深圳和杭州电动出租车充电或换电池服务的商业模式

深圳和杭州电动出租车充电或换电池服务的商业模式
才艺欣;王贺武;叶强;欧阳明高
【摘要】为推进中国电动车产业化,分析了深圳和杭州两电动车应用示范城市电动出租车充电/换电服务商业模式的组织模式和盈利能力.深圳的组织模式是:快速充电—整车销售—第三方运营；杭州的组织模式是:快速换电—裸车销售—电池租赁.用价值链理论和现金流法,分析了这两种模式业务单元的盈利能力.结果表明:这两种商业模式的盈利能力均比较差,在有政府财务补贴的条件下,业务单元的净现值(NPV)和内部收益率(IRR)仍均为负值.因此,需业务转型和扩大市场规模,以提高盈利能力.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》
【年(卷),期】2013(004)001
【总页数】7页(P54-60)
【关键词】电动汽车;充电服务;换电服务;出租车;商业模式;组织模式;盈利能力【作者】才艺欣;王贺武;叶强;欧阳明高
【作者单位】清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084,中国;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084,中国;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084,中国;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084,中国
【正文语种】中文
【中图分类】U469.72
电动汽车的发展已经成为了中国交通能源动力系统转型的战略机遇[1]。

中国已经
将发展电动汽车列为战略性新兴产业，投入数百亿元人民币进行技术研发和产业化推进[2]。

由于电动汽车产业化发展存在动力电池成本高、技术不成熟、基础设施
不完善等瓶颈问题，使得目前电动汽车产业化推进举步维艰[3-4]。

新技术在成熟
过程中，新型商业模式更加注重市场与用户的关系，因此能够在一定程度上弥补技术不成熟的缺点，促进新技术的发展[5]。

从2009年起，中国开展了“十城千辆”电动车示范运行项目[6]，其中深圳和杭州承担了电动出租车的示范运营工作，这
种示范运营其实就是政府主导下的电动车商业模式的探索。

目前，电动车商业模式的研究大部分集中在电动车充电、换电两种供给方式的比较方面[7-8]，从经济技术的角度提出的电动车产业的发展思路[9]，以及结合制造和运营的成本与收益曲线从系统框架的角度对电动车产业化阶段进行的初步定性探讨与分析[10]。

本文以深圳和杭州两地的电动出租车示范运营为案例基础，从商业模式系统分析的视角，采用经济学的方法，分析“深圳快充”和“杭州快换”两种电动车商业模式的组织模式和盈利能力，探讨其运行过程中存在的问题和可能解决方案。

1）基于调研，获得两种商业模式的基本信息。

两市模式的单次充电或换电后车辆的最大续驶里程均为200 km，两市地方政府均在国家财政补贴的基础上提供相同金额的地方财政补贴，单车最高补贴达到12万元人民币（国家和地方各6万元）。

截至2012年3月，深圳市、杭州市两地电
动出租车示范运营的基本情况见表1。

2）采用价值链有关理论建立电动车商业模式的基本组织结构。

根据价值链理论[11-12]，将电动车商业系统的构成划分为5部分，即：供应商、供能商、渠道、用户、第三方，各部分之间的关联和价值活动如图1所示。

通过
绘制价值链的方式可以分析供应商、供能商、第三方、渠道的组织模式和与用户之
间的现金流与商品流，从而清晰地反映出各方在价值链中的作用，发现商业模式的主导部分。

出租车公司为电动汽车的用户，其承担了融资及其它准备、获得车辆、日常能源补给、维护与其它服务、产品换代或淘汰进行的残值回收的任务和活动；
供应商承担了车辆生产和电池生产任务；电供能商承担车辆需求电力的供应任务；渠道包括车辆、电池及电能的销售等活动；第三方则承担融资服务、产品维护服务、保险服务等其它增值服务。

3）对商业模式进行现金流定量分析。

在商业模式体系中，任何价值活动能够维持长期运营的基本前提是其能够带来利润。

在电动汽车新型商业模式中，鉴于运营商在定价时已经考虑了用户利益（否则用户将不接受这种活动），因此将分析重点集中在运营商的盈利能力上。

分析采用“业务单元法”，将运营商的一个标准充/换电站视为一个业务单元，使运营商整体的
充电业务和其它业务的现金流按比例分摊到业务单元上。

通过情景分析，编制现金流量表计算净现值、内部收益率和静态投资回收期评估业务单元盈利能力。

净现值（net present value, NPV）是指根据基准折现率（通常为目标收益率），将投资方案在各年所产生的净现金流量折现到初始年份的求和。

NPV＞0，表明方案的收益率高于目标收益率，其值越高则收益越好。

净现值可表述为：
其中： n = t/a，t为总计算时间（单位 1 a = 1年），Ak为第k年的净现金流，
r为基准折现率。

内部收益率（internal rate of return, IRR）指使净现值= 0时的折现率，因此可以认为IRR是使式（1）的NPV = 0时折现率r的解， IRR越大表明投资收益率
越高。

