“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”這一宣言意味著我國在持續(xù)為減緩氣候變化影響做貢獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,按下了減碳的加速鍵。
實現(xiàn)碳中和的有效路徑就是:電動汽車取代燃油車,讓車不燒油;大幅提高新能源占比,讓發(fā)電廠少燒煤,從源頭上解決碳排放的問題。
“3060”碳目標(biāo)實現(xiàn)的基礎(chǔ)路徑是能源革命和工業(yè)轉(zhuǎn)型,這個過程中最大的難題是減少碳排放過程中的成本問題,要保證過程成本降低、社會效益提高、發(fā)展可持續(xù),電動汽車及充電網(wǎng)是實現(xiàn)“3060”碳目標(biāo)的有效路徑之一。
一、電動汽車打開新能源發(fā)展和消納通道,加速碳中和進度
中國邁向“3060”碳目標(biāo)的過程中,光伏、風(fēng)電、新能源汽車產(chǎn)業(yè)將發(fā)揮重要作用。中國的光伏和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖然已相當(dāng)成熟,發(fā)電成本低,但無法確保全天候供電,光伏和風(fēng)電的無序、波動及消納也是待解決的難題。而截至2020年底,中國純電動汽車保有量400萬輛,只占汽車總量的1.4%,如果中國的2億輛燃油車都替換為電動汽車,每年可以減少4億噸的石油,減少直接對城市排放12億噸,而中國60%的石油都來源于進口,采用電動汽車也同時解決了石油危機問題,可謂一箭雙雕。
是什么阻礙了充電電動汽車的發(fā)展?
充電!
目前電動汽車比油車成本平均高30%,相信隨著電動汽車規(guī)?;男?yīng),到2023年同檔次的電動汽車將低于油車的售價,而電動汽車每公里的能源運行成本是油車的20%,也就是說很快電動汽車的購買成本和使用成本都會比油車便宜。電動汽車不是一個傳統(tǒng)的交通工具,而是一個電子移動終端,智能型更強,造型更時尚,自然更好玩。但充電不方便、不安全成為人們購買電動汽車的“絆腳石”。
充電網(wǎng)是鏈接用戶、汽車、電池和能源的新型充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),充電樁是把電充到車?yán)锏膯蜗蛭锢聿孱^。充電樁無序充電支撐不了大規(guī)模電動汽車發(fā)展。而充電網(wǎng)是把一個區(qū)域的多臺車的充電鏈接成一個局域物理網(wǎng)絡(luò),是一群一群的運行,并和區(qū)域內(nèi)的車、電池、能源、客戶實時交互、平衡調(diào)度的大系統(tǒng)。通過充電網(wǎng)的智能調(diào)度,確保滿足大規(guī)模電動汽車的有序充電,對小區(qū)變壓器不會超負(fù)荷,也不需要增容。所以說充電網(wǎng)是目前電動汽車規(guī)模化發(fā)展的重要基礎(chǔ)支撐和前置條件,而讓充電方便又安全恰恰是特來電現(xiàn)在正在做的事情。
特來電的智能充電網(wǎng)可以在充電的時候給愛車做安全體檢,對可能的“安全風(fēng)險”車輛停止充電,就不會出現(xiàn)燃爆事件,解決了世界性燒車難題,智能充電網(wǎng)將成為電動汽車安全的守護神。
一旦解決了電動汽車發(fā)展的充電痛點問題,電動汽車的規(guī)模化替代也就指日可待了。
如何讓新能源車充新能源電?
