胡 龍 王志會(huì) 譚杰仁

(1.廣州供電局有限公司 2.中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司 )

0 引言

機(jī)動(dòng)車尾氣排放造成的霧霾、光化學(xué)煙霧污染等一系列環(huán)境問題近年來愈發(fā)受到人們的關(guān)注[1][2]，對(duì)各地PM2.5源解析數(shù)據(jù)表明，機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)霧霾形成的貢獻(xiàn)率占15-30%之間[3]，是大氣污染的重要組成部分。電動(dòng)汽車替代燃油車已成為一種針對(duì)該問題有效的解決方案，對(duì)于節(jié)能減排，防止大氣污染等問題具有重要的意義。

2015年11月，國家發(fā)改委印發(fā)了《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015—2020年)》，提出了到2020年，新增集中式充換電站超過1.2萬座，分散式充電樁超過480萬個(gè)，以滿足全國500萬輛電動(dòng)汽車充電需求。另外，李克強(qiáng)總理在《2020年國務(wù)院政府工作報(bào)告》中將新能源汽車充電樁列為“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”的重要組成部分。隨著電動(dòng)汽車充電樁的大規(guī)模建設(shè)，對(duì)其運(yùn)營模式和經(jīng)濟(jì)性的討論也開始興起，這也正是本文要著重討論的內(nèi)容。

1 電動(dòng)汽車充電設(shè)施盈利模式分析

當(dāng)前電動(dòng)汽車充電設(shè)施的收益大致可以分為四個(gè)部分：電費(fèi)收入、充電服務(wù)費(fèi)收入、停車費(fèi)收入、其他收入。

1.1 電費(fèi)、充電服務(wù)費(fèi)及補(bǔ)貼收入

2014年國家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于電動(dòng)汽車用電價(jià)格政策有關(guān)問題的通知》，規(guī)定電動(dòng)汽車充電設(shè)施企業(yè)可以向用戶收取電費(fèi)和服務(wù)費(fèi)，這也是目前我國電動(dòng)汽車充電設(shè)施的主要收入來源。當(dāng)前我國電動(dòng)汽車的電費(fèi)和服務(wù)費(fèi)定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還處于政府管制階段，其中售電價(jià)普遍根據(jù)一般工商業(yè)電價(jià)執(zhí)行，而充電服務(wù)費(fèi)則執(zhí)行各地政府發(fā)布的指導(dǎo)價(jià)。根據(jù)《關(guān)于電動(dòng)汽車用電價(jià)格政策有關(guān)問題的通知》，充電服務(wù)費(fèi)的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)在2020年后將逐步放開。目前我國主要城市的充電服務(wù)費(fèi)指導(dǎo)價(jià)如下表所示：

表1 各城市充電服務(wù)費(fèi)最高限價(jià)

1.2 停車費(fèi)收入

目前除公交車充電站外，大部分的普通乘用車充電站均采取P&C(Park and Charge)模式，即在電費(fèi)以及服務(wù)費(fèi)的基礎(chǔ)上加收停車費(fèi)，征收標(biāo)準(zhǔn)不一，一般來說城市中心區(qū)的停車費(fèi)要比市中心外圍的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)要高。部分的P&R(Park and Ride，換乘停車場(chǎng))也引入了充電的服務(wù)[5]，這種模式一般是以停車為主充電為輔，設(shè)置的充電樁也多是交流慢充樁，但這類停車場(chǎng)一般位于市中心外圍，具有與公共交通樞紐接駁的功能，收費(fèi)也較為低廉，對(duì)緩解交通擁堵具有重要意義。

1.3 其他收入

隨著我國電動(dòng)汽車保有量的提升，電動(dòng)汽車充電市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，充電設(shè)施盈利模式將從傳統(tǒng)的“電費(fèi)+充電服務(wù)費(fèi)+停車費(fèi)”向更加多元化的方向轉(zhuǎn)變。從盈利模式來看，除了傳統(tǒng)的“電費(fèi)+充電服務(wù)費(fèi)+停車費(fèi)”，電動(dòng)汽車充電設(shè)施還可以向兩個(gè)方向拓寬盈利渠道。

一是增值服務(wù)收入。增值服務(wù)收入是以電動(dòng)汽車充電站為平臺(tái)開展一系列增值服務(wù)業(yè)務(wù)的收入，可以分為以下幾種類型[6]：

