本文基于新基建建设背景,对新能源电动汽车现状和未来发展前景进行分析,构建新能源电动汽车充电设施投资效益分析模型,计算投资利润、成本回收期等,并以专用充电站和公用充电站为算例,分析不同类型、不同场所充电站的投资效益经济性,为新能源电动汽车充电设施项目决策提供辅助参考。 Based on the background of new infrastructure construction, this paper analyzes the current situation and future development prospects of new energy electric vehicles, constructs a new energy electric vehicle charging facility investment benefit analysis model, calculates investment profits, cost recovery periods, etc., and uses dedicated charging stations and public charging stations as a calculation example to analyze the economics of investment benefits of charging stations of different types and locations, and provide an auxiliary reference for the decision-making of new energy electric vehicle charging facilities.
本文基于新基建建设背景,对新能源电动汽车现状和未来发展前景进行分析,构建新能源电动汽车充电设施投资效益分析模型,计算投资利润、成本回收期等,并以专用充电站和公用充电站为算例,分析不同类型、不同场所充电站的投资效益经济性,为新能源电动汽车充电设施项目决策提供辅助参考。
新基建,新能源汽车,充电设施,投资效益
Yong Zhang, Yanxia Yang
State Grid Xi’an Power Supply Company, Xi’an Shanxi
Received: Nov. 25th, 2020; accepted: Dec. 9th, 2020; published: Dec. 16th, 2020
Based on the background of new infrastructure construction, this paper analyzes the current situation and future development prospects of new energy electric vehicles, constructs a new energy electric vehicle charging facility investment benefit analysis model, calculates investment profits, cost recovery periods, etc., and uses dedicated charging stations and public charging stations as a calculation example to analyze the economics of investment benefits of charging stations of different types and locations, and provide an auxiliary reference for the decision-making of new energy electric vehicle charging facilities.
Keywords:New Infrastructure, New Energy Vehicles, Charging Facilities, Investment Benefits
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作为缓解能源危机、引领产业升级的新兴产业,新能源汽车备受重视。目前受限于购置成本高、续航里程短、充电设施不足等问题,尚未全面普及。十余年来,我国政府把发展新能源汽车作为调整能源结构、减少汽车尾气排放、推动汽车制造业转型升级的重要战略部署 [
在当前疫情全球大流行、世界经济危机、中美贸易摩擦的情况下,中共中央提出,加快新能源汽车充电桩、5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度 [
本文基于新基建建设背景,对新能源电动汽车现状调研和未来发展前景分析,将充电站分为专用充电站和公用充电站,构建电动汽车充电站投资效益分析模型,计算投资利润、成本回收期等,分析不同类型充电站的投资效益经济性,为新能源电动汽车充电设施项目决策提供辅助参考。
2019年我国新能源汽车销量达到120.6万辆,占车辆总体销量的4.7%。《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》(征求意见稿)指出,至2025年,我国新能源汽车销量占比应至少达到总销量的20%;到2030年,新能源汽车销量应至少占当年汽车总销量的40%。
