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充电站的革命 投入虽不大但长期收益可观

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2010年11月01日21:20
来源:《新能源汽车》 作者:侯文涛

  2009年底,国家电网披露已制定并实施电动汽车推广计划,计划分三个阶段大力建设充电站和充电桩。

  第一阶段,2009-2010年,在27个网省公司建设75座充电站和6209个充电桩,初步建成电动汽车充电设施网络架构;第二阶段,2011~2015年,建设电动汽车充电设施,使电动汽车充电站规模达到4000座,同步大力推广建设充电桩,初步形成电动汽车充电网络,开展电动汽车充放电站技术研究和工程试点建设;第三阶段,2016~2020年,电动汽车充电站达到10000座,同步全面开展充电桩配套建设,建成完整的电动汽车充电网络,建设电动汽车充放电设施,初步建成电动汽车充放电网络。

  充电站的经济效益和环保效益明显

  顺应新能源汽车发展的大趋势,国内产商相继推出了各种纯电动车

  长安汽车推出奔奔Mini电动汽车,主要动力来源于由100块磷酸铁锂电池串联而成、重达300千克的电池包和永磁直流无刷电机,最高时速可以达到120公里,快速充电时间为半小时,慢充电时间为6小时,单次充电最大行驶里程150公里,百公里电耗10千瓦时。

  比亚迪e6最大的亮点,即采用电力驱动,其动力电池和启动电池均采用比亚迪自主研发生产的ET-POWER铁电池。在能量补充方面,e6可使用220V民用电源慢充,快充为3C充电,15分钟左右可充满电池80%。e6动力强劲,百公里加速时间8秒,最高车速可达160Km/h以上,而百公里能耗为18度电以内。

  安凯客车制造的HFF6120G03EV,采用合肥国轩高科动力能源有限公司制造的“磷酸铁锂电池+超级电容”动力系统。这款纯电动公交车充电耗时3~5小时,最多可运行近320公里。其电池动力系统可进行3000~5000次充电,按每天充电一次计算,寿命在10年以上。

  我们对纯电动公交车和私家车做了简单测算,假设公交车和私家车每日行驶240公里和30公里,以平均百公里耗油量27升和9升计算,公交车每日耗油成本是434元,私家车每日耗油成本是18元;以纯电动公交车和私家车百公里耗电量90度和19度计算,公交车每日耗电成本是130元,私家车每日耗电成本是3.4元。用纯电动车代替普通汽车,公交车和私家车每日能够节约成本约300元和15元,每年节约成本91000元和4300元,年减排CO244吨和1.8吨。

  充电站投入不大,长期收益可观

  充电站成本分为三大部分:基础设施成本、配电设施成本、运营成本。充电站基础设施成本由充电机、电池维护设备、充电站监控及安全监控设备、土地购置费用。现在很多充电站均是由省网公司和当地政府联合建设,很多用地均为政府划拨,土地购置费较低,在我们对充电站基础设施成本的判断中,假设土地购置费用为0。

  充电站基础设施成本和配置的充电机个数有直接关系,假设充电站有10台充电机,充电机、电池维护设备、充电站监控及安全监控设备的成本分别为200万、20万、20万,基础设施成本为240万元。充电站配电成本相对固定,充电站配电设施一般包括2台变压器、1台配电柜、1公里0.4KV电缆、2公里10KV电缆、容量700KVA以上的有源滤波装,充电站配电成本在192万元左右。充电站运营成本包括员工费用、站内设备消耗费用等,总计21万元,配电设施维护成本一般为配电成本的3%左右,大约每年6万元。

  充电站成本回收实际上和电池的续航能力有很大关系,我们对充电站成本回收和电池续航能力做了敏感性分析,当电池续航能力达到每小时70KVA时,充电站基础设施成本回收期为6.53年,充电站基础实施和配电设施回收期为11.76年;当电池续航能力达到半小时70KVA时,充电站基础设施成本回收期为3.27年,充电站基础实施和配电设施回收期为5.88年;当电池续航能力达到15分钟70KVA时,充电站基础设施成本回收期为1.63年,充电站基础实施和配电设施回收期为2.94年。

  总体来看,单个充电站基础设施和配电设施投资额不算大,如果电池续航能力能够达到半小时70KVA以上,充电站成本回收期能控制在6年以内。单个充电站基础设施和配电设施投资在430万元左右,第一阶段建设75座充电站,总投资约3亿元,对国家电网来说负担不大。从充电站成本回收期来看,当电池续航能力达到半小时70KVA时,充电站基础设施成本回收期为3.27年,充电站基础实施和配电设施回收期为5.88年,随着电池续航能力加强,充电站成本回收期还会缩短。