动态投资回收期（payback period, PP）是指考虑资金时间价值的前提下，使净
现金流总和为零对应的时间（通常向上取整），PP越大表明投资的资金回收能力
越弱。

按照技术更新换代的速度、出租车报废年限和基础设施行业的一般情况，做如下目标效益设定，计算时间为5 a，折现率取8%，IRR≥ 8%，NPV≥ 0，PP≤ 5 a。

最后，在获得商业模式的盈利能力的基础上，利用敏感性分析的方法，分析商业模式中关键指标变化的影响度，探讨提升商业模式盈利能力的可能途径。

2.1 组织构成及价值链分析
深圳地区的组织模式为：“快速充电、整车销售、第三方运营”（简称“深圳快充”），其组织构成如图2所示。

在“深圳快充”模式中，具有整车生产资质的比亚迪（BYD）公司将电池与裸车整合，直接向用户（鹏程电动出租车公司）销售整车。

运营商中国普天公司投资建设以快速充电为主营业务的充电站、经由南方电网购买电力，提供充电服务。

比亚迪作为电动车制造企业通过整合电池与裸车生产，在产品生产环节基于纵向整合的思路，提升了电池与整车的匹配程度，降低了生产和中间环节成本，提供高性能整车。

普天通过资本优势建设、积极并购充电网点，拥有57座充电站，实现了深圳充电网点近95%的拥有率，面向用户提供充电服务。

在此基础上深圳模式中的价值链
以这两个主导企业为核心，分别与用户实现对接。

结合运营中各参与方的作用，利用价值活动分解重组法，提炼出了“深圳快充”模式的价值链，如图3所示。

2.2 盈利能力分析
1）业务单元盈利能力计算。

比亚迪E6平均续驶里程约200 km，一次充电60 kWh，平均电力运行成本30元/（100 km），平均充电时间1.5 h，运行车辆500部。

每个充电站有8个充电柜，仅为乘用车服务，24 h运营，日均充电理论极限为128车次/天。

总投资450万元，包括征地200万元、配套设备和建设费等250
万元。

由于部分充电站还需要为电动公交车充电，因此目前普天在深圳共有57个
充电站中实际的出租车充电站约为30个，平均每个电站每天有50个车次充电。

根据深圳电动车发展规划，平均每个标准站充电业务量按照每年15%的速度增长。

电费进价按照工业用电标准谷电均价0.5元/kWh，售价1元/kWh。

企业所得税
率25%。

表2给出了现金流计算结果。

从表2可知：每个业务单元处于当前模式（充电50车次·d-1）下，业务单元的NPV和IRR均为负值，PP远高于5 a的目标预期值，第三方运营商将遭受较大额度的亏损; 假如每个业务单元处于 128 充电车次/d的理论极限运营状态，运营商
依旧大额亏损，且PP仍高于5 a的目标预期值。

2）成本收益分析。

图4为影响“深圳快充”模式成本与收益影响因素的敏感性分析。

由图4可以看出：在总投资和运营成本两因素中，对盈利能力的敏感性相对影响
较大的是总投资。

在总投资方面，由于大功率充电设备价格比较昂贵，建站标准高，因此下降空间有限。

而在运营成本方面，电费占比例最大（约为60%），谷电价
格相对下降有限。

图4还表明：由于电动车充电时间长，在充电车次的提升上存在瓶颈，并且在理
论极限时依然亏损，因此不可能通过增加业务量实现盈利。

通过充电收费敏感性分析可以发现，提高充电收费可以使充电站IRR实现明显提升，但盈亏平衡分析表明，达到基准收益率时的充电收费应不低于2.5元/kWh，所对应的汽车运输成本
约为75元/(100 km)，这已经与传统汽油车（8元/ L）80元/(100 km) 的运输成本相差无几。

