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电动汽车充电基础设施规划及运营模式研究
发布日期:2017/9/8   点击次数:944

随着石油资源的供需紧张以及汽车的废气排放日益增加等环境问题不断加重,发展新能源汽车成为世界各国的共识。以电动汽车为代表的新能源汽车已成为汽车工业发展趋势,并已开始在世界范围内得以推广应用。

电动汽车充电基础设施主要分为直流充电设施和交流充电设施。其中,直流充电设施包括交直流功率变换和直流输出控制2个部分,根据结构不同可分为一体式充电机和分体式充电机。交流充电设施包括单相交流充电设施和三相交流充电设施,根据结构不同可分为落地式充电桩和壁挂式充电桩。随着新能源汽车走进千家万户,充电基础设施的相对缺乏更加凸显。截至2015年底,南方5省区电动汽车总保有量为62772辆,到2020年,南方5省区全社会电动汽车保有量预计为80万辆,需建设集中式充电站2654座、分散式充电桩72万个。充电设施建设如此迅速,若规划不合理、运营模式不恰当,将导致充电设施使用率低、资源浪费、盈利水平低等问题。因此,研究充电基础设施的合理规划以及运营管理模式具有重要的意义。

1  充电基础设施的规划方法

结合国家相关部门与国内两大电网公司出台的关于电动汽车充电基础设施投资建设的相关导则,规划应当按照“需求分析,充换电站规划,投资估算”的步骤,即首先评估充电基础设施需求,然后构建充电站规划模型,分析实施路线,最后估算和平衡总体建设投资,总结归纳充电基础设施的规划方法。

(1)通过收集截至规划年的该地区全省电动汽车保有量、充电设施建设量等数据,根据国家和该地区省政府产业发展规划、发展目标和政策及电动汽车充电时间和充电次数的需求,对规划期内电动汽车的电力需求和充电设施需求进行预测工作。

(2)按照国家、行业和南方电网公司相关技术要求,形成典型的充电基础设施技术要求和配置原则,明确不同环境的充电设施的典型配置,为科学估算建设投资奠定基础。

(3)首先,优先在该地区的重点城市的公交、出租、大型商城、超市、文体场馆、工业园区等选取具有示范作用的公共场所配建电动汽车充电基础设施,引导市场消费,逐步扩大市场规模,起到引领示范的作用。其次,积极推动该地区电网公司系统内具备条件的单位,结合内部电动汽车配备计划及职工购买电动汽车需求,利用内部停车场资源,规划建设电动汽车专用停车位和充电基础设施。最后,在该地区电网公司原有的电动汽车运营管理系统平台的基础上,大力推进“互联网+充电基础设施”。积极与地方政府沟通汇报,争取由电网公司建设全省电动汽车充电设施智能监控服务平台。

(4)根据建设规划,制定电动汽车充电设施建设项目储备库和土地资源需求方案,估算项目投资,平衡投资建设期间充电基础设施建设逐年投资计划,并分析经济效益。

(5)提出规划结论,根据实施路径,提出有利于推动电动汽车发展和充电基础设施建设的相关政策建议。

2  充电基础设施的盈利分析

根据当前电动汽车相关技术的发展情况,若考虑征地、土建、标识等费用,每个直流充电桩的综合建设造价在10~40万元,每个交流充电桩的综合建设造价在1~4万元,每座充电站需要数百万元到数千万元的投资。然而,充电站目前的收益主要是充电服务费。我国尚有部分省份未出台充电服务费标准,若综合全国已经出台的充电服务费,则充电服务费大约在0.6~1.2元/千瓦时之间。

以贵州省和海南省关于“十三五”期间充电基础设施建设发展为例,分析按照“十三五”规划报告建设充电基础设施的盈利状况。

贵州省发改委颁布了黔发改能源[2016]1307号文件,即《贵州省电动汽车充电基础设施规划(2016-2020)》,文中分析称,到2020年,贵州省全社会电动汽车预计为9.2万辆,“十三五”期间需新增充电站估计为154座,充电桩估计为8.45万个,规划期间总投资共5.47亿元。若充电服务费参照北京、广州及佛山充电服务费,以公交车0.8元/千瓦时、非公交车1.0元/千瓦时的标准计取。按照平均每天每桩的充电时间8~12小时,利用电网建设项目经济评价软件计算,得出投资回收期约在13年左右。

海南省发改委颁布了琼发改交能源〔2016〕1697号,即《海南省电动汽车充电基础设施专项规划(2016-2020)》,文中分析称,到2020年,海南省全社会电动汽车预计为3万辆,充电设施建设总体需求充电站估计为24座,充电桩估计为2.8万个,规划总投资共2.85亿元。充电服务费同样以公交车0.8元/千瓦时、非公交车1.0元/千瓦时的标准计取,按照平均每天每桩的充电时间8~12小时,利用电网建设项目经济评价软件计算,得出投资回收期约在21年左右。

