Cảnh quan xây dựng và phát triển trạm sạc cho các công ty bán dầu tinh chế

Thị trường xe năng lượng mới (NEVs) đang gia tăng nhanh chóng.

Trong thị trường Trung Quốc, chẳng hạn, tỷ lệ thâm nhập thị trường của xe năng lượng mới (NEVs) đã chứng kiến sự tăng trưởng theo cấp số nhân, tăng từ 5,8% vào năm 2020 lên 47% vào năm 2024, chiếm gần một nửa thị trường xe mới (Hình 1). Sự thay thế nhanh chóng các phương tiện chạy bằng nhiên liệu bằng NEVs mang đến cả những thách thức lớn và cơ hội chưa từng có cho ngành công nghiệp trạm xăng.

Đồng thời, số lượng trạm sạc xe điện cũng đã tăng trưởng với tốc độ chóng mặt, từ 1,681 triệu vào năm 2020 lên 8,596 triệu vào cuối năm 2023 (Hình 2). Tốc độ tăng trưởng của các trạm sạc nhỉnh hơn một chút so với xe điện, khiến tỷ lệ xe trên trạm giảm từ 2,93:1 vào năm 2020 xuống 2,37:1 vào cuối năm 2023. Xu hướng này làm gia tăng sự cạnh tranh trong thị trường sạc. Tại các thành phố loại 2 và cao hơn, sự va chạm giữa nhu cầu ngày càng tăng đối với cơ sở hạ tầng sạc và sự giảm sút về nguồn đất đai quý giá đã làm tăng giá đất và chi phí thuê một cách đáng kể. Kết hợp với việc giảm trợ cấp xây dựng, các công ty bán dầu tinh chế mới gia nhập hiện đang phải đối mặt với áp lực chi phí lớn hơn so với các nhà điều hành trạm sạc đã giành được đất và mở rộng trước năm 2021.

Các loại trạm sạc cho các công ty bán dầu tinh chế

Các doanh nghiệp bán dầu tinh chế có các dự án xe điện được phân loại thành các sáng kiến sạc tại chỗ và ngoài chỗ. Khi tích hợp chức năng sạc xe điện vào các trạm xăng, chi phí đất tiềm ẩn sẽ do các trạm xăng chịu. Quá trình này yêu cầu xem xét toàn diện các yếu tố như tính phù hợp của địa điểm, khả năng cung cấp điện, logistics lắp đặt và vận chuyển. Ngoài ra, việc tích hợp phải hài hòa với các tòa nhà trạm và môi trường xung quanh mà không làm gián đoạn hoạt động của sản phẩm dầu, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về an toàn, môi trường, kinh tế và bảo trì.

Đối với các dự án sạc ngoài địa điểm, việc phân tích kỹ lưỡng các yếu tố quyết định là rất cần thiết, bao gồm chi phí kết nối điện của dự án, quy mô xây dựng, lựa chọn thiết bị, chi phí xây dựng và tiền thuê trạm, tất cả đều được điều chỉnh theo các kịch bản ứng dụng khác nhau. Những dự án này cũng phải tuân thủ các yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn, môi trường, kinh tế và bảo trì. Mặc dù các dự án sạc tại chỗ và ngoài địa điểm có cấu trúc chi phí khác nhau, việc giảm chi phí và nâng cao hiệu quả vẫn là những yêu cầu kinh tế then chốt đối với cả hai. Việc xây dựng trạm sạc cần phải áp dụng tư duy phát triển chi phí thấp và tuân thủ các nguyên tắc đầu tư thận trọng, có mục tiêu và hiệu quả.

Bài viết này cung cấp một cách tiếp cận toàn diện, xem xét các điều khoản thuê, phân loại tại chỗ/ngoài chỗ và kích thước địa điểm từ ba góc độ: thiết kế bố trí, lựa chọn cơ sở và kỹ thuật xây dựng. Nó nhằm hướng dẫn các công ty bán dầu tinh luyện trong việc xây dựng trạm sạc chi phí thấp, từ đó giảm bớt gánh nặng tài chính liên quan đến phát triển và vận hành mạng lưới sạc (Bảng 1).

Tối ưu hóa thiết kế bố trí trạm sạc cho các công ty bán dầu tinh chế

Nguyên tắc bố trí

Kế hoạch tổng thể của các trạm sạc phải tuân thủ các quy định, tiêu chuẩn và khung pháp lý hiện hành của quốc gia, ngành và địa phương. Nó nên phù hợp với các yêu cầu quy hoạch đô thị, vùng và đường bộ. Bố trí cũng cần xem xét đến thói quen tiêu dùng của khách hàng và cơ sở hạ tầng địa phương, tối đa hóa việc sử dụng đất thông qua thiết kế tiêu chuẩn hóa, tối ưu hóa không gian chiều dọc và sử dụng chiến lược đất đai biên. Dựa trên phân tích thương mại, bố trí cần tính đến diện tích sử dụng, loại trạm sạc, mô hình dịch vụ và quy mô để tạo ra các khu chức năng đáp ứng hiệu quả nhu cầu của khách hàng.

