居民小區(qū)經(jīng)營性電動汽車充電站投資建設(shè)研究

劉 動 孟晨旭 潘正陽 魯籍元 李京南

居民小區(qū)經(jīng)營性電動汽車充電站投資建設(shè)研究

劉 動 孟晨旭 潘正陽 魯籍元 李京南

（國網(wǎng)北京通州供電公司，北京 101101）

電動汽車是消費(fèi)側(cè)電能替代的重要組成部分，高度契合清潔能源使用與綠色交通出行的要求，在“碳達(dá)峰、碳中和”國家戰(zhàn)略的推動下，產(chǎn)銷量大幅增長，汽車充電設(shè)施的需求空間巨大。個人電動汽車占電動汽車總量的絕大比重，通過在居民小區(qū)投建足量充電設(shè)施，從源頭上規(guī)避公共充電站規(guī)劃、選址等問題，是一勞永逸解決居民充電供需矛盾的方法。本文通過對居民小區(qū)經(jīng)營性新能源汽車充電站運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，開展投資收益比較，提出多方共贏的商業(yè)模式與投資建設(shè)模型，為未來的業(yè)務(wù)發(fā)展方向提出建議。

碳中和；電動汽車；充電站；居民小區(qū)；商業(yè)模式

0 引言

本文首先梳理電動汽車行業(yè)相關(guān)政策和市場發(fā)展情況，分析以居民小區(qū)為發(fā)力點開展充電設(shè)施投資建設(shè)的可行性；然后提出商業(yè)模式，搭建投資建設(shè)模型，以北京地區(qū)已投運(yùn)的6座典型居民小區(qū)充電站為例進(jìn)行分析；最后，給出未來投資建設(shè)的建議與展望。

1 電動汽車行業(yè)分析

1.1 電動汽車市場發(fā)展情況

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年全國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成354.5萬輛和352.1萬輛，同比增長159.5%和157.5%，市場滲透率達(dá)到13.4%。12月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成48.8萬輛和49.8萬輛，從8月開始已經(jīng)連續(xù)5個月產(chǎn)銷量在30萬輛以上，并逐月增加。新能源乘用車約占94.7%，新能源商用車約占5.3%。

截至2021年底，公安部統(tǒng)計全國新能源汽車保有量為784萬輛，同比增長59.25%，目前總量占汽車總量的2.6%。從新注冊登記情況看，2021年全國新注冊登記新能源汽車295萬輛，同比增加178萬輛，增長151.6%。近五年，新注冊登記新能源汽車數(shù)量從2017年的65萬輛到2021年的295萬輛，呈高速增長態(tài)勢。

政策方面，國務(wù)院辦公廳提出到2025年新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右，在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、融合發(fā)展、設(shè)施體系、開放合作、保障措施等6個方面提出指導(dǎo)意見[3]。商務(wù)部辦公廳為推廣新能源汽車消費(fèi)，鼓勵限購地區(qū)號牌指標(biāo)數(shù)量配置向新能源汽車傾斜，鼓勵消費(fèi)者購置新能源汽車，在充電、通行、停車等使用環(huán)節(jié)給予綜合性獎勵[4]?！笆奈濉惫I(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃提出壯大綠色環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展包括新能源汽車在內(nèi)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，帶動整個經(jīng)濟(jì)社會的綠色低碳發(fā)展[5]。

綜上所述，電動汽車數(shù)量的增長態(tài)勢還會繼續(xù)，而且就目前僅占汽車總量的2.6%來看，增長的時間和幅度都不會小，這意味著服務(wù)于電動汽車的充電設(shè)施數(shù)量也需要大幅增長。

1.2 充電設(shè)施市場發(fā)展情況

據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟統(tǒng)計，截至2021年底，全國充電設(shè)施累計數(shù)量約261.7萬臺，約為新能源汽車保有量的三分之一。1～11月，全國充電設(shè)施增量70.4萬臺，約為同時期新能源汽車銷量的23.3%，充電設(shè)施的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上新能源汽車的增速。一方面充電設(shè)施數(shù)量仍然不足，另一方面由于選址、布局不合理的原因設(shè)施使用率低，整體導(dǎo)致出現(xiàn)供需矛盾、充電不方便、充電焦慮的問題仍然沒有得到有效解決。