3.1 组织模式及价值链分析
杭州地区的组织模式为：“快速换电、裸车销售、电池租赁”（简称“杭州快换”），如图5所示。

在“杭州快换”模式中，用户（新能源出租车公司）需要向整车企业购买电动车裸
车，再向国家电网旗下新能源公司（运营商）租赁电池，并在使用中按里程交纳租赁费。

而运营商通过向专业生产厂商统一购买电池、进行集中维护管理。

由于国家电网拥有资金优势、供电能力和有关电力设备的生产研发能力，再加上该地区没有强势的整车企业，国家电网可以从基础设施和电池两方面入手，主导建立全新的商业模式。

利用价值活动分解重组法，提炼出了“杭州快换”模式的价值链，如图6所示。

“杭州快换”模式中整车的获得是通过购置裸车和租用电池两步实现的。

用户购置裸车后租赁电池，使用运营商的换电站网络。

国家电网纵向整合供电与换电服务，横向与电池及整车供应商统一技术标准，实现在用户的电动车全生命周期中提供价值服务。

因而国家电网在整个价值链中更多体现渠道的作用。

用户租用电池即“入网”，此后国网通过渠道整合为用户提供服务“套餐”，降低用户的电动车全周期使用成本，并通过按公里收取“服务费”的方式实现具有高附加值的盈利。

3.2 盈利能力分析
1）业务单元盈利能力计算。

众泰朗悦电动出租车平均续驶里程80 km，一次充电12 kWh，日均更换电池4次，行驶里程300 km，电动车投放数量200辆。

标准充电站总投资350万元，
包括征地150万元、配套设备和建设费等150万元，以及政府50万元的成本补贴。

根据未来换电业务的发展需要以及1:1.5的车辆与总电池保有量的后备比例要求，前期每个业务单元需要购置18块四联装电池组，之后根据10%换电规模扩大逐步增加购入量。

每个电池组容量3 kWh，价格约为7万元，政府电池补贴标准
3 000元/kWh，合计每电池组6万元。

后备电池和每年的新购电池不补贴，因此共12块电池享受补贴。

换电站装有集中式电池充电机和配套换电设备，换电时间约为10 min/次，同时可为3辆车换电，日均换电理论极限为432车次。

目前在杭州共有17个换电站，
平均每个电站每天有46个车次换电，收费标准0.5元/km，合计40元/次。

根据杭州电动车发展规划，平均每个标准站换电业务量按照每年20%的速度增长，换
电站根据业务增长购入相应比例的电池。

电费进价按照的国网内部用电价格0.4元/kWh。

企业所得税率25%。

从表3所示的现金流计算结果可以看出，当前模式下，国家电网遭受大额亏损且PP远高于5 a的目标预期值；政府补贴对业务单元的盈利能力有较大影响。

2）成本收益分析。

图7为“杭州快换”模式成本与收益影响因素的敏感性分析。

由图7可以看出，总投资对盈利能力的敏感性相对影响较大，这与杭州模式换电
站运营需要购进电池有关。

且随电动车保有量的上升，初期投资会持续增加。

目前来看，换电站建设所需空间小，设备相对简单；电池成本会随着技术的成熟逐渐下降（预计至2015年成本将由当前3.5～4.0元/Wh降至3.0元/Wh，会使总投资
降低25%），在成本上仍有较大的降低空间。

运营成本方面，管理维护费用和电
费降低空间较小。

从图7还可以看出，盈利能力对换电车次非常敏感。

换电收费0.5元/km已经与
汽油车的约0.8元/km非常接近，提升潜力非常有限。

但由于换电车次变化20%
的时候IRR的变化幅度就已经接近10%，而换电模式因为不存在充电模式所具有
的“瓶颈效应”（当前情况业务量只是理论极限值的10%），因此提升空间较大。

从盈亏平衡分析可以看出，当业务单元换电车次达到约90车次/天时IRR即可达
到基准收益率。

但由于换电车次增加使后备电池量增加，因此盈利能力会受电池购入投资的制约。

深圳模式和杭州模式的业务单元现金流量表参见附录中的附表1。

“深圳快充”模式（快速充电、整车销售、第三方运营），以整车厂和第三方运营商为主导，整车厂纵向整合电池和裸车生产，提供具有较高性能的产品；第三方运
营商整合充电网络，为用户提供充电服务。

这也与目前汽油车的整合模式比较接近。

“杭州快换”模式（快速换电、裸车销售、电池租赁），以国家电网为主导，与整车厂和电池生产厂商合作的方式，以“渠道”的身份基于水平整合为用户提供了“一揽子”电动车解决方案。

两种模式价值链的价值活动整合方式不同，进而产生了基于纵向和水平两个维度的整合方式。

就价值链整合度而言“杭州快换”模式要高于“深圳快充”模式。

两种商业模式的组织模式的整合方式和商业模式的盈利能力对比见表4。

由表4可知：两种模式的盈利能力都非常薄弱：在当前有政府财务补贴的条件下，业务单元的净现值（NPV）和内部收益率（IRR）仍然均为负值。

但由于组织模式和技术路线不同，因而提升盈利能力的途径也不同。

“深圳快充”模式盈利提升潜力非常有限，“瓶颈效应”使乘用车充电业务不能充分享受未来私人充电市场扩张带来的优势，成为运营商的盈利来源，因此运营商须通过尝试新的盈利模式（例如融资租赁等）、扩展业务的方式实现盈利。

“杭州快换”模式由于换电模式对业务量的变化非常敏感，如果未来杭州能够保持一个较好的电动车保有量增长态势，则该模式下运营商的盈利能力就可以得到充分保证，因此“杭州快换”模式能够充分享受市场扩张带来的好处，但也意味着其市场规模的巨大依赖。