表2 電動(dòng)汽車充電站增值服務(wù)類型

雖然電動(dòng)汽車充電設(shè)施擁有潛在豐富增值服務(wù)模式，但以單個(gè)充電站為主體開展相關(guān)業(yè)務(wù)在一定程度上會(huì)無疑增大充電站的運(yùn)營成本且不利于形成規(guī)模效應(yīng)。一個(gè)可行的路徑是通過第三方平臺(tái)整合眾多的充電設(shè)施資源形成雙邊市場(chǎng)，以充電平臺(tái)的形式吸引充電用戶以及充電設(shè)施[11]，充分發(fā)揮充電平臺(tái)在交易中介、廣告媒體、支付結(jié)算方面的優(yōu)勢(shì)，降低以充電設(shè)施為主體開展增值服務(wù)的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施與平臺(tái)運(yùn)營商的互利合作。

二是電網(wǎng)互動(dòng)收入。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)以及V2G(Vehicle to Grid，車電互聯(lián))技術(shù)的成熟[7]，電動(dòng)汽車充電站可以整合站內(nèi)車載電池資源參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)。一般來說，大部分的汽車一天中90%的時(shí)間都處在停駛的狀態(tài)[8][9]，因此隨著電動(dòng)汽車保有量的提升，充電站可以作為重要的V2G平臺(tái)，通過為電網(wǎng)提供調(diào)頻、調(diào)峰或需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互動(dòng)收入[10]，并與電動(dòng)汽車用戶分成。

2 不同場(chǎng)景下電動(dòng)汽車充電經(jīng)濟(jì)分析

2.1 場(chǎng)景假設(shè)

目前電動(dòng)汽車充電站基本上可以分為兩類，一類是專為特種車輛提供服務(wù)的充電站，如電動(dòng)公交充電站；一類是為小型乘用車提供充電服務(wù)的充電站，其服務(wù)對(duì)象一般是電動(dòng)網(wǎng)約車、私人電動(dòng)汽車等。因此本文分為四種情景進(jìn)行討論：

小型公交車充電站：為電動(dòng)公交提供充電服務(wù)的小型充電站，充電樁規(guī)模為5臺(tái)100kW直流充電樁。

大型公交車充電站：為電動(dòng)公交提供充電服務(wù)的大型充電站，充電樁規(guī)模為20臺(tái)100kW直流充電樁。

小型乘用車充電站：為社會(huì)車輛提供充電服務(wù)的小型充電站，充電樁規(guī)模為5臺(tái)40kW直流充電樁，50臺(tái)7kW交流充電樁。

大型乘用車充電站：為社會(huì)車輛提供充電服務(wù)的大型充電站，充電樁規(guī)模為30臺(tái)40kW直流充電樁，30臺(tái)7kW交流充電樁。

2.2 建設(shè)規(guī)模及投資分析

考慮不同情景下充電機(jī)數(shù)量、工作效率、同時(shí)系數(shù)、對(duì)其他負(fù)荷的估算以及變壓器最佳負(fù)載率等因素，計(jì)算不同情景下的容量需求，確定建設(shè)規(guī)模如下表所示：

當(dāng)你要切東西或者鉆洞的時(shí)候，可能會(huì)用到楔子。它有時(shí)是圓圓的、尖尖的，像圖釘一樣；有時(shí)是長長的、薄薄的，像刀一樣。

表3 建設(shè)規(guī)模一覽表

直流充電樁俗稱“快充”，其搭載了直流充電機(jī)，可以為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池直接充電，而交流充電樁需要借助車載充電機(jī)來充電，因此兩類充電樁價(jià)格存在較大的差異。當(dāng)前(2020年初)不同電壓等級(jí)充電樁的價(jià)格如下表所示：

表4 當(dāng)前交直流充電樁價(jià)格水平

因此四個(gè)情景工程靜態(tài)投資如下表所示：

表5 不同情景工程靜態(tài)投資一覽表(萬元)

