一、電動汽車充換電服務模式分析
二、影響我國電動汽車充換電服務發(fā)展的關鍵因素分析
電動汽車的發(fā)展受到多種因素,如技術因素、經濟因素、政策因素等的影響,但并不是所有的因素都會對充換電服務模式產生影響,如政府補貼、石油價格等。此外還有一些因素盡管對電動汽車充換電服務模式有一定影響,但又受制于其他因素,例如電池價格會影響客戶是選擇租賃還是購買電池,但如果電池價格降低但個人后期維護很麻煩,仍會有部分客戶選擇租賃電池。
因此埃森哲通過詳細的分析和歸納,得出了影響我國電動汽車充換電服務模式的四個關鍵因素:
·充換電技術發(fā)展
·充換電基礎設施建設方式
·充換電服務全生命周期成本
·充換電服務定價機制
1. 充換電技術發(fā)展
充換電技術發(fā)展包括兩個部分:充電技術發(fā)展和換電技術發(fā)展。
·充電技術的核心是無損快速充電技術,即如何在不損害電池使用壽命的前提下盡可能縮短充電時間,目前只能實現30分鐘內充滿80%的電,理想狀態(tài)是實現5分鐘內充滿80%的電,與燃油車加油速度相當。此外還包括無線充電等新型充電技術。
·換電技術的核心是快速安全的車載電池自動更換技術,目前Better Place與日產雷諾合作,可實現在59秒內更換電池。此外電池組標準化、適用于電池更
換的整車設計、電池安全防護等技術也很重要。
電動汽車充換電技術發(fā)展除了與技術本身有關外,電動汽車制造企業(yè)的態(tài)度也很重要。目前除日產-雷諾外,大部分國際一線車企都支持采用充電技術,在國內也只有一些非一線品牌的車企提供支持換電模式的電動汽車,品牌美譽度不足,在一定程度上影響了換電技術的發(fā)展及其未來應用。因此在分析充換電技術的發(fā)展時,必須將電動汽車制造企業(yè)的態(tài)度作為一個考慮因素。
基于《埃森哲關于私人交通電氣化的終端消費者調查》中對客戶充換電模式偏好的調查結果,埃森哲進行了充換電技術不同發(fā)展趨勢下對我國電動汽車充換電服務模式的影響分析(見表1)。根據這一分析可以看出,充電技術對電動汽車充換電服務模式的影響非常大,一旦未來充電技術發(fā)展達到理想狀態(tài),就基本決定了我國電動汽車將以充電模式為主。換電模式只在換電技術達到理想狀態(tài)而充電技術發(fā)展較差的情況下,才有可能成為主流。
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2. 充換電基礎設施建設方式
充換電基礎設施建設有兩種方式,一種是分布式,即在住宅、停車場、商業(yè)區(qū)等區(qū)域建設小功率充電樁;另一種是集中式,即類似現有加油站的充電站或換電站。
目前歐美國家的充換電基礎設施建設方式以分布式為主,這符合當前客戶的使用偏好,也符合當地配電網容量較大、固定車位較多的現狀。目前我國政府對電動汽車充換電基礎設施的建設方式并沒有給出明確的指導意見,主要由各建設企業(yè)自行決定,未來是否會出臺相關政策尚不明確,但不排除未來要求所有
新建中高檔住宅和商業(yè)樓宇都預留充電樁接口,或者在充換電站征地、稅收方面提供優(yōu)惠。但如果拋開政策因素,僅從經濟性角度來分析,由于我國配電網建設基礎較差、絕大部分客戶沒有固定車位,在電動汽車發(fā)展初期大部分購買者都具有較為富裕并有充電條件的前提下,發(fā)展分布式充電樁是可行的,但未來電動汽車大規(guī)模發(fā)展后,仍應以建設集中式充換電站為主,否則相應的配電網改造、增容費用將非常巨大,征地難度也非常高。
為了詳細說明充換電基礎設施的不同建設方式對電動汽車充換電服務模式的影響,埃森哲列舉了不同充電換基礎設施建設方式下,充換電服務模式各主要組成部分受到的影響(見表2):
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根據上述分析,埃森哲認為在政府沒有明確政策指引的前提下,我國未來電動汽車充換電基礎設施的建設方式將主要由市場因素決定,由于客觀條件的限制將以集中式為主,具體采用充電還是換電,由充換電技術的發(fā)展決定;但分布式充電樁也將長期存在,尤其是當客戶具備條件、要求自行安裝充電樁時,供電企業(yè)必須保證其可靠供電,而這將對配電網建設提出更高的要求。
3. 充換電服務全生命周期成本
對消費者來說,經濟性是他們是否選擇電動汽車的重要因素之一,也是其選擇何種充換電服務的重要因素。為了更好評估經濟性對電動汽車充換電服務模式的影響,埃森哲引入了”充換電服務全生命周期成本”的概念,并認為在市場化條件下,充換電服務商所有投入,如充換電網絡建設、充換電裝置運營成本,也都將由用戶承擔,并以某種方式體現在充換電服務費用中。
電動汽車充換電服務全生命周期成本包括基礎設施成本、電池成本、電費成本和充換電運營成本四大部分。
基礎設施成本
基礎設施成本是指建設充換電基礎設施(主要是充電站/樁、換電站)所需要花費的成本,但不包括配電網建設成本?;A設施成本與采用哪種充換電模式密切相關,為了分析不同充換電模式下的用戶要承擔的充換電基礎設施成本,埃森哲基于以下假設,對滿足10萬輛電動汽車充換電服務所需的基礎設施成本進行了分析(見表3):
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1)不考慮基礎設施的使用壽命和運行維護成本,不考慮征地成本;
2)不考慮地理分布對充換電裝置利用率的影響;