研究结果表明：“深圳快充”和“杭州快换”这两种商业模式的盈利能力均比较差，为此，应通过业务转型和扩大市场规模，来提高盈利能力。

两种商业模式的应用前景可以是：“深圳快充”商业模式更加适合在具有较强整
车产业基础的地区：以整车厂与与基础设施运营方强强联合的方式建立，更加适合公共交通（例如大功率大电量充电的公交车以及全天运营，以快充为主的出租车）而非以私人用户为主体的规模应用。

而“杭州快换”模式更适合在电动车产业基础弱或无法获得高性能产品的地区：以基础设施运营商（例如电网）为核心建立，需
要对电池和配套电动车车型进行规格的高度统一；对市场规模比较敏感，需要通过合理有效的规划和推广不断扩大市场规模，并加强风险应对能力。

附录
【相关文献】
[1] 欧阳明高. 我国节能与新能源汽车发展战略与对策[J].汽车工程, 2006, 2(4): 11-13. OUYANG Minggao. The development strategy and countermeasure of the energy-saving and new energy automobile industry of China [J]. Auto Eng, 2006, 2(4): 11-13. (in Chinese)
[2] 中华人民共和国国务院. 节能与新能源汽车产业发展规划 (2012-2020), 国发 [2012] 22号 [S]. 中华人民共和国国务院, 2012. The State Council of the People's Republic of China. Notice of the state council on issuing the planning forthe development of the energy-saving and new energy automobile industry (2012-2020), STATE [2012] No 22 [S]. The State Council of the People's Republic of China, 2012. (in Chinese)
[3] 郭小戈. 新能源汽车或换挡前行，发展规划再度难产[N].广州: 南方日报, 2011-07-22 (B03). GUO Xiaoge. The development of new energy vehicle may come to a shift, the development planning delays once again [N]. Guangzhou: Southern Daily, 2011-07-22 (B03). (in Chinese)
[4] 董扬, 崔大山. 搞电动车应不动摇不懈怠不折腾[J]. 时代汽车, 2011(9): 12-14. DONG Yang, Cui Dashan. Not slack and unwavering to make electric vehicle [J]. Auto Time, 2011(9): 12-14. (in Chinese)
[5] 科尔尼A T. 电动汽车时代的企业战略革新[M]. 孙健,丁涛, 苏苗苗译. 上海: 上海交通大学出版社, 2011. Kearney A T. The Enterprise Strategy Innovation of EV Generation [M]. SUN Jian, DING Tao, SU Miaomiao, Int. Shanghai: Shanghai Jiaotong University Press. 2011. (in Chinese)
[6] 杜纪栋. 十城千辆: 加速纯电动车产业化[J]. 中国科技财富, 2010(19): 10-13. DU Jidong. Ten cities one thousand EVs project: boost the EV industrialization [J]. Fortune World, 2010(19): 10-13. (in Chinese)
[7] 张文亮, 武斌, 李武峰, 等. 我国纯电动汽车的发展方向及能源供给模式的探讨[J]. 电网技术, 2009(4): 1-5. ZHANG Wenliang, WU bin, LI Wufeng, et al. Discussion on development trend of battery electric vehicles in China and its energy supply mode [J]. Power Syst Tech, 2009(4): 1-5. (in Chinese)
[8] 王贺武, 宋华阳, 欧阳明高. 电动汽车用户接受电池快换服务的影响因素分析[J]. 汽车安全与节能学报. 2012, 3(1): 44-50. WANG Hewu, SONG Huayang, OUYANG Minggao. Impact factor
analysis of the consumer acceptance of electric vehicle battery swapping service [J]. J Automotive Safety and Energy, 2012, 3(1): 44-50. (in Chinese)
[9] 叶瑞克, 欧万彬, 吕琛荣, 等. 基于经济技术分析的电动汽车商业化模式研究[J]. 未来与发展, 2010(11): 31-35. YE Ruike, OU Wanshan, LV Chenrong, et al. Model of electric vehicle commercialization based on the analysis of economic and technological [J]. Future and Development, 2010(11): 31-35. (in Chinese)
[10] 叶强, 王贺武. 关于电动汽车商业模式系统的理论思考[J]. 中国科技论坛, 2012(1): 44-48 YE Qiang, WANG Hewu. The Study on the business model system of electric vehicles [J]. Forum on Scie & Tech in China, 2012(1): 44-48. (in Chinese)
[11] Chesbrough H W, Rosen bloom R S. The role of the business model in capturing value from innovation: Evidence from XEROX corporation’s technology spin-off companies [J]. Industrial and Corporate Change, 2002, 11(3): 529-555.
[12] Chesbrough H W. Business model innovation: It’s not just about tec hnology anymore [J]. Strategy & Leadership, 2007, 35(6): 12-17.。