高速公路工程機械“油改電”概算造價分析

唐素芳

（蜀道投資集團有限責任公司，四川 成都 610041）

0 引言

工程機械作為能源消耗大戶和碳排放大戶，不符合當前減污降碳的發展理念。隨著電動汽車技術的發展和市場規模的擴大，工程機械“油改電”已是必然，也是未來構建智能交通體系的重要單元。蜀道集團圍繞國家“雙碳”目標及積極踐行綠色交通基礎設施建設發展理念，提出將傳統的高碳排放柴油機車驅動方式改為零碳排放的純電動驅動方式，并率先在四川省內沿江、瀘永、成綿擴容等高速開啟了高速公路工程機械“油改電”試點。以四川某高速概算為例，分析高速公路“油改電”概算費用變化，總結高速公路“油改電”費用前后變化及概算造價編審要點。

1 “油改電”造價管理現狀

1.1 工程機械“油改電”現狀

工程機械“油改電”處于“技術研發”“汽車廠商”市場培育階段，國有企業與國內頂級和頭部“汽車廠商”積極研發，部分電動化工程機械已開展項目施工試點，市場培育度有待進一步加強。高速公路野外施工場景、施工條件困難，“油改電”機械設備市場不普及，工程機械及電池市價較高，一次性購買投入大，電池更換技術不成熟、費用高。絕大部分建設單位、施工單位處于“改與不改”的觀望之中。

1.2 “油改電”計價現狀

基于高速公路工程機械“油改電”處于試點階段，目前交通行業主管部門沒有相關補充定額或費用增減編制指南、要求，導致各設計、咨詢審查單位、行業審批造價人員在審批公路工程概預算的“油改電”計價、審價時，難以確定“油改電”是否會增加費用。針對公路工程概預算編審這一痛點，迫切需要分析總結相對合理的“油改電”計價方式和依據。

2 “油改電”前概算施工機械使用費

《公路工程機械臺班費用定額》（JTG/T3833—2018）是概預算中施工機械使用費的編制依據，定額中工程機械主要以燃油車為主，施工機械使用費包括不變費用（折舊費、檢修費、維護費、安拆輔助費）及可變費用（人工費、動力燃料費、車船稅）。某高海拔、山嶺重丘區高速公路項目長250km，建筑安裝工程費500 億元，初步設計概算按定額計價，未考慮“油改電”費用，使用同望造價軟件計算的總概算表查取施工機械施工使用費48 億元，其中不變費用37 億元，燃油費11 億元（汽油0.7 億元，柴油10.3 億元），汽柴油單價按當地2021年交通信息價8.61 元/kg、7.25 元/kg 計取，燃油費占施工機械使用費的23.44%，占建安費（500 億元）的2.2%。

3 “油改電”后施工機械使用費

采用該項目進行試點，擬對概算中“油改電”后施工機械使用費與“油改電”前概算施工機械使用費進行對比分析，分析對象為挖掘機、裝載機、推土機、自卸汽車、混凝土攪拌車、灑水車、牽引車（平板拖車）、吊車（簡稱8 類車），從全部按燃油車改為用純電動車分析研究造價變化。

3.1 改后不變費用

結合電動私家小汽車及項目試點初步數據，對燃油車與電動車的檢修費、維護費擬視為費用相當，僅分析對比燃油車與電動車的折舊費用。經調查，目前電動工程車新購費用是相同型號燃油車費用的2.2 倍（主要貴在電池費用），故8 類車改用電動車后的不變費用也為燃油車不變費用的2.2 倍。基于目前上市的電動車較少，取考慮批量生產后降價20%（折舊費取80%）計算，軟件查取8 類車燃油車對應不變費用為17.9 億元，即17.9×2.2×0.8=31.504（億元），增加不變費用31.504-17.9=13.604（億元）。

3.2 改后減少燃油費

可變費用視為人工費與車船稅費用相當，故僅對比分析動力燃料費。采用概算軟件直接按以材料預算價扣減8 類車中汽、柴油費用，經統計匯總未改工程機械燃油費用1.3 億元，8 類車扣減燃油費用9.7 億元，減少燃油費用9.7 億元，占燃油總額費用（11 億元）的88%。

3.3 改后增加電費

“油改電”后，能源費用主要是電費的增加，由于試點工程機車有限，施工場景、施工環境、工序銜接的不完善導致樣本數據有一定偏差。基于概算作為最高投資的控制限額，概算定額按社會平均水平考慮，在沒有臺班定額的情況下，不考慮施工場景及機械設備功能型號差異，故擬按能量守恒定律預估費用，即“減少燃油產生的熱量與擬增加電能相當的原理”計算總電量，即燃油熱值×密度×燃燒效率=kWh×電有效利用率。

