很好的资料中国电动汽车充电站商业模式研究0609.docx

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很好的资料中国电动汽车充电站商业模式研究0609

中国电动汽车充电站商业模式研究

目录

第一部分引言....................................1

电动汽车发展趋势...............................1

电动汽车技术路线...............................1

电动汽车充电站建设.............................2

第二部分充电站可行的技术选择.....................3

充电站发展中的技术难题.........................3

动力蓄电池.....................................3

电网建设.......................................4

充电站规划.....................................6

技术难题解决的时间顺序.........................6

充电站的技术选择...............................7

当前的应对措施.................................7

未来的应对措施.................................8

第三部分充电站（桩）的市场开发价值................9

电价、油价、气价比较（以深圳为例）.............9

充电站的开发价值...............................10

总投资.........................................10

运营成本及收益.................................10

投资收益分析...................................11

充电桩的开发价值...............................13

总投资.........................................13

运营成本及收益.................................14

投资收益分析...................................14

电池租赁收益分析...............................15

轿车充电站收益分析.............................16

公交车充电站收益分析...........................17

加油站与充电站收益比较.........................18

第四部分充电站（桩）的商业开发模式……………………20

可行的商业开发模式.............................20

充电站—电池租赁...............................20

充电站—直充...................................21

充电桩.........................................22

合作模式.......................................24

与电力企业的合作模式...........................24

油-气-电合作模式...............................25

充电站（桩）布局...............................25

智能电网建设...................................26

网络化建设.....................................26

投融资选择.....................................27

第五部分充电站（桩）的商业运营模式................29

国外商业模式...................................29

综合服务.......................................29

专业服务.......................................29

国内模式.......................................30

充电站成功运营案例.............................30

国内充电站建设情况.............................33

第六部分充电站（桩）的发展趋势....................35

充电站（桩）的发展趋势.........................35

汽车制造商的尴尬处境...........................35

充电站的未来选择...............................37

政策支持.......................................35

充电站（桩）牌照：

有条件放开市场...............37

政府补贴和产业基金：

幼稚期的支持...............38

竞争规则和标准制定.............................39

附录...............................................40

附录1动力蓄电池技术难题.......................40

索引

表索引

表1汽车动力蓄电池特点............................3

表2汽车动力来源及电池种类........................4

表3企业及各地政府已制定的标准....................6

表4汽车驱动动力价格比较（深圳地区）..............11

表5快充机成本分析.................................12

表6快充机收益分析.................................12

表7快充机不同工作时间收益分析....................12

表8慢充机成本分析.................................12

表9慢充机收益分析.................................13

表10慢充机不同工作时间收益分析...................13

表11充电站投资收益表.............................14

