電動汽車充電方式和商業(yè)運營模式初探.docx

【doc】電動汽車充電方式和商業(yè)運營模式初探電動汽車充電方式和商業(yè)運營模式初探 2O11(1) 摘要:電動汽車產(chǎn)業(yè)化長期受到充電設(shè)施不足的制約,文章探討了充電設(shè)施建設(shè)過程中面臨充電方式選擇和充電網(wǎng) 絡(luò)商業(yè)化運營的問題.通過充電站,充電樁和換電站各自的運營屬性特征和優(yōu)勢缺陷比較,對不同時期充電設(shè)施 的選擇,空間分布,潛在的投資建設(shè)主體,運營主體及盈利模式提出了政策建議.特別討論了電池更換站的發(fā)展 前景和其對未來汽車和能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可能帶來的影響,強調(diào)了充電網(wǎng)絡(luò)運營者在未來電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈體系中的重 要地位. 關(guān)鍵詞:電動汽車:充電設(shè)施;充電樁;電池更換站;充電網(wǎng)絡(luò);商業(yè)運營 APreliminaryStudyonChargingInfrastructureDevelopmentandBusinessOperation Models Abstract:Theindustrializationofelectricvehicleshasbeenrestrictedbytheinsufficiencyofcharginginfrastructure foralongtime.Thispaperdiscussestheproblemsfacedintheprocessoftheconstructionofcharginginfrastructureas wellasthecommercialoperationofchargingnetworks.Bycomparingtheoperationcharacteristicsandadvantagesand shortcomingsofchargingstation,chargingpostandbatteryswapstation,thispaperbringsforwardpolicysuggestions ontheselectionofcharginginfrastructure,distribution,potentialinvestmentparts,operationbodiesandprofitmode. Inparticular,thispaperdiscussesthedevelopmentprospectsofbatteryswapstationaswellasitspotentialinfluenceon futurevehiclesandenergyindustrialstructure.Thispaperemphasizestheimportantroleplayedbychargingnetwork operatorsintheEVindustrialchaininthefuture. Keywords:Electricvehicle;Charginginfrastructure;Chargingposts;Batteryswapstations;Chargingnetwork; Businessoperation 目前,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正處在成長的關(guān)鍵時 期,一方面中國交通出行機動化率迅速提高,中國汽 車市場在過去幾年維持了年均20%以上的增長速度, 特別是在2009年汽車購置稅下調(diào)政策刺激下,中國 汽車產(chǎn)銷量同比增長40%,已經(jīng)成為世界最大汽車產(chǎn) 銷國.與此同時,中國約50%o的人均汽車保有量卻 僅為世界平均水平的一半,其蘊含的巨大潛在市場為 新能源汽車的發(fā)展提供了廣闊空間.另一方面,國家 對于新能源汽車技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化補貼的扶持政策已 漸成體系.在工業(yè)和信息化部的節(jié)能與新能源汽車 產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(編制中)和國家發(fā)改委的汽車產(chǎn) 業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃I】的政策框架下,出現(xiàn)了一批針 對新能源汽車特別是電動汽車的科研規(guī)劃,產(chǎn)業(yè)標準, 推廣示范和減稅補貼方面的扶持政策.