Зарядная инфраструктура электрического транспорта: методика оценки экономической эффективности эксплуатации зарядных станций

быть доступны автолюбителям, эксплуатирую-

Расширение парка электрического щим электромобили. Следовательно, в каждом транспорта (ЭТ) требует развития зарядной ин- населенном пункте необходимо определенное фраструктуры (ЗИ). Зарядные станции должны

EDN WXICZM

1Денисов Илья Владимирович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Электротехники и электроэнергетики», тел.: +7(915)-776-24-14, e-mail: ,

количество работающих терминалов, обеспечивающих передачу электрической энергии (ЭЭ) в тяговые батареи колесных транспортных машин (КТМ) с электроагрегатами. В противном случае возможность использования ЭТ без ограничений нарушена, поскольку простои в ожидании зарядки будут продолжительными, что может будет стать причиной отказа большинства потенциальных покупателей от приобретения электромобилей, а сам процесс перехода к экологически чистым источникам механической энергии в автомобильной технике (АТ) затянется.

В этой связи меры стимулирования, в том числе, со стороны государства, как на приобретение гражданами электромобилей, так и на развитие ЗИ являются крайне необходимыми и своевременными.

К факторам, сдерживающим развитие ЗИ ЭТ, следует отнести высокую первоначальную стоимость электрических зарядных станции (ЭЗС), затраты на технологическое подсоединение к системе элекроснабжения, несоответствие количества зарядных терминалов (ЗТ) фактическому спросу на услуги по передаче электроэнергии в тяговые батареи КТМ с электроагрегатами на первоначальном этапе электрификации автомобильного транспорта и др.

Важно понимать, что процесс передачи ЭЭ в тяговые батареи КТМ с электроагрегатами - это услуга, оплачиваемая автолюбителем собственнику ЗТ. Развитие ЗИ ЭТ будет коммерчески успешным в случае устойчивого спроса на услуги по зарядке тяговых батареи электромобилей. При определенном значении суточного числа заездов КТМ с электроприводом на ЭЗС их собственники смогут получать балансовую прибыль, а, следовательно, эксплуатация оборудования становится экономически целесообразной. Это создает предпосылки для ввода в эксплуатацию новых пунктов зарядки электромобилей. Таким образом, предприниматели будут мотивированы инвестировать средства в развитие сети зарядных станций. Увеличение количества ЭЗС создает предпосылки к рыночному регулированию цен на передачу ЭЭ в тяговые батареи КТМ с электроагрегатами вследствие появления конкуренции.

Стоимость современных ЗТ, предназначенных для использования в качестве общественных, напрямую зависит от типа, сложности их конструкции и функциональных возможностей. В работе [3] содержаться сведения о наиболее распространенных типах ЭЗС. Следует отметить, что значимой технической характеристикой зарядного оборудования будет макси- мальная мощность, т.е. количество электрической энергии, отдаваемой в тяговую батарею КТМ с электроприводом в единицу времени (час). Возможность одновременной зарядки нескольких электромобилей одной ЭЗС также оказывает влияние на их цену на рынке. Таким образом, рыночная стоимость современных зарядных терминалов находится в диапазоне значений 0,2…4,5 млн. руб.

Совершенно очевидно, что затраты на покупку, последующий монтаж и технологическое присоединение к электрическим сетям ЭЗС, требуют значительных начальных инвестиций, окупаемость которых будет зависеть от уровня оснащения населения ЭТ. На начальном этапе развития ЗИ экономическая эффективность её эксплуатации будет крайне низкой, что объясняется невысоким спросом на ЗТ ввиду небольшого числа списочных единиц КТМ с электрическим приводом. В тоже время именно на этом этапе важно обеспечить максимальную доступность ЭЗС потенциальным владельцам электромобилей, чтобы они могли их эксплуатировать без ограничений. А это означает, что количество зарядных станций необходимо увеличивать темпами, опережающими рост уровня обеспеченности населения ЭТ. При этом в населенных пунктах должна быть создана зарядная сеть, минимально необходимое число ЭЗС в которой рекомендуется определять в соответствии с методикой [4].

Вопросы убыточности зарядных станций достаточно подробно рассматривались в [7]. В настоящее время в силу небольшого парка ЭТ спрос невелик, поэтому фактический тариф на процесс передачи электроэнергии в тяговые батареи КТМ более чем в 10 раз превышает установленные, т.е. собственники ЗТ субсидируют каждую заявку.

