从全生命周期使用成本TCO角度告诉你为什么换电卡车比传统卡车省钱

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从全生命周期使用成本TCO角度告诉你为什么换电卡车比传统卡车省钱

2023-01-10 13:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

新能源是汽车行业未来的发展趋势,在乘用车领域以特斯拉为代表的新能源汽车企业,其股市总值远大于传统车企,这表明了资本领域对新能源未来发展的预期。然而在商用车领域,新能源目前仅在公交车和轻卡领域普及推广,在重卡领域还没有实现大规模量产突破,这是因为重卡的使用场景更加复杂,一直存在技术路线之争,充电、换电、混合动力、增程式、氢燃料等等。

虽然美国特斯拉推出了纯电动重卡,但是一直没有商业化,其难点就是无法解决行驶里程和载运货物之间的矛盾。另外,由于目前的电池价格居高不下(约1100元/度),按照百公里电耗180度计算,行驶800公里需要搭载1440度电的电池,其电池总价格高达158.4万元,这对于任何商用车运营企业而言都是不可接受的现状,成本是制约电动重卡产业化推广的最大障碍。

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院士欧阳明高曾说过说:中国新能源没有技术路线就是最好的“技术路线”。笔者认为这句话很有道理,实践证明一切,只要能够量产投入实际运营,并且TCO没有大幅增加,这就是最好的技术路线。

什么TCO

全生命周期使用成本简称TCO,这个概念最初源于上世纪90年代中期物流管理飞速发展的欧洲,不过最早是用在电脑上的。当时,PC(个人计算机)刚刚发明,大家想要知道购买、配置和使用一台PC到底需要投入多少成本。最终,他们的研究结果表明企业拥有每台PC的年度成本接近$10,000。

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这个数据不仅帮助了彼时的PC拥有者认清了PC在整个服务生命周期中的总成本,更在财务人员和管理人员中引起了不小的骚动。此后,总拥有成本这一概念便浮出水面,逐渐被更多的企业及管理人员认知并使用TCO(总拥有成本)包括了以下三个部分:

设备购置成本;生命周期运行成本;停工期间损失的生产成本。

这里的成本并不单纯指用户购车所支付的费用,而是综合了卡车使用期间的每年,每月乃至每一天所产生的各个方面花费组成的总体运营成本。除此之外,TCO也对车辆运营期间的相应收入和产生的利润进行估算。根据国内物流行业相关数据统计分析得出,一辆卡车5年内的TCO各项支出中,燃油费占比最高,达到35%,其次为道路通行费31%,司机工资及其他管理成本14%,购车成本12%,轮胎损耗3%。保险费2%,维修成本1%,保养费1%。后来TCO被应用到重卡上,奔驰卡车于2012年将其概念引入国内。

此图片的alt属性为空;文件名为20210606062237244.png TCO计算方法 计算公式

小编根据重卡生命周期特点将纯电重卡TCO 成本费用简化为3个构成部分:购置成本、使用成本和维护成本。具体如下图所示 :根据分析框架,纯电重卡的全生命周期成本 (Ct) 计算公式如下:

Ct=Cb+Cu+Cm上式中:Ct—全生命周期成本;Cb—购置环节成本 ;Cu—使用环节成本;Cm—维护环节成本; 从全生命周期使用成本TCO角度告诉你为什么换电卡车比传统卡车省钱

(注:完整的TCO计算应该还包括机会成本Co,完整的公式是Ct=Cb+Cu+Cm+C0。但是部分城市,新能源卡车通行时间范围更宽,部分路段甚至限制柴油卡车通行,新能源卡车使用更加方便 ;相比于技术更加成熟的燃油卡车,新能源车辆稳定性仍有待提高,导致出勤率不如普通燃油卡车好,因此机会成本Co暂不考虑用于计算。本文章的数据都来自网络,不一定准确,仅供参考。)

基础数据的选择

1. 车型选定原则:对比车型具备同样的使用功能,载质量和货厢尺寸相近,选取市场主流企业的主流车型。

2. 购置环节:新能源卡车补贴金额以2016年12月份财政部发布的《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》为准,中央补贴最高上限15万元,地方补贴不超过中央补贴的一半;新能源汽车免征购置税,购置税为 0。

3. 使用环节:使用环节主要成本差异为燃料成本,0 号柴油价格选取南京市 2021年7月13日指导价,价格为5.79 元/L,充电电费为0.7元/度。

4. 维护环节:根据要求,电池、电机等关键系统质保不低于5年20万km;新能源卡车维护保养较简单,每次仅需对电路系统及接插件进行检查保养。

5. 计算期:计算期设定为 5 年。

计算结果的含义

当新能源卡车全生命周期成本费用小于等于同级别燃油卡车时,新能源卡车具有经济性优势 ;反之,燃油卡车经济性优势更好。

电动汽车能量补给有两种方式:充电和换电。充电占用时间长无法解决长途续航,而换电可给车辆快速补给能量。因此充电适合轻卡,换电适合重卡,接下来小编会将充电轻卡和同级别燃油车对比、将换电重卡和同级别燃油车对比。

纯电动轻卡与同级别燃油轻卡对比

从政府采购网的中标信息查询到,两款同类型轻卡,功能相同、配置相近,但是纯电动版车型比燃油版车型的购置成本高了一倍多,其中最大的成本就是动力电池。为了满足运营里程要求,装电量为550度,其中仅电池成本就要15万元。