從上圖可見，四個(gè)情景中小型乘用車充電站交流充電樁容量比例最大，因此單位千瓦投資中充電設(shè)施的投資也最低，為915元/kW，但由于單樁功率較小，在同等規(guī)模容量情況下充電樁數(shù)較大，因此單位投資總建安費(fèi)用及安裝費(fèi)用比例也相對(duì)較高，因此從整體上看小型乘用車充電站的單位kW靜態(tài)投資較高，而直流充電容量比例較高的大型公交車充電站的單位kW靜態(tài)投資較較低。

此外，相同單位靜態(tài)投資與充電樁規(guī)模相關(guān)，當(dāng)充電樁規(guī)模越大，其單位靜態(tài)投資相對(duì)要更低一些。另外單位靜態(tài)投資受設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)設(shè)備及人工價(jià)格的影響，因此后文中將著重分析靜態(tài)投資變動(dòng)對(duì)投資效益的影響。

3.3 成本及效益分析

3.2.1收益分析

以廣州地區(qū)為例，大工業(yè)電價(jià)中的低谷電價(jià)為0.3647元/kWh，平段電價(jià)為0.6805元/kWh。一般來說，公交車主要以“夜間充電，白天補(bǔ)電”形式運(yùn)行，此外小型乘用車也主要在夜間充電，假設(shè)谷段以及平段充電量比例約為2∶1，故綜合售電價(jià)格為0.470元/kWh。考慮到廣州地區(qū)平均服務(wù)費(fèi)水平，初步按0.5元/kWh取定。另外，考慮小型乘用車充電站充電一般加收停車費(fèi)，停車費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)按前2小時(shí)免費(fèi)，多出的時(shí)間按5元/小時(shí)收取。

由于當(dāng)前階段電動(dòng)汽車充電設(shè)施普遍主要采用“電費(fèi)+服務(wù)費(fèi)+停車費(fèi)”的模式實(shí)現(xiàn)投資收益。目前電動(dòng)汽車充電設(shè)施增值服務(wù)盈利模式不清晰因而收入占比較小，電網(wǎng)互動(dòng)收入目前也缺乏清晰的收益計(jì)算的原則，因此本研究暫不考慮以上兩類收入。

根據(jù)電動(dòng)公交及小型乘用車日平均里程以及耗電指標(biāo)，設(shè)電動(dòng)公交一次充電量為200 kW.h，小型乘用車一次充電量為20 kW.h，初步假定每臺(tái)充電樁每日利用率為25%(一年按365天考慮)，即各情景年充電量如下表所示：

表6 不同情景下充電量

3.2.2成本分析

表7 各情景運(yùn)行維護(hù)費(fèi)一欄(萬元)

另外，由于充電樁購放電之間存在電量損耗(5%-10%之間，本文按5%取定)，因此電量損耗的金額也是充電站成本項(xiàng)之一。除此之外，還有折舊(按配網(wǎng)設(shè)施折舊年限為10年，充電系統(tǒng)折舊年限為5年考慮)、稅費(fèi)以及財(cái)務(wù)成本(按30%自有資金，長期借款率4.9%、短期借款利率4%考慮)等。以0.5元/kW.h服務(wù)費(fèi)為例，四個(gè)情景中整個(gè)運(yùn)營期內(nèi)平均度電成本構(gòu)成如圖2所示。

可見各項(xiàng)成本中折舊占比還是最高的，度電折舊費(fèi)為0.172元/kW.h，占度電成本的42%，其次到度電運(yùn)維費(fèi)0.114元/kW.h，占度電成本的28%。

3.2.3投資效益分析

通過財(cái)務(wù)測(cè)算，各情景中的財(cái)務(wù)效益指標(biāo)表：

表9 不同情景財(cái)務(wù)指標(biāo)

上表中“小型-乘用”以及“大型-乘用”表示未考慮停車費(fèi)時(shí)的收益情況，“小型-乘用-停車費(fèi)”以及“大型-乘用-停車費(fèi)”指考慮了停車費(fèi)的情況下的收益情況。此外對(duì)于未考慮停車費(fèi)的情況下，相同利用率的收益率水平與單位容量投資成負(fù)相關(guān)關(guān)系，即公交車充電站收益水平要優(yōu)于乘用車充電站，大型乘用車充電站收益水平要優(yōu)于小型乘用車充電站。