Постановка задачи исследования

Задача проверки экономической эффективности эксплуатации ЗИ является актуальной. Для этой цели потребовалось разработать методику, позволяющую оценить величины дохода, эксплуатационных издержек и прибыли, в том числе, чистой, зарядных станций различной мощности, поскольку их стоимость существенно различается.

Ввиду того, что предложенные ранее методики определения спроса на услугу по зарядке тяговых батарей электромобилей [3] и расчета минимального количества зарядных терминалов [4] учитывают суточные поток заявок и производительность ЗТ, то и определение параметров экономической эффективности эксплуатации оборудования целесообразно осуществлять для работы ЭЗС в течение суток. Зная дни работы парка терминалов ЗИ в году, не составит труда пересчитать искомые параметры для года эксплуатации.

В процессе передачи ЭЭ в тяговую батарею КТМ с электрическим приводом ЗТ формирует затраты, которые можно рассчитать, используя следующую математическую зависимость

Результаты исследования и их обсуждение

Суточный доход одной ЭЗС мощностью ^эзс будет формироваться из числа зарядок п с ^У Р продолжительностью С_за р и фактической стоимости Ц ЙРрч единицы мощности электроэнергии, отпускаемой потребителю, и рассчитывается с помощью следующей математической зависимости

^{СУт       сут}_f   п^р    КП

ЭЗС Р    ^п зар ^с зар ЭЗС Ц кВтч

Справедлива и такая запись выражения

^сУ т      срт^ БАТр р Кп =

^С Э3С Р    ^п зар _рр  ^г ЭЗС ^Ц кВт^ч

^{_           Г} Э3С

ОбатЦТч .

^сУт     ^т     ПР р^р

^У Э3С ^{— п} зар ^ь зар ^Ц кВт^ч ^г эЗС ^—

^ зар ^ БАТ Ц кВт-ч ^ эЗС

^{п СУ} Р^БАТ ^{Ц П} В-ч ,

^{р Г} ЭЗС

где    ^ бат

—

средняя емкость тяговой батареи

Стоимость подписки в системе умной зарядной платформы составляет 10% от суммы платежей, т.е. выручки, но не менее 5000 руб. в месяц или Ц эзс п — 12 ’ 5 — 60 тыс. руб. в год. Расчетная формула суточных затрат собственника ЭЗС на подписку будет иметь вид

КТМ с электроагрегатом, кВт.ч.

Суточные затраты на одну ЭЗС будут состоять из расходов на подписку в системе умной зарядной платформы С^ п [11], оплату труда ^_ оператору С^ т, электроэнергию от работы -сут              _

^эзс Р терминала, в том числе, в холостую -Сэ Ут хх, когда подключение к электромобилю отсутствует, а также сервисное обслуживание Сэ Ут со и амортизацию оборудования С^ _д, и --                                                                                                                              ^_

сУт            сУт

^С Э3С_П ^— 0,^1К Э3С —

^Ц Э3С _П _ 60000

164,4 руб.

Д г

могут быть установлены по формуле _г^сУ ^т _ р^сУ ^{т      с} У ^{т      с} У^т   ,

СЭ3С — СЭ3СП + СЭ3СТ + ^ЭЗСХХ + сУт      сУт         сУт сЭЗС_Р + сЭЗС_СО + СЭ3С_А.

Продолжительность функционирования зарядной станции в течение суток составляет ^ Рзс — 24 ч. В таком случае затраты от эксплуатации оборудования можно установить из выражения

сут

^С Э3С_ХХ

хх ^{раб —} (^Г ЭЗС ^(С ЭЗС

—

Ч ЭЗС    ^сУ т        Кп

100 ) ^П зар ^ь зар ) Ц кВт^ч ,

п2 РМ + /> э ^Р з _С(1

—

где     ^ Эзс

—

часовой расход электроэнергии

Суточные издержки на оплату труда операторов, обеспечивающих удаленный контроль за работой ЗИ и, при необходимости, принимающих непосредственное участие в урегулировании различных спорных и конфликтных ситуаций с получателями услуги по зарядке тяговых батарей электромобилей, устанавливают из выражения

С сУС-Т — Д-^ (^Ф3П О-Э3С + ^ОСН), (7) где ФЗП о_эзс — годовой фонд заработной платы (ЗП) оператора ЗИ, руб.; ОСН — отчисления на социальные нужды, руб.; Ш эзс — количество контролируемых оператором зарядных терминалов в сети.