  充电站进入投资高峰期

  当充电站大规模建设时,充电站的主要功能是实现快充,慢充的功能由充电桩来实现。考虑到充电站的占地面积,普通充电站应该配置10台充电机。

  根据国网的规划,第一阶段充电站主设备总投资规模将达到3亿元,第二阶段140亿元,第三阶段180亿元,到2020年充电站主设备总投资将达到320亿元。充电站主设备中充电机、电能监控系统、有源滤波装置的2010年投资规模将达到1.5亿元、2000万元、6300万元,第二阶段的年均投资规模将迅速增长至14.4亿元、1.6亿元、6.72亿元。

  到2020年,充电桩总投资125亿元。2010年充电桩投资规模1.6亿元,2011~2015充电桩投资规模45亿元,年均投资9亿元,是第一阶段年均投资规模的5倍。

  表1 各类型纯电动车主要技术参数

  产商 长安 比亚迪 奇瑞 吉利 安凯

  车型 奔奔Mini E6 S18 熊猫EK-1 HFF612G03EV

  单次充电续航(km) 150 300 120-150 80 320

  百公里耗电(度) 10 18 8-10 8 90

  最高时速(km) 120 160 120 65 70

  充电时间 快充0.5h,

  慢充6h 15分钟充电80%,2h充满 快充0.5h,

  充80%,慢充4-6h 快充1h,慢充5h 慢充3-5h

  电池参数 磷酸铁锂电池 ET-Power铁电池,主要成分是磷酸铁锂电池 40AH高性能磷酸铁锂电池 40AH锂离子电池 500AH磷酸铁锂电池+超级电容

  售价(万) 10-15 20 7 <10 160

  数据来源:湘财证券研究所

  充电站成本分为三大部分:基础设施成本、配电设施成本、运营成本。充电站基础设施成本由充电机、电池维护设备、充电站监控及安全监控设备、土地购置费用。

  表2 纯电动公交车和私家车节能减排效益分析

  参数 公交车 私家车

  每日行驶公里数(公里) 240 30

  百公里耗油量(升/公里) 27 9

  每日耗油量(升) 64.8 2.7

  汽油/柴油单价(元/升) 6.7 6.6

  每日耗油价格(元) 434.16 17.82

  百公里耗电量(度) 90 19

  每日耗电量(度) 216 5.7

  商业电价(元/度) 0.6 0.6

  每日耗电价格(元) 129.6 3.42

  年运行天数(天) 300 300

  年节约成本(元) 91,368 4,320

  年减排CO2(吨) 43.74 1.82

  数据来源:湘财证券研究所

  表4 充电站成本回收和电池续航能力的敏感性分析

  电池续航能力 每小时70KVA 30分钟70KVA 15分钟70KVA

  日均充电车次 100 200 400

  充电电价(元/度) 0.60 0.60 0.60

  年充电量(万度/年) 245 490 980

  年充电站收入(万元) 147 294 588

  年充电站净利润(万元) 37 74 147

  充电站基础设施成本回收期(年) 6.53 3.27 1.63

  充电站基础实施和配电设施回收期(年) 11.76 5.88 2.94

  数据来源:湘财证券研究所

  表3 充电站基础设施、配电设施和运营成本分析

  充电站基础设施成本(万元) 充电机单价 20

   电机台数 10

   电池维护设备 20

   充电监控及安全监控设备 20

   土地购置费 0

   合计 240

  充电站运营成本值(万元/年) 员工费用 10

   站内消耗所需费用 6

   其他 5

   合计 21

  充电站配电设施成本(万元/年) 箱变费用 70

   有源滤波费用 84

   用户配电柜费用 17

   0.4KV电缆费用 7

   10KV电缆费用 14

   合计 192

  配电设施维护成本(万元/年) 6

  充电损耗率 7%

  数据来源:湘财证券研究所

  表5 充电站和充电桩投资规模

  (单位:亿元) 第一阶段(2010年) 第二阶段(2011-2015年) 第三阶段(2016-2020年)

  充电站座数 75 4,000 6,000

  充电桩个数 6,209 180,000 320,000

  充电站主设备 总投资规模 3.0 140.0 180.0

   年均投资规模 3.0 28.0 36.0

  其中:充电机 总投资规模 1.5 72.0 90.0

   年均投资规模 1.5 14.4 18.0

  其中:电能与安全监控系统 总投资规模 0.2 8.0 12.0

   年均投资规模 0.2 1.6 2.4

  其中:有源滤波装置 总投资规模 0.63 33.6 50.4

   年均投资规模 0.63 6.72 10.08

  充电桩 总投资规模 1.6 45.0 80.0

   年均投资规模 1.6 9.0 16.0

  数据来源:湘财证券研究所

  

(责任编辑:田禹)

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