考慮了停車費(fèi)后，小型乘用車充電站收益率水平則優(yōu)于大型乘用車充電站，其原因在于小型乘用車充電站低功率的交流充電樁占比較大，這類充電樁需要較長時(shí)間才能將電動(dòng)汽車電池充滿，因此可以相應(yīng)地提高停車費(fèi)的收入，實(shí)現(xiàn)較好的投資收益。

3.2.4敏感性分析

敏感性分析是在基準(zhǔn)情境下，改變相關(guān)敏感性因素，考察不同敏感性因素變化對(duì)內(nèi)部收益率或者收益平衡點(diǎn)的影響程度。

本文以充電樁利用率水平、服務(wù)費(fèi)水平作為敏感性因素，分析其變動(dòng)對(duì)資本金內(nèi)部收益率的影響，其結(jié)果如圖3、圖4所示。并設(shè)定了內(nèi)部收益率目標(biāo)為8%，以利用率水平、投資變化水平為敏感性因素，分析其變動(dòng)對(duì)服務(wù)費(fèi)平衡點(diǎn)的影響，其結(jié)果如圖5、圖6所示。

圖3、圖4為反應(yīng)不同利用率水平下以及不同服務(wù)費(fèi)水平下各情景的資本金內(nèi)部收益率，可以看出收益率水平與充電樁利用率水平呈正相關(guān)關(guān)系。相同敏感性因素下，大型公交充電樁的收益率水平對(duì)利用率和服務(wù)費(fèi)的變化更為敏感，直線斜率分別為2.39和1.21。相同情境下，利用率水平的變化則較服務(wù)費(fèi)水平變化更為敏感性，以小型乘用充電站為例，資本金內(nèi)部收益率對(duì)利用率和服務(wù)費(fèi)的敏感性系數(shù)分別為6.91和5.44。因此充電樁運(yùn)營單位應(yīng)當(dāng)加大電動(dòng)汽車充電設(shè)施的營銷力度，可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^降低服務(wù)費(fèi)的形式參與市場(chǎng)競(jìng)爭，提升充電樁的利用率水平。

圖5、圖6表示不同利用率水平和投資變化下，以8%的資本金稅后內(nèi)部收益率反算的各情景下的服務(wù)費(fèi)平衡點(diǎn)?？梢婋S著利用率水平的上升和投資變化率下降，服務(wù)費(fèi)平衡點(diǎn)也會(huì)隨之下降。相同情景下，充電樁利用率的敏感性系數(shù)要普遍大于投資變化的敏感性系數(shù)，以小型公交充電站為例，充電樁利用率的敏感性系數(shù)絕對(duì)值為0.91，而投資變化率的敏感性系數(shù)絕對(duì)值僅為0.61.

5 結(jié)論

隨著我國電動(dòng)汽車保有量的提升，電動(dòng)汽車充電市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，充電設(shè)施盈利模式將向更加多元化的方向轉(zhuǎn)變。但除了提供充電服務(wù)以外，以單個(gè)充電設(shè)施為主體提供其他增值服務(wù)會(huì)增大充電站的運(yùn)營成本且不利于形成規(guī)模效應(yīng)，因此需要第三方整合整合眾多的充電設(shè)施資源形成雙邊市場(chǎng)，降低以充電設(shè)施為主體開展增值服務(wù)的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施與平臺(tái)運(yùn)營商的互利合作。

投資分析表明，大型充電站較小型充電站可以實(shí)現(xiàn)更低的單位投資投資，直流充電站較交流充電站可以實(shí)現(xiàn)更低的單位投資。對(duì)電動(dòng)汽車充電設(shè)施的成本分析表明，度電成本中折舊占比較高，其次是運(yùn)維成本，因此充電設(shè)施的投資水平對(duì)其經(jīng)濟(jì)性影響較大。

效益分析表明當(dāng)前投資水平和服務(wù)費(fèi)水平下，電動(dòng)汽車充電設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)較為良好的經(jīng)濟(jì)效益。在考慮到停車費(fèi)收入之后，同等充電服務(wù)費(fèi)水平下充電功率較低的交流充電樁可以實(shí)現(xiàn)更多的停車費(fèi)收入。 敏感性分析表明充電設(shè)施的利用率水平較服務(wù)費(fèi)水平敏感性程度更大，因此可以通過適當(dāng)?shù)慕祪r(jià)促銷活動(dòng)提高提升充電樁的利用率水平。