截止2020年1月底,我国已建成公共充电设施约53.1万台,私人充电设施约71.2万台。根据远景年新能源汽车计划保有量安排,至2025年,我国新能源乘用车保有量应达约2300万辆;该年销量应达约450万辆。
按照目前建设车桩比计算,每3.5辆新能源汽车应配备1个充电设施,我国仍需新建约530万台充电设施。如若考虑行业发展,提升车桩比比率,则所需新建充电站规模更大。作为新基建七大领域之一的新能源汽车的基础设施,目前因充电设施配置不足导致新能源汽车充电难,是制约我国新能源汽车发展的重要短板。
受到新冠疫情及政策退坡的影响,新能源汽车行业举步维艰,销量连续数月下滑。《关于开展新能源汽车下乡活动的通知》,宣布2020年7月至12月开展新能源汽车下乡活动,以对我国新能源汽车行业发展和销量起到拉动作用。
一、二线城市新能源私家车受到老旧小区固定充电车位少、购车受限、新能源汽车续航里程短等因素的影响,居民选择新能源汽车的欲望不强烈。农村基本不存在这些问题。农村多为自建宅屋,自家停车、充电方便;农村电网与城市电网建设差距小,每户均可安装快/慢充;农村使用车辆单次行驶里程较短,“里程焦虑”问题不明显。
在当今移动互联网时代,“共享出行”改变了人们的出行方式,2019年中国网约车用户规模达到了3.39亿,以“共享出行”为契机,新能源汽车使用成本大大降低,“滴滴出行”现已拥有60万辆新能源汽车 [
本文基于新基建背景,在国内外相关理论研究成果 [
1、建设成本计算模块:
从充电站本体建设投资计算(含充电桩、线路、供电设施及土建配套四个部分)和接入系统建设投资计算(含供电线路、接入系统设备两个部分)两个方面分别计算建设成本。
2、投资效益计算模块:
从投入成本、电价、贷款利率、折旧、补贴、服务收费、电量增效等几个方面,综合计算不同场景下投资效益,计算结果包括成本回收期、盈利周期、收益率等。
其中,服务收费,依据国务院办公厅《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》要求,按照“充换电收费可采取收取不高于用油成本费用、电池租赁等多种形式”的原则,充电服务价格计算模型如下:
纯电动汽车充电服务价格(单价) (元/kW·h) = 同车型燃油汽车每公里平均油耗(L/km) × 上一季度燃油平均单价(元/L)/纯电动汽车每公里耗电量(kW·h/km) × 折扣率
参数设计包括充电设施参数设计和运营场景参数设计两个部分。其中:
充电设施参数设计,主要从X城市现状充电设备、充电设施建设实际情况出发,明确充电设备功率、充电设备配比、充电与供电设备等相关参数,作为成本计算的基础。
运营场景参数设计,主要针对设备利用效率、购售电价、服务费、银行贷款利率、税收率、折旧以及其他经济效益计算所需常规参数,设计不同场景下相关计算参数。
以X城市J公交站充电桩(站)建设项目为例。该项目安装400 kVA欧式箱变一台,80 kW双枪交流充电桩4台,为晚上驻车时充电所需,60 kW单枪直流充电桩1台,为备用应急所需。项目总投资为89.3万元。前期共投放8辆比亚迪K8车型,长10米,配置8辆,续航280公里,充电290度。为J区域及周边村庄路线提供运营服务,白天运行,晚上充电。投资效益分析过程如下:
1) 充电站建设成本
根据电动汽车充电站设施接入配套电网建设规模,估算投资为89.3万元,运维人员2人,年成本12万元/人,设备运维成本按投资的6.2%考虑,J充电站建设及运营成本如表1所示:
类型 | 交流快充桩 | 直流快充桩 | 交流慢充桩 | ||
---|---|---|---|---|---|
规模 | 80 kW双枪4台 | 60 kW单枪1台 | 无 | ||
项目总投资 | 89.3 | ||||
运维人工成本 | 24 | ||||
设备运维 | 5.54 | ||||
表1. J充电站建设及运营成本 单位:万元
2) 充电站投资效益
实例中为计算方便,服务价格不考虑各地电费峰、谷、平差异,直接取除电费之外的营业服务费,暂定为专用充电站0.65元/kW,公用充电站0.70元/kW,实际中可根据差异调整。
本实例中未考虑贷款情况。税前服务年收入、年利润、资本金利润率及成本回收期如表2所示。
类型 | 交流快充桩 | 直流快充桩 |
---|---|---|
规模 | 80 kW双枪4台 | 60 kW单枪1台 |
充电服务价格(除电费成本) | 0.65 | 应急备用 |
服务车辆(车次) | 8 | |
单日行驶公里数 | 210 | |
电动车电耗 | 1.05 | |
电动车年运行天数 | 365 | |
充电效率 | 80.0% | |
税前服务年收入(万元) | 35.71 | |
年利润(万元) | 6.18 | |
资本金利润率(%) | 6.92% | |
成本回收期(年) | 14.46 |
表2. J公交站投资效益分析结果表
调研J、K、L、M四个专用充电站服务车辆(周车次)、周充电电量、运维人数等数据,计算投资效益结果如表3所示。
由表3分析结果可以看出,不同公交车专用充电站成本回收期差异较大。主要影响因素有税前服务年收入、运维成本和项目总投资。
税前服务年收入主要取决于服务车辆(或车次),单次充电电量。对用公交专用站来说,服务车辆或车次,取决于该充电站运营的电动汽车车型、路线和配套充电桩功率。