雖然電動汽車的規(guī)?;l(fā)展減少了碳排放,但是電動汽車充的電70%還是燃煤發(fā)電。所以電動汽車發(fā)展的第二步就是要解決新能源車充新能源電的問題,用光伏、風(fēng)電、水電替代燃煤發(fā)電。但新能源發(fā)電具有波動性和無序性,如何解決大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電產(chǎn)生的棄風(fēng)、棄光、棄水、消納,成為一個長期的難題。
全世界電網(wǎng)的特點是發(fā)電和用電在同一時間必須相等平衡,因為電沒有地方臨時儲存,若不能做到實時平衡,電網(wǎng)就會崩潰瓦解,導(dǎo)致大停電。近十年國家打造了世界最堅強電網(wǎng),對發(fā)電側(cè)的機組調(diào)峰也做了升級改造,但對新能源還是不能全額消納,2019年全國棄風(fēng)、棄光、棄水總量1000億kWh,影響了碳中和的進程。
目前電網(wǎng)資產(chǎn)或容量的時間利用率在40%左右,特來電智能充電網(wǎng)會根據(jù)客戶的需要、電池剩余電量、電網(wǎng)富余容量進行有序充電和智能調(diào)度,把電網(wǎng)資產(chǎn)和容量利用率提高,起到平衡局部電網(wǎng)的作用。
當(dāng)電動汽車達(dá)到3000萬輛的時候,每天電動汽車和電網(wǎng)交互的電量可達(dá)10億度,多數(shù)電動汽車80%的時間都處于停泊狀態(tài),在電網(wǎng)的低谷期把棄風(fēng)、棄光、棄水的低成本電充到電動汽車?yán)铮诟叻迤诳梢园衍嚿细挥嗟碾娰u出來,實現(xiàn)對電網(wǎng)的移峰填谷。若電動汽車能夠就地消納新能源,那么3000萬輛電動汽車可以消納掉目前所有棄風(fēng)、棄光、棄水的電。
也就是說電動汽車大規(guī)模發(fā)展,可以打開新能源發(fā)展和消納通道,可再生能源比例將大幅度提高,推動碳中和進度。
二、充電網(wǎng)鏈接電池形成儲能網(wǎng),成為碳中和有利載體
針對風(fēng)電光伏的無序性和波動性,唯有建立大規(guī)模儲能才能消納,目前國家要求風(fēng)電企業(yè)要按照裝機容量配置10%的儲能,以對沖和平衡風(fēng)電光伏的波動性和無序性。
儲能有多種形式,包括抽水蓄能、化學(xué)儲能、固體儲能等,目前大規(guī)模建設(shè)儲能的成本高、經(jīng)濟性差,影響了電網(wǎng)的消納和平衡能力,這也將影響風(fēng)電光伏的規(guī)?;焖侔l(fā)展。而充電網(wǎng)鏈接電動汽車形成的儲能網(wǎng),對電網(wǎng)起到巨大平衡調(diào)節(jié)作用,同時利用電動汽車的兼職和共享屬性,不但節(jié)約成本,還創(chuàng)造利潤,將促進風(fēng)電、光伏的規(guī)?;l(fā)展。
為什么說充電網(wǎng)鏈接電動汽車形成的儲能網(wǎng)是實現(xiàn)“3060”碳目標(biāo)的有利載體?
從能源屬性上看,電動汽車就是一個移動儲能終端。隨著電動汽車的規(guī)模化發(fā)展,鋰電池儲能的價格已經(jīng)從幾年前的4元/W下降到今天0.5元/W,儲能的成本也從2元/W降到0.4元/W,循環(huán)次數(shù)可以到3000次,循環(huán)1萬次的電池也指日可待。電動汽車的電池成為所有儲能中成本最低的、響應(yīng)電網(wǎng)需求最快的儲能模式。
目前每臺電動汽車上平均裝了50度鋰電池,平均續(xù)航400kM,每天平均行駛里程50-60kM,每天消耗10-15度電,至少還有20度的電池,可以參與電網(wǎng)儲能調(diào)峰服務(wù)。目前中國的發(fā)電總裝機20億kW,若2030年中國電動汽車將達(dá)到1億輛,通過充電網(wǎng)鏈接到電網(wǎng)的電動汽車的總電池量將達(dá)到50億kWh,若有1/3的車參與調(diào)峰,每輛車調(diào)峰20kWh,每天的調(diào)峰電量將達(dá)到6.6億度,等于電網(wǎng)裝了一個巨大的儲能調(diào)節(jié)池。
大規(guī)模電動汽車通過充電網(wǎng)把電池鏈接到電網(wǎng)上,會形成容量巨大的分布式儲能網(wǎng),移峰填谷,形成對電網(wǎng)的巨大平衡調(diào)節(jié)作用,這樣就可以無限制讓大規(guī)模風(fēng)電、光伏、水電上網(wǎng)了,我們用的電大部分就是新能源了。
通過充電網(wǎng)可以把分布式光伏車棚、建筑光伏玻璃等與電動汽車深度鏈接成微電網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)分布式光伏的就地消納。隨著電動汽車的大規(guī)模發(fā)展,可以預(yù)測充電網(wǎng)將成為未來最大的儲能網(wǎng),成為實現(xiàn)“3060”碳目標(biāo)的有利載體。
電動汽車的充放電深度鏈接著“人、車、能源”,是一個數(shù)據(jù)鏈接和能源深度交互過程,讓充電與車、與基建、與能源、與用戶之間形成巨大的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。
未來,千萬輛的新能源汽車,千萬個風(fēng)、光、水發(fā)電,千萬個家庭,百萬個工廠,通過智能充電網(wǎng)和新能源微網(wǎng)鏈接,實現(xiàn)綠色能源提升到51-70%,意味著中國能源結(jié)構(gòu)將從石化能源為主轉(zhuǎn)化為可再生能源為主體的能源變革,實現(xiàn)新能源車充新能源電,讓尾氣和霧霾遠(yuǎn)離人類,真正為“3060”碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
原標(biāo)題:電動汽車及充電網(wǎng)是實現(xiàn)“3060”碳目標(biāo)的有效路徑