中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽明高
當(dāng)前光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電技術(shù)比較成熟，發(fā)電成本也明顯降低，已具備大規(guī)模推廣條件，但新能源發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性、隨機(jī)性，必須與儲(chǔ)能結(jié)合才能擔(dān)當(dāng)能源供應(yīng)主力。以純電動(dòng)車為代表的新能源汽車可以成為我國規(guī)模大、成本低、安全性高的短周期分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，為破解新能源發(fā)展瓶頸提供了契機(jī)。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽明高認(rèn)為，以鋰離子電池為代表的純電動(dòng)車，將在新能源電力存儲(chǔ)中發(fā)揮重要作用。將來一輛電動(dòng)車，就是電網(wǎng)的一個(gè)微型儲(chǔ)能站。
有數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，2040年中國電動(dòng)車保有量將達(dá)到3億輛，如果以每輛車電池容量平均65千瓦時(shí)計(jì)算，全國車載儲(chǔ)能容量約為200億千瓦時(shí)，這與當(dāng)前我國每天消費(fèi)總電量基本相當(dāng)?？梢哉f，電動(dòng)車正在改變?nèi)祟惸茉蠢梅绞?，推?dòng)新能源革命的到來。
未來，電池還將呈現(xiàn)需求大幅上升與成本顯著下降趨勢。我國目前電池產(chǎn)能只有1億千瓦時(shí)，預(yù)計(jì)到2025年，中國前五家鋰離子電池企業(yè)總產(chǎn)能將超過10億千瓦時(shí)。同時(shí)，鋰離子電池系統(tǒng)成本將快速下降。根據(jù)中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，預(yù)計(jì)到2025年，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)成本將降至0.5元/瓦時(shí)，循環(huán)壽命將達(dá)到5000 10000次。
歐陽明高分析，將可再生能源發(fā)電與電動(dòng)車動(dòng)力電池系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)行車網(wǎng)互動(dòng)，能夠構(gòu)建起新型智慧電力系統(tǒng)。
車網(wǎng)互動(dòng)是指車輛既能從電網(wǎng)充電，又能給電網(wǎng)放電，實(shí)現(xiàn)雙向互聯(lián)。開展車網(wǎng)互動(dòng)的重要原因是其可以對(duì)電網(wǎng)需求曲線進(jìn)行削峰填谷，減小負(fù)荷需求功率。當(dāng)電動(dòng)車處于停放狀態(tài)，其電池將成為待開發(fā)的配電網(wǎng)“充電寶”，把海量的“充電寶”通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接到智能聚合平臺(tái)，形成一個(gè)虛擬大負(fù)荷。這個(gè)虛擬大負(fù)荷又可以通過能源互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，在用電低谷時(shí)給電動(dòng)車充電，在用電高峰時(shí)電動(dòng)車給電網(wǎng)放電，并且進(jìn)一步與未來新能源發(fā)電特性匹配，減小電網(wǎng)增容壓力。
這是一種規(guī)模大、成本低、安全性高的分布式儲(chǔ)能技術(shù)，被認(rèn)為是新型智慧電力系統(tǒng)的重要組成部分。隨著電動(dòng)車數(shù)量增加和市場機(jī)制的完善，其商業(yè)化可實(shí)施性正在不斷優(yōu)化。歐盟、美國、日本等國家和地區(qū)已開展了多個(gè)車網(wǎng)互動(dòng)項(xiàng)目。在我國，車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)和市場發(fā)展還處于起步階段。
要實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)互動(dòng)，需要充電基礎(chǔ)設(shè)施。電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施是關(guān)鍵的車網(wǎng)能量互動(dòng)端口。充電基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)充電速度、停放屬性進(jìn)行劃分，可分為慢充—停充復(fù)合型和快充—即充即走型。其中慢充—停充復(fù)合型兼?zhèn)涑潆姾屯＼嚬δ埽饕獞?yīng)用于居民區(qū)、公司單位和公交物流車等停車充電一體化設(shè)施。在這一方式下，車輛停放時(shí)間長、入網(wǎng)數(shù)量大，電動(dòng)車具有參與大電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)的巨大潛力。
目前我國也開展了車網(wǎng)互動(dòng)試點(diǎn)，國家電網(wǎng)公司在北京中再大廈和人濟(jì)大廈開展了電動(dòng)車與商業(yè)建筑互動(dòng)以及電動(dòng)車與電網(wǎng)互動(dòng)服務(wù)的示范運(yùn)行。目前，全國已有15個(gè)省市建設(shè)了42個(gè)車網(wǎng)互動(dòng)項(xiàng)目、609個(gè)車網(wǎng)互動(dòng)終端，共有近4000臺(tái)電動(dòng)車參與過車網(wǎng)互動(dòng)。
雖然國內(nèi)車網(wǎng)互動(dòng)項(xiàng)目尚處于示范階段，但歐陽明高認(rèn)為，隨著電動(dòng)車數(shù)量的增加和車網(wǎng)互動(dòng)成本的下降，車網(wǎng)互動(dòng)有望在未來的新型智慧電力系統(tǒng)中發(fā)揮更大作用。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，未來充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將得到快速發(fā)展，預(yù)計(jì)2030年和2035年慢充樁數(shù)量將分別達(dá)到7000萬臺(tái)和1.5億臺(tái)。在這一基礎(chǔ)上，建設(shè)能與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的雙向互動(dòng)充電樁能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)車網(wǎng)互動(dòng)打下基礎(chǔ)。
對(duì)希望進(jìn)行車網(wǎng)互動(dòng)布局的城市，歐陽明高建議：
第一，加快建設(shè)新能源基礎(chǔ)設(shè)施，尤其要挖掘公共建筑的巨大潛力，加快工作單位停車場具有車網(wǎng)互動(dòng)功能的慢充直流雙向樁建設(shè)。光伏與車用電池是一對(duì)最佳電源組合，建議加快屋頂光伏建設(shè)，并推動(dòng)建筑直流電氣化改造，加快分布式微網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展。
第二，建議有條件的城市開展電力體制改革試點(diǎn)，加快城市內(nèi)配電網(wǎng)和用戶側(cè)微網(wǎng)的市場化改革。學(xué)習(xí)上海和深圳經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)市級(jí)能源互聯(lián)網(wǎng)和基于家用電動(dòng)車分布式能源系統(tǒng)的虛擬電廠資源整合平臺(tái)，在用電高峰時(shí)段削平電網(wǎng)負(fù)荷、用電低谷時(shí)段幫助電網(wǎng)提升負(fù)荷。