政策方面，國家發(fā)展改革委、國家能源局提出新建居住社區(qū)要確保固定車位100%建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留安裝條件，優(yōu)化城市公共充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)布局，加強(qiáng)車網(wǎng)互動[6-8]等新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，加強(qiáng)充電設(shè)施運(yùn)維和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在財稅金融支持方面，加強(qiáng)大功率充電、車網(wǎng)互動等示范類設(shè)施的補(bǔ)貼力度，創(chuàng)新利用專項債券和基金等金融工具，重點支持充電設(shè)施及配套電網(wǎng)建設(shè)與改造項目[9]。

綜上所述，充電設(shè)施存量不足，增速也不夠，為支撐電動汽車的便捷使用，國家將會繼續(xù)投入更大的力量推動充電設(shè)施建設(shè)，市場前景廣闊。

2 小區(qū)充電站投資建設(shè)的優(yōu)勢

居民小區(qū)是充電站的典型應(yīng)用場景之一[10]，但目前社會資本不夠重視居民慢充的商業(yè)模式和回報率，并不愿意投資小區(qū)充電站。相比而言，更愿意投資交通方便的商業(yè)綜合體附近的公共充電站[11]，而且以快充設(shè)備為主。

其實居民小區(qū)充電站有其天然的優(yōu)勢：從使用情況分析，小區(qū)用戶需求穩(wěn)定，站址貼近用戶，不繞彎路，方便省心，而且晚上回家充電、早上滿電出發(fā)，非常符合人們的生活習(xí)慣，充電設(shè)施使用率有保障；從建設(shè)難度分析，小區(qū)物業(yè)解決了居民充電難的問題，可減少投訴，具有內(nèi)生動力，相比于私人充電樁不好管理與存在安全隱患的問題，更支持集中充電，而且場地租賃費(fèi)用往往比商業(yè)地段便宜很多，成本較低；從經(jīng)濟(jì)性分析，夜晚充電執(zhí)行的是谷段電價，約是峰段電價的三分之一或是平段電價的二分之一，居民更愿意選擇晚上充電。所以，對于投資方來講，小區(qū)充電站具有投資規(guī)模小、建設(shè)難度小、使用率有保障等優(yōu)勢，特別是大量的老舊小區(qū)，由于業(yè)主無固定車位、物業(yè)安全管理要求、電源容量不足等原因無法安裝個人充電樁，更加適合集中建設(shè)小區(qū)充電站。

因為充電難題關(guān)系民生，在支持小區(qū)充電設(shè)施建設(shè)方面更是有大量的政策支持。北京市城市管理委員會提出嚴(yán)格落實新建小區(qū)配建要求，要嚴(yán)格執(zhí)行配建或預(yù)留充電樁的比例要求，要將充電樁配建納入新建住宅項目整體工程驗收范圍。加大老舊小區(qū)公用充電樁配建力度，市住房城鄉(xiāng)建設(shè)委要將補(bǔ)建停車位及充電樁納入老舊小區(qū)綜合整治基礎(chǔ)類項目。創(chuàng)新居住社區(qū)充電服務(wù)商業(yè)模式，鼓勵充電運(yùn)營企業(yè)或居住社區(qū)管理單位接受業(yè)主委托，開展居住社區(qū)充電設(shè)施“統(tǒng)建統(tǒng)營”，統(tǒng)一提供充電設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營與維護(hù)等有償服務(wù)，提高充電設(shè)施安全管理水平和綠電消費(fèi)比例。國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部提出摸排小區(qū)民生設(shè)施缺口情況，在編制老舊小區(qū)改造方案時，將充電樁等民生設(shè)施作為重點內(nèi)容優(yōu)先改造[12]。

3 小區(qū)充電站投資建設(shè)商業(yè)模式與效益 分析

3.1 商業(yè)模式

小區(qū)經(jīng)營性電動汽車充電站由社會資本投資，主要包括充電設(shè)施及平臺、電力設(shè)備及主材、施工、場地租賃等，負(fù)責(zé)充電站的前期協(xié)調(diào)、施工建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)，并按照充電量收取充電服務(wù)費(fèi)。

充電設(shè)施及平臺廠家收取服務(wù)費(fèi)的一定比例作為平臺使用的費(fèi)用，并給設(shè)備提供長期質(zhì)保。這種與服務(wù)費(fèi)掛鉤的模式有助于刺激設(shè)備與平臺廠家持續(xù)提供良好服務(wù)。

小區(qū)物業(yè)的場地租賃費(fèi)用是靈活可調(diào)的。如果是小區(qū)意愿更強(qiáng)烈，租賃費(fèi)可以省去；如果是投資方意愿更強(qiáng)烈，可以支付固定費(fèi)用或者按照服務(wù)費(fèi)的一定比例作為租賃費(fèi)。后者效果更好，有助于刺激物業(yè)加強(qiáng)管理，減少油車占位等影響使用率與用戶體驗的情況發(fā)生。

