辦公廳《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》要求，充電設施經營企業可向電動汽車用戶收取電費和充電服務費。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，充換電設施投資效益分析如下：

1）服務車型

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

2）服務價格

依據國務院辦公廳《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》規定，2020年前，對電動汽車充電服務費實行政府指導價管理。參照江蘇省物價局《關于明確電動汽車充換電設施用電價格和服務價格的通知》（蘇價工［2014］69 號），充換電設施服務價格是指充換電設施建設運營單位向電動汽車用戶提供服務，所收取的服務費用。根據《省政府關于印發江蘇省新能源汽車推廣應用指導意見的通知》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”的原則確定其標準，有關單位不得再另行收取電費。鼓勵充換電設施建設運營單位對充換電服務價格給予優惠。

（1）對純電動汽車換電模式，換電服務價格按車輛行駛里程收取。純電動汽車換電服務價格（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，充電服務價格按充電電度收取。純電動汽車充電服務價格（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。）

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

表3 電動乘用車充電服務價格測算表

3）用電費用

根據國務院辦公廳《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》，電網經營企業直接報裝接電的經營性集中式充電設施用電，執行大工業用電價格；對居民家庭住宅、居民住宅小區等非經營性分散充電樁按其所在場所執行分類目錄電價；對黨政機關、企事業單位和社會公共停車場中設置的充電設施用電執行一般工商業及其他類用電價格。

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

4）建設投資

按不含配電投資取表1數據，換電站不考慮電池投資。

5）服務能力

（1）有固定服務車輛

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

充電站50 臺直流充電樁的充電站可服務150 輛電動出租車。

（2）無固定服務車輛

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12 車次/日，每天可服務電動乘用車48 車次。

6）電動汽車單日行駛公里數。

電動公交車平均行駛里程225km/日（根據薛家島公交換電站運營數據）；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。

電動公交車、乘用車年運行天數均按350 天。

8）電動汽車耗電量。

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

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

9）自有資金比例。

按政府充換電設施補貼后投資額的30%。

10）稅收政策。

增值稅率按17%，所得稅率按25%，營業稅金及附加按12%。

11）銀行貸款利率。

按政府補貼充換電設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施運維費率，按固定資產原值6.2%考慮。

13）折舊年限。

換電站、充電站設備部分及公共交、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）營業收入

只考慮充換電服務收費，其他充換電設施不考慮其他收入。

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

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

15）營業外收入

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《關于加快新能源汽車推廣應用的意見》（蘇政發〔2014〕51 號）的有關規定，及北京、上海現行政策，投資補貼按設施投資的30%。

16）需要在具體工作中進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用規模較大和配套基礎設施建設較好的城市或企業給予獎勵，獎勵資金用于充電設施建設等方面。2016—2020年新能源汽車推廣應用的財政支持政策還未發布，政府補貼政策還不完善。

依據國務院辦公廳《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》，地方政府要把充電設施及配套電網建設與改造納入城市建設規劃，因地制宜制定充電設施專項建設規劃，在用地等方面給予政策支持，對建設運營給予必要補貼。各地政府對充電設施補貼比例不一致，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 結論

根據經濟效益分析可知，各類充換電設施的效益測算見表4。

從表4可以看出，各類充換電設施中，充電站、公共交流充電樁盈利能力最好。各類充換電設施中，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。

有固定服務車輛對象的設施電動公交車換電站和充電站在現有邊界條件下，經濟效益是穩定的持續的。面向公共無固定服務車輛的分散充電樁，因為當前電動車數量不是很大，當前情況下可能充電設施利用率不高，經濟效益存在較大的變化因素。

表4 單個典型充換電設施效益測算統計表

依據國務院辦公廳《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》要求，城市公交車行業是新能源汽車推廣的優先領域，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。如果把傳統燃油公交的補貼轉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。

電動汽車充換電設施的投資、建設、運營和維護是一個系統的社會工程，充換電設施經濟效益是大規模推廣的基礎。在各個環節和相關細節都有著大量相關的問題需要進一步研究，需要在工程實踐中進行探索和總結校驗。

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

[2] 國務院辦公廳關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見[Z].國辦發,2014.