TCO项目纯电轻卡燃油轻卡购车成本30万元15万元满载总质量情况下每公里能耗0.49kwh0.26L日均能耗122.72kwh65L年均能耗30680kwh19500L全生命周期能耗总费用(5年)12.5万元55.9万元全生命周期维保费用(5年)2.5万元全生命周期维保险费用(5年)9万元12万元全生命周期成本51.5万元85.4万元

虽然购置成本很高,但是在运营过程中,纯电动轻卡的成本却相对低很多。在满载情况下,纯电动轻卡每公里能耗为0.49kwh,而同级燃油车每公里能耗为0.26L燃油,按照正常情况下日均250公里的行驶里程计算,纯电动轻卡在4年的生命周期内总能耗费用为12.5万,同级别燃油车的总能耗费用为55.9万,仅此一项就有近40多万的价差。

对于纯电动重卡而言,充电费用实际上是有两部分的,一部分是基本电费,另一部分则是充电服务费,不过现在全国各地充电服务费的标准不同,比如说江西充电服务费最高,达到2.36元/kwh(含电费),而西安市的充电服务费最,0.40元/kwh,而且电费还要分成谷时和峰时,在此咱们按照平均值1.38元/kwh来算,全生命周期下的充电服务费为21.1万元左右,即使加上这部分的费用,依然要比同级别燃油轻卡便宜不少,如果是自建充电站的话就更用花很多钱了。

从全生命周期使用成本TCO角度告诉你为什么换电卡车比传统卡车省钱 对比结论

综合考量车辆的购置成本、能源成本、维保成本等方面,一辆纯电动轻卡全生命周期量本利成本总额为51.5万元,一辆同级别燃油轻卡的成本总额为85.4万元,由此可见,纯电动车型在轻卡领域更有竞争力。

换电重卡与同级别燃油重卡对比

纯电动重卡不仅要考虑运营成本需求问题(一般会装大电池,这既增加了购置成本,也增加了能耗),还要考虑充电占用时间长无法解决长途续航的问题,而换电可给车辆快速补给能量,因此换电重卡是实现重卡电动化的重要手段。换电车型因其支持快速换电(换一次电池需耗时5分钟),可以装较少电池,通过快速换电也能满足运营里程要求。

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所谓换电,就是在牵引车驾驶室后部装载一个可以快速更换的电池箱,车辆单趟运输完毕之后回到换电站,在5分钟之内更换一个电池箱,然后车辆可以继续行驶。这就成功解决了行驶里程和载运货物之间的矛盾,假设全国各地换电站每隔150公里建设一座,那么完全可以实现电动重卡长途运输。

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2020年起,在政策引导下,换电重卡已经成为新能源重卡领域的明星,并且已经投入大量的商业运营,其总运营里程超过100万公里,发挥了非常好的示范作用,为国家节能减排、蓝天保卫战等作出了巨大的贡献。

针对重卡换电,国家电投也制定了相应方案,客户可选择只租用电池,或者选择电池+换电站,也可以选择电池+充电站,这些都能够以换电模式运营。

目前换电重卡的最佳使用场景是单日多次往返固定线路的运输,例如砂石骨料运输、垃圾运输、建筑材料运输等。以北京为例,在北京密云区大型砂石骨料开采基地,使用换电重卡进行合规运输,从矿厂到北京北部地区各个混凝土搅拌站最大行驶距离在80公里,司机可以一天往返四趟,总共运营700公里。

从全生命周期使用成本TCO角度告诉你为什么换电卡车比传统卡车省钱

从早晨6点多开始运输,只有矿区内的道路相对差一些,然后走国道和高速,通常为了节约时间70%里程跑高速,通常3.5个小时跑一趟,总里程160-180公里,一天能跑4趟,两个司机轮换驾驶。由于目前换电重卡峰值扭矩为2100Nm,峰值功率490马力,因此在运输效率方面不亚于燃油重卡。

按照每天700公里,每年运营300天进行计算,换电重卡目前有两种运营模式,第一种是裸车购买和电池购买,5年总费用为271.86万元,比燃油重卡略高4万元;第二种是裸车购买和电池租赁,5年总费用为295.8万元,比燃油重卡高27.95万元,但前期购置费用大幅降低,到底哪种成本更低呢?一起来看一下吧。

TCO项目换电重卡(电池单独购买)换电重卡(电池租赁)燃油重卡购车成本45万元45万元40万元电池成本282kwh,1100元/kwh,单块电池31.02万元,以1:3匹配,共93.06万元以每块每次260元价格租赁百公里能耗182kwh182kwh35L全生命周期能耗总费用(5年,每年300天,每天700km)133.8万元250.8万元227.85万元全生命周期维保费用(5年)20.8万元20.8万元75万元全生命周期维保险费用(5年)9.9万元9.9万元9.9万元全生命周期成本302万元326.5万元352.75万元万元 对比结论

通过对两种电池使用方式进行计算,不管是那种电池购买方案换电重卡的TCO费用比燃油重卡低一些。此外,单独购买电池是要比电池租赁划算的,虽然初期看起来要多花93万,但是5年下来反而要比电池租赁便宜120万元左右。而且目前很多城市只允许燃油重卡在24:00-6:00区间在城市道路上行驶,严重制约了其单日运输效率。假设给予换电重卡24小时的运营时间,则单日运输效率能够提高4倍。

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