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从“车网互动”到“车路能云” ——访中国科学院院士欧阳明高

2024-03-20 09:32来源:《能源评论》作者:王伟关键词:新能源汽车车网互动欧阳明高收藏点赞

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《能源评论》:2023年我国新能源汽车产销量分别为958.7万辆和949.5万辆,接近千万辆大关,您如何看待行业的发展前景?

欧阳明高:近年来中国新能源汽车迅猛发展,2023年是一个具有里程碑意义的年份。新能源汽车市场渗透率已突破30%,今后每年销量将保持1000万辆左右,且行业发展从产量高速增长阶段进入保有量快速增长阶段。这意味着,新能源汽车发展将从动力电动化阶段进入能源低碳化阶段。2030年新能源汽车产销量预计达到2000万辆。2050年新能源汽车保有量预计达到3.5亿辆,保守估计车载电池总容量达到240亿千瓦时,可能在短周期储能方面发挥重要作用。

《能源评论》:如此快速发展的市场,会对充电基础设施带来哪些影响?

欧阳明高:2023年,全国新能源汽车保有量达到2041万辆,也带来了充电便利性问题,以及充电负荷快速增长、成本持续增加问题。传统的充电方式将不可持续,解决这一问题需要统筹考虑新能源电力与新能源动力的互动与协同,建立广义的智慧能源系统,通过车网互动,结合能源互联网技术,将新能源汽车变成用能、储能回馈能源终端。

《能源评论》:多个部门日前联合印发的《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》部署了6项重点任务。您如何评价车网互动技术的现状和难点?

欧阳明高:推动新能源汽车与智能电网的双向能量互动,具有重要的战略意义,也是全球新能源汽车技术的竞争焦点,需要为此制定长期的工作计划和战略。《实施意见》提出了协同推进车网互动核心技术攻关、加快建立车网互动标准体系、优化完善配套电价和市场机制、探索开展双向充放电综合示范、积极提升充换电设施互动水平、系统强化电网企业支撑保障能力等6项重点任务。

车网互动具有推动新能源发展的绿色效益,但利益主体非常多、协调难度很大,需要用户、企业、地方政府共同参与构建能源互联网平台。一旦车网互动实现突破,新能源汽车的市场格局会发生新的变化。从储能的角度看,利用新能源汽车电池与电网双向充放电的车网互动式储能提供了成本低、安全性高的电化学分布式储能新途径,能量和功率聚合潜力巨大。同时,车网互动式智慧储能也是与大容量可再生能源并网问题直接相关的需求侧储能技术。

《能源评论》:《实施意见》明确提出了到2025年和2030年的具体目标,您如何看待V2G技术的前景?

欧阳明高:V2G技术被认为是构建新型电力系统的重要组成部分。经清华大学新能源动力系统课题组测算,基于V2G技术的分布式储能系统具有成本低、规模大、安全性好的优势,有着广阔的发展前景。

从能量的角度看,假如每辆新能源汽车平均储电量达到65千瓦时,则3亿余辆车的车载储能容量超过200亿千瓦时,与中国目前每天消费总电量基本相当。若进一步结合出行需求计算,乘用车、重型卡车、物流车每日可灵活参与电网调度的平均电量为104亿千瓦时。

从功率的角度看,乘用车停车补电采用15千瓦双向充电桩,根据日出行概率分布,3亿辆新能源汽车对电网功率支撑的能力达到29亿~35亿千瓦,约为当年全国电网非化石能源装机总量的一半。

从碳减排的角度看,在火电比例约束的情况下,到2050年,与无序充电场景相比,V2G场景可以减少27%的二氧化碳排放量,年均减碳量可达7亿吨。

未来十年,新能源汽车智慧能源有望达到万亿产业规模,其黄金组合是“分布式光伏+电池储能+车网互动+互联网+区块链”。到2030年,我国光伏装机容量将超过10亿千瓦,我国新能源汽车保有量将进入1亿辆时代,预计2035年左右,新能源汽车市场全产业链产值将接近10万亿元。

“车能路云”亟待商业模式创新

《能源评论》:虽然车网互动已经有了一定的实践与探索,但是从参与运营商数量、响应量来看,尚未实现规模化应用,这是否表明产业生态的塑造同样重要?