Bố trí cáp

Cấu hình cáp trong các trạm sạc có thể được chia thành ba phân đoạn: từ điểm kết nối điện áp cao ngoài trời đến máy biến áp, từ máy biến áp đến các trụ sạc, và giữa các trụ sạc. Kết nối T điện áp cao đến máy biến áp đại diện cho một đường dây bên ngoài, và nên đặt kết nối này trong vòng 100 mét từ máy biến áp. Khoảng cách vượt quá ngưỡng này cần được đánh giá cẩn thận. Máy biến áp và các trụ sạc nên được đặt gần nhau; việc giảm một nửa khoảng cách giữa chúng sẽ giảm khối lượng kỹ thuật cáp và đầu tư liên quan xuống 50%.

Có hai cấu hình chính cho việc cabling giữa các đống: bố trí một bên và bố trí trung tâm (vui lòng tham khảo hình dưới đây).

Giả sử chiều rộng của chỗ đậu xe là L, đối với bố trí một bên, chiều dài cáp là:

Đối với sự sắp xếp trung gian, chiều dài cáp là:

Rõ ràng, dưới các điều kiện giống nhau về địa điểm và không gian đỗ xe, bố trí trung tâm giảm chiều dài cáp xuống 50% so với bố trí một bên. Do đó, bố trí trung tâm được ưu tiên, đặc biệt là cho các địa điểm lớn nơi tiết kiệm chi phí được thể hiện rõ nhất. Tại các trạm có ít không gian sạc, nơi yêu cầu cáp tổng thể là tối thiểu, các quyết định bố trí nên ưu tiên sự phối hợp trong trạm và tuân thủ các quy định an toàn.

Bố trí tổng thể của cơ sở

Trong số các cơ sở chính của trạm sạc, vị trí của điểm truy cập điện áp cao và đầu sạc thường cố định, trong khi máy biến áp và cột sạc có thể tối ưu hóa. Trái với trực giác, việc đặt máy biến áp ở giữa kết nối T điện áp cao và cột sạc là không tối ưu. Ví dụ, trong một thiết lập cột sạc 480 kW, việc đặt cáp từ kết nối T đến máy biến áp tốn khoảng 510 CNY/m, và chi phí đặt đường dây từ máy biến áp đến cột sạc khoảng 1280 CNY/m, với chênh lệch giá 770 CNY mỗi mét. Do đó, nên lắp đặt máy biến áp gần hơn với các cột sạc.

Tương tự, các trạm sạc nên được đặt gần khu vực sạc nhất có thể. Nếu bộ sạc chia tách gần với máy biến áp kiểu hộp, ba dây cáp DC điện áp thấp sẽ được kéo dài đồng thời. Số lượng thiết bị lái càng nhiều, chênh lệch chi phí càng lớn. Xét rằng các đường dây DC thường chịu tổn thất điện năng cao hơn so với các đường dây AC, ngay cả khi máy biến áp không thể được đặt gần các chỗ đậu xe, các trạm sạc nên được đặt càng gần càng tốt để giảm thiểu tổn thất.

Tối ưu hóa việc lựa chọn cơ sở trạm sạc cho các doanh nghiệp bán dầu hoàn thành

Cấu hình Transformer, Trụ sạc và Súng sạc

Để giảm chi phí nâng cấp công suất biến áp, tỷ lệ tải của biến áp cần được tăng cường một cách hợp lý. Khuyến nghị rằng tỷ lệ tải của biến áp bên trong và bên ngoài trạm được cấu hình ở mức 1:1, trừ khi có yêu cầu đặc biệt từ cục cung cấp điện. Đối với các trạm có biến áp quá tải, cần phải cấu hình các hệ thống quản lý thông minh như "bộ điều khiển sạc có thứ tự" trong tủ điều khiển chính của sạc để tránh rủi ro quá tải dòng điện và giảm tác động lên biến áp. Lấy một trạm sạc 720 kW làm ví dụ, khuyến nghị cấu hình đầy đủ tổ hợp đầu cuối của 2 súng sạc siêu nhanh + 10 súng sạc nhanh.

