牛津大学刘坚： 充电方式与商业模式选择

　　随着充电市场的扩大和社会资本的融入，确定一种合理的商业运行模式，寻找合适的充电设施投资主体、运营主体和盈利方式将逐渐成为推进电动汽车商业化面临的主要课题。

　　随着近期国内外汽车厂商开始陆续向个人消费市场推出电动车型和随之而来的充电需求逐步增加，充电设施布局和商业运营模式研究正在成为世界各国电动汽车产业化研究的重要领域。

　　探索一种合理的电动汽车充电方式和与之匹配的商业运行模式是电动汽车走向真正市场化的关键环节。与传统燃油汽车相比较，电动汽车的能源补充在方式上更具灵活性，但是国内充电设施建设及其商业运营仍然存在四个基本问题一直悬而未决：谁来建设充电设施，建设哪种充电设施，谁来负责经营管理以及采取何种商业运营方式的问题。

　　充电桩？充电站？换电站？

　　充电桩 当前电动汽车充电设施主要指的是充电桩、充电站和电池更换站。其中充电桩一般采用额定功率5kW以下的交流充电模式。一辆电池容量为40kWh的电动汽车电池充满时间在8小时以上。充电桩的硬件和占地成本低，充电时对现有电网的冲击较小，有利于延长电池使用寿命。但是充电桩缓慢的充电过程意味着它只适合面向用户的停车过程，更适合服务覆盖范围较小的分散式布局。一般来说，充电桩的空间布局的重点应在有一定规模的小区地下车库、大型公共停车场和大型商业中心停车场等，拥有大批用户集中停车的场合。未来电动汽车充电应主要由分布在住宅和工作区域的充电桩完成。因其停车充电服务特性和较小服务半径，充电桩的建设应注重参考本地用户的出行特征和并建立在一定分布密度的基础上。

　　充电站 充电站往往在具备了慢速充电的同时，提供了快速充电的能力。电动汽车的快速充电需要专门的高功率直流充电机，其额定功率可达高达200kW以上，对一般装备40kWh电池的电动汽车的充电时间大约在10分钟左右。在电动汽车市场化初期，大型公共充电站可以结合现有广泛分布的加油站网络，迅速地开展充电设施的初期建设，以达到良好的公共示范效果。快速充电虽然可以满足消费者应急充电的需要，但是其对电动汽车动力电池寿命有很大的负面影响。对于现在广泛采用的锂离子电池，若长期使用快速充电模式，其使用寿命将大幅缩减。此外，为减少快速充电对电网的影响，充电站还因需配备谐波处理等设施，而增加了额外成本。加之充电速度仍有限，充电站需要比传统加油站更大面积的工作和等候区，这无疑会大大增加城市充电网络的建设成本。

　　换电站 正因为快速充电站的上述缺陷，整体更换电池的“换电模式”越来越被业界看好。换电模式利用专用的电池更换设备，将电动汽车耗尽的电池组直接更换为充电站内已经充满的电池组。整个更换过程数分钟内完成，而更换下的电池待电网负荷较低时进行统一充电。换电模式在大大缩短了充电时间的同时也不同程度缓解了电池寿命，电池维护、电池回收、电网错峰和用地成本等问题。然而推广换电模式的前提是车用动力电池充电技术、电池规格、接口标准必须高度统一（刘金行，2010）。此外，换电模式的实行意味着需要引入一整套的电池租赁体系和电池物流网络。

　　此外，目前国内电动汽车充电技术研究集中在单向无序模式、单向有序模式和双向有序模式。其中单向无序模式是当前最常见的充电方式。这种方式主要采用电向变流技术，普遍被现有已建成的公共充电设施所采用。单向有序的充电方式可以在预设的时间点对电动汽车进行充电。相比单向无序方式，单向有序方式最大的优点是一定程度上实现了可控充电并缓解了电网高峰负荷的压力，被看作是一种间接的智能化电网。而双向有序的充电模式，即V2G智能电网，进一步打通了车辆电池到电网的能源传输方式。V2G的引入使电网具有强大的用电存储、负荷错峰和供需双向响应的能力，是电网发展的目标远景目标。从长期来看，充电桩、充电站和换电站在理论上都可以引入V2G，而在近期智能电网还无法迅速铺开的情况下，适当鼓励充电桩和换电站是一种人为错峰用电需求和调节电网负荷的有效方式。

