Le paysage de la construction et du développement de stations de recharge pour les entreprises de vente de produits pétroliers raffinés

Pénétration du marché des VÉR en forte augmentation

Dans le marché chinois, par exemple, le taux de pénétration des véhicules à énergie nouvelle (NEV) a connu une croissance exponentielle, passant de 5,8 % en 2020 à 47 % en 2024, capturant près de la moitié du marché des voitures neuves (Fig. 1). Cette substitution accélérée des véhicules à carburant par les NEV présente à la fois des défis redoutables et des opportunités sans précédent pour l'industrie des stations-service.

Parallèlement, le nombre de bornes de recharge pour véhicules électriques a également augmenté à un rythme effréné, passant de 1,681 million en 2020 à 8,596 millions d'ici la fin de 2023 (Fig. 2). Le taux de croissance des bornes de recharge dépasse légèrement celui des véhicules électriques, ce qui entraîne une diminution du ratio véhicule-borne, passant de 2,93:1 en 2020 à 2,37:1 d'ici la fin de 2023. Cette tendance intensifie la concurrence sur le marché de la recharge. Dans les villes de niveau 2 et supérieures, le choc entre la demande croissante d'infrastructures de recharge et la disponibilité décroissante des ressources foncières de premier choix a considérablement fait grimper les prix des terrains et les coûts de location. Couplé à la réduction des subventions à la construction, les nouvelles entreprises de vente de produits pétroliers raffinés font désormais face à des pressions de coûts plus élevées par rapport aux opérateurs de bornes de recharge qui ont sécurisé des terrains et se sont développés avant 2021.

Types de stations de recharge pour les entreprises de vente de pétrole raffiné

Les projets de véhicules électriques des entreprises de vente de pétrole raffiné sont classés en initiatives de recharge sur station et hors station. Lors de l'intégration des fonctions de recharge de véhicules électriques dans les stations-service, les coûts latents des terrains sont supportés par les stations-service. Ce processus nécessite une prise en compte complète de facteurs tels que l'adéquation du site, la disponibilité de l'alimentation électrique, la logistique d'installation et le transport. De plus, l'intégration doit s'harmoniser avec les bâtiments de la station et l'environnement environnant sans perturber les opérations des produits pétroliers, tout en respectant des normes strictes de sécurité, d'environnement, d'économie et de maintenance.

Pour les projets de recharge hors site, une analyse approfondie des déterminants clés est essentielle, y compris les coûts de connexion électrique du projet, l'échelle de construction, le choix de l'équipement, les dépenses de construction et les loyers des stations, tous adaptés à divers scénarios d'application. Ces projets doivent également respecter des exigences strictes en matière de sécurité, d'environnement, d'économie et de maintenance. Bien que les projets de recharge sur site et hors site présentent des structures de coûts différentes, la réduction des coûts et l'amélioration de l'efficacité restent des impératifs économiques essentiels pour les deux. La construction de stations de recharge nécessite d'adopter un état d'esprit de développement à faible coût et de respecter des principes d'investissement prudent, ciblé et efficace.

Cet article propose une approche holistique, prenant en compte les conditions de location, les classifications sur site/hors site et les dimensions du site sous trois angles : la conception de l'agencement, la sélection des installations et les techniques de construction. Il vise à guider les entreprises de vente de pétrole raffiné dans la construction de stations de recharge à faible coût, allégeant ainsi les charges financières associées au développement et à l'exploitation du réseau de recharge (Tableau 1).

Optimisation de la conception de l'agencement des stations de recharge pour les entreprises de vente de produits pétroliers raffinés

Principes de mise en page

La planification maîtresse des stations de recharge doit se conformer aux réglementations, normes et cadres juridiques nationaux, sectoriels et locaux en vigueur. Elle doit s'aligner sur les exigences de planification urbaine, régionale et routière. La disposition doit également prendre en compte les habitudes de consommation des clients et l'infrastructure locale, maximisant l'utilisation des terres grâce à un design standardisé, à l'optimisation de l'espace vertical et à l'utilisation stratégique des terrains marginaux. Fondée sur une analyse commerciale, la disposition doit tenir compte de la surface utilisable, du type de station de recharge, du modèle de service et de l'échelle pour créer des zones fonctionnelles qui répondent efficacement aux besoins des clients.

