夏 兵，柴曉華

（1．中國(guó)石化銷售股份有限公司重慶石油分公司，重慶 40010； 2．中國(guó)石化銷售股份有限公司，北京 100020）

2020年9月，習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上向國(guó)際社會(huì)做出了“中國(guó)2030年碳排放達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的承諾。在“雙碳目標(biāo)”指引下，我國(guó)交通能源轉(zhuǎn)型發(fā)展步入快車道，新能源汽車對(duì)傳統(tǒng)能源汽車替代成為大勢(shì)所趨。某石化作為我國(guó)最大的傳統(tǒng)石油石化公司之一，全國(guó)擁有超3 萬(wàn)座加油氣站，在新能源汽車推廣及相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何融合大勢(shì)做好能源轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)實(shí)現(xiàn)加油氣站可持續(xù)發(fā)展具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

1 新能源電動(dòng)車及傳統(tǒng)燃油汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1.1 純電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)入“政策+市場(chǎng)”雙輪驅(qū)動(dòng)新階段

自2009年“十城千輛”工程啟動(dòng)以來(lái)，中國(guó)已成為全球最大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)，在動(dòng)力電池技術(shù)方面領(lǐng)先世界水平。據(jù)公安部發(fā)布數(shù)據(jù)，截至2021年底全國(guó)汽車保有量3.02億輛，其中純電動(dòng)汽車保有量640 萬(wàn)輛，占汽車總量的2.1%，增量連續(xù)4 年超過(guò)100 萬(wàn)輛。隨著電動(dòng)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(gòu)政策的突破，純電動(dòng)汽車從依靠政策“單輪驅(qū)動(dòng)”全面轉(zhuǎn)向“政策＋市場(chǎng)”雙輪驅(qū)動(dòng)。中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)預(yù)測(cè)，到2035年中國(guó)純電動(dòng)汽車保有量保守情景有望達(dá)到1.3億輛，激進(jìn)情景達(dá)到1.7億輛，其中純電動(dòng)私家車激進(jìn)情景下有望達(dá)到約1.5億輛，插電式混合動(dòng)力車保有量有望達(dá)到3 000萬(wàn)輛。具體詳見(jiàn)圖1。

圖1 近五年新能源汽車及純電動(dòng)汽車保有量情況

1.2 充換電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)高度集中

根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟發(fā)布數(shù)據(jù)，截止2021 年底全國(guó)充電站保有量74.7 萬(wàn)座，充電樁保有量261.7萬(wàn)臺(tái)，廣東、上海、北京保有量前三，其中公用充電樁保有量114.7 萬(wàn)臺(tái)，私人隨車配裝充電設(shè)施為147 萬(wàn)臺(tái)。公用充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商集中度高，截止2021年底全國(guó)充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)所運(yùn)營(yíng)充電樁數(shù)量超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)的共有13家，以星星充電、特來(lái)電、國(guó)家電網(wǎng)為主要代表，13家主要運(yùn)營(yíng)商占總量的92.9%，其余運(yùn)營(yíng)商僅占總量的7.1%[1]。布局汽車換電運(yùn)營(yíng)的企業(yè)有三類，一是奧動(dòng)、伯坦等第三方換電運(yùn)營(yíng)商；二是車企背景的換電運(yùn)營(yíng)商，如易易換電、Nio Power；三是充電運(yùn)營(yíng)商拓展換電業(yè)務(wù)，如國(guó)網(wǎng)電動(dòng)車、星星充電等。截止2021年底我國(guó)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(dòng)、蔚來(lái)和伯坦目前是換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)的主力軍。

1.3 傳統(tǒng)車用能源發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)預(yù)測(cè)，2025年中國(guó)成品油需求量在3.12億噸左右，“十四五”期間年均增長(zhǎng)僅0.91%；其中汽油需求在2024 年前后見(jiàn)頂，柴油需求繼續(xù)下滑，年均降幅2.18%左右[2]?！缎履茉雌嚠a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》同時(shí)指出，到2025年新能源新車銷售量要達(dá)到新車銷售總量的20%左右，2035年純電動(dòng)汽車將成為新銷售車輛主流?；诠?jié)能和新能源技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，到2035年傳統(tǒng)能源乘用車新車油耗達(dá)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(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，交通部門占我國(guó)石油消費(fèi)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(biāo)”引導(dǎo)下，預(yù)計(jì)交通部門石油消費(fèi)將在2025-2028年達(dá)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(bǔ)給服務(wù)為主，受汽車電動(dòng)化影響最為嚴(yán)重，亟待能源轉(zhuǎn)型。詳見(jiàn)圖2。

2 充換電補(bǔ)能優(yōu)劣勢(shì)比較及應(yīng)用場(chǎng)景分析

2.1 充電補(bǔ)能模式優(yōu)劣勢(shì)

