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年碳排放達到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和”的承諾。在“雙碳目標”指引下，我國交通能源轉型發(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基礎設施建設中如何融合大勢做好能源轉型升級，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，在動力電池技術方面領先世界水平。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“單輪驅動”全面轉向“政策＋市場”雙輪驅動。中國電動汽車百人會預測，到2035年中國純電動汽車保有量保守情景有望達到1.3億輛，激進情景達到1.7億輛，其中純電動私家車激進情景下有望達到約1.5億輛，插電式混合動力車保有量有望達到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 充換電基礎設施運營高度集中

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施為147 萬臺。公用充電基礎設施運營商集中度高，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，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設施建設運營的主力軍。

1.3 傳統(tǒng)車用能源發(fā)展趨勢

根據(jù)預測，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。基于節(jié)能和新能源技術的持續(xù)進步，到2035年傳統(tǒng)能源乘用車新車油耗達到4 L/100 km，新能源乘用車油耗降至 2 L/100 km[3]。根據(jù)多家研究機構預測，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”引導下，預計交通部門石油消費將在2025-2028年達到峰值[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為主，受汽車電動化影響最為嚴重，亟待能源轉型。詳見圖2。

2 充換電補能優(yōu)劣勢比較及應用場景分析

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)動了充電基礎設施行業(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費和停車費，服務費一般在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，車企將承擔巨大的換電服務成本，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；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、電池標準不統(tǒng)一、產(chǎn)權及安全事故責任難界定，以及相關管理規(guī)范不健全[9]等問題，但隨著技術和標準的不斷完善，目前換電仍是有效促進公共領域新能源電動車推廣的較好模式。

2.3 充換電補能方式應用場景分析

基于效率與成本考慮，未來充、換電模式將會有各自應用場景和客戶基礎，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域實現(xiàn)大規(guī)模應用。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，初步具備推廣應用條件，但產(chǎn)品還不成熟。換電模式在私人小汽車中的應用也在持續(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 充換電模式應用場景

3 加油氣站開展換電業(yè)務兩種模式比較

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，服務費0.9 元/kWh，以奧動3.0 為例，換電頻次達到 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＋服務費提成”兩種，因蔚來換電站主要服務蔚來私家車主，非營運模式采取“場地租賃”合作模式，奧動主要服務公共領域換電汽車，此處以奧動3.0“場地租賃＋服務費提成”合作模式進行測算，場地租金按照30元/m2/月計，服務費提成按照0.03 元/kWh 計，則加油站累計收益為7.1 ～12.2 萬元/年，當換電頻次按照當前普遍運行水平80 次/天計，年收益能達到7.1 萬元；當換電頻次平均130 次/天時，剛好達到盈虧平衡，年收益為9.2 萬元；當換電頻次平均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+服務費提成” 模式效益效益測算

4 結論

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

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

（2）從經(jīng)濟效益和應用場景來看，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成良好的應用場景匹配，是加油站開展充換電業(yè)務的主要方向之一。

（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)包袱及關鍵技術的缺失給未來的發(fā)展帶來不確定性，通過聯(lián)合供電側和換電實施企業(yè)開展合作可以有效降低切入風險。