Годовой фонд ЗП будет определяться численным составом сотрудников - П о эзс , месячным - Ф ом или годовым - Ф ог фондом рабочего времени каждого из них, минимальным размером оплаты труда (МРОТ) - У мрот и коэффициентами, учитывающими квалификацию ис-

при работе ЭЗС в режиме ожидания, кВт;

Ц КВт^ч — цена единицы электроэнергии, приобретаемой в ресурсоснабжающей организации, руб./кВт^.ч;

^ эзс — КПД оборудования, учитывающее потери мощности на нагрев при зарядке батареи электромобиля, ^ эзс ~ 95%.

полнителей (разряд работ, не ниже 8)

-

ккв =2,17...3,54, процент премий и доплат - ^ пд =10—40%, а также отраслевым повышаю-

щим множителем (инженер-программист) / ом = 1,09.

-

= ^П О ЭЗС

^^^ш

^/п д Ф ОГ ^ МРОТ .   .   _

^{3 Оэзс —ПОэзс(} +100) ф_ом ^{/кв/ом —}

Годовой фонд ЗП оператора ЗИ устанавливают по формуле

f 1 + ^П-Д А 12Ф ом £ мрот 100/

Ф ОМ

^ кв ^ ом — ^12п о эзс ⁽¹ + т^) ^ мрот ^ кв ^ ом . ^_           100

Количество сотрудников - П о эзс определяют согласно математической зависимости

где ч.;

Ф рв — годовой фонд рабочего времени,

_ Ф рВ _ ^Д р ^ ^Т см

^По Э ³        ф .          ф .   ,

Фшт — фонд рабочего времени одного штатного рабочего, Фшт — 1870 ч.; С — число

рабочих смен за сутки; Тсм — продолжительность одной смены, ч.

Если принять круглосуточный режим работы службы поддержки, то численный со- став операторов будет равен

365-3-8

^по эзс = _

= 4,6

« 5 чел.

Принимая    У МРот = 19242

руб.,

к_П _д =40%, к_Кв =2,17 и к оМ = 1,09, получим размер фонда оплаты труда операторов зарядной сети

^ФЗП О эзс = ¹²-5'(1+ 100 )-¹⁹²⁴² •

2,17 • 1,09 = 3823,1 тыс. руб.

В таком случае средняя месячная ЗП оператора составит 63,72 тыс. руб.

В соответствии с Налоговым кодексом РФ [6] отчисления на социальные нужды составляют 30% от годового фонда ЗП

ОСН = 0,3ФЗП о_эзс .   (10)

Подставив числовые значения в расчетное выражение (10), установим размер отчислений на социальные нужды

ОСН = 0,3 • 3823,1 = 1146,93 тыс. руб.

Суточные издержки на оплату труда операторов в соответствии с математической зависимостью (7) для сети зарядных станций, состоящей из, например, пяти единиц, составят

С_э ^с уТ т =     (3823,1 + 1146,93) =

^ЭЗС _Т    365^5

2,72 тыс. руб.

Следует отметить, что постоянные за- траты на оплату труда операторов в значительной степени увеличивают общие расходы на администрирование ЗИ. На рисунке 1 представлена графическая зависимость суточных издержек на оплату труда коллективу операторов, численных составом пять человек от числа управляемых ими ЗТ, входящих в сеть.

1 23458789 10 11 12 1314 1518 17 18 19;

Число администрируемых зарядных станций в сети, т

Рисунок 1 - Зависимость суточных затрат - сут

С_{эзс т} на оплату труда коллективу операторов численных составом пять человек от числа управляемых ими зарядных терминалов - т _ЭЗС , входящих в сеть

Из графика видно, что круглосуточная поддержка функционирования зарядной станции потребует ежесуточно 13,62 тыс. руб. на оплату труда исполнителей и отчисления на социальные нужды. В том случае, когда администрируемая зарядная сеть будет включать двадцать и более ЭЗС, то ежедневные издержки — ^ эУс т станут менее 0,68 тыс. руб.

Таким образом, удаленное управление одним, двумя или тремя ЗТ будет убыточным. Доходы от эксплуатации малой сети ЭЗС не покроют издержки на ЗП сотрудников. Собственнику зарядных станций будет экономически оправданно взять функции оператора на себя, сократив, тем самым, затраты на оплату труда наемных сотрудников.