Disposition des câbles

Les configurations de câbles dans les stations de charge peuvent être divisées en trois segments : du point de connexion haute tension extérieur au transformateur, du transformateur aux bornes de charge, et entre les bornes de charge. La connexion T haute tension au transformateur représente une ligne externe, et il est conseillé de localiser cette connexion à moins de 100 mètres du transformateur. Les distances dépassant ce seuil nécessitent une évaluation minutieuse. Le transformateur et les bornes de charge doivent être positionnés à proximité ; réduire de moitié la distance entre eux diminue le volume d'ingénierie des câbles et l'investissement associé de 50 %.

Il existe deux configurations principales pour le câblage inter-piles : des dispositions unilatérales et centrales (veuillez vous référer à la figure ci-dessous).

En supposant que la largeur de l'espace de stationnement est L, pour la disposition unilatérale, la longueur du câble est :

Pour l'agencement intermédiaire, les longueurs de câble sont :

Évidemment, dans des conditions de site et d'espace de stationnement identiques, la disposition centrale réduit la longueur des câbles de 50 % par rapport à la disposition unilatérale. Par conséquent, la disposition centrale est préférée, en particulier pour les grands sites où les économies de coûts sont les plus prononcées. Dans les stations avec moins d'espaces de recharge, où les besoins totaux en câbles sont minimes, les décisions de disposition devraient privilégier la coordination au sein de la station et le respect des réglementations de sécurité.

Disposition générale des installations

Parmi les principales installations de la station de recharge, les positions du point d'accès haute tension et du terminal de recharge sont généralement fixes, tandis que le transformateur et les bornes de recharge offrent une marge d'optimisation. Contrairement à l'intuition, placer le transformateur à mi-chemin entre la connexion T haute tension et les bornes de recharge est sous-optimal. Par exemple, dans une configuration de borne de recharge de 480 kW, poser des câbles de la connexion T au transformateur coûte environ 510 CNY/m, et le coût de la pose de la ligne du transformateur à la borne de recharge est d'environ 1280 CNY/m, avec une différence de prix de 770 CNY par mètre. Ainsi, il est recommandé d'installer le transformateur plus près des bornes de recharge.

De même, les bornes de recharge doivent être situées aussi près que possible de la zone de recharge. Si l'hôte de recharge séparé est proche du transformateur en boîte, les trois câbles basse tension DC seront prolongés simultanément. Plus il y a de dispositifs de conduite, plus l'écart de coût est important. Étant donné que les lignes DC subissent généralement des pertes de puissance plus élevées que les lignes AC, même si le transformateur ne peut pas être placé à proximité des places de stationnement, les bornes de recharge doivent être positionnées aussi près que possible pour minimiser les pertes.

Optimisation de la sélection des installations de stations de recharge pour les entreprises de vente de produits pétroliers finis

Transformateur, Pile de Charge et Configuration de Pistolet de Charge

Pour réduire les coûts de mise à niveau de la capacité des transformateurs, le taux de charge du transformateur doit être modérément augmenté. Il est recommandé que le taux de charge du transformateur à l'intérieur et à l'extérieur de la station soit configuré à 1:1, sauf pour les exigences spéciales du bureau d'alimentation. Pour les stations avec des transformateurs en surcapacité, des systèmes de gestion intelligents tels que des "contrôleurs de charge ordonnés" doivent être configurés dans le cabinet de contrôle principal de charge pour éviter le risque de surcharge de courant et réduire l'impact sur le transformateur. Prenant un pylône de charge de 720 kW comme exemple, il est recommandé de configurer entièrement la combinaison terminale de 2 pistolets de supercharge + 10 pistolets de charge rapide.