取汽油熱值46MJ/kg(46×1000kJ/kg)，密度0.72g/cm3，汽油燃燒效率通常在30%～40%，綜合考慮高海拔、便道條件及電動車維修費稍低于燃油車但未計，故取低限30%，1J=1W×S(1kWh=1000W×3600s=3600kJ)，電有效利用率取90%，即1kg 汽油驅動能量相當于(46×1000×0.72×0.3/3600)/0.9=3.06 度電驅動能量。

同理取柴油熱值42.67MJ/kg(42.67×1000kJ/kg)，密度0.84g/cm3，柴油燃燒效率通常在30%～40%，取33%，1J=1W×S(1kWh=1000W×3600s=3600kJ)，電有效利用率取90%，即1kg 柴油驅動能量相當于(42.67×1000×0.84×0.33/3600)/0.90=3.7 度電驅動能量。

按汽、柴油與電的比值計算用電量及增加電費如表1所示。

表1 汽、柴油與電的比值計算用電量及增加電費明細

3.4 改后施工機械使用費合計

改前施工機械施工使用費48 億元，“油改電”后電動車不變費用為37-17.9+31.504=50.604 億元，增加13.604 億元，燃油費1.3 億元，減少燃油費9.7 億元，增加電費3.591 億元，合計增加48+13.604-9.7+3.591=55.495 億元，改后增加施工機械使用費4.89 億元。

4 配電設施

配電設施主要包括為電動工程機械充電及充電必需的輸電線路、充電樁、換電電池、充電站管護及換電設備等。

4.1 輸電線路

其一，設計單位編制送審概算按套取定額計算臨時輸電線300km，造價6000 萬元。

其二，根據調研，目前周邊公網變電站主變容量難以滿足全項目前期施工及后期營運用電，后期建設中建設單位擬按永臨結合考慮，設置35kV 變電站8座，35kV 線路150km，10kV 線路350km，10kV 變壓器240 臺，如表2所示約合造價28990 萬元，考慮按營運期（盈虧平衡20年）+建設期（4年）平均年限折舊，建設期折舊費用為（28990 萬元/24×4）4832 萬元（假定不計殘值）。

表2 建設單位擬投入施工及運營用電費用明細

其三，考慮電動工程機械充電，除充分利用當地電網電量外，按永臨結合考慮設置35kV 變電站9 座，35kV 線路250km，10kV 線路350km，10kV 變壓器240臺，約合造價38990 萬元，比未考慮“油改電”電網費用增加1 億元，考慮按營運期（盈虧平衡20年）+建設期（4年）平均年限折舊，建設期折舊費用為6498 萬元（不計殘值），“油改電”后輸電線路建設期成本與臨時輸電線路6000 萬元造價費用相當。

4.2 充電樁

充電樁采用快（慢）充同時安置，充電樁造價包括土建工程（充電樁安裝及標識系統）、充電樁配電系統（含電力電纜）、充電樁監控系統（配電保護監控系統、通信接口，安防系統、計費系統）等，經調查目前充電樁土建安裝及系統費用總造價15 萬元一個。采用充電樁充滿一輛工程機械1～3h，平均2h 左右，電動裝載機、挖掘機等工程機械時間一般約為6～8h，則一天需充電2～3 次，一個充電樁一天可為4～6 輛車充電，考慮高速公路野外施工占線長，施工便道差進出受限，主要集中白天施工及安全文明施工考慮，平均按4 輛車配一個充電樁。

所有車輛按《公路工程機械臺班費用定額》（JTG/T 3833—2018）年平均臺班考慮，臺班工作時間按8h 計算車輛數（四舍五入取整）。充電樁造價計算見表3。

建設期因房建設計深度及工期任務，充電樁只能考慮部分設置于待建的服務區、營運管理中心、養護工區，大部分主要集中建于施工作業人員駐地，待營運后就近移入以上地方及收費站出入口等地，故考慮折舊75%，折舊后造價3930 萬×0.75=2948 萬元，對于房建設計深度達到施工圖深度并提前考慮建管養一體化充電樁設計方案的項目，可以考慮按10年折舊，建設期折舊費為3930 萬/10×4=1572 萬元（除城鎮及城市交通外，高速公路難達到，不采用）。