Сервисной обслуживание ЭЗС включает в себя контрольно-диагностические работы по определению технического состояния её эле- ментов, очистку системы охлаждения от загрязнений и пыли, при необходимости технические воздействия (ТВ) по замене деталей, подверженных износу, и потерявших работоспособность, а также установку стабильных версий программного обеспечения. Таким образом, справедлива следующая запись

XI сут    _ ^сус         сус

^С ЭЗС_СО = ^С ЭЗС_ТО ^{+ С} ЭЗС_ТР ,

сус     /тсус где сЭзС то, сЭзС тр — соответственно суточные затраты на технического обслуживание (ТО) и ремонт ЗТ.

В работе [1] отмечается, что годовые затраты на ТО и ремонт зарядных станций составляют в среднем 25 тыс. руб.

На рынке многие компании, реализую- щие зарядную технику, предлагают услуги по обслуживанию терминалов. Стоимость данной услуги составляет от 6,0 до 12 тыс. руб. за разовое обслуживание [12]. Для ЭЗС постоянного тока периодичность сервисного обслуживания составляет 6 месяцев. Следовательно, суточные затраты на ТО можно рассчитать по формуле

^С Э ^у С_ТО = Д^ (^т ТО_ЭЗС ^Ц ТО_ЭЗС ), ⁽¹²⁾ где т_то эзс -плановое число ТВ по поддержанию технической исправности зарядного терминала в год, Ш то_эзс = 2; Ц то_эзс —цена работ по ТО ЭЗС, Ц_ТО _ _ЭЗ С = 6,0 ... 12,0 тыс.руб.

Затраты по замене отказавших элементов носят случайный характер и согласовываются с собственником ЗТ. Суточные издержки от эксплуатации ЭЗС ремонтного характера рассчитываются с использованием математической зависимости

СЭуС_ТР = дЧ2к£ТР_ЭЗС;ЦТР_ЭЗС; + ЦЗЧ_ЭЗС;)), где    tTp эзС. — трудоемкость ремонтных ТВ i- ого вида, чел.-ч;

Ц тр ЭЗС; — стоимость нормо-часа ремонтных работ i -ого вида, руб.;

Ц зч ЭЗС; -цена запасных частей, необходимых для восстановления работоспособности зарядной станции после отказа i -ого вида, руб.

Таким образом, суточные затраты на сервисное обслуживание можно установить из выражения

Р сус     _ ^Ц ЭЗС ^ ПН ^ тО_р

^{ЭЗС_СО _}     100Д_г    '

где ЦЭЗС — цена зарядной станции, руб.

Амортизация зарядного оборудования может быть рассчитана линейным методом [6] с использованием математической зависимости, представленной ниже сус = _ЦЭЗС

^Сэзс_а   Т пи Д г ,             ⁽¹⁵⁾

где   ?пи — срок полезного использования за рядного оборудования, зависящий от ресурса, регламентированного изготовителем, и принадлежности его к определенной амортизационной группе, Тпи = 5.. .8 лет.

Чистая прибыль, формируемая от производственно-хозяйственно деятельности одной ЭЗС ЗИ, определяется из выражения ч сут сут _ гсут Нп

^П ЭЗС = ИЭЗС ^С ЭЗС ⁾⁽¹ юо ), ⁽¹⁶⁾ где Н п — ставка налога на балансовую прибыль, %.

Поскольку стоимость ЭЗС типа Mode 3 и Mode 4 составляет более двух миллионов рублей, то их покупка и последующий монтаж потребуют существенных денежных инвестиции.

В большинстве случаев это будут кредитные средства, поэтому их требуется учесть. Для решения задачи определения суточных выплат фи- нансовым организациям за пользование кредит- ными ресурсами можно воспользоваться следу- ющей формулой

В

Ц_эзс(1+ ^^п-н )(1+ £к^р ) ^{сус          ЭЗС}У 100 А 100/

^ЭЗС_кр =          _Г кр Д г        '

где Цэзс — стоимость нового зарядного терминала, руб.; ^п-н — коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные и строительно- монтажные, пусконаладочные затраты, ^п-н =15%; ^кр — годовой процент за пользование кредитными средствами, ^кр =22%; ^кр -срок кредита, ?кр = 3.5 лет; Дг — число календарных дней в году, дни.