在充電設(shè)施建 設(shè)方面,包括國家電網(wǎng),南方電網(wǎng),中石化和中海油 都已經(jīng)陸續(xù)推出了各自的充電站建設(shè)規(guī)劃.然而,新 能源汽車的發(fā)展長期受到電池技術(shù),電機和電子控制 技術(shù)和充電設(shè)施不足的制約,其中充電設(shè)施布局和商 業(yè)運營模式研究正在成為世界各國電動汽車產(chǎn)業(yè)化研 究的重要領(lǐng)域.英國倫敦交通局(TfL)計劃在2015年 之前,在大倫敦市針對工作地點,住宅區(qū)和大型公共 停車場布設(shè)25000個充電點,并鼓勵郵政和物流等 部門集中配置電動汽車充電裝置2】.在日本,在東京 電力(TEPCO)主導(dǎo)下的充電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃目標明 年在東京建成首批200個充電站3.此外,美國能源 部正在加州進行結(jié)合充電站合理運行時間,充電費率 和電池成本的研究,旨在尋找到適合當?shù)爻潆娬具\行 的電池種類,型號和充電站定價系統(tǒng)H】.不難發(fā)現(xiàn), . 19 2011年1月 探索一種合理的電動汽車充電方式和與之匹配的商業(yè) 運行模式是電動汽車走向真正市場化的關(guān)鍵環(huán)節(jié).相 較傳統(tǒng)的燃油汽車,電動汽車的能源補充在方式上更 具靈活性,但是充電設(shè)施建設(shè)及其商業(yè)運營仍然存在 4個基本問題一直懸而未決:誰來建設(shè)充電設(shè)施?建 設(shè)哪種充電設(shè)施?誰來負責經(jīng)營管理?采取何種商業(yè) 運營方式?文章將針對這4個問題進行逐一討論. 1電動汽車充電方式選擇 1.1充電樁 充電樁一般采用額定功率5kW以下的交流充電 模式.一輛電池容量為40kW?h的電動汽車的電池充 滿時間在8h以上.充電樁的硬件和占地成本低,充 電時對現(xiàn)有電網(wǎng)的沖擊較小,有利于延長電池的使用 壽命.但是充電樁緩慢的充電過程意味著它只適合面 向用戶的停車過程,更適合服務(wù)覆蓋范圍較小的分散 式布局.一般來說,充電樁空間布局的重點應(yīng)在有一 定規(guī)模的小區(qū)地下車庫,大型公共停車場和大型商業(yè) 中心停車場等擁有大批用戶集中停車的場合.未來電 動汽車充電應(yīng)主要由分布在住宅和工作區(qū)域的充電樁 完成.因其停車充電服務(wù)特性和較小服務(wù)半徑,充電 樁的建設(shè)應(yīng)注重參考本地用戶的出行特征并建立在一 定分布密度的基礎(chǔ)上. 1.2充電站 充電站在具備慢速充電能力的同時,又可提供 快速充電.電動汽車的快速充電需要專門的高功率 直流充電機,其額定功率可高達200kW以上,對一 般裝備40kW?h電池的電動汽車的充電時間大約在 10min.在電動汽車市場化初期,大型公共充電站可 以結(jié)合現(xiàn)有廣泛分布的加油站網(wǎng)絡(luò),迅速地開展充電 設(shè)施的初期建設(shè),以達到良好的公共示范效果.快速 充電雖然可以滿足消費者應(yīng)急充電的需要,但是對電 動汽車動力電池的壽命有很大的負面影響.此外,為 減少快速充電對電網(wǎng)的影響,充電站還需配備諧波處 理等設(shè)施,加之充電速度仍有限,充電站需要比傳統(tǒng) 加油站更大面積的工作和等候區(qū),這無疑會大大增加 城市充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本. 1.3換電站 由于快速充電站的上述缺陷,整體更換電池的換 電模式越來越被業(yè)界看好.換電模式利用專用的電 池更換設(shè)備,將電動汽車耗盡的電池組直接更換為充 電站內(nèi)已經(jīng)充滿的電池組.整個更換過程數(shù)分鐘內(nèi)完 成,而更換下的電池待電網(wǎng)負荷較低時進行統(tǒng)一充電. 換電模式在大大縮短了充電時問的同時也不同程度延 緩了電池壽命,緩解了電池維護,電池回收,電網(wǎng) 錯峰和用地成本等問題.然而推廣換電模式的前提是 車用動力電池充電技術(shù),電池規(guī)格,接口標準必須高 度統(tǒng)一【5】.此外,換電模式的實行意味著需要引入一 整套的電池租賃體系和電池物流網(wǎng)絡(luò).事實上,越來 越多的觀點認為在近期換電模式將會被整合到充電站 經(jīng)營體系內(nèi),從而出現(xiàn)一種慢充,快充及換電一體化 電動汽車充電站6】.換電模式的典型案例包括Batter Place公司和以色列和丹麥政府合作的換電站網(wǎng)絡(luò)項 目.除了油電差價的手段,其盈利更多建立在整合電 池的商業(yè)流通及運營,并為消費者提供一整套電池加 電力的綜合服務(wù)的基礎(chǔ)上7-8. 