圖2 國(guó)內(nèi)乘用車平均油耗變化趨勢(shì)（L/100 km）

電動(dòng)汽車的快速推廣以及國(guó)家政策大力扶持極大調(diào)動(dòng)了充電基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)的發(fā)展熱情，形成了私用電動(dòng)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(diǎn)，是私人電動(dòng)車充電主要方式。對(duì)于出租車、網(wǎng)約車、城市物流車等營(yíng)運(yùn)車輛，公共快充網(wǎng)絡(luò)能有效縮短補(bǔ)能時(shí)間，拓寬出行半徑，提高運(yùn)行效率，成為公共電動(dòng)車充電的首選。

充電樁運(yùn)營(yíng)商盈利能力較弱、嚴(yán)重依賴補(bǔ)貼已成為行業(yè)普遍共識(shí)。近年來(lái)隨著新能源汽車補(bǔ)貼退坡并逐步取消，對(duì)充電樁運(yùn)營(yíng)提出更高要求。以重慶市為例，2021年充電樁建設(shè)補(bǔ)貼退坡，充電補(bǔ)貼范圍縮小為新能源公交車使用單位和在高速服務(wù)區(qū)充電的新能源汽車使用單位或個(gè)人。重慶市充電樁以國(guó)家電網(wǎng)、特來(lái)電和星星充電三家企業(yè)運(yùn)營(yíng)能力較為突出，除國(guó)家電網(wǎng)擁有電價(jià)及電力增容優(yōu)勢(shì)，其它充電運(yùn)營(yíng)商的主營(yíng)收入為充電服務(wù)費(fèi)和停車費(fèi)，服務(wù)費(fèi)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(fèi)、停車場(chǎng)收入分成等變動(dòng)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(guò)6年[6]。

2.2 換電模式優(yōu)劣勢(shì)分析

私家車應(yīng)用場(chǎng)景，換電模式經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)仍充滿不確定性。以蔚來(lái)ES6 為例，據(jù)百車智庫(kù)測(cè)算[7]，采用BaaS方式購(gòu)車初始支出節(jié)約7萬(wàn)元，在7年使用年限內(nèi)該方案經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于全額購(gòu)車方式，但隨著使用年限的增長(zhǎng)電池租賃成本增加，經(jīng)濟(jì)性逐漸下降。目前車電分離與車電一體殘值如何認(rèn)定尚無(wú)明確說(shuō)法，車輛換電價(jià)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(yuǎn)高于私用樁充電0.5元/kWh的價(jià)格。隨著蔚來(lái)汽車保有量的快速攀升，車企將承擔(dān)巨大的換電服務(wù)成本，不排除后期收費(fèi)可能，車電分離的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步減弱。詳見(jiàn)圖3。

圖3 蔚來(lái)全額購(gòu)車及車電分離模式下經(jīng)濟(jì)性分析

公用車場(chǎng)景，雙班制營(yíng)運(yùn)車輛更適合換電模式。對(duì)于營(yíng)運(yùn)性質(zhì)的出租車和網(wǎng)約車來(lái)說(shuō)，補(bǔ)能效率極大影響司機(jī)收入水平。目前縮短充電時(shí)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(shù)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(bǔ)能效率上明顯優(yōu)于快充，但目前超充技術(shù)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(yíng)運(yùn)時(shí)間超過(guò)20小時(shí)，日均運(yùn)營(yíng)里程500公里。相比充電出租車，換電出租車雖然補(bǔ)能成本提高44%，但由于節(jié)約了補(bǔ)能時(shí)間，營(yíng)運(yùn)時(shí)長(zhǎng)相應(yīng)增加，出租車日均行駛里程提高11%，司機(jī)每天營(yíng)業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)6.2%。但營(yíng)運(yùn)車輛司機(jī)的換電習(xí)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(huì)造成換電等候時(shí)間較長(zhǎng)，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(shì)：一是車電分離模式使得純電動(dòng)汽車購(gòu)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(bǔ)能服務(wù)；二是使用體驗(yàn)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(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)，電池由運(yùn)營(yíng)公司專業(yè)維護(hù)可延長(zhǎng)使用壽命，減少安全事故；四是電池集中運(yùn)營(yíng)可利用峰谷電價(jià)的差別來(lái)降低充電成本。盡管換電模式存在建站成本高、電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、產(chǎn)權(quán)及安全事故責(zé)任難界定，以及相關(guān)管理規(guī)范不健全[9]等問(wèn)題，但隨著技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，目前換電仍是有效促進(jìn)公共領(lǐng)域新能源電動(dòng)車推廣的較好模式。