Размер денежных средств, остающихся в распоряжении собственника, от суточной эксплуатации ЗТ можно рассчитать по формуле ч сут ОКР = ПЭЗС

сус ^В ЭЗС_КР ‘

—

Безубыточность эксплуатации ЭЗС бу- дет наблюдаться в том

случае, когда выполня-

ется условие

О кр > 0.                (19)

Очевидно, что предприниматели, решившие инвестировать средства в создание и развитие ЗИ, заинтересованы в минимальных сроках окупаемости вложенных денежных средств, а это возможно только при условии высокой загруженности зарядного оборудования. На начальном этапе перехода АТ на электрический привод сформировать равномерный поток заявок из электромобилей на каждый ЗТ будет крайне затруднительно. Ввиду невысокой загруженности ЭЗС собственники будут терпеть убытки, а сроки окупаемости инвестиционных средств значительно возрастут.

Для обеспечения устойчивого спроса на услуги по передаче ЭЭ через ЗТ у автолюбителей, эксплуатирующих КТМ с электрическим приводом, их число должно соответствовать парку ЭТ. Однако может возникнуть ситуация, при которой малое количество объектов зарядной станет основной причиной увеличения времени ожидания подключения к ЭЗС электромобиля. Пользоваться КТМ с электрическим приводом станет неудобно, и многие автолюбители не будут спешить с приобретением экологически чистых автомобилей. Электрификация автомобильного парка замедлится, что недопустимо. В этой связи необходима государственная поддержка для предпринимателей, занимающихся созданием и развитием ЗИ, чтобы сеть развивалась темпами, опережающими рост парка электромобилей.

Предложенная методика была использована для проверки экономической целесообразности эксплуатации рассчитанного количества зарядных станций для г. Владимира в 2030 году [2,4]. В качестве примера выполнен расчет экономической эффективности и окупаемости ЗТ Mode 4 мощностью Р_эр_зс =149 кВт в различных вариантах эксплуатации:

• 1    – собственник самостоятельно осуществляет администрирование ЭЗС, не привлекая сторонних исполнителей (вариант организации зарядного терминала на стоянке около торгового центра или магазина);

• 2    – зарядная сеть состоит из одного терминала и имеет команду нанятых собственником штатных сотрудников, выполняющих функции контроля и управления;

• 3    – аналогично варианту 2, только зарядная сеть содержит пять ЭЗС.

• 2 . Величина денежных средств О кр , остающаяся в распоряжении собственника в результате производственно-хозяйственной деятельности сети ЭЗС в количестве пяти списочных единиц, будет иметь положительное значение при условии, когда суточное число заездов на каждый зарядный терминал составит не менее 15 (столбцы 14,15 и 16 таблицы 1).

Исходные данные для расчета: Ибат =70 кВт^.ч; Ц ПР _т ^ _ч=17 руб./кВт^.ч; Р ЭХс =0,25 кВт/ч; Ц КВТ-ч =6,99 РУб./ кВт^.ч; Ц эзс =3835,0 тыс. руб.; ^ п-и =15%; ^ кр = 5 лет; ^ кр =22%; ^ пи = 7 лет.; В СуТ _кр = 2,95 тыс. руб.; С| ^у Т _с0= 0,24 тыс. руб.

В таблице 1 содержатся сведения о результатах расчетных операций по определению экономической эффективности функционирования ЭЗС мощностью 149 кВт для указанных выше трех вариантов эксплуатации.

Анализируя полученные результаты можно сделать следующие выводы:

1.Функционирование зарядной сети, состоящей из одного терминала, будет являться экономически выгодным при отсутствии сотрудников, осуществляющих функции контроля и управления, уже при обслуживании 10 электрокаров в сутки (столбцы 8,9 и 10 таблицы 1). В противном случае для выхода на точку безубыточности (столбцы 11,12 и 13 таблицы 1) в течение суток потребуется не менее 35 сеансов зарядки электромобилей. В условиях недостаточно высокого спроса на услуги по передаче электрической энергии в тяговые батареи КТМ с электрическим приводом такое развитие событий следует признать маловероятным.

Таблица 1 – Результаты расчета экономической эффективности эксплуатации ЭЗС мощностью рр_зс = 149 кВт