Le paramètre de puissance de la borne de recharge rapide doit être adapté en fonction des principaux modèles de service de la station proposée, et le ratio de distribution de puissance du pistolet de recharge doit être cohérent avec la proportion des différents types de véhicules servis. Prenant l'exemple du stock actuel de VE et des modèles sur le marché, les plateformes de 400V dominent. Pendant le processus de recharge, la puissance reçue par le véhicule fluctue entre 40 kW et 70 kW. En tenant compte de l'utilisation simultanée et des coefficients de puissance des pistolets de recharge et des véhicules, une puissance moyenne de pistolet de recharge de 40-80 kW est recommandée. Par exemple, une borne de recharge refroidie par air de 480 kW avec 8 pistolets coûte 25 200 yuan par pistolet, tandis qu'une configuration à 10 pistolets réduit ce coût à 21 700 yuan, soit une économie de 3 500 yuan par place de stationnement. Une recherche de marché approfondie lors de la planification du projet est cruciale pour éviter une surprovision de puissance et les pertes associées ; une sortie moyenne de borne de recharge de 50 kW est généralement conseillée.

Sélection du matériau de câble

Les câbles pour stations de charge se déclinent en variantes à cœur en cuivre et à cœur en aluminium, les câbles à cœur en cuivre prévalant actuellement dans des applications allant des stations-service et du câblage domestique aux bornes de recharge et aux équipements de distribution. Bien que les câbles à cœur en aluminium coûtent environ un tiers des alternatives à cœur en cuivre, ils sont en retard dans plusieurs aspects critiques :

Capacité de transport de courant plus élevée : La résistivité plus faible du cuivre permet aux câbles à cœur de cuivre de transporter 30 % de courant en plus que les câbles à cœur d'aluminium de même section transversale.

Sécurité améliorée : Sous des charges de courant identiques, les câbles à cœur de cuivre génèrent moins de chaleur, réduisant ainsi les risques d'incendie.

Perte d'énergie réduite : La conductivité supérieure du cuivre minimise la dissipation d'énergie.

Résistance à la corrosion : Les connecteurs de câbles à cœur de cuivre résistent à l'oxydation, garantissant des performances stables, tandis que les joints à cœur d'aluminium sont sujets à des pannes induites par l'oxydation.

Facilité d'installation : La malléabilité du cuivre et sa haute résistance mécanique simplifient les processus de routage, de pliage et de connexion.

Par exemple, un câble en cuivre de 100 mètres entraîne une perte de puissance de 10 kWh, tandis qu'un câble en aluminium de la même longueur perd 16,8 kWh—1,68 fois plus. Sur une année, les câbles en cuivre ne nécessitent aucun entretien, tandis que les câbles en aluminium nécessitent en moyenne 8 réparations à 2 000 CNY chacune. En tenant compte des coûts sur l'ensemble du cycle de vie, les dépenses totales pour les deux types convergent, rendant les câbles en aluminium plus adaptés aux installations électriques temporaires à court terme. En résumé, du point de vue de la sécurité et du coût sur l'ensemble du cycle de vie, les câbles en cuivre devraient être utilisés dans les stations de recharge.

Surveillance de la station, éclairage et protection contre l'incendie

Pour les stations de recharge en station, il est recommandé de réutiliser les armoires de stations-service existantes et les terminaux de surveillance, tandis que les installations hors station nécessitent des armoires de surveillance, des terminaux et des disques durs de stockage dédiés. Les caméras de surveillance doivent être positionnées aux coins, en maintenant une distance de sécurité par rapport à l'équipement pour garantir une couverture complète. En règle générale, 2 caméras pour 10 places de stationnement sont suffisantes, avec des ajustements pour les sites de forme irrégulière. Les enregistrements doivent être conservés pendant au moins 30 jours, ou selon les exigences des autorités locales.

Les systèmes d'éclairage doivent privilégier des lampes à haute efficacité énergétique qui répondent aux exigences de rendu des couleurs et de temps de démarrage, avec des niveaux d'éclairement conformes aux normes de l'industrie. Dans les zones bien éclairées, s'appuyer sur la lumière ambiante peut réduire le nombre de luminaires ; une densité d'éclairage interne de 1 lampe pour 5 places de stationnement est typique. Les dispositions de lutte contre l'incendie doivent respecter les réglementations nationales et locales, proportionnelles à la taille de la station et au nombre d'espaces de recharge. La réutilisation de matériel de lutte contre l'incendie inactif provenant de stations mises hors service est encouragée. Une configuration standard comprend 2 extincteurs de 5 kg par 2 bornes de recharge, complétée par des boutons d'arrêt d'urgence et des systèmes d'alarme optionnels.