表12比情景模式下充电站投资收益分析...............15

表13充电桩成本分析................................15

表14不同电价下充电桩收益分析.....................16

表15不同电价、工作时间下充电桩收益分析...........16

表16充电桩收益表.................................16

表17充电桩投资收益表.............................17

表18情景模式下充电桩投资收益分析.................17

表19轿车充电站成本分析...........................19

表20公交车充电站成本分析.........................20

表21不同电价下的公交车充电站收益分析.............21

表22安凯客车价格构成.............................24

表23电池租赁模式充电站优劣势分析.................24

表24直充模式充电站优劣势分析.....................25

表25充电桩优劣势分析.............................26

表26不同地区充电桩比较...........................26

表27电池租赁、直充模式、充电桩模式比较...........27

表28三种合作模式比较分析.........................29

表29油、气、电一体优劣势分析.....................29

表30国内几大企业充电站网络化建设情况.............31

表31主要投融资方式比较...........................32

表32国外充电站综合服务模式.......................34

表33充电站更换电池服务模式.......................35

表34政府扶持导向.................................35

表35各省市电动汽车充电站建设规划.................38

表36国家电网充电站、充电桩建设规划...............38

表37电动汽车行业角色转换.........................42

表38电池性能综合比较.............................45

表39不同电动汽车用动力蓄电池储能及质量...........45

表40充电模式影响分析.............................47

图索引

图1充电站技术推进路线.............................7

图2不同情景下充电站回收成本周期....................14

图3不同情景下充电桩回收成本周期....................17

图4北京奥运充电站................................36

图5上海世博充电站.................................37

图6充电站发展路线.................................42

第一部分引言

一、电动汽车发展趋势

为了节约能源、减少温室气体排放，世界汽车工业发展的重心正在发生转移，发展具有环保、节能等特点的新能源汽车已成为业界共识。

电动汽车便是技术最为成熟、普遍看好的发展方向之一。

电动汽车取代燃油、燃气汽车已经成为汽车工业发展的必然趋势，预计未来随着电动车进一步轻量化和小型化，它必将成为人们生活的首选代步工具之一。

近年来，世界各国都在不断加大对电动汽车领域的投资力度。

全球汽车制造业咨询公司CSM预测，到2011年年底，日本和韩国两国电动汽车的总产量可达到110万辆，北美地区的产量可达到26.7万。

美国能源部门已拨款250亿美元，用于发展电动汽车和改进动力蓄电池技术。

据《纽约时报》网站报道，中国已经开始实施一项成为全球混合动力汽车和电动汽车的第一大生产国的计划。

中国希望到2013年年底，将混合动力汽车和电动汽车的年生产能力提高到50万辆，成为这一领域的全球领航者。

二、电动汽车技术路线

国外电动汽车发展的技术路线较为明晰。

美国致力于小型电动汽车的生产和推广，日本拥有本田和丰田等全球知名品牌，也是全球混合动力汽车头号生产国。

我国电动汽车的技术发展路线呈多元化发展趋势。

从“九五”开始，我国将电动汽车技术研究与开发持续列入国家科技计划，建立起以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以动力电池、驱动电机和电子控制技术为“三横”的电动汽车“三纵三横”研发布局。

目前我国电动汽车行业发展为“全面开花”的态势，多种技术路线并存，最终将依靠市场这双“无形的手”来确立最终的主导模式。

三、电动汽车充电站建设

发展电动汽车，首先必须建设完备的、与之配套的充电站系统。

充电站是给电动汽车提供持续动能的场所。

电动汽车以电位动力，动力蓄电池就如同燃料汽车的“燃油”一样，通过一系列能量转化形成发动机所需的动能，充电站就是为动力蓄电池提供持续运动的能量，因此动力蓄电池的技术及其发展就成为充电站乃至电动汽车发展的关键问题，其技术发展的趋势在一定意义上决定了充电站未来的商业模式，也决定了电动汽车的发展格局。

第二部分充电站可行的技术选择

电动汽车充电设施（充电站）的建设运营是当前研究的热点问题，目前我国充电站的建设刚刚起步，充电站运营存在一些技术难题，本部分将分析充电站当前和未来面临的技术难题，并研究充电站可行的技术选择。

一、充电站发展中的技术难题

在现有技术条件下，充电站的发展存在动力蓄电池、电网建设以及充电站规划这三大技术难题的制约。

（一）动力蓄电池

汽车动力蓄电池是电动汽车的核心部件之一，也是制约电动汽车发展的主要瓶颈之一。

理想的车用动力蓄电池要有高能量密度、高功率密度、寿命长、工作温度范围宽、可长期储存（无显著衰减和自放电）、安全性和可靠性良好、成本低等特点。

目前，电动汽车动力蓄电池存在的技术难题主要体现在三个方面：

电池比能量、电池成组、充电时间和循环寿命问题，如下所示（详细内容可见附录1）。

此外，电动汽车动力蓄电池的安全性、可靠性以及成本，也是充电站发展值得注意的问题之一。

相比其他交通工具，汽车的颠簸程度更高，对于电池的抗震性、稳定性要求更高。

电动汽车在更换电池时，要考虑电池安装是否稳固，多次更换电池带来的磨损是否会影响电池有效对接入车体，导电性是否受到影响等问题。

为了有效避免因更换不善引发的电池脱离车体、电池着火、冒烟、爆炸等安全事故，可通过引进先进设备如比较精确的定位系统、机械手、死锁解除等技术手段来保证电池安全替换，但这些设备价格不菲，由此会导致汽车维护成本上升。