　　商业运行模式不容忽视

　　国内充电设施网络建设还处在建设初期，许多电动汽车充电站服务都是不面向社会的非商业运营项目，比如公交集团或者奥运会和世博会等大型活动充电站项目。政府和企业在当前更多关注的是充电站、充电桩和换电站之间充电模式选择。但随着充电市场的扩大和社会资本的融入，确定一种合理的商业运行模式，寻找充电设施投资主体、运营主体和盈利方式将逐渐成为推进电动汽车商业化的主要课题。

　　投资主体 电动汽车充电网络设施的建设以投资主体的不同分为政府主导、电力企业主导、石油企业主导、社会资本主导模式。政府主导是指政府作为投资主体并引导电力企业、设备供应商参与建设和经营充电站。政府主导建设和运营的模式的本质是提供公共基础设施为全社会提供半公益性质的低价电动汽车充电服务，带有一定非营利性的特点，比较适合电动汽车推广初期的充电设施配套设施建设。而电力企业主导模式的优势在于电力企业可以充分发挥其在上游电力能源生产环节和电力传输网络上的优势。电力企业主导下的电力资源产销一体化可以最大程度发掘电力资源较汽油的价格优势。同时，电力企业在充电技术和充电标准上也更具行业经验和话语权。相比之下，石油企业的核心竞争力是其所拥有的巨大加油站分布网络。特别是在城市中心区，石油企业的加油站网络是任何其他建设和运营主体所不具备的资源优势。长期以来，加油站在经营过程中积累了丰富的营销管理经验，其中相当一部分同样可以被未来的充电站运营所借鉴。除此此外，充电站同样可以在包括汽车企业和电池企业在内的社会企业的主导下建设和运行。特别是在换电方式下，充电（换电）站的有效运营离不开与与电动汽车和电池制造商进行包括在电池规格、充电标准、养护回收等领域的密切合作。与政府主导不同，包括电力企业主导和石油企业主导的后三种模式建立在营利的基础之上，更适合于一定市场规模下的充电网络建设（如图2）。

　　经营管理 充电站的经营管理大体上可以借鉴现有加油站的经营管理模式，针对全资充电站、控股充电站和参股充电站采取不同的经营管理办法。对于规模较大的全资充电站，可以由电网公司或者石油企业对包括销售、财务和人力资源等进行自主经营和管理，投资方因此可以充分获得充电站经营利润。此外，投资方也可将充电站资产通过委托管理交由专业经营部门负责并向其支付管理费用，或直接将充电站承包给承租人并向其收取承包费用。如果存在多个充电站投资方且彼此间存在控股或参股关系，经营权交由控股方或参股方，另一出方则按期得到固定收益。为了更好地吸引社会资本进入充电站领域以促进充电行业快速健康发展，对于部分新建充电站也可借鉴公共基础设施常见的BOT或特许经营的方式，在支付一定授权费用后，由特许经营方出资建设并负责运营充电站并在一定时期内获得运营收益。以上各种经营管理模式各具特点，所适合的场合也各不相同。在充电网络建设初期和在城市中心等潜在需求较大的地区，全资或控股充电站能保证充电站建设和服务标准的统一，便于初期充电站建设的协调有序运行。在市场发展的中后期，引入更多的社会资本而产生的行业竞争是充电行业良性发展的基础，特别是需要满足较大规模充电需求的情况下，采用参股和特许经营的方式能够较好地解决资金和服务网络覆盖问题。