電動汽車3種充電方式的比較,如表1所示. 表1電動汽車3種充電方式比較 2商業(yè)運行模式 國內(nèi)充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)還處在建設(shè)初期,許多電動汽 車充電站服務(wù)都是不面向社會的非商業(yè)運營項目,比 如公交集團或者奧運會和世博會等大型活動充電站項 目.政府和企業(yè)在當前更多關(guān)注的是充電站,充電樁 一 20一 和換電站之間的充電模式選擇.但隨著充電市場的擴 大和社會資本的融入,確定一種合理的商業(yè)運行模式, 尋找充電設(shè)施投資主體,運營主體和盈利方式將逐漸 成為推進電動汽車商業(yè)化的主要課題.電動汽車商業(yè) 運營模式比較,如表2所示. 第1期 表2電動汽車商業(yè)運營模式比較 2.1投資主體 電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的建設(shè)以投資主體的不同 分為政府主導(dǎo),電力企業(yè)主導(dǎo),石油企業(yè)主導(dǎo)和社會 資本主導(dǎo)模式.政府主導(dǎo)是指政府作為投資主體引導(dǎo) 電力企業(yè)和設(shè)備供應(yīng)商參與建設(shè)和經(jīng)營充電站.政府 主導(dǎo)建設(shè)和運營模式的本質(zhì)是提供公共基礎(chǔ)設(shè)施為全 社會提供半公益性質(zhì)的低價電動汽車充電服務(wù),帶有 一 定非營利性的特點,比較適合電動汽車推廣初期的 充電配套設(shè)施建設(shè).而電力企業(yè)主導(dǎo)模式的優(yōu)勢在于 電力企業(yè)可以充分發(fā)揮其在上游電力能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和 電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)勢.電力企業(yè)主導(dǎo)下的電力資源 產(chǎn)銷一體化可以最大程度發(fā)掘電力資源較汽油的價格 優(yōu)勢.同時,電力企業(yè)在充電技術(shù)和充電標準上也更 具行業(yè)經(jīng)驗和話語權(quán).相比之下,石油企業(yè)的核心競 爭力是其所擁有的巨大加油站分布網(wǎng)絡(luò).特別是在城 市中心區(qū),石油企業(yè)的加油站網(wǎng)絡(luò)具有任何其他建設(shè) 和運營主體所不具備的資源優(yōu)勢.長期以來,加油站 在經(jīng)營過程中積累了豐富的營銷管理經(jīng)驗,其中相當 一 部分同樣可以被未來的充電站運營所借鑒.此外, 充電站同樣可以在包括汽車企業(yè)和電池企業(yè)在內(nèi)的社 會企業(yè)的主導(dǎo)下建設(shè)和運行.特別是在換電方式下, 充電(換電)站的有效運營離不開與電動汽車和電池 制造商在電池規(guī)格,充電標準及養(yǎng)護回收等領(lǐng)域的密 切合作.與政府主導(dǎo)不同,后3種模式建立在盈利的 基礎(chǔ)之上,更適合于一定市場規(guī)模下的充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè). 2.2經(jīng)營管理 充電站的經(jīng)營管理大體上可以借鑒現(xiàn)有加油站的 經(jīng)營管理模式,針對全資充電站,控股充電站和參股 充電站采取不同的經(jīng)營管理辦法.對于規(guī)模較大的全 資充電站,可以由電網(wǎng)公司或者石油企業(yè)對銷售,財 務(wù)和人力資源等進行自主經(jīng)營和管理,投資方因此可 以充分獲得充電站經(jīng)營利潤.此外,投資方也可將充 電站資產(chǎn)通過委托管理交由專業(yè)經(jīng)營部門負責并向其 支付管理費用,或直接將充電站承包給承租人并向其 收取承包費用.如果存在多個充電站投資方且彼此間 存在控股或參股關(guān)系,經(jīng)營權(quán)交由控股方或參股方, 另一出資方則按期得到固定收益.為了更好地吸引社 會資本進入充電站領(lǐng)域以促進充電行業(yè)快速健康發(fā) 展,對于部分新建充電站也可借鑒公共基礎(chǔ)設(shè)施常見 的BOT(BuildOperateTransfer,建設(shè)一運營一移交) 或特許經(jīng)營的方式,在支付一定授權(quán)費用后,由特許 經(jīng)營方出資建設(shè)并負責運營充電站,并在一定時期內(nèi) 獲得運營收益.以上各種經(jīng)營管理模式各具特點,所 適合的場合也各不相同.