新能源汽车充电桩PPP项目风险评价研究

马 甜

（北京交通大学经济管理学院，北京 100044）

近年来，我国新能源汽车的使用率大幅提升，已超过了加拿大、美国、韩国、日本等发达国家［1］. 然而，我国充电桩的数量一直不能满足新能源汽车的充电需求. PPP模式在引入社会资本的同时引进了关键技术和先进的管理经验，有效加快了充电桩的建设. 同时，社会资本参与充电桩建设的方式在发达国家也有实践，比如：美国宾西法尼亚洲的WestSmart项目［2］，德国的CrowdStrom模型. 我国政府也出台了一系列的政策鼓励政府和私人资本合作以加快充电桩的建设，并于2020年5月，将充电桩列入“新基建”领域［3］. 但是，在充电桩建设过程中，接口标准不统一等技术问题［4］、盈利能力比较弱［5］等经济问题、不完善的行业标准等政策问题以及PPP经验的缺乏［5-6］都阻碍充电桩的发展. 因此，对新能源汽车充电桩PPP项目的风险进行评价，有助于找到关键指标并及时采取相应的措施，以解决新能源汽车“里程焦虑”的难题.

目前，对于新能源汽车充电桩的研究，主要集中在规划布局［7］、技术改进［8］等方面，对于风险评价的研究还较少. Wu等［5］对风险指标进行了评价，但网络安全监管和信用监管的不断完善，使支付风险和信用风险等级逐渐降低，其评价结果已不符合实际. 另外，在风险指标重要性评价方面，变权理论因能有效减少主观因素的影响，在风电机组性能评价［9］、航空管制员应急管理［10］以及新能源汽车供应链风险评价［11］方面都有应用. 因此，本文利用FAHP-变权计算风险指标的权重，并通过计算整体风险值对可替代方案进行优选. 不仅为T市充电基础设施建设项目选出最优的方案，也为新能源汽车充电桩风险评价提供了新的科学的方法.

1 风险指标体系的建立

风险指标体系的建立是风险评价的首要环节，主要为风险指标识别和风险指标确定两个部分. 本文利用文献整理和案例分析的方法，依据PEST理论（Political，Economic，Social，Technological）从政策/法律、经济/金融、社会/环境及技术四个方面识别出新能源汽车充电桩PPP项目的24项风险指标，邀请相关行业专家对各项风险指标的风险等级进行判断，找出关键指标，建立指标体系.

1.1 风险指标的识别

为了符合科学性、全面性、合理性的原则，通过阅读PPP 项目、新能源汽车充电桩等相关的文献，从项目公司的角度对可能导致新能源汽车充电桩PPP项目失败的原因进行初步提炼，然后通过分析新能源汽车充电桩PPP 项目的相关案例对风险指标进行补充，最后确定了4 项二级指标、24 项三级指标，如表1所示.

表1 风险指标清单Tab.1 List of risk indexes

1.2 风险指标的确定

为了确定影响新能源汽车充电桩PPP 项目的关键指标，本文采用问卷调查的方式，分别邀请了新能源汽车充电桩、PPP、风险管理方面的研究专家，政府机构及国家电网相应的管理人员共30 人对24项风险指标进行打分. 然后计算平均得分并降序排列，最后进行归一化处理，打分采用五分制的原则，结果如表2所示.

表2 风险指标的相对重要性情况Tab.2 Relative importance of risk indexes

续表

根据文献［6］和文献［12］评价依据，选取归一化值≥0.50的风险指标作为关键指标，因此去除配套设施不足等8 项三级指标，选取剩下的16 项三级指标作为评价标准，建立风险指标体系，如图1所示.

2 风险指标常权权重的计算

AHP在评价过程中存在一定的局限性，比如：一致性的判断标准（CR＜0.1）缺乏科学依据，判断矩阵的一致性与人类思维的一致性有明显差异等［13］. 为了弥补AHP的缺陷，本文采用模糊层次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，FAHP），确定新能源汽车充电桩PPP项目风险指标的常权权重.

2.1 模糊互补判断矩阵的构建

通过对邀请的新能源汽车充电桩领域、PPP、风险管理领域的30位专家咨询，自下而上依次对不同层级各个指标的相对重要性进行判断，计算其平均分并进行四舍五入，得到模糊互补判断矩阵，计算结果如下：

2.2 常权权重的计算

对于构造出的模糊互补判断矩阵，需要考虑一致性. 因此将模糊互补判断矩阵转化为模糊一致矩阵R=（rij）n×n［14］，模糊一致矩阵通过公式（1）～（3）求得，其结果可用于常权权重的计算.

同级指标相对权重的计算公式如下：

式中：k为指标编号，k=1，2，3，…，n；wi为第i个元素所占的权重值；a为权重转换系数，a=（n-1）/2.

根据以上公式求得各个指标的局部权重及全局权重如表3所示.

表3 指标的权重值Tab.3 Weight values of the indexes

3 备选方案的选择

目前，中国新能源汽车充电桩PPP 项目至今全部没有完成最后的移交，对于正处于准备阶段的项目，没有充分的可以借鉴的经验. 同时，中国一些省份已经提出了备选方案的建设需求，并得到了国家和地方政策的大力支持［6］. 因此，本文选取目前正处于准备阶段的新能源汽车充电桩PPP项目——T市充电基础设施建设项目，对其不同备选方案的整体风险值进行计算并排序，以选出整体风险值最小的方案.