　　盈利模式 一般整车充电的充电站和电桩的经营特点与加油站类似，充电站主要通过充电零售价和网上购买电价之间的价差和收取一定充电服务费用获取利润。由于当前不论是民用电价还是商业电价都明显低于汽油价格，充电站的潜在盈利空间相当巨大。而收费结算方式可以采用现金、信用卡，也可以借鉴传统加油站的加油卡和油票等方式。在实际充电站经营方式选择过程中，应该充分衡量当地充电需求特征，采取因时、因地制宜的盈利方式。

　　此外，不同与充电站和电桩，换电站的出现更意味着我们需要一种新的电池租赁及配套盈利模式。传统的加油站各自独立经营，而换电模式下的电池租赁模式势必需要一个彼此紧密联结的充电网络来支持。消费者在换电站安装站内已充满的备用电池，而更换下的电能耗尽的电池将通过换电站再次进入上层流通环节，由充电站网络及充电运营商进行养护、管理和回收。在此模式中，电动汽车不再像传统燃油汽车进行整车销售，从而出现了电池、裸车分离经营的情况。作为电能的载体，动力电池将从汽车制造业中分离出来，并随电能捆绑销售。因此，运营商实际上同时扮演了传统汽车行业中加油站和汽车发动机制造商的双重角色。可以说，换电模式的发展将有可能彻底改变传统汽车企业、能源企业和消费者的三方结构，并将其演变成为汽车企业、能源企业、电池制造商、充电运营商和消费者五方共同参与的新格局。

　　如图3所示，传统成品油的生产、运输和销售都在石油企业供应链体系下统一运行。另一方面，汽车制造企业通过自有或第三方经销商向消费者销售整车，石油企业和汽车制造商之间没有直接联系。在新的换电模式下，传统汽车制造商分化为电池制造商和裸车制造商。其中，裸车仍旧通过传统汽车经销商模式向下游消费者流通，而电池产品将连同电力资源通过充电网络进入市场流通环节，而充电网络运营者在整个产业链条中的市场份额将会明显提升。就目前来看，潜在的充电网络运营商即包括国家电网、南方电网和传统的中石油、中石化、和中海油等大型国有能源企业，也同样包括大型电池制造商和传统汽车生产企业。当然如上文所述，当前换电模式的发展依然受到电池标准不统一和换电设备成本高等限制。在电动汽车市场发展初期，整车快速充电站、充电桩和换电模式仍将在各自更适应的场合平行发展。

　　由于换电模式提供了网络化的服务，其商业盈利模式也将比传统加油站运营更加灵活多样。除了即充即付形式，消费者还可以跳过电量计费和电池选购环节，直接与充电网络签订以服务里程为单位的长期服务合同和定制化服务。除了能够吸引更多消费者、拓展业务种类、实行分级、分对象营销，提高服务效率和降低整体运营成本，量化里程服务还可以帮助充电网络建立完善的电力消费数据库，并藉此进一步制定更合理的充电和服务收费标准，引导消费者的低碳充电和出行行为。

　　充电桩和充电站模式虽然在运营模式上与传统加油站较为相似，但充电桩本质上是将充电过程融入日常出行的过程，较长的充电时间决定了其较短的服务覆盖半径，而形成局部高密度充电服务网络是其发展的关键。换电站的特殊性更体现在其全新的商业运行模式，其电池租赁的概念将有效地解决当前动力电池组成本、养护、回收、充电时间上的一系列问题。鉴于充电桩、充电站和换电站的服务对象不尽相同，并且考虑到加油站网络依然会在相当长时期内继续存在，可以在当前鼓励发展整合电网公司能源优势和石油企业加油站网络优势的，综合充电、换电和加油服务的一体站模式。在寻找充电网络商业运行模式的同时，我们也可以借鉴传统加油站和电信网络运营方式，分期逐步引入社会资本参与充电网络建设，在营销环节，针对不同市场采取多样化的销售方式。特别是针对新兴的电池更换站，决策者更应理清充电运营商的角色定位，充分发挥其产业链枢纽的作用。