電動(dòng)汽車融入電網(wǎng)三步驟

2017-12-20 10:40:25 能源評(píng)論　作者：郭春林　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

隨著法國、德國、挪威、印度等國家相繼公布燃油車禁售時(shí)間表，新能源汽車，尤其是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)信心大增。目前，我國雖然尚未發(fā)布燃油車退出計(jì)劃，但政府對(duì)于電動(dòng)汽車發(fā)展的鼓勵(lì)是顯而易見的，9月27日，備受業(yè)界關(guān)注的《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》正式出臺(tái)，“雙積分”政策再次給電動(dòng)汽車發(fā)展注入了一針強(qiáng)心劑。

我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出供需兩旺的態(tài)勢(shì)，2017年1～10月份，新能源汽車產(chǎn)銷量分別為51.7萬和49.0萬輛，同比分別增長了45.7%和45.4%，其中純電動(dòng)汽車占比在80%左右。然而，在電動(dòng)汽車保有量持續(xù)增加的過程中，充換電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后問題愈發(fā)暴露，成為一直以來被廣泛詬病的痛點(diǎn)。

按照常規(guī)思路，為了滿足電動(dòng)汽車的快速發(fā)展需求，最好的方式就是加速建設(shè)充換電設(shè)施。然而，這可能不是一個(gè)非此即彼的簡單選擇題，缺少合適的發(fā)展路徑和統(tǒng)一規(guī)劃，很可能“欲速則不達(dá)”。

與燃油車需要加油站不同，為電動(dòng)汽車建設(shè)充換電網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)更為復(fù)雜的工程。一方面，電動(dòng)汽車發(fā)展需要完善的充換電基礎(chǔ)設(shè)施作為支撐;另一方面，電動(dòng)汽車也應(yīng)該成為未來電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要節(jié)點(diǎn)，其對(duì)電網(wǎng)來說具有多維度的潛在作用與價(jià)值。技術(shù)層面，電動(dòng)汽車在一天中較長的時(shí)間內(nèi)可視作儲(chǔ)能設(shè)備，其電池的響應(yīng)特性要優(yōu)于其他電源或儲(chǔ)能設(shè)施，可以作為需求響應(yīng)資源實(shí)現(xiàn)削峰填谷，改善電能質(zhì)量，增加可再生能源消納比例;可以成為電網(wǎng)的緊急備用，減少電網(wǎng)投資，仿真模擬顯示，如果有500萬輛電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)智能充放電控制，就能滿足全國電網(wǎng)的備用需求。在戰(zhàn)略層面，電動(dòng)汽車將推動(dòng)電網(wǎng)朝著柔性化、智能化、能源互聯(lián)網(wǎng)化方向發(fā)展。

電動(dòng)汽車充換電網(wǎng)絡(luò)首先是物聯(lián)網(wǎng)，在物理上是電網(wǎng)的一部分，必須與電網(wǎng)一起規(guī)劃建設(shè)，發(fā)展也必須依托電網(wǎng)，要由國家層面統(tǒng)一規(guī)劃管理;其次，它也是互聯(lián)網(wǎng)的一部分，可實(shí)現(xiàn)生態(tài)發(fā)展功能，主框架結(jié)構(gòu)也需政府主導(dǎo)，多模式并存，統(tǒng)一搭建。要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的良好互動(dòng)，需要在前期對(duì)充換電基礎(chǔ)設(shè)施的布局與配套電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行系統(tǒng)性的規(guī)劃。如果等建好了再進(jìn)行優(yōu)化，成本是非常大的。依照目前的發(fā)展形勢(shì)，將電動(dòng)汽車完全融入電網(wǎng)系統(tǒng)，需要經(jīng)過三個(gè)步驟。

第一步：積累

當(dāng)前，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的接受程度仍有待提高，應(yīng)進(jìn)一步在社會(huì)各界推廣應(yīng)用電動(dòng)汽車，加快電動(dòng)汽車核心技術(shù)的研發(fā)以優(yōu)化電動(dòng)汽車各項(xiàng)性能，提升其相對(duì)于傳統(tǒng)能源汽車的核心競爭力。

與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)充換電技術(shù)路線、商業(yè)模式的探索。電動(dòng)汽車補(bǔ)充電能的技術(shù)有很多，比如慢充、快充、換電;商業(yè)模式也有很多，一種是以分布式充電為主、集中式充電為輔助，一種是以大功率集中充電為主、分布式充電為輔，也有企業(yè)在探索換電模式。“積累”階段，是一個(gè)比較無奈的階段，每一種技術(shù)路線與商業(yè)模式都有優(yōu)勢(shì)，但都不成熟，不管是推廣哪一種或者哪幾種，失敗的風(fēng)險(xiǎn)都是存在的。

按照當(dāng)前的用電水平，一輛電動(dòng)汽車的耗電量與一個(gè)普通居民家庭的用電量基本相當(dāng)。所以，若將我國的燃油車全部替換成電動(dòng)汽車，當(dāng)前的電網(wǎng)系統(tǒng)需要大面積擴(kuò)容。而如果充換電技術(shù)與模式不能敲定，電網(wǎng)擴(kuò)容便不能形成統(tǒng)一的規(guī)劃，貿(mào)然開工建設(shè)勢(shì)必會(huì)造成后期的資源浪費(fèi)。因此，在“積累”階段，原則上應(yīng)充分利用現(xiàn)有的電網(wǎng)資源滿足電動(dòng)汽車充換電需求，爭取晚一點(diǎn)開始新建。在基本滿足需求的前提上，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與儲(chǔ)備，為后面大規(guī)模建設(shè)創(chuàng)造條件。