3)每兩天更換一次電池,換電速度與加油速度相同,換電站不具備充放電功能,所有更換下的電池都運送到集中充放電站進行統(tǒng)一充放電;
4)快充速度為加油速度的1/5;
5)慢充模式下每天充電二次。
從上述分析可以看出,在目前的假設條件下,不同充換電模式下基礎設施成本基本相同,換電模式略高。換電模式下額外購置電池的費用占總費用的2/3,當電池價格或換電頻率下降時,總成本將大幅下降,而換電頻率的下降主要依賴于電池比容量的提高和對客戶換電行為的引導;集中式充電模式下,相比降低每個充電站的建設成本,通過提高每個充電站的服務能力、減少充電站數量而降低成本更可行;而在分布式充電模式下,通過大批量采購降低每個充電樁的成本更易實現。
電池成本
電池成本是指用戶購買或者租賃電池的費用,不包括后期運行維護的費用。用戶選擇購買還是租賃電池,是與充換電業(yè)務模式緊密相關的:在換電服務模式下,由于用戶使用的電池不停的更換,用戶不愿購買電池,只會租賃電池使用;在充電模式下,用戶可以選擇購買電池,也可以始終租賃電池使用。
電池購買和電池租賃類似于一次性付款和分期付款,在不考慮電池壽命影響和電池租賃費用變化的前提下,租賃的總費用更高。由此可知,換電模式下客戶付出的電池成本較高。
電費成本
電費成本是用戶使用電動汽車所耗費的電能成本。一般來說電費成本直接取決于電能價格,但在靈活的定價機制下,服務商可以推出更多的服務套餐組合。
無論是充電還是換電服務,電費成本都取決于政策對充換電服務的定價機制。如果電價政策不變,充電與換電所使用的電價是相同的;如果電價政策變得靈活,充電與換電服務也都可以在夜間電價便宜的時候集中用電,電價仍然相同。因此可以認為,充電與換電服務都可以享受相同的電價機制,充電與換電的電費成本是基本相等的。
充換電運營成本
充換電運營成本包括充換電裝置的運營成本和電池的運行維護成本。
分布式充電樁使用頻率較低、充電功率小,日常維護工作量很小,運營成本最低。集中式的充電站和換電站日常運行維護工作量相近,所需的人工費用、
日常開銷等固定成本也基本相當。但換電站運營成本中還包括電池的配送成本,即將充好電的電池從集中式充放電站配送到每一個換電站、并將更換下的電池運回而產生的成本,這導致換電模式下充換電裝置的運營成本最高。電池配送成本隨換電頻率和配送距離的降低而降低。
電池運行維護成本主要與采用哪種充換電模式相關:集中式充電模式下充電功率大,易對電池造成損傷,電池運行維護成本最高;換電模式和分布式充電模式下都采用小功率慢充,對電池損傷小,運行維護成本較低。如果考慮換電模式下每塊電池的使用頻率相對較低,而且是批量運行維護,則換電模式下電池運行維護成本最低。
綜合考慮充換電裝置的運營成本和電池的運行維護成本,埃森哲認為分布式充電模式的運營成本較低,而集中式充電和換電模式的運營成本基本相同。
綜合以上對充換電模式下用戶承擔費用的分析,埃森哲認為:從充換電服務全生命周期成本來看,采用換電模式的用戶需要承擔的費用最高,其次是采用集中式充電的,采用分布式充電的最低。然而需要說明的是,這個結論是基于設定的前提假設的,而在實際情況下,影響充換電服務成本的因素很多,既包括電池技術和充放電技術的成熟度,又包括充換電設備和電池的價格的變化,充電時間的逐步加快,甚至連充換電站點的布局、實際電動汽車保有量等因素都會影響到用戶最終分攤的費用。精確計算電動汽車用戶實際需要承擔的費用,還需要結合實際情況進一步進行論證。
4. 充換電服務定價機制
目前我國還沒有針對電動汽車充換電服務定價機制方面出臺明確的政策,因此現階段充換電服務只能執(zhí)行一部制電價,即根據電量采用一般工商業(yè)或居民電價。
為了進一步促進電動汽車的發(fā)展,國家未來可能在充換電服務定價機制方面給予更大優(yōu)惠和靈活空間:允許充換電服務執(zhí)行分時電價、兩部制電價,即除了電量電價以外收取容量電價; 允許車網融合V 2G(Vehicle-to-Grid)服務,并給予靈活的電價政策等。
由于未來定價機制是否會改變以及何時變化仍存在不確定性,因此表4分析了定價機制發(fā)展趨勢對充換電服務模式的影響。
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可以看出,允許靈活的充換電服務定價機制對于促進分布式充電模式和增值服務發(fā)展具有較大意義,同時還有利于引導用戶的充換電行為,減少換電頻率,進而降低充換電服務全生命周期成本。
通過對各個影響電動汽車充換電服務模式的關鍵因素的分析可以看出,充換電技術發(fā)展對電動汽車充換電服務模式的影響最大,對除服務計費模式之外的所有要素都有影響;其次是充換電服務全生命周期成本,對客戶選擇何種充換電模式和電池供給模式有影響;充換電基礎設施建設方式和充換電服務定價機制對充換電服務模式的影響相對較小。
但另一方面,上述四個關鍵影響因素之間又存在聯系,例如如果沒有靈活的計費機制就無法利用價格手段引導客戶減少換電頻率,增加換電模式下的基礎設施成本,從而影響充換電服務全生命周期成本。這導致在根據這些影響因素對我國電動汽車充換電服務模式的未來發(fā)展進行推演時,復雜性增加,不能簡單地根據某一個因素的發(fā)展趨勢而做出判斷,必須引入新的、更具靈活性的分析方法。
來源:蓋世汽車網
作者:埃森哲公司
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