Cài đặt công suất của trạm sạc nhanh cần phải được điều chỉnh theo các mẫu xe chính của trạm đề xuất, và tỷ lệ phân phối công suất của súng sạc phải nhất quán với tỷ lệ của các loại xe khác nhau được phục vụ. Lấy ví dụ từ số lượng xe điện hiện tại và các mẫu xe trên thị trường, các nền tảng 400V chiếm ưu thế. Trong quá trình sạc, công suất của xe nhận điện dao động giữa 40 kW và 70 kW. Khi tính đến việc sử dụng đồng thời và hệ số công suất của súng sạc và xe, công suất súng sạc trung bình được khuyến nghị là 40-80 kW. Ví dụ, một trạm sạc làm mát bằng không khí 480 kW với 8 súng có giá 25,200 nhân dân tệ mỗi súng, trong khi cấu hình 10 súng giảm giá xuống còn 21,700 nhân dân tệ—tiết kiệm 3,500 nhân dân tệ cho mỗi chỗ đỗ. Nghiên cứu thị trường kỹ lưỡng trong quá trình lập kế hoạch dự án là rất quan trọng để tránh cung cấp quá mức công suất và các tổn thất liên quan; đầu ra trạm sạc trung bình 50 kW thường được khuyến nghị.

Lựa chọn vật liệu cáp

Cáp cho trạm sạc có các loại lõi đồng và lõi nhôm, trong đó cáp lõi đồng hiện đang chiếm ưu thế trong các ứng dụng từ trạm xăng và hệ thống điện gia đình đến trụ sạc và thiết bị phân phối. Mặc dù cáp lõi nhôm có giá khoảng một phần ba so với cáp lõi đồng, nhưng chúng thua kém ở một số khía cạnh quan trọng:

Khả năng mang dòng điện cao hơn: Độ dẫn điện thấp hơn của đồng cho phép cáp lõi đồng mang dòng điện nhiều hơn 30% so với cáp lõi nhôm có cùng tiết diện.

An toàn nâng cao: Dưới tải trọng dòng điện giống nhau, cáp lõi đồng sinh ra ít nhiệt hơn, giảm nguy cơ cháy.

Giảm thiểu tổn thất năng lượng: Độ dẫn điện vượt trội của đồng giúp giảm thiểu sự phân tán năng lượng.

Khả năng chống ăn mòn: Các đầu nối cáp lõi đồng chống lại sự oxy hóa, đảm bảo hiệu suất ổn định, trong khi các mối nối lõi nhôm dễ bị hỏng do oxy hóa.

Dễ dàng cài đặt: Tính dẻo của đồng và độ bền cơ học cao giúp đơn giản hóa các quy trình định tuyến, uốn cong và kết nối.

Ví dụ, một cáp lõi đồng dài 100 mét gây ra tổn thất điện năng 10kWh, trong khi cáp lõi nhôm cùng chiều dài mất 16.8kWh—nhiều hơn 1.68 lần. Trong suốt một năm, cáp lõi đồng không cần bảo trì, trong khi cáp lõi nhôm cần trung bình 8 lần sửa chữa với chi phí 2,000 CNY mỗi lần. Xét về chi phí toàn bộ vòng đời, tổng chi phí cho cả hai loại cáp hội tụ, khiến cáp lõi nhôm phù hợp hơn cho các thiết lập điện tạm thời, ngắn hạn. Tóm lại, từ góc độ an toàn và chi phí toàn bộ vòng đời, cáp lõi đồng nên được sử dụng trong các trạm sạc.

Giám sát trạm, chiếu sáng và bảo vệ chống cháy

Đối với các trạm sạc trong nhà ga, nên tái sử dụng các tủ gas station và các thiết bị giám sát hiện có, trong khi các cơ sở ngoài nhà ga yêu cầu các tủ giám sát, thiết bị đầu cuối và ổ cứng lưu trữ chuyên dụng. Các camera giám sát nên được đặt ở các góc, giữ khoảng cách an toàn với thiết bị để đảm bảo độ bao phủ toàn diện. Theo quy tắc chung, 2 camera cho mỗi 10 chỗ đậu xe là đủ, với các điều chỉnh cho các địa điểm có hình dạng không đều. Hình ảnh nên được lưu trữ ít nhất 30 ngày, hoặc theo yêu cầu của các cơ quan địa phương.

Hệ thống chiếu sáng nên ưu tiên các bóng đèn tiết kiệm năng lượng hiệu suất cao đáp ứng yêu cầu về độ trung thực màu sắc và thời gian khởi động, với mức độ chiếu sáng tuân thủ các tiêu chuẩn ngành. Ở những khu vực có ánh sáng tốt, việc dựa vào ánh sáng xung quanh có thể giảm số lượng thiết bị chiếu sáng; mật độ chiếu sáng nội bộ 1 bóng đèn cho 5 chỗ đỗ xe là điển hình. Các quy định về phòng cháy chữa cháy nên tuân thủ các quy định quốc gia và địa phương, tỷ lệ với kích thước trạm và số lượng chỗ sạc. Khuyến khích tái sử dụng thiết bị phòng cháy chữa cháy không sử dụng từ các trạm đã ngừng hoạt động. Một thiết lập tiêu chuẩn bao gồm 2 bình chữa cháy 5 kg cho mỗi 2 trạm sạc, kèm theo các nút cắt khẩn cấp và hệ thống báo động tùy chọn.