（二）电网建设

1.电网容量

根据充电站级别不同，电网的容量也会有所不同，这直接决定了充电站可用电量大小。

目前，各地政府企业都在紧锣密鼓地筹备充电站建设，焦点都集中在基础设施建设上，却回避运营模式，以充电为主还是以换电为主的运营目标不明确，导致对电网的需求不明确。

2010年7月，北京市质监局发布《电动汽车电能供给与保障技术规范充电站》标准化指导性技术文件，按照动力蓄电池存储能量、充电服务能力将充电站分为四级：

一级充电站的蓄电池存储能量不小于6800kWh，或单路配电容量不小于5000kVA。

一般可以日提供200台次以上大中型商用车的电池更换或充电服务，或可以提供500台次以上乘用车的电池更换或充电服务。

而四级充电站的电池存储能量小于1700kWh，或单路配电容量小于1000kVA的充电站。

可以日提供40台次以下大中型商用车的电池更换或充电服务，或可以提供100台次以下乘用车的电池更换或充电服务。

充电站建设必须首先明确其电能供给标准，建设充电站的数量，需要的配电容量是多少，只有确定了这些之后才可能提出合理的电能需求。

如若缺乏规划，电力公司给定容量，将来充电站建成后，充电站的电网容量很可能不够。

2.电网标准

目前我国的充电站相关标准，特别是电网标准尚未正式出台，由国家能源局负责制定的电动汽车充电设施标准体系将在今年年底之前完成编写及修订工作，两大电网公司、中石油、中石化、中海油以及多家电气设备企业都参与了标准的制定和征求意见。

一直以来，电动汽车充电标准的缺失已成为充电站建设以及推广进程中的一大拦路虎：

●许多已建成充电站普遍采用国外标准，我国充电站标准容易失去自主权；

●由于缺乏全面统筹，已建成电动车充电站接口普遍存在互不通用的问题；

●充电站参与建设主体较多，无统一标准，容易建成大量不符合标准的充电设施，造成资源浪费。

（三）充电站规划

1.电池更换与充电

电池更换可为续驶里程长而又没能及时充电的客户提供更换蓄电池的服务，对卸载下的电池采用地面充电系统进行补充，满足车辆技术、经济和运营的需要。

在实际的运行中，以一定的实际放电深度为基准，能满足下一个往返需求的则继续行驶；电池容量不能满足要求而时间允许的，可进行快速充电；时间紧的，可进行电池快速更换。

但这种综合运行方案在电池剩余能量测量技术不成熟的情况下，必须建立每辆车的行驶档案，以便估计车载电池的剩余电量情况。

多种方案相结合，对于运营的组织和管理也将带来一定的难度。

2.设备管理与维护

充电站和充电桩的日常管理、维护等问题需要纳入建设运营规划中。

以充电桩为例，作为公共设施，首先要保证用户可以便捷、安全地使用充电桩。

如何正确使用充电桩，如何预防设备因漏电而对使用者造成伤害，如何避免因设备故障而给用户造成的损失，这些问题都需要有专门的人员或组织来负责。

同时，充电桩自身也需要有效维护。

偷电漏电问题，设备遭到破坏等问题，都需要纳入充电桩的规划中，综合保障设施的正常工作及用户的权益。

3.应急规划

目前，电动汽车充电站建设缺乏应急救援相关的规划。

面对突发事件、紧急情况，如何对汽车进行应急充电，我国现在尚未进行电动汽车应急救援体系建设，没有一个专业的组织或企业从事汽车高速紧急救援工作。

在电动汽车及充电站推广过程中，我国急需针对突发意外等紧急事件制定汽车应急救援规划，保证电动汽车的顺利推广和充电站的高效运营。

二、技术难题解决的时间顺序

针对上文提出的各类难题，随着科技不断进步，未来电池比能耗问题、电网建设和充电站规划将最先得到解决。

电池成组和循环寿命是两个相互依存的问题，未来将有可能通过减少电池成组块数甚至用单个整块电池来取代目前的成组电池，通过将电池内部打包的形式来消除成组带来的困难并有效延长动力电池的循环寿命。

动力电池充电时间仍是十分棘手的问题，在保证电池使用寿命和质量的情况下缩短充电时间，需要更长时间的研究探索。

针对不同的技术难度和要求，我们认为上述技术难题破解的顺序以时间长度来计算，将是充电时间>电池成组循环寿命>电池比能耗、电网建设和充电站规划等。

三、充电站的技术选择

（一）当前的应对措施

2010年7月6日，财政部、科技部、工信部、发改委在深圳联合召开全国私人购买新能源汽车试点工作会议，出席会议的工信部副部长苗圩指出，“统一电动汽车所用动力电池的规格和尺寸，决定了将来更换电池的可行性”，建议“充电的方式以慢充电和分散式充电为主，不宜大规模建设集中式快速充电设备，特别是针对私家车”。

目前电动汽车充电以“慢充+换电”为主要方式。

快速充电可在20分钟至30分钟内，为电池充电50%至80%，使汽车可以继续行驶。

但快速充电是以严重消耗电池寿命为代价的，现在的储能技术无法在不降低使用寿命的基础上完成快速充电。

例如，成本在6-12万元的电动汽车电池，如果经过快速充电，使用寿命将由10年降至3年。

这一成本如果转嫁于消费者，新能源汽车的产业化将受到极大制约。

快速充电的最大优势就是时间短，这一点通过换电方式同样可以做到。

更换电池比较方便，过程相对简单，以“换电”的方式缩短电动汽车的充电过程，既方便运营商在最经济的时段实现充分的电能存储，又为车主减少了充电等待时间，由提供“快速充电服务”转变为提供“电池更换服务”。