欧阳明高:是的。在新能源汽车发展初期,充电行业、汽车行业、能源电力行业的组合是松散的。因为新能源汽车保有量不多、充电功率也不大,不用担心对电网有太大的冲击。现在,传统方式已经不适应行业发展的新要求,未来的发展方向就是充电运营方、新能源汽车企业、电网企业从松散组合到紧密融合,合力打造“车能路云”的融合发展生态。

2023年国务院发布了《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》,把车网互动以及与之相关的光储充换一体化和配电系统安全监控等,作为加强创新引领的聚焦点和推动充电设施智能化升级的战略方向,部署重点推进技术研发、设施建设、示范工程,并提出了完善峰谷电价政策和示范项目补贴政策等措施,这将极大推动我国车网互动技术和产业的跨越式发展。

《能源评论》:应如何挖掘车网互动不同应用场景的商业价值?

欧阳明高:从应用角度看,车网互动应用场景广阔、接口灵活、聚合方便。场景包括建筑、园区、交通等。电网接口包括城市低压配电网(居民区等)和中压配电网(高速路等)。聚合方式方面,停靠在居民区、商业楼宇的新能源汽车,以及光伏场站、充电桩(站)等都可聚合成虚拟电厂。

通过车网互动技术,用户可以获取收益,甚至可以免费充电。这一领域的市场空间潜力巨大,对于进一步普及新能源汽车,甚至使之取代燃油车也是关键的一仗。面对可观的商业价值,需要创新商业模式,需要进行价值链、产业链和技术链的整合与集成创新。

《能源评论》:提到场景,今年春节期间高速路充电情况也被各方重点关注,您认为针对高速公路节假日应用场景的解决方案是什么?

欧阳明高:鉴于高速公路场景充电的速度与燃油车还有差距,汽车企业目前都在积极发展超级快充,中电联也发布了超级快充的标准。现在新一代的电动汽车底盘平台电压都是800伏,电池企业也在宣传“充电10分钟,续航800里”。这意味着,汽车企业、电池企业、充电标准都作了准备。

现在超级快充的问题并不是充电机做不大,而是大规模快速充电会对电网造成巨大的冲击。应对举措就是配备储能。公路行业也在开展交通能源融合。中国公路学会为此成立了交通能源融合委员会,专门进行高速公路的光伏建设。随着公路光伏的启动,光储充微网将会快速发展。

当然,超级快充会给电池带来安全和寿命方面的影响,这就需要充电运营方和电池企业、汽车企业以及电网企业密切合作,创新整合产业链、价值链、技术链,形成产业联盟,打造共享的充电系统。

《能源评论》:您一直强调,电动化最后的堡垒是重型卡车。2月20日,交通运输部发文称,原则同意国家电力投资集团有限公司在重卡换电站建设组网与运营示范等方面开展试点。您认为这会带来哪些商业模式创新?

欧阳明高:这是一个非常好的趋势,预示着重卡换电正从封闭场景向联网方式发展。现在重卡的电动化程度正在提高,采用了车电资产分离、电池租赁等新兴商业模式。这些改变使得电动卡车可以和柴油车进行商业竞争。电池资产拥有者集中管理电池储能并获得收益,既减轻了用户的负担,又降低了整车成本,还可以加速市场渗透。

卡车换电站是充换电行业的新蓝海,长途重卡需要大量的换电站,而且每一辆卡车电池包的电量很大,车载电池包衰减到一定程度,比如80%之后,可以考虑用于某些领域的储能场景。所以,重卡换电、轿车快充和公路光伏将会形成一种融合互补的发展模式。

充换电行业将面临车网互动和超级充换电技术发展带来的挑战和巨大机遇。未来的智慧能源系统会变得非常复杂,技术门槛会很高。充电企业需要快速转型,积极进行技术创新,不断整合资源促进系统集成,进而实现“车能路云”的融合,才可能助力充换电行业发挥引领新能源发展的作用。


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