運(yùn)營方面，充電設(shè)備臨時性故障由物業(yè)人員現(xiàn)場處理，永久故障聯(lián)系廠家解決，營業(yè)收入與利潤分配都可由充電平臺自動完成。

3.2 投資收益分析

本文以北京市通州區(qū)6座已投運(yùn)的小區(qū)經(jīng)營性電動汽車充電站為樣本，對其運(yùn)營情況進(jìn)行分析。充電站投資與建設(shè)情況見表1。

表1 充電站投資與建設(shè)情況

1）投資分析

充電站的建設(shè)投資主要包括充電設(shè)施成本、電力設(shè)備與主材成本及施工成本三個部分，計算公式為

式中：1為充電設(shè)施數(shù)量，充電設(shè)施單價、設(shè)施底座土建及本體安裝等成本與充電設(shè)施數(shù)量成正比，對應(yīng)系數(shù)；2為站址中心點與電源點的距離，電纜、保護(hù)管等主材及破路、敷設(shè)等施工成本與2成正比，對應(yīng)系數(shù)；配電箱等電力設(shè)備成本及施工安裝，包括一些相對固定的備用金，對應(yīng)系數(shù)。

用表1數(shù)據(jù)對式（1）做二元線性回歸分析，擬合平面如圖1所示。

圖1 小區(qū)充電站建設(shè)投資與充電設(shè)施數(shù)量及電源點距離的關(guān)系

參數(shù)=0.233 5，=0.172 1，=2.800 7。擬合優(yōu)度2=0.971 7，=0.004 8?？梢?接近于1、值小于0.05的默認(rèn)顯著性水平，因此響應(yīng)與變量1和2之間存在顯著的線性回歸關(guān)系，小區(qū)充電站的建設(shè)投資可用式（2）進(jìn)行預(yù)測。

2）收益分析

經(jīng)營性小區(qū)充電站的充電費(fèi)用由電費(fèi)與服務(wù)費(fèi)構(gòu)成，其中電費(fèi)部分轉(zhuǎn)交給電力公司，服務(wù)費(fèi)部分屬于投資方，是項目的實際收益。服務(wù)費(fèi)按照與充電量成正比的方式收取，每千瓦時電費(fèi)0.8元，A、B、C 3座充電站的服務(wù)費(fèi)收益情況見表2，對應(yīng)曲線如圖2所示。

充電站投運(yùn)以來，隨著充電站知名度、居民認(rèn)可度的提升，充電用戶會增加，服務(wù)費(fèi)呈上升的趨勢，同時由于夏季和冬季電車耗電量大，在兩季呈現(xiàn)小高峰。A、B、C 3座充電站的月平均服務(wù)費(fèi)收益與回報周期見表3。

場地管理成本按照服務(wù)費(fèi)的5%分給小區(qū)物業(yè)，運(yùn)維成本大約每臺充電設(shè)施每月10元。分析3座小區(qū)充電站投資與運(yùn)營情況，發(fā)現(xiàn)以下主要影響因素：

表2 充電站2021年服務(wù)費(fèi)收益情況

圖2 充電站2021年服務(wù)費(fèi)收益情況

表3 充電站運(yùn)營收益情況

（1）充電站在小區(qū)內(nèi)部的選址，應(yīng)盡量選取離小區(qū)箱變較近的位置，在電纜主材和施工方面將大幅降低投資成本，距離每增加10m，將增加1.7萬元投資，小區(qū)里電源點與不同場地動輒相差近百米，充電站A回報周期偏長主要就是由于現(xiàn)場電源點布局的客觀原因，導(dǎo)致投資偏高。

（2）充電設(shè)施使用時長，應(yīng)盡量通過良好的管理，減少油車占位、充滿不走等現(xiàn)象，提高充電設(shè)施每天的有效使用時間。充電樁的數(shù)量對投資有一定影響，但影響不大，每增加1臺，投資只增加2 335元。小區(qū)管理情況與充電車輛的數(shù)量對收益影響更大，因此充電站C雖然充電樁數(shù)量不多，但回報周期更短。

值得補(bǔ)充的是，考慮到未來電動汽車數(shù)量的增加，收益還有較大增長空間，投資回報周期會繼續(xù)縮短。

4 小區(qū)充電站投資收益模型

綜合式（2），本文提出居民小區(qū)經(jīng)營性電動汽車充電站投資收益模型為

式中：為回收周期（年）；1為充電樁數(shù)量；2為電源點距離（m）；為月服務(wù)費(fèi)收益（萬元）；為場地方利潤分成；為平臺使用費(fèi)分成；通常≤5%，≤5%。