Sélection de la technologie de construction pour les stations de recharge des entreprises de vente de produits pétroliers raffinés

Configuration de l'abri de recharge

L'installation de carports de recharge doit être adaptée aux conditions locales et divisée en trois types :

Pas de shed : Coût de construction nul par place de stationnement ;

Membrane tendue à faible coût : 7 200 yuans par place de parking ;

Structure en acier léger intégrée photovoltaïque : Environ 11 000 yuan par place de parking. Pour les projets soucieux des coûts, la première option est privilégiée.

Traitement du sol de la station de charge

Cinq types de revêtements de sol sont disponibles :

Réutilisation des surfaces de stationnement existantes ;

Revêtement de sol en briques de gazon;

180 mm surfaces durcies légères ;

Surfaces durcies standard de 220 mm ;

Surfaces durcies renforcées. Lors de la construction de stations de recharge, la réutilisation du revêtement de sol existant minimise l'investissement, réduisant les coûts de 4 500 yuan par pistolet de recharge. Si la réutilisation n'est pas faisable, le choix du revêtement de sol doit correspondre au profil de service de la station : les briques en herbe conviennent aux stations réservées aux petits véhicules ; les surfaces durcies légères suffisent pour les sites avec des exigences de durcissement ; les surfaces standard accueillent les véhicules moyens et petits ; et les surfaces renforcées sont nécessaires pour le stationnement et la recharge de grands véhicules.

Revêtement et protection des espaces de stationnement

Les marquages des places de stationnement se présentent sous deux formes :

Peinture uniquement en contours (avec numéros et signes de chargement optionnels), présentant une bordure blanche de 150 mm de large ;

Peinture de sol anti-dérapante en PU à couverture totale (idéale pour les stations urbaines à haute visibilité)..

Les colonnes anti-collision des bornes de recharge doivent être des tuyaux en acier soudés verticaux, positionnés pour permettre un accès à l'entretien. Les hauteurs d'installation doivent être de 600 mm pour les petits véhicules et de 1000 mm pour les véhicules moyens et grands. Les bloqueurs d'espace de stationnement, également en acier soudé, doivent mesurer 2 m de long, 150 mm de haut, et être recouverts de peinture réfléchissante de signalisation.

Méthode de pose de câble

Trois techniques de pose de câbles sont couramment utilisées :

Enterrement direct : Les câbles blindés sont enterrés directement, avec des tubes de protection uniquement là où ils traversent des surfaces durcies ou des fondations ;

Tranchée de câble de terre : Les câbles sont logés dans des tranchées construites sur le sol existant ;

Déploiement rapide : Les systèmes de chemins de câbles en surface permettent une installation et un repositionnement rapides. Pour les sites ouverts nécessitant un nivellement et un durcissement du sol, l'enfouissement direct est le plus rentable. Lors de la réutilisation du sol existant, des comparaisons de coûts devraient informer le choix entre la pose en tranchée et les méthodes de déploiement rapide.

Conclusion et Perspectives d'Avenir

Cet article présente des solutions sur mesure pour la construction à faible coût de stations de recharge pour véhicules électriques de différents types, emplacements et échelles. En intégrant la conception de l'agencement, le choix des installations et les techniques de construction tout en respectant les normes nationales et les considérations esthétiques, il vise à soutenir l'expansion des activités de recharge des entreprises de vente de pétrole raffiné.

À l'avenir, ces entreprises doivent donner la priorité à des opérations de station de haute qualité au-delà de la construction. À mesure que le marché des véhicules électriques évolue, les demandes des utilisateurs en matière de services de recharge se diversifieront. En s'appuyant sur leurs ressources existantes, les entreprises devraient s'efforcer de créer un écosystème "personnes, voitures, vie" sans couture, offrant des expériences pratiques et confortables qui élèvent leur avantage concurrentiel dans le paysage des infrastructures de recharge.