сут ^ зар	, раб СЭЗС , ч.	И СуТ , тыс. руб.	С эТп , тыс. рУб.	г сут ^ ЭЗС_ХХ , тыс руб.	СЭЗС_Р >тыс. руб.	г сут ^ ЭЗС_А , тыс руб.
1	2	3	4	5	6	7
1	0,47	1,19	0,16	0,07	0,49	1,5
2	0,94	2,38	0,24	0,09	0,98	1,5
3	1,41	3,57	0,36	0,11	1,47	1,5
4	1,88	4,76	0,48	0,14	1,96	1,5
5	2,35	5,95	0,59	0,16	2,45	1,5
6	2,82	7,14	0,71	0,18	2,94	1,5
7	3,29	8,33	0,83	0,21	3,43	1,5
8	3,76	9,52	0,95	0,23	3,91	1,5
9	4,23	10,71	1,07	0,25	4,40	1,5
10	4,7	11,91	1,19	0,28	4,89	1,5
11	5,17	13,1	1,31	0,3	5,38	1,5
12	5,64	14,29	1,43	0,33	5,87	1,5
13	6,11	15,48	1,55	0,35	6,36	1,5
14	6,58	16,67	1,67	0,37	6,85	1,5
15	7,05	17,86	1,78	0,4	7,34	1,5
16	7,52	19,05	1,90	0,42	7,83	1,5
17	7,99	20,24	2,02	0,44	8,32	1,5
18	8,46	21,43	2,14	0,47	8,81	1,5
19	8,93	22,62	2,26	0,49	9,3	1,5
20	9,4	23,81	2,38	0,52	9,79	1,5
21	9,87	25	2,49	0,54	10,28	1,5
22	10,34	26,19	2,62	0,56	10,76	1,5
3…5	16…,44	41…,65	4…,16	0…,87	17…,12	1…,5

Продолжение таблицы 1

п сут пзар	1 - вариант: тЭЗС = 1, С сут = 0 СЭЗС Т   0			2 - вариант: тЭЗС = 1 , Сэ ут т = 13,62 тыс. руб.			3 - вариант: тЭЗС = 5, С эзс т = 2,72 тыс. руб.
	с сут СЭЗС , тыс. руб.	п4 сут П ЭЗС , тыс. руб.	О КР , тыс. руб.	с сут СЭЗС , тыс. руб.	п 4 сут П ЭЗС , тыс. руб.	О КР , тыс. руб.	Г сут СЭЗС , тыс. руб.	п 4 сут П ЭЗС , тыс. руб.	О КР , тыс. руб.
1	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	2,46	-1,01	-3,96	16,08	-11,91	-14,85	5,18	-3,19	-6,14
2	3,05	-0,53	-3,48	16,66	-11,42	-14,37	5,77	-2,71	-5,66
3	3,67	-0,09	-3,03	17,29	-10,98	-13,92	6,40	-2,26	-5,21
4	4,31	0,36	-2,58	17,92	-10,53	-13,48	7,03	-1,82	-4,77
5	4,94	0,81	-2,14	18,55	-10,08	-13,03	7,66	-1,37	-4,32
6	5,57	1,25	-1,69	19,19	-9,64	-12,58	8,29	-0,93	-3,87
7	6,20	1,69	-1,25	19,82	-9,19	-12,14	8,93	-0,47	-3,43
8	6,83	2,14	-0,80	20,45	-8,74	-11,69	9,56	-0,03	-2,98
9	7,46	2,59	-0,35	21,08	-8,30	-11,24	10,19	0,41	-2,53
10	8,10	3,04	0,09	21,72	-7,85	-10,80	10,82	0,86	-2,09
11	8,73	3,48	0,54	22,35	-7,41	-10,35	11,46	1,31	-1,64
12	9,36	3,93	0,98	22,98	-6,96	-9,91	12,09	1,75	-1,19
13	9,99	4,37	1,42	23,61	-6,51	-9,46	12,72	2,19	-0,75
14	10,62	4,82	1,87	24,24	-6,07	-9,01	13,35	2,64	-0,30
15	11,26	5,27	2,32	24,87	-5,62	-8,57	13,98	3,09	0,14
16	11,89	5,72	2,76	25,51	-5,17	-8,12	14,62	3,54	0,59
17	12,52	6,16	3,21	26,14	-4,73	-7,67	15,25	3,98	1,04
18	13,15	6,61	3,66	26,77	-4,28	-7,23	15,88	4,43	1,48
19	13,78	7,06	4,10	27,41	-3,84	-6,78	16,51	4,87	1,93
20	14,42	7,50	4,55	28,04	-3,39	-6,34	17,14	5,32	2,38
21	15,05	7,94	5,00	28,67	-2,94	-5,89	17,78	5,77	2,82
22	15,68	8,39	5,44	29,30	-2,49	-5,44	18,41	6,21	3,27
3…5	23…,90	14…,19	11…,25	37,52	3…,31	0…,36	26…,62	12…,02	9…,07

На рисунке 2 показан график, иллюстри-

метру О_К р пересекает ось абсцисс при числе за-

рующий полученные результаты. Из рисунка 2 видно, что линия - 4, соответствующая пара- ездов на зарядную станцию, равном псут =15 в сутки.