由以上2个案例分析得出,就目前充电基础设施发展情况而言,若仅仅依靠充电服务费收入,按照平均每天每桩的充电时间8~12小时,经济收益情况不理想。另外,在当前电动汽车尚不普及的情况下,仍然不能确保每桩每天可以达到8~12小时的充电时间,这也就造成了充电设施建设短期内难以盈利的局面。

3  充电基础设施的专业运营模式

发展电动汽车需要结合不同地域、不同领域以及运营主体自身的特点,进行推广措施的探索和运营模式的创新,这对电动汽车发展影响非常明显。结合当前各地区电网公司现存的充电基础设施运营模式,提出4种运营模式,分别为:该地区各供电局自主运营模式、供电子公司运营模式、专业运营公司模式、第三方机构运营模式。

3.1  运营模式现状

运营模式方面,许多城市都对新能源汽车尤其是电动汽车的运营模式进行了探索,如国网北京市电力公司联合了电动汽车制造商、车辆运营单位、充电桩厂商等单位开展电动汽车的租赁活动,通过打通电动汽车使用的整个环节,积极将电动汽车以及充电基础设施推向个人消费市场。海口市当前已建成出租车专用充换电站,该站由海口供电局投资建设运营,新月出租车集团公司负责电动出租车运营,海口市政府负责整合项目用地、设备供应链。通过合作的方式,促成电动汽车及充换电基础设施项目的持续运营。深圳供电局计划组建子公司负责充电基础设施运营工作,目前已成立筹备组负责运营公司组建事宜。广州供电局以主业自主运营的方式管理充换电基础设施。

3.2  各供电局自主运营模式分析

各供电局自主运营模式,即按照电网公司资产管理方式,采用属地化运维的方法,由各供电局根据所在地区自主运维各自区域内的充电基础设施。这种运营模式也是当前各地区电网公司采用最多的运营模式。但这种分散式的运维存在以下2个方面的问题。

(1)供电局需要组建、培训单独的运维队伍,占用人力资源。

(2)由于涉及收取电费和充电服务费,现有的营销体系(包括信息系统、收费体系、人员等)不能满足,客观上需要成立新的组织架构。特别是充电服务费的收取,由于省发改委将此定价权下放到了区县发改部门,且参与市场竞争需要服务费灵活定价,放在供电局这一需要严格按规则运行的体系里,将有一定的文化冲突。

3.3  供电子公司运营模式分析

供电子公司运营模式,即由供电子公司负责运营,子公司负责对外提供充电服务,向供电局交纳电费,按协议支付服务费。这种运营模式的优势在于电网公司负责建设的全省电动汽车充电基础设施运营监控与服务平台,在成熟以后都可交由子公司运营,同时,该子公司也可以发展电动汽车租赁等业务。但缺点也非常明显,一方面供电子公司的业务繁杂,不利于专业化管理;另一方面,在当前充电设施短期内难以盈利的情况下,供电子公司将会出现运营资金不足的状况。

3.4  专业运营公司运营模式分析

专业运营公司运营模式,即由该地电网公司单独组建电动汽车运营公司,全面负责充电基础设施运营、监控和服务平台运营、汽车租赁等方面业务。这种运营模式的优势在于拥有专业机构负责充电设施的运营,能够更好的协同利用全省充电设施,集中充电设施的规模,使充电业务更专业化,可利用充电设施去开拓应急响应、需求侧管理、售电等业务。目前,深圳供电局就是按这种模式实施,他们已经成立了筹备组负责组建公司。然而,该方式需要进行注资,成立相应机构,投资成本巨大。

3.5  第三方机构运营模式分析

第三方机构运营模式,即面向市场,委托到社会第三方专业机构负责运营。当前在全国存在众多的充电基础设施运营公司,其中部分公司在该领域具有较丰富的经验,比如富电科技拥有5年的电动汽车充电网络运营经验;特来电新能源公司主要从事新能源汽车充电网的建设、运营及互联网的增值服务等。但具有较丰富经验的第三方运营机构同时也是充电桩的生产商,对于设备选型的统一标准会带来一定的影响。同时,第三方机构作为电网外部单位,对电网公司总体战略规划的落实和执行会存在一定的偏差。

4  结束语

各地区电网公司对于充电基础设施的规划,一方面要衔接两大电网公司关于该地区电网负责建设的各类充电基础设施的数量,另一方面要结合该地电动汽车发展形势、各类电动汽车的保有量等实际因素,对充电基础设施的建设目标、投资计划完成率进行适当的调减。而对于充电基础设施的运营,则需要根据电网公司的财务经营状况,在保障该地电网公司自身的经营效益的前提下,采用合适的运营模式,实现投资效益最大化。

( 曾庆彬  陈卓锋  蚁泽曼)