《電子技術(shù)應(yīng)用》
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分析丨電動(dòng)汽車完全融入電網(wǎng)系統(tǒng)的步驟

2017-12-20

  隨著法國(guó)、德國(guó)、挪威、印度等國(guó)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(guó)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。

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  我國(guó)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(wàn)和49.0萬(wàn)輛,同比分別增長(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)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(wàn)輛電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)智能充放電控制,就能滿足全國(guó)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)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?!胺e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(guó)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(zhēng)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(guó)充換電市場(chǎng)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?chǎng)競(jìng)爭(zhēng);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(jìng)爭(zhēng)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(wàn)輛,成本可以降低20%~30%。2015年,我國(guó)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(zhǎng)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(wàn)~15萬(wàn)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(wàn)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)?;a(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(chǎng)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(chǎng)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(yíng)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(yíng)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(SoftwareasaService,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(zhǎng)支付費(fèi)用,這樣,消費(fèi)者能夠在不購(gòu)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?!耙I(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(yíng)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(chǎng)等方面的各種需求。


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