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。