3.1 评价数据的收集

为了对T市充电基础设施建设项目的三个备选方案A1，A2和A3的整体风险值进行计算，本文从起初邀请的25位中选取五个领域的从业人员5名（E1 E2 E3 E4 E5）对不同备选方案的各项风险指标的风险等级进行打分，打分采用五分制的原则，具体的打分情况如表4所示.

表4 专家对不同风险指标的评价结果Tab.4 Evaluation results of different risk indexes by expert

续表

3.2 常权权重的修正

常权权重往往忽视了权重较低的指标在极端情况下对评价结果的影响，并且同一指标的权重会因方案的不同而不同［10］. 汪培庄提出了变权理论以对常权权重进行修正［14］，减少了主观因素对评价结果的影响［15］，保证了评价结果的公正性. 对于新能源汽车充电桩PPP 项目风险的评价，各指标的风险值越高，风险越严重. 因此，本文采用激励机制的变权公式对常权权重进行修正. 变权公式如下（α=0.5）：

根据表3的数据及变权公式求得修正后的权重值，如表5所示.

表5 修正后的权重值Tab.5 The revised weight value

3.3 备选方案风险等级评价

专家对各项指标的评判具有一定的灰度［16］，且风险指标体系是一个复杂体系，每个指标都具有随机性的特点，与灰色特征非常吻合. 同时，每项风险指标都无法准确地定量描述. 因此，针对风险评估的复杂性、不确定性和模糊性等特点，将灰色理论与模糊评价方法相结合，对新能源汽车充电桩PPP项目备选方案的整体风险值进行计算.

3.3.1 确定评价准则及划分灰类 根据灰色理论的一般评价准则及风险评估要求，将评价等级V 划分为五个灰类，即V=（v1，v2，v3，v4，v5）=（1，3，5，7，9），其中，分值∈［0，2）为极低风险，分值∈［2，4）为低风险，分值∈［4，6）为中等风险，分值∈［6，8）为高风险，分值∈［8，10］为极高风险. 对应的公式如下：

其中：dki表示第k个专家对第i个指标的判断，其值在表4中列出.

3.3.2 建立灰色评价矩阵 首先，计算某个二级指标下第i个三级指标属于第j个灰类的灰色统计数gij，即计算五位专家对第i个三级指标的打分属于第j个灰类的灰色统计数之和.

总体灰色统计数为某个二级指标下第i个三级指标属于五个灰类的灰色统计数gij之和.

因此，某个二级指标下第i个三级指标属于第j个灰类的灰权值为该三级指标属于第j个灰类的灰色统计数与属于五个灰类的灰色统计数之和的比值.

由各个指标分别属于每个灰类的灰权值构成灰色模糊评价矩阵，如下：

3.3.3 整体风险值的计算 得到灰色模糊评价矩阵后，利用以下公式进行整体风险值的计算：

三级指标的计算公式：

二级指标的计算公式：

整体风险值的计算公式：

通过利用公式（7）～（14）计算出各个替代方案的整体风险值，如表6所示.

表6 各个备选方案的整体风险值及排序情况Tab.6 The overall risk value and ranking of each alternative scheme

3.3.4 风险评价结果分析 从表5各风险指标修正后的权重值可以看出，在政策/法律风险方面，方案A1的比重略高于方案A2和方案A3；在经济/金融风险方面，方案A2的比重略高于方案A1和方案A3；在社会/环境风险方面，方案A3的比重略高于方案A1和方案A2；在技术风险方面，方案A1的比重略高于方案A2和方案A3. 在其三级指标的局部权重中可以看出方案A1较方案A2土地征用的风险较高，方案A2运营维护成本高的可能性较大，而方案A3的运营收入低的风险较小.

从表6三个备选方案的总体风险值可以看出，三个方案的风险等级都处于中等偏上水平，在三个备选方案中，备选方案A1的整体风险值最高为6.115，备选方案A2的整体风险值最低为5.811. 因此，对于新能源汽车充电桩PPP项目公司而言，应该选择备选方案A2进行充电桩的建设，承担相对较小的风险以减少项目公司的损失.

4 结论及建议

新能源汽车的普及是目前改进日益严重的环境问题的一个非常有效的方法，因此，尽快使车桩比达到1∶1是急需解决的难题. 备选方案A2的风险值最小为5.811，处于中等偏高的水平，因此，项目公司在项目的整个生命期内要采取必要的风险应对措施，减少风险的损失程度并使其处于可控的范围内. 在备选方案A2中，不稳定的政策、电池成本高、充电桩接口标准不统一、PPP经验的缺乏是所占权重较大的风险指标. 基于备选方案A2，项目公司应采取的措施如下：

1）政府部门应设置加分，评奖评优等竞争机制促进新能源汽车充电桩市场的良性发展；制定财政补贴机制以及加大科研投入，推动技术创新以解决充电桩的技术难题；并积极保护数据安全. 同时推行国家自主标准体系，统一充电基础设施标准，对关键部件、材料和工艺进行标准化，解决充电桩接口与新能源汽车不兼容的问题.

2）私人部门应建立新能源汽车充电桩综合管理平台，实现充电桩从规划、选址、建造、运营维护全流程的信息传递与共享，保证缺陷管理及电子元器件维护的及时性；加强移动端对充电桩数据的跟踪，实现用户实时查询和追踪充电桩的信息. 在用户体验方面，私人部门应积极与高校或科研机构合作，加强技术创新，促进高功率充电，给予用户同汽油车一样的体验. 此外，私人部门应积极学习类似项目的经验，总结本项目可以借鉴的部分.