投資者可通過以下步驟與相關(guān)方商洽，做出決策：

1）現(xiàn)場調(diào)研，根據(jù)小區(qū)規(guī)模與電車統(tǒng)計，確定1，選擇站址，測量2，與物業(yè)溝通，商定。

2）與設(shè)備廠家溝通，商定。

3）令=0.4～0.6萬元，計算。

4）如果在預(yù)期范圍內(nèi)，可決策投資，否則返回步驟1）。當(dāng)=0.6萬元，并且相關(guān)參數(shù)沒有調(diào)整空間的時候，仍然不滿足預(yù)期，則不宜投資建設(shè)此站。

5 結(jié)論

居民小區(qū)充電站具有很好的市場前景，在需求方面符合用戶生活習(xí)慣，而且夜間谷段較低的充電價格更具有吸引力；在投資方面滿足投資者的預(yù)期收益，而且單個站點成本相對較低，資金籌措比較靈活；在政策方面得到國家支持，可實施性較強(qiáng)。優(yōu)化小區(qū)內(nèi)部選址，激勵物業(yè)高效管理和保障設(shè)備使用率是提高居民小區(qū)充電站投資與運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。

[1] 周衍濤, 戴軍, 苑惠麗, 等. 城市電動汽車充電設(shè)施需求預(yù)測與規(guī)劃布局研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2022, 49(22): 177-187.

[2] 王美晨, 楊若琳, 席典兵, 等. 基于種群競爭預(yù)測模型下的城市充電站選址與布局[J]. 電氣技術(shù), 2019, 20(2): 18-22.

[3] 國務(wù)院辦公廳. 新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)[Z]. 北京, 2020.

[4] 商務(wù)部. 商務(wù)部辦公廳關(guān)于印發(fā)商務(wù)領(lǐng)域促進(jìn)汽車消費(fèi)工作指引和部分地方經(jīng)驗做法的通知[Z]. 北京, 2021.

[5] 工業(yè)和信息化部. “十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃[Z]. 北京, 2021.

[6] 王海鑫, 袁佳慧, 陳哲, 等. 智慧城市車-站-網(wǎng)一體化運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究綜述及展望[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2022, 37(1): 112-132.

[7] 陳明強(qiáng), 高健飛, 暢國剛, 等. V2G模式下微網(wǎng)電動汽車有序充電策略研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2020, 48(8): 141-148.

[8] 周瑋, 藍(lán)嘉豪, 麥瑞坤, 等. 無線充電電動汽車V2G模式下光儲直流微電網(wǎng)能量管理策略[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2022, 37(1): 82-91.

[9] 國家發(fā)展改革委, 國家能源局, 工業(yè)和信息化部,等. 國家發(fā)展改革委等部門關(guān)于進(jìn)一步提升電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實施意見[Z]. 北京, 2022.

[10] 陳旭, 楊柳, 楊振剛, 等. 住宅小區(qū)電動汽車有序充電潛力評估[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2020, 48(2): 122-128.

[11] 郭國太. 電動汽車充電站負(fù)荷計算及影響因素[J]. 電氣技術(shù), 2019, 20(3): 93-97.

[12] 國家發(fā)展改革委, 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部. 關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造配套設(shè)施建設(shè)的通知[Z]. 北京, 2021.

Research on investment and construction of commercial electric vehicle charging station in housing estate

LIU Dong MENG Chenxu PAN Zhengyang LU Jiyuan LI Jingnan

(State Grid Beijing Tongzhou Electric Power Supply Company, Beijing 101101)

Demand for charging stations is bound to grow substantially with increase of electric vehicle’s production and sales volume. Highly consistent with the carbon neutral policy and market preference, electric vehicle is an important mode of alternative power application on consumer side. To build charging stations in housing estate is an efficient way to reach majority of personal-use electric vehicles. In this paper, the data of commercial charging stations in housing estates is analyzed by estimating the presumptive investment and income. This paper proposes a multi-beneficial business model of charging station construction and provides feasible suggestions on future improvement under the charging habits of potential users.

carbon neutralization; electric vehicle; charging station; housing estate; business model

2022-02-25

2022-03-06

劉 動（1990—），男，重慶市人，碩士，工程師，主要從事新能源項目研究與市場拓展工作。