Суточное число удовлетворенных заявок на ЭЗС

Рисунок 2 - Результаты расчета экономической эффективности функционирования ЭЗС мощностью ^эзс = 149 кВт в течение суток для третьего варианта эксплуатации (зарядная сеть состоит из пяти терминалов и имеет команду нанятых собственником штатных сотрудников):

1 — ^э сУт — выручка, получаемая собственником, руб.; 2 - С ^, - затраты от эксплуатации ЭЗС, руб.;

3 - П чзст -чистая прибыль, руб.; 4 - О_КР — размер денежных средств, остающихся в распоряжении собственника, руб.

В работе [3] на рисунке 6 приведены графические зависимости среднего времени пребывания электромобиля на ЭЗС во время зарядки тяговой батареи и максимальной суточной пропускной способности зарядных станций от их мощности, согласно которым терминал мощностью Pj_3C =149 кВт в течение 24 ч способен обслужить 51 КТМ с электроприводом. В таком случае величина денежных средств, остающаяся в распоряжении собственника от эксплуатации одной зарядной станции за сутки, составит О кр =18,39 тыс. руб., а за год будет равна О кр =6,713 млн. руб. Рассматриваемое зарядное оборудование при максимальной загрузке потоком заявок способно окупить себя менее чем за год эксплуатации.

Следует отметить еще один важный момент. В соответствии с [8] на развитие ЗИ издержки юридических лиц и предпринимателей, которые приобрели ЭЗС Mode 4, государство субсидирует её стоимость в размере до 60%, но не более 1860 тыс. руб. Приобретаемый зарядный терминал должен быть выпущен компанией, имеющей заключение в соответствии с [9]. Кроме того, на техническое присоединение ЭЗС, относящихся к «быстрым», выделяется субсидия в объеме до 30% от суммарных затрат на реализацию проекта, но не более 900 тыс. руб.

Если ЗТ удовлетворяет указанным выше требования, то объем начальных капитальных вложений в приобретение и техническое присоединение к системе электроснабжения будет значительно меньше, а, следовательно, сроки окупаемости объектов ЗИ будут существенно сокращены. Именно по этой причине во многих городах РФ предприниматели в настоящее время устанавливают ЭЗС Mode 4 мощностью более 149 кВт. Таким образом, в России созданы благоприятные условия для развития сети зарядных станций, чтобы ускорить переход на электрический транспорт.

На рисунке 3 показаны графические зависимости результатов расчета минимально необходимого суточного числа заездов на ЭЗС Mode 4 мощностью Pj_3C=149 кВт для выхода на безубыточность её эксплуатации при различных соотношениях стоимости 1 кВт^.ч, отпускаемой электрической энергии при зарядке электромобилей, к цене закупки у ресурсоснабжающей организации.

Отношение стоимости 1 кВтч электрической энергии, отпускаемой при зарядкеэлектромобилей, к цене закупки у ресурсоснабжающих оганизаций

Рисунок 3 – Графические зависимости минимально необходимого суточного числа заездов на ЭЗС Mode 4 мощностью ₽ Р_ЗС=149 кВт для выхода на безубыточность её эксплуатации при различных соотношениях стоимости 1 кВт^.ч, отпускаемой электрической энергии при зарядке электромобилей, к цене закупки у ресурсоснабжающей организации для следующих вариантов эксплуатации:

1 – в сети один терминал без аппарата управления; 2 – в сети пять терминалов; 3 – в сети один терминал

Если принять для г. Владимира в 2030 г. восемь быстрых зарядных станций Mode 4 мощ- ностью 149 кВт, как это было установлено в работе [5], то суточное число заездов будет нахо- диться ниже точки безубыточности (Лсут =

251,96 • (О”) = 12,6 заездов/сут.). Если число

ЭЗС сократить до шести, то в сутки будет осуществлено псуР = 251,96 • (04) « 17 зарядок, что даст возможность получить чистую ежедневную прибыль в размере 1,04 тыс.руб. Поскольку сущность любой предпринимательской деятельности состоит в получении прибыли, то рациональным будет принять семь быстрых зарядных терминалов псуР = 251,96 • (О4) « 14,4 зарядок. В таком случае будет компромисс между временем ожидания и экономической эффективностью эксплуатации ЭЗС. Годовая чистая прибыль составит П=0,14.365=51,1 тыс.руб.