2.3 充換電補(bǔ)能方式應(yīng)用場(chǎng)景分析

基于效率與成本考慮，未來(lái)充、換電模式將會(huì)有各自應(yīng)用場(chǎng)景和客戶基礎(chǔ)，換電模式將成為充電模式的重要補(bǔ)充。短期內(nèi)換電模式將首先在營(yíng)運(yùn)車輛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。營(yíng)運(yùn)車輛品牌相對(duì)集中，電池規(guī)格較為一致，且對(duì)運(yùn)營(yíng)效率要求很高，停車充電的機(jī)會(huì)成本較高，因此更適合補(bǔ)能時(shí)間短的換電模式。換電出租車在運(yùn)營(yíng)強(qiáng)度大的城市更能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，而換電重卡產(chǎn)品處于被市場(chǎng)檢驗(yàn)過(guò)程中，初步具備推廣應(yīng)用條件，但產(chǎn)品還不成熟。換電模式在私人小汽車中的應(yīng)用也在持續(xù)增加，但市場(chǎng)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(jiàn)圖4。

圖4 充換電模式應(yīng)用場(chǎng)景

3 加油氣站開(kāi)展換電業(yè)務(wù)兩種模式比較

3.1 自建模式測(cè)算

換電站主要投資為換電設(shè)備、儲(chǔ)備電池和高壓箱變，一次性投入400～1 200萬(wàn)元不等，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用100 ～400 萬(wàn)元/年不等。按照自建模式運(yùn)作，服務(wù)費(fèi)0.9 元/kWh，以?shī)W動(dòng)3.0 為例，換電頻次達(dá)到 130次/天，利用率31%，可以實(shí)現(xiàn)盈虧平衡[10]。加油氣站采用自建模式開(kāi)展換電業(yè)務(wù)可充分利用現(xiàn)有土地，減少場(chǎng)地租金10～15萬(wàn)元/年，加油氣站員工兼職管理和維護(hù)換電站，可縮減人工成本約20萬(wàn)元/年， 合計(jì)減少運(yùn)營(yíng)投入30 ～35 萬(wàn)元/年，盈利效果將優(yōu)于換電實(shí)施企業(yè)。不同品牌換電站運(yùn)營(yíng)盈利性比較詳見(jiàn)表1。

表1 不同品牌換電站運(yùn)營(yíng)盈利性比較

3.2 合作經(jīng)營(yíng)模式測(cè)算

以重慶地區(qū)為例，目前有蔚來(lái)、奧動(dòng)和吉利三家換電實(shí)施企業(yè)，與某石化加油氣站合作模式主要為“場(chǎng)地租賃”和“場(chǎng)地租賃＋服務(wù)費(fèi)提成”兩種，因蔚來(lái)?yè)Q電站主要服務(wù)蔚來(lái)私家車主，非營(yíng)運(yùn)模式采取“場(chǎng)地租賃”合作模式，奧動(dòng)主要服務(wù)公共領(lǐng)域換電汽車，此處以?shī)W動(dòng)3.0“場(chǎng)地租賃＋服務(wù)費(fèi)提成”合作模式進(jìn)行測(cè)算，場(chǎng)地租金按照30元/m2/月計(jì)，服務(wù)費(fèi)提成按照0.03 元/kWh 計(jì)，則加油站累計(jì)收益為7.1 ～12.2 萬(wàn)元/年，當(dāng)換電頻次按照當(dāng)前普遍運(yùn)行水平80 次/天計(jì)，年收益能達(dá)到7.1 萬(wàn)元；當(dāng)換電頻次平均130 次/天時(shí)，剛好達(dá)到盈虧平衡，年收益為9.2 萬(wàn)元；當(dāng)換電頻次平均200 次/天時(shí)，年收益為12.2萬(wàn)元。具體測(cè)算詳見(jiàn)表2。

表2 奧動(dòng)3.0“場(chǎng)地租賃+服務(wù)費(fèi)提成” 模式效益效益測(cè)算

4 結(jié)論

該文分別就充、換電優(yōu)劣勢(shì)以及應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行分析，并對(duì)加油氣站通過(guò)自建和合作兩種模式開(kāi)展換電業(yè)務(wù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算，結(jié)合某石化加油氣站轉(zhuǎn)型發(fā)展需求，得出以下結(jié)論：

（1）低碳環(huán)保要求及新能源的快速發(fā)展倒逼能源轉(zhuǎn)型升級(jí)，作為傳統(tǒng)油氣供應(yīng)終端的加油加氣站轉(zhuǎn)型壓力巨大，積極參與充換電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)服務(wù)是可持續(xù)發(fā)展必由之路。

（2）從經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，加油氣站布局換電站綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于充電樁，且能與雙班制營(yíng)運(yùn)車輛達(dá)成良好的應(yīng)用場(chǎng)景匹配，是加油站開(kāi)展充換電業(yè)務(wù)的主要方向之一。

（3）盡管通過(guò)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(guān)鍵技術(shù)的缺失給未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)不確定性，通過(guò)聯(lián)合供電側(cè)和換電實(shí)施企業(yè)開(kāi)展合作可以有效降低切入風(fēng)險(xiǎn)。