名称 | J公交站 | K公交站 | L公交站 | M公交站 | |
---|---|---|---|---|---|
车型 | 比亚迪K8 | 比亚迪K8 | 比亚迪K8 | 比亚迪K8 | |
直流桩 | 数量(台) | 1 | 0 | 0 | 0 |
功率(kW) | 60 | / | / | / | |
交流桩 | 数量(台) | 4 | 4 | 15 | 160 |
功率(kW) | 80 | 80 | 80 | 80 | |
项目总投资(万元) | 89.3 | 75.75 | 225.9 | 1391.52 | |
运维人工成本(万元) | 24 | 24 | 84 | 168 | |
设备运维成本(万元) | 5.54 | 4.70 | 14.01 | 86.27 | |
服务车辆(车次) | 8 | 8 | 30 | 144 | |
税前服务年收入(万元) | 35.71 | 35.71 | 125.55 | 433.91 | |
年利润(万元) | 6.18 | 7.02 | 27.55 | 179.64 | |
资本金利润率 | 6.92% | 9.26% | 12.19% | 12.91% | |
成本回收期(年) | 14.46 | 10.80 | 8.20 | 7.75 |
表3. 公交车专用充电站投资效益分析结果表
运维成本主要包括运维人工成本和设备运维成本。在充电站服务车辆小于10辆的情况下,年运维人员成本较高,占比超过税前服务年收入66%,成本回收期在10~15年之间。在充电站服务车辆大于10辆的情况下,成本回收期在8年左右。
在投资金额相近情况下,投资效益主要取决于运营的充电桩数量。如J、K公交站仅相差1台直流充电桩,由于J公交站投资的1台直流充电桩,仅用于应急充电,不参与日常充电服务,导致二者成本回收期差异较大。
调研C、D、E、F四个公用充电站服务车辆(周车次)、周充电电量数据,应用软件计算投资效益结果如表4所示。
由表4分析结果可以看出,C、D、E、F四个公用充电站,在不考虑运维人工成本的条件下,其成本回收期差异仍然较大:有短期内即可回收成本的,也有利润微薄成本回收无望,以及严重亏损运营的。
公用充电站和公交专用充电站二者最大差异,公交专用充电站,充电车辆和充电次数相对稳定,基本是“一车一桩、一日一充”,且单次充电量较大,如L站充电量为129~178 kWh/次,M站充电量为154~206 kWh/次,且充电量最大值均出现在周日。
公用充电站,单次充电量较小,C、D、E、F四个公用站充电量为12.94~17.03 kWh/次。其中D、E公用站,均处于X城市市内,地理位置较好,充电频次较高,充电效益较好。C充电站处于郊区高速公路服务区,单次充电量最大,充电次数较小,效益微弱。F充电站由于8月底才投运,目前只开放了四个直流桩,另外四个直流桩四个交流桩暂未开放,且运营时间为6:00~18:00 (其它公用站为24小时营运)。
名称 | C公用站 | D公用站 | E公用站 | F公用站 | |
---|---|---|---|---|---|
直流桩 | 数量(台) | 3 | 5 | 7 | 8 |
功率(kW) | 60 | 60 | 60 | 60 | |
交流桩 | 数量(台) | 3 | 0 | 0 | 4 |
功率(kW) | 7 | / | / | 7 | |
项目总投资(万元) | 41.2444 | 76.2013 | 77.3262 | 108.1912 | |
运维人工成本(万元) | 0 | 0 | 0 | 0 | |
设备运维(万元) | 2.56 | 4.72 | 4.79 | 6.71 | |
服务车辆(周车次) | 51 | 231 | 289 | 78 | |
周充电电量(kWh) | 868.67 | 3705.02 | 3757.79 | 1009.84 | |
税前服务年收入(万元) | 3.16 | 13.49 | 13.68 | 3.68 | |
年利润(万元) | 0.60 | 8.76 | 8.88 | −3.03 | |
资本金利润率 | 1.47% | 11.50% | 11.49% | −2.80% | |
成本回收期(年) | >30 | 8.70 | 8.70 | / |
表4. 现状乘用车公用充电站投资效益分析结果表
在当前新基建背景下,随着新能源汽车市场渗透率的不断增加,给新能源汽车充电桩项目带来了新的投资契机。相应地,电网企业在投资新能源汽车充电桩项目时,更有必要对其投资效益风险进行评估。
本文在国内外相关理论研究成果基础上,通过调研归纳总结,构建了充电设施投资效益模型,并以专用充电站和公用充电站为算例,进行了不同场所充电设施的投资效益分析。分析评价结果,可以辅助市场风险评判,为新能源汽车充电设施项目投资决策提供参考。
张 勇,杨延霞. 新基建背景下新能源电动汽车充电设施投资效益分析Analysis of Investment Benefits of New Energy Electric Vehicle Charging Facilities under the Background of New Infrastructure[J]. 电气工程, 2020, 08(04): 143-149. https://doi.org/10.12677/JEE.2020.84016