充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期,在城市 中心等潛在需求較大的地區(qū),全資或控股充電站能保 證充電站建設(shè)和服務(wù)標準的統(tǒng)一,便于初期充電站建 設(shè)的協(xié)調(diào)有序運行.在市場發(fā)展的中后期,引入更多 的社會資本而產(chǎn)生的行業(yè)競爭是充電行業(yè)良性發(fā)展的 基礎(chǔ),特別是需要滿足較大規(guī)模充電需求的情況下, 采用參股和特許經(jīng)營的方式能夠較好地解決資金和服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題. 2.3盈利模式 充電站的商業(yè)盈利模式本身就是新能源汽車產(chǎn)業(yè) 化研究的一個新興領(lǐng)域.雖然與傳統(tǒng)加油站服務(wù)有一 一 21. E喜汽車工2011年1月 定的相似之處,電動汽車多樣化的充電模式,電網(wǎng)的 高覆蓋率和電池本身的特殊性使得充電站設(shè)施的商業(yè) 盈利模式可以更加靈活和多樣.一般整車充電的充電 站和電樁的經(jīng)營特點與加油站類似,充電站主要通過 充電零售價和網(wǎng)上購買電價之間的價差和收取一定充 電服務(wù)費用獲取利潤.收費結(jié)算方式可以采用現(xiàn)金和 信用卡,也可以借鑒傳統(tǒng)加油站的加油卡和油票等方 式.在實際充電站經(jīng)營方式選擇過程中,應(yīng)該充分衡 量當?shù)爻潆娦枨筇卣?采取因時,因地制宜的盈利方 式. 此外,不同于充電站和電樁,換電站的出現(xiàn)更意 味著我們需要一種新的電池租賃及配套盈利模式.傳 統(tǒng)的加油站各自獨立經(jīng)營,而換電模式下的電池租賃 模式勢必需要一個彼此緊密聯(lián)結(jié)的充電網(wǎng)絡(luò)來支持. 消費者在換電站安裝站內(nèi)已充滿的備用電池,更換下 的電能耗盡的電池將通過換電站再次進入上層流通環(huán) 節(jié),由充電站網(wǎng)絡(luò)及充電運營商進行養(yǎng)護,管理和回 收.在此模式中,電動汽車不再像傳統(tǒng)燃油汽車進行 整車銷售,而是出現(xiàn)了電池與裸車分離經(jīng)營的情況. 作為電能的載體,動力電池將從汽車制造業(yè)中分離出 來,并隨電能捆綁銷售.因此運營商實際上同時扮演 了傳統(tǒng)汽車行業(yè)中加油站和汽車發(fā)動機制造商的雙重 角色.可以說,換電模式的發(fā)展將有可能徹底改變傳 統(tǒng)汽車企業(yè),能源企業(yè)和消費者的3方結(jié)構(gòu),并將其 演變成為汽車企業(yè),能源企業(yè),電池制造商,充電運 營商和消費者5方共同參與的新格局. 如圖1所示,在新的換電模式下,傳統(tǒng)汽車制造 商分化為電池制造商和裸車制造商.其中,裸車仍 舊通過傳統(tǒng)汽車經(jīng)銷商模式向下游消費者流通,而電 池產(chǎn)品將連同電力資源通過充電網(wǎng)絡(luò)進入市場流通環(huán) 節(jié),而充電網(wǎng)絡(luò)運營者在整個產(chǎn)業(yè)鏈條中的市場份額 將會明顯提升.就目前來看,潛在的充電網(wǎng)絡(luò)運營商 即國家電網(wǎng),南方電網(wǎng),傳統(tǒng)的中石油,中石化和中 海油等大型國有能源企業(yè),也同樣包括大型電池制造 商和傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)企業(yè). 由于換電模式提供了網(wǎng)絡(luò)化的服務(wù),其商業(yè)盈利 模式也將比傳統(tǒng)加油站運營更加靈活多樣.除了即充 即付形式,消費者還可以跳過電量計費和電池選購環(huán) 節(jié),直接與充電網(wǎng)絡(luò)簽訂以服務(wù)里程為單位的長期服 務(wù)合同和定制化服務(wù).除了能夠吸引更多消費者,拓 展業(yè)務(wù)種類,實行分級與分對象營銷,提高服務(wù)效率 和降低整體運營成本,量化里程服務(wù)還可以幫助充電 網(wǎng)絡(luò)建立完善的電力消費數(shù)據(jù)庫,并藉此進一步制定 22. 更合理的充電和服務(wù)收費標準,引導(dǎo)消費者的低碳充 電和出行行為. 燃油汽車電動汽車 I石油企業(yè)lI汽車制造商I一l,I石油石化加油站網(wǎng)絡(luò)Il汽車經(jīng)銷商IIJl消費者J消費者I 圖1能源和汽車產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu) 3結(jié)論 電動汽車的發(fā)展不僅僅意味著燃油發(fā)動機汽車向 電池汽車的過渡,更