4.3 換電設施設備

4.3.1 電池

電池考慮按3 輛車增配一個電池，送至施工現場換電使用。按目前市場價平均值計算50 萬元每個，電池使用壽命按3～5年計算，取平均4年，項目土建工期3年，綜合考慮殘值率，按3/4=75%折舊，由表3所示，折舊后電池造價17400 萬×0.75=13050 萬元。

表3 公路工程機械臺班充電樁造價明細

4.3.2 電池充電間及更換設施

電池充電間主要設置在充電站，距離30km 以上可以考慮合并充電樁設置，不另行計費。每30km 計入一輛叉車及電池運送平板拖車費用，叉車造價1500（元/臺班）×200（年平均臺班）×3（年）=90 萬，拖車造價2500（元/臺班）×160（年平均臺班）×3（年）=120 萬（不考慮起吊龍門架費用）。

4.4 充電站

全線初步計劃設置1 個大型充電站，充電站采用平面充電站，充電站造價包括土建工程（人員辦公、充電站安裝、標識系統）、配電系統（電網、變壓器、配電系統、電源、電力電纜）、充電機系統（直流充電樁、交流充電樁）、充電站監控系統（監控、配電保護、充電機監控、安防系統、計量計費系統），如圖1所示。充電站計劃占地1800m2，采用2 臺大型DC500V/400A，4 臺中型DC500V/200A，2 臺小型DC350/100A，4 臺交流充電機。經調研，造價（含管理用房、場平開挖、硬化）預計1500 萬元。考慮充電站設置在服務區，營運期也可以使用，折舊按10年計入建設費用中，即1500 萬/10×4=600 萬 元。

圖1 平面充電站系統構成圖

4.5 配電設施增加費用合計

經分析，為滿足電動工程機械充電負荷的輸電線路，如果考慮永臨結合后費用與燃油車未考慮永臨結合的臨時輸電線路費用相當，為節約概算投入，暫不另計。充電樁、充電站、換電電池及設備更換暫不考慮“建管養一體化”，其折舊費用增加較多，該項目增加配電設施費用為：充電樁+換電電池+充電站+換電=2948（折舊后）+（13050+90+120）（折舊后）+600（折舊后）=16808（萬元）。

隨著“油改電”先行試點后大面積試點推廣到今后全面推廣，電力電網可以按電力設計進行完善，電力配電設施部分造價可以在概算造價軟件中建立補充定額編制或用電力定額單獨編制后單列入高速公路項目。

5 “油改電”后概算建安投資對比

按以上分析，高速公路工程機械燃油車改為電動車后，以2021年底未上漲油價計算，要完成8 類工程機械“油改電”，增加造價9.1748 億元（不考慮按編辦計取費率后增加），每公里增加9.1748 億元/250=367萬元，明細見表4。

表4 以2021年油價計算“油改電”后概算建安投資對比明細

6 結論

第一，影響工程機械“油改電”的主要因素為：前期一次性購買設備費用高（不變費用高）。燃油工程機械與電動工程機械費用高的主要原因為：電池費用的增加。隨著科技進步，對工程機械電池進一步進行研發試點，從電池體積、續航能力等多方面加以改進，從而節省工程造價。

第二，充分謀劃沿線“能源網”“電網”。借用城鎮、已營運通車的服務區充電樁、充電站或“建管養一體化”超前設置充電樁、充電站，可以大大減少設施設備費用。城市交通可以全面推廣“油改電”。同時為減少電費，可以充分利用用電低谷時段充電。

第三，合理化保養工程電動機械，延長使用壽命周期，增加電動設備折舊使用年限，減少折舊費用，也可以達到減少造價的目的。

第四，為了優化公路工程概算“油改電”造價計算，可以簡化為只計取施工機械不變費用、改后減少燃油費用，改后增加電費，充電樁及換電電池費用，其余費用影響概算不大。

第五，預估柴油費達到11 元/L 時，“油改電”前后施工機械使用費不變（基于考慮電動車批量生產后降價20%）。

高速公路工程機械電動機車電池及充電等關鍵技術發展較快，充電站建設、換電起吊設備因占線長而建設難度較大，需要國家和交通行業主管部門統一建設和造價標準，根據試點和后續推廣進展情況，應盡早啟動電動工程機械補充臺班定額測定，補齊同類設備不同型號的準確電量消耗確定，同步啟動省級或部級“油改電”補充專項定額測定，為行業概預算編制提供指導依據。