慢充（普通充电）是采用现在的交流插头插在车上，需要两小时至八小时。

在新能源汽车产业化的初期，考虑到电池产品的技术性能和新能源汽车的市场性，通过汽车充电站和充电桩的合理布局，慢充是可以满足车主在公寓或住所附近为私家车充电需求的。

因此，“慢充+换电”方式是当下充电站最可行的技术选择。

（二）未来的应对措施

科技进步日新月异，眼下电动汽车蓄电池存在的重量限制、电池成组、更换难度等问题在不久的未来都会得到解决。

当这些问题解决之后，充电站又将面临新的困难，需要进行相应的调整。

动力蓄电池重量减轻之后，更换电池型充电站难度缩小，动力蓄电池储能增加，电动车续驶里程增长，但充电需求量进一步增加，此时充电站面临如下问题：

1、用于更换的电池需求增加，电池储备面临压力；

2、无论是慢充还是换电，充电时间进一步增多；

3、充电机功率更大，充电站电网负荷增加。

针对以上措施，充电站应做出以下调整：

1、减少慢充机投入，增加更换电池所需投入，增加换电方式比重，保重电池储备充足；

2、不断引进先进技术，在保证不缩短电池寿命的前提下缩短充电时间；

3、加强与电力企业间合作，提高电网技术应用，合理调整电价。

第三部分充电站（桩）的市场开发价值

研究充电站的市场开发价值核心在于表明在现有的技术条件下，建设充电站是否有利可图，在什么条件下有利可图，以及如何有利可图。

课题将讨论不同条件下的充电站的收益和支出情况，并研究在同等情况下燃油和燃气的收益，以此来研究充电站的盈亏平衡点。

一、电价、油价、气价比较（以深圳为例）

以轿车为例，比较轿车充电、加油和加气模式下的费用情况：

●充电模式

按照深圳普通商业电价峰期每度电1.212元（当地价格，下同）计算，一辆纯电动轿车行驶300公里大约耗电55-60度电左右，充电费用约为70元；若利用谷期（23:

00－7:

00）电价充电，每度电0.409元，轿车充电费用约为24元，每辆车充电平均费用约为45元。

●加油模式

6月份深圳汽油价格为6.61元/升，在城市路况下，轿车百公里油耗平均为10升，行驶300公里，每辆车加油平均费用为198元，大大高于充电价格。

●加气模式

汽车气容量平均值为50立方米，深圳目前天然气工业用气价格为5元/m3，平均每行驶100公里消耗天然气7立方米，则行驶300公里每辆汽车平均费用为105元，低于油价，高于电价。

二、充电站的开发价值

（一）总投资

参考资料：

目前国内充电站建设不含征地费用的投资在300万元至700万元之间，同时还要考虑改造变电站等配套设施。

由于充电站直充模式下电动车需要较长时间的等待，这就决定了充电站的占地面积要比普通加油站要大，以便停下更多的车。

而在寸土寸金的城市交通节点处的征地成本可能会非常高。

为同样数量的电动车充电所占用的面积比为普通汽车加油所占的面积要大5倍以上。

假设：

一个中型充电站基础设施投资350万元，配套设施投资80万元，征地费用200万元。

（二）运营成本及收益

参考资料：

一辆纯电动小轿车（连续行驶里程200公里以上），按其动力电池储存电量40度计算，充电站充电时，一般要满足10分钟充电到70%左右，此时的充电功率至少要达到180千瓦，按90%充电效率计算，电网输入功率至少要达到200千瓦，标准充电站至少要保证8辆电动汽车同时充电，这样，总用电功率将超过1600千瓦。

假定一座至少包括4个快充机，16个慢充机的充电站。

慢充方式下，充满电需8个小时，16个慢充机每天最多可以为16*24/8=48辆车充电；快充方式可以两个小时为轿车充满电，4个快充机最多可以服务的车辆也是4*24/2=48辆。

假设：

一座充电站共有4台快充机，16台慢充机。

电动汽车充电电价按照一般工商业电价收取，工业用电0.5元/kWh。

充电站快充2小时，慢充8小时。

一辆电动轿车充电后可行驶二百余公里，总计耗电约36度，电价为36*0.5=18元（油价60元左右）。

因此，4台快充机每小时电价约为4*18/2=36元，16台慢充机每小时电价约为16*18/8=36元。