Аналогичные расчеты выполнены для ЗТ различной мощности. Результаты расчетного исследования показаны в таблицах 2 и 3. Сведения, представленные в таблицах 2 и 3, могут быть использованы для определения минимально необходимого числа подключений электромобилей к ЗТ различной мощности для выхода на безубыточность его эксплуатации при заданных исходных параметрах. В качестве таковых следует указать первоначальную стоимостью станции, затраты на монтаж, пуско-наладочные работы и её дальнейшую эксплуатацию, тарифе на электроэнергию, сроках полезного использования и окупаемости инвестиций, а также отпускной цены за один кВт.ч переданной электрической энергии в тяговую батарею электромобиля потребителя услуги.

Таблица 2 – Результаты определения минимально необходимо суточного числа удовлетворенных заявок на обслуживание ЭЗС мощностью Р^р_зс для выхода на её безубыточную эксплуатацию (ш эзс = 1, Сд ^у С_ _Т = 0 тыс. руб., Т_К р = 5 лет)

R jP с, кВт	Ц ЭЗС , тыс.руб.	п сут пзар	V сут ИЭЗС , тыс. руб.	ВЭУ^_КР , тыс. руб.	С сут ЬЭЗС , тыс. руб.	п4 сут П ЭЗС , тыс.руб.	О КР , тыс.руб.
22,5	672	2	2,38	0,52	1,60	0,62	0,11
43	1215	4	4,76	0,93	3,11	1,32	0,38
60	2000	6	7,14	1,54	4,73	1,92	0,39
80	2500	7	8,33	1,92	5,59	2,18	0,26
120	3280	9	10,7	2,51	7,21	2,79	0,27
149	3835	10	11,9	2,95	8,10	3,04	0,09
160	4000	11	13,0	3,07	8,81	3,42	0,35

Таблица 3 – Результаты расчета минимально необходимо суточного числа подключений электромобилей к ЗТ мощностью Р р_зс для выхода на его безубыточную эксплуатацию (т _ЭЗС = 5, С₃ УТ _т = 2,72 тыс. руб., Т кр = 5 лет)

Рэ Ррс, кВт	Ц эзс , тыс. руб.	исут пзар	Т7 сут ^ ЭЗС , тыс. руб.	ВЭу^_КР , тыс. руб.	г сут G:r тыс. руб.	Сут , руб.	О КР , тыс.руб.
22,5	672	7	8,33	0,52	7,46	0,69	0,18
43	1215	9	10,7	0,93	8,98	1,38	0,44
60	2000	11	13,1	1,54	10,61	1,98	0,45
80	2500	12	14,3	1,92	11,47	2,24	0,32
120	3280	14	16,7	2,51	13,09	2,85	0,33
149	3835	15	17,8	2,95	13,98	3,09	0,14
160	4000	16	19,0	3,07	14,69	3,48	0,40

Если планируемая интенсивность поступления заявок на зарядку тяговых батарей КТМ с электрическим приводом будет меньше минимально необходимо суточного числа подключений к станции, обеспечивающие выход на точку безубыточности при заданных условиях, то в таком случае целесообразно скорректировать количество единиц парка зарядного оборудования в сторону уменьшения. Как отмечалось ранее, это повлияет на доступность ЭЗС для получателя услуги и может стать причиной увеличения времени ожидания подключения к терминалу зарядки, а также возрастания вероятности отказа в обслуживании. При этом сохранение численного состава парка зарядного оборудования в таком случае повлечет за собой необходимость компенсации упущенной выгоды их собственникам, например, в виде субсидий со стороны государства, в противном случае развитие ЗИ существенно замедлится, а процесс перехода парка АТ на экологически чистый вид транспорта потребует значительно больше времени.

Суточный размер такой компенсации можно рассчитать, используя математическое выражение

К эзс = ^ кр + С эТс ) - ^  (20)

Согласно таблице 1 при входном суточном потоке числа заявок на подключение к ЭЗС мощностью 149 кВт менее 10 собственник будет вынужден компенсировать издержки от её эксплуатации из собственных резервов.

Заключение

В соответствии с разработанной методикой определения минимально необходимого количества ЭЗС ЗИ в населенных пунктах РФ, изложенной в работе [4], при окончательном формировании сети зарядных терминалов следует осуществлять проверку экономической целесообразности эксплуатации оборудования.

Предложенные математические зависимости дают возможность собственникам зарядного оборудования провести необходимые расчеты для оценки экономической эффективности эксплуатации ЭЗС при формировании зарядной сети в населенных пунктах страны.