時 昱 武鴻斌 王玉樂
(河南九域騰龍信息工程有限公司)
隨著我國發(fā)展的加快,能源短缺、空氣污染和環(huán)境破壞等問題日益嚴(yán)重。改善環(huán)境、清新空氣是當(dāng)今社會的共同呼聲[1]。2015年11月,中共中央制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃,提出了促進低碳交通、優(yōu)先考慮公共交通、實施新能源汽車推廣計劃和提高電動汽車生產(chǎn)水平的要求[2]。但是當(dāng)前在用戶使用電動汽車的過程中,充電難的問題始終存在,充電樁設(shè)備的不足已成為制約整個電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。
在中國,新能源汽車的個人充電樁充電功率相對較小,公共充電設(shè)備嚴(yán)重不足[3]。如果選擇汽車制造商等獨立單位作為運營中心,將不可避免地導(dǎo)致分離和孤立的局面,從而產(chǎn)生許多缺點,如:運營成本高和客戶來源分散。使用公共電動車輛充電站可以避免風(fēng)險和提高收益。政府和社會資本合作建設(shè)城市充電樁,將成為未來的主要途徑[4]。同時,鼓勵便利店、超市、采購中心和其他公共中心為用戶提供額外的充電樁設(shè)備,并促進清潔新能源電動汽車的發(fā)展,以實現(xiàn)利潤最大化。
此外充電站試點的引入也增加了廣告位、顯示屏等位置,這些位置也可以產(chǎn)生額外收入[5]。密集、方便、安全和全面的充電樁系統(tǒng)是解決城市擔(dān)憂和刺激消費者消費欲望的最有效方式。充電站收入的多元化無疑將吸引更多的市場資本投資。
電動汽車充電站是當(dāng)前城市公共交通組成的重要部分,主要是為了減少因為快速發(fā)展的城市化和城市擴張導(dǎo)致的道路擁堵和資源短缺問題。這決定了充電站建設(shè)的社會效益。因此多年來充電樁企業(yè)一直處于虧損狀態(tài)。
為了實現(xiàn)電動汽車充電站建設(shè)項目設(shè)計和施工階段的動態(tài)成本控制,進行了成本預(yù)測研究。所選項目的總建設(shè)成本包括許多因素,其中包括無法直接確定的未處理因素。因此,項目的成本因素指數(shù)應(yīng)選取影響工程成本的主要因素。
充電樁公司的虧損分為經(jīng)營性和政策性兩類。第一個原因是公司無法控制,例如由充電樁公司管理層的錯誤排班導(dǎo)致的,或者是由司機的錯誤行為給公司帶來的高昂成本和損失。第二個原因是充電樁公司的價格受政府管轄。這意味著如果收入不能完全彌補成本,則會產(chǎn)生損失。國家補貼是補償企業(yè)損失和維持社會福利的措施。國家對新能源電動汽車充電樁的補貼由新能源汽車的購置和使用以及新能源充電樁運營廠家的損失支撐。因此,在電動汽車充電樁運營成本的真實性和可靠性方面政府補貼尤為重要。電動汽車充電樁的排班決策也依賴于其經(jīng)營分析,其中成本分析是最重要的組成部分。關(guān)于運營成本的錯誤信息將會導(dǎo)致未來商業(yè)決策中的許多錯誤,這表明運營成本信息對于電動汽車充電樁的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
電動車輛充電樁的運營成本如下圖所示。
圖 成本支出構(gòu)成圖
成本支出各部分的具體內(nèi)容如下:
公司新能源充電樁的運營成本與新能源電動汽車充電樁正常運營直接相關(guān)的支出有關(guān),經(jīng)營運營成本主要包括:
(1)工作成本:支付給直接參與運營電動汽車充電樁員工的不同支出,如工資、保費、社會保障、福利和補貼。
(2)能源費:新能源城市電動汽車充電樁為保證正常運行而使用的能源費,如充電費。
(3)設(shè)備費:保險費、折舊費、維修費、車站設(shè)備折舊費(收藏庫存等)、新能源城市電動車入庫包月費等。
(4)與經(jīng)營過程直接相關(guān)的其他費用。
新能源充電樁管理費應(yīng)涵蓋公司相關(guān)職能單位為電動汽車充電樁的正常運營而產(chǎn)生的各種支出,特別是:
(1)工作費用:充電樁運營管理企業(yè)的工資、保險、福利和津貼。
(2)能效費用:場地費、水電費、通訊費、運營管理費。
(3)業(yè)務(wù)費用:差旅費、業(yè)務(wù)接待費、咨詢費、廣告費。
(4)押金及材料費:辦公設(shè)備及系統(tǒng)折舊費、無形資產(chǎn)折舊費、維修費、低值易耗費等辦公費用。
(5)稅收:土地使用稅、車船使用稅、印花稅及其他相關(guān)稅費。
(6)資產(chǎn)損失費:存貨價差、損耗、各種壞賬損失。
(7)工會基金。
(8)審計評估費:審計費、評估費等。
(9)與充電樁公司管理直接相關(guān)的其他支出。
以上各種因素都能影響電動汽車充電站建設(shè)項目成本,選取其中占比較大的份額,進一步進行成本上限計算,以便于更好的對充電站建設(shè)項目進行建設(shè)成本控制。