因?yàn)殡娏A(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)都需要一定的周期，其實(shí)現(xiàn)在時(shí)間已經(jīng)是相當(dāng)緊迫了，需要相關(guān)企業(yè)去全力地推動(dòng)。當(dāng)前，我國充換電市場上設(shè)備制造商、服務(wù)商很多，從某一方面來說這是好事，因?yàn)樵黾恿耸袌龈偁?但是有資金實(shí)力、有人才儲(chǔ)備、有技術(shù)研發(fā)能力的企業(yè)很少，大多數(shù)企業(yè)停留在低水平重復(fù)、低層次競爭上，對(duì)于技術(shù)路線的發(fā)展與選擇貢獻(xiàn)度并不大，這是亟待解決的問題。

第二步：滲透

從“積累”階段進(jìn)入“滲透”階段，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展將是一個(gè)加速度過程。像汽車這種大制造業(yè)有一個(gè)通用的規(guī)律，即伴隨著規(guī)模擴(kuò)張，單位成本會(huì)大幅度下降，性能方面也會(huì)有大幅度提高，在汽車行業(yè)，一款車型年產(chǎn)量由零達(dá)到15萬輛，成本可以降低20%～30%。2015年，我國電動(dòng)汽車產(chǎn)量達(dá)到了汽車總產(chǎn)量的1%，2016年進(jìn)一步增長至1.8%，1%是汽車行業(yè)非常重視的一個(gè)數(shù)字，它是一款車型的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，一旦超過1%，后續(xù)發(fā)展就會(huì)明顯提速。這只是產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大以后就會(huì)自然而然達(dá)到的效果，如果考慮到技術(shù)進(jìn)步因素，電動(dòng)汽車的發(fā)展會(huì)更快。

按照現(xiàn)階段的水平，在經(jīng)濟(jì)性方面，如果行駛里程在10萬～15萬公里之間，電動(dòng)汽車的全生命周期成本跟汽油車基本持平;如果行駛里程超過15萬公里，那么電動(dòng)汽車就更省錢了。用不了多久，電動(dòng)汽車的成本優(yōu)勢(shì)、性能優(yōu)勢(shì)將全面體現(xiàn)出來，從而受到消費(fèi)者的青睞。因此，充換電基礎(chǔ)設(shè)施與配套的電網(wǎng)建設(shè)必須在“滲透”階段全面鋪開，以允許快速增加的電動(dòng)汽車逐步滲透進(jìn)入電網(wǎng)，成為電網(wǎng)的一個(gè)子系統(tǒng)。

合理的一種或幾種技術(shù)路線與商業(yè)模式一旦確定，充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)其實(shí)是比較快的。但是建設(shè)充換電設(shè)施，并不是說把充電樁生產(chǎn)出來、安裝好就完工了。日常生活中，有些商品以產(chǎn)品為主，比如電視、冰箱等，商品被消費(fèi)者買回家之后，商家需要提供的后續(xù)服務(wù)很少;也有很多商品以服務(wù)為主，比如理發(fā)、治病，它們必須有服務(wù)人員與消費(fèi)者交流，因此很難形成規(guī)模化。而充換電即需要產(chǎn)品，又需要服務(wù)，充電樁很容易進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，可以通過工業(yè)手段把它做好，但面向電動(dòng)汽車用戶的充換電服務(wù)要更復(fù)雜，需要讓用戶使用的時(shí)候更方便、更節(jié)能環(huán)保，這些考驗(yàn)的是相關(guān)企業(yè)在商業(yè)模式、服務(wù)體系方面的創(chuàng)造力。

第三步：引領(lǐng)

所謂“引領(lǐng)”，涉及兩個(gè)方面，一是電動(dòng)汽車成為社會(huì)普遍接受的事物，對(duì)燃油車的替代越來越快，引領(lǐng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展;二是電動(dòng)汽車在將來的電力市場中，在能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，成為一個(gè)主要參與方，進(jìn)而在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮重要作用，一定程度上引領(lǐng)電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。

隨著“滲透”階段結(jié)束，充換電基礎(chǔ)設(shè)施不足的情況將得到徹底緩解，電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的互動(dòng)已經(jīng)不存在技術(shù)障礙，下一步，則是完善政策引導(dǎo)與電力市場交易規(guī)則，讓電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在不同主體之間得到合理的分配，從而鼓勵(lì)各方主體積極參與其中。

這需要車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與電動(dòng)汽車集成運(yùn)營商的參與。其中，車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是一個(gè)開放系統(tǒng)，供各類電動(dòng)汽車集成運(yùn)營商為消費(fèi)者提供技術(shù)上的、商業(yè)上的服務(wù)，將來可能會(huì)形成一個(gè)類似于SAAS(Software as a Service，軟件即服務(wù))模式的生態(tài)系統(tǒng)。在SAAS模式下，服務(wù)商將應(yīng)用軟件部署在自己的服務(wù)器上，并進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)，消費(fèi)者需要這些軟件時(shí)可以通過互聯(lián)網(wǎng)在服務(wù)器上使用，并按照使用時(shí)長支付費(fèi)用，這樣，消費(fèi)者能夠在不購買這些軟件的情況下每次支付少許費(fèi)用來使用這些軟件。“引領(lǐng)”階段的車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將發(fā)揮SAAS模式下服務(wù)商的角色，把電動(dòng)汽車集成運(yùn)營商提供的各種服務(wù)進(jìn)行“打包”與優(yōu)化配置，滿足電動(dòng)汽車車主或使用者在充換電、參與電力市場等方面的各種需求。(文·郭春林作者系華北電力大學(xué)電動(dòng)汽車與新能源電網(wǎng)研究中心主任)

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