Lựa chọn công nghệ xây dựng cho các trạm sạc của công ty bán dầu tinh chế

Cài đặt nhà sạc

Việc lắp đặt các bãi đỗ xe sạc điện nên được điều chỉnh theo điều kiện địa phương và chia thành ba loại:

Không có nhà để xe: Chi phí xây dựng bằng không cho mỗi chỗ đậu xe;

Màng kéo chi phí thấp: 7.200 nhân dân tệ mỗi chỗ đậu xe;

Cấu trúc thép nhẹ tích hợp năng lượng mặt trời: Khoảng 11.000 nhân dân tệ mỗi chỗ đậu xe. Đối với các dự án chú trọng đến chi phí, lựa chọn đầu tiên được ưu tiên.

Xử lý mặt đất trạm sạc

Có năm loại sàn có sẵn:

Tái sử dụng các bề mặt đỗ xe hiện có;

Sàn gạch cỏ;

180mm bề mặt cứng nhẹ;

220mm bề mặt cứng tiêu chuẩn;

Bề mặt cứng được gia cố. Khi xây dựng các trạm sạc, việc tái sử dụng lớp phủ mặt đất hiện có giúp giảm thiểu đầu tư, giảm chi phí xuống 4.500 nhân dân tệ cho mỗi súng sạc. Nếu việc tái sử dụng không khả thi, lựa chọn sàn nên phù hợp với hồ sơ dịch vụ của trạm: gạch cỏ phù hợp cho các trạm chỉ dành cho xe nhỏ; bề mặt cứng nhẹ đáp ứng yêu cầu cứng hóa cho các địa điểm có yêu cầu; bề mặt tiêu chuẩn phù hợp cho xe vừa và nhỏ; và bề mặt gia cố là cần thiết cho việc đỗ và sạc xe lớn.

Bảo vệ và phủ lớp không gian đỗ xe

Dấu hiệu chỗ đậu xe có hai hình thức:

Bức tranh chỉ có phác thảo (có thể có số thứ tự và ký hiệu sạc tùy chọn), với một viền trắng rộng 150 mm;

Sơn sàn chống trượt PU phủ toàn bộ (lý tưởng cho các trạm đô thị có độ hiển thị cao)..

Cột chống va chạm của trạm sạc nên là ống thép hàn thẳng đứng, được định vị để cho phép tiếp cận bảo trì. Chiều cao lắp đặt nên là 600 mm cho xe nhỏ và 1000 mm cho xe trung và lớn. Các chướng ngại vật trong không gian đỗ xe, cũng được làm bằng thép hàn, nên có chiều dài 2 m, chiều cao 150 mm, và được phủ sơn phản quang cảnh báo.

Phương pháp lắp đặt cáp

Ba kỹ thuật lắp đặt cáp thường được sử dụng:

Chôn trực tiếp: Cáp bọc thép được chôn trực tiếp, chỉ có ống bảo vệ ở những nơi vượt qua bề mặt cứng hoặc nền móng;

Mương cáp đất: Cáp được đặt trong các mương được xây dựng trên sàn hiện có;

Triển khai nhanh chóng: Hệ thống khay cáp gắn bề mặt cho phép lắp đặt và định vị lại nhanh chóng. Đối với các công trường mở yêu cầu san lấp và làm cứng mặt đất, chôn trực tiếp là phương pháp tiết kiệm chi phí nhất. Khi tái sử dụng mặt đất hiện có, việc so sánh chi phí nên thông báo cho sự lựa chọn giữa phương pháp chôn rãnh và phương pháp triển khai nhanh chóng.

Kết luận và Triển vọng Tương lai

Bài viết này trình bày các giải pháp được điều chỉnh cho việc xây dựng trạm sạc xe điện với chi phí thấp trên nhiều loại, vị trí và quy mô khác nhau. Bằng cách tích hợp thiết kế bố trí, lựa chọn cơ sở vật chất và kỹ thuật xây dựng trong khi tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia và các yếu tố thẩm mỹ, nó nhằm hỗ trợ các công ty bán dầu tinh chế mở rộng kinh doanh sạc của họ.

Tiến tới, các công ty này phải ưu tiên hoạt động trạm chất lượng cao vượt ra ngoài xây dựng. Khi thị trường xe điện phát triển, nhu cầu của người dùng về dịch vụ sạc sẽ đa dạng hóa. Tận dụng các nguồn lực hiện có, các công ty nên nỗ lực tạo ra một hệ sinh thái "con người, xe cộ, cuộc sống" liền mạch, cung cấp những trải nghiệm tiện lợi, thoải mái nhằm nâng cao lợi thế cạnh tranh của họ trong lĩnh vực hạ tầng sạc.