為了實現(xiàn)精確的成本控制,將影響成本的主要因素作為確定最高成本控制限度的依據(jù)。電動汽車充電站建設(shè)項目的成本控制模型主要包括p均值模型、p中心模型、最大成本上限模型和總成本上限模型。p均值模型和p中心模型分別關(guān)注需求點和訂單點,以降低移動成本。將最大成本收集作為一個模型進行優(yōu)化的概念可以在特定數(shù)量的安裝中最大限度地提高最大成本收集。具體的成本收集模型是在充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源的情況下,通過高效的成本收集計劃點來實現(xiàn)的??紤]集合的充電樁部署原則以實現(xiàn)最大成本和高效使用,所建立的最大成本模型適用于充電樁的最佳部署。配置的上限模型是適用于離散情況下的充電樁最優(yōu)地址的方法模型。其核心是保證代價最小的前提下將某一集合用若干子集成本上限。傳統(tǒng)成本確定的最高閾值模型可能具有相同子元素,因此模型的計算結(jié)果會導(dǎo)致無法獲得統(tǒng)一的最優(yōu)解。本文將在現(xiàn)有模型受約束的基礎(chǔ)上對其進行改進,并提出具體的成本上限計算公式。如果使用M和N作為一組候選布局點和充電樁需求點,則應(yīng)指示是否應(yīng)在該點設(shè)置充電樁。
式中,rij為充電樁與充電請求點之間的距離;R為充電樁控制裝置與充電需求點之間的間距;yij為本段成本的最高值。
點Ni的成本系數(shù),應(yīng)通過Eik和λk在充電樁的成本上限上分別反映,必要的點數(shù)Ci的費用因子為:
在使用成本系數(shù)優(yōu)化布局之前,應(yīng)首先確定相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重。鑒于成本指標(biāo)主要是定量的,采用熵權(quán)法確定權(quán)重。Entropia最初來源于熱力學(xué)。1948年,C.E.Shannon將其引入信息論,并建立了熵權(quán)方法的計算模型。其性質(zhì)是基于數(shù)據(jù)的不確定性授予權(quán)利,指標(biāo)中信息的內(nèi)容越多,權(quán)重就越大。熵權(quán)法屬于客觀稱重法,與其他稱重方法相比,熵權(quán)法可以用于計算成本上限,提高成本上限計算的準(zhǔn)確性,優(yōu)化成本配置和識別上限指標(biāo)。使用熵加權(quán)方法對特定階段的成本上限計算模型的原始數(shù)據(jù)進行歸一化。在具體的分析過程中,Eeia使用被定義為候選配置點的解決方案元素,而指標(biāo)元素是充電樁建設(shè)的成本指標(biāo)。鑒于指標(biāo)體系的價值不同,在規(guī)模上也存在顯著差異。為了防止不同層面的不相稱性質(zhì),需要進行歸一化處理原始成本上限計算矩陣,得到公式(4):
式中,i為費用熵值;m為影響成本的主要因素特征比重值;j表示標(biāo)準(zhǔn)比重;n表示樣本數(shù)n。
在成本控制的基礎(chǔ)上配置的成本上限的目標(biāo)函數(shù)計算公式如下:
在作業(yè)成本法的基礎(chǔ)上,與支出因素造價上限相結(jié)合,由清單中包含的具體子項確定上限,然后計算每個項目的具體數(shù)量,最后確定每個項目的總單價。充電樁對布局點的成本上限能力可作為表征利用率的有效指標(biāo)。每個配置點的利用需求應(yīng)為1,滿載率應(yīng)為6,每個充電樁在費用上限內(nèi)的成本上限為D。如果Z是充電樁成本上限的一組成本集合,則充電樁的造價支出主要因素上限應(yīng)為Di:
式中,Qz為各充電樁的利用率平均值,前后的平均利用率分別為0.23和0.83,表明該充電樁的性價比顯著提高。可以在收費范圍內(nèi)實現(xiàn)對充電樁上限的有效設(shè)置,避免費用范圍成本上限的重疊和不足現(xiàn)象。結(jié)合作業(yè)成本法,可以有效控制項目的成本,利用以下充電站建設(shè)項目的成本控制模型便可實現(xiàn)對充電站建設(shè)項目的成本控制。
式中,e′ij表示現(xiàn)有充電樁的費用因子之和。優(yōu)化后充電站的成本顯著減少,并且位置處于低成本因素位置,使計算求解的最優(yōu)布局點費用因子降低,充電站成本費用相比得到大幅降低。
為了驗證本文設(shè)計的成本控制方法具有較強的成本管控性能,使用三種控制造價的方法,對上述方法進行對比實驗。
河南省某重卡充電站建設(shè)項目旨在建立一系列針對重型卡車的充電設(shè)施,以滿足電動貨車市場的需求,解決重型卡車充電困境,推動電動貨車普及,并最大程度地減少對傳統(tǒng)燃油的依賴,降低環(huán)境污染。充電站的服務(wù)半徑相對最大極限值為3km,故而選取3km半徑作為實驗范圍。2022年度電動重卡充電站建設(shè)項目的預(yù)期成本見表1。
表1 電動汽車充電樁建設(shè)項目預(yù)期成本
選擇相關(guān)信息,得到相應(yīng)數(shù)據(jù),用于后續(xù)進行成本分析。
通過表2可以得知,本文方法在充電站建設(shè)項目的成本控制方面效果最好,相比于傳統(tǒng)方法A和傳統(tǒng)方法B分別降低了44.1萬元和71.8萬元,且控制后的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期成本。對比結(jié)果表明,本文方法的成本控制性能優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
表2 三種方法金額對比
完善充電換電基礎(chǔ)設(shè)施是電動汽車走進千家萬戶的基本前提,只有控制充電站建設(shè)成本,制定發(fā)展計劃,才能提高各類公眾投資者的積極性,加快新能源汽車充電樁建設(shè)的步伐。