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人们愿意生产和购买大量电池不是因为他们想买更多的电池,而因为电池被整合在了车里面,这是一台车,车赋予了电池更高的价值(Value)。人们对电动汽车的需求引起了电池行业产量的井喷。
电动汽车不只是小小推动了一下电池行业的发展,甚至让电池行业出现了暂时的产能和整车配套不匹配,产能出现了结构性过剩。针对这种结构性过剩,国家也采取了一系列政策:11月22日,工信部网站公布了《汽车动力电池行业规范条件(2017年)》征求意见,时间期限为一个月。其中最受瞩目的在于新版规定:锂离子动力电池单体企业年产能力不低于80亿瓦时,金属氢化物镍动力电池单体企业年产能力不低于1亿瓦时,超级电容器单体企业年产能力不低于1千万瓦时。系统企业年产能力不低于80000套或40亿瓦时。
新版对锂电池单体企业年产能的要求扩大了40倍,对金属氢化物镍动力电池单体企业年产能的要求扩大了10倍,对超级电容器单体企业的产能要求扩大了一倍,企业系统生产能力由原来的一万套扩大8倍。目前能达标的仅比亚迪一家,CATL(宁德时代)年底扩产后刚刚够及格线。
除了工信部的“80亿瓦时”准入门槛,12月7日发改委和商务部也发文称,拟重点放开对汽车电子和新能源汽车电池生产制造领域准入限制,锂电池行业经过了2015年的大增长,2016年的结构性产能过剩,2017年可能将面临一场洗牌。
但无论如何,因为电动汽车的迅猛发展,每年高速增长电池量都将以前所未有的规模涌入我们的周围环境。与传统的消费电子产品电池不同,电动汽车的电池是具有储能性质的,而这些电动汽车在停放时将变成一台潜在的储能设备,将对新能源的发展和电网产生重要影响,这些电动汽车,也许就是消纳大量可再生能源的关键所在。
三、电动汽车的真正价值
不少人在讨论电动汽车的时候,只是将电动汽车作为一种“电驱动”的汽车来讨论。而电动汽车的价值可能不在“电驱动”上,而恰恰在那块电池板上。
上文谈到昂贵本身是一个相对的概念:如果售价(Price)高于价值(Value)的话,我们会觉得这是一个昂贵的产品。但如果价值(Value)高于售价(Price)的话,我们会觉得这是一个实惠的产品。
一块电池在一台电动车不再是一块简单的电池,他们一体成为了一个价值更高的商品——电动汽车,会有很多人愿意购买电动汽车不是因为它只是一块电池,而是一台车。
那我们有没有其他途径进一步提高电动汽车的价值,让电动汽车更加实惠,从而促进更多人购买甚至促进新能源的发展呢?
答案是有的,并且有许多公司已经在实践了。
四、储能的价值
根据美国交通咨询师Paul Barter的一份研究表明,美国平均每辆汽车停在路上的时间占总时间的比例高达95% [4],这固然有美国人均汽车保有量高和乘用车比例高的原因,但车辆停放时间远长于运行时间是不争的事实。 停放的电动汽车相当于一块储能电池,如果车辆停放的时候也能为车主赚钱,这显然又会进一步增加电动汽车的吸引力。
容量市场与V2G、V2B技术(荷兰Utrecht电动巴士、日本尼桑Leaf)
容量市场:在可再生能源过剩时充入储能元件,而电网负荷高峰期时,储能元件再反向给电网提供电能。起到电网负荷的削峰填谷。
V2G全称Vehicle-to-grid,也就是电动汽车反向向电网输电。当电网负荷小时,可将多余的可再生能源或传统电能充入电动汽车,在电网负荷大时再通过反向传输回电网。
目前看到初具规模的实践案例有荷兰Utrecht城市的电动巴士[5],荷兰的风电资源丰富,Utrecht城市的电动巴士可以通过和电网的双向互动吸纳更多风能,实现电网稳定,甚至通过反向卖电赚得一定收益。而这篇较早论文[6]量化地阐述了荷兰这一现象。
V2B全称Vehicle-to-building,也就是电动汽车反向向建筑输电。
2013年,尼桑在他们厚木市利用6台Leaf对他们的Nissan Advanced Technology Center进行V2B实验,在电费便宜的时候充电,在电费贵或负荷高的时候,反向向建筑充电。成功削减25.6kW的峰值负荷(占建筑总负荷的2.5%),预计一年能节省 500,000 日元的电费约等于2,950英镑,并且这六辆Leaf是雇员的车,并不影响雇员的日常通勤使用。[7]
频率市场与动力电池循环梯次利用(德国Younicos)
频率市场:大量新能源并网造成电力系统惯性降低,进而影响其频率稳定性,造成频率控制难度增大。利用储能来对电网进行增强频率将会获得相应的收益。
动力电池循环梯次利用:电池的使用寿命长于电动汽车整车寿命,让电动汽车在报废时还拥有相对完好的电池,动力电池的批次利用也是一块很大的市场。
代表模式有德国的Younicos公司,利用宝马的废旧电池和自己研发的电池进行储能,并用软件进行储能电池管理(虚拟电厂)。再用高于市场电价3-5倍的调频电价售电,实现盈利。
在2015年3月20日上午,北半球迎来了一次日全食,德国出现日偏食,光伏发电瞬间减少70%。而太阳能在德国电网的占比已超过三分之一,但这次日食并未造成德国电网的崩溃,其中Younicos的储能系统起了关键作用,能在几毫秒内瞬间将电池接入电网补充因为日食消失的电力。
德国是世界上能源结构中新能源占比最高的国家,今年5月8日,德国新能源发电量达到了其用电量近95%。在今年五月,德国甚至因为可再生能源发电过剩,影响了电网稳定性,出现了“负电价”,即贴钱给用户用电以消纳多余的可再生电能。
PS: Younicos也将在英国的坎布里亚建设49MW电池储能系统,是现在世界上最大和最先进的基于电池的能量存储系统之一。
Younicos储能电站
政策方面:
2016年12月10日,国家发展改革委发布《可再生能源发展“十三五”规划》,其中,“推动储能技术示范应用”被列为八大主要任务之一。
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