2015年6月3日,由國家能源局指導,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)與杜塞爾多夫展覽(上海)有限公司共同主辦的“儲能?chē)H峰會(huì )2015”在北京召開(kāi)。在“新能源汽車(chē)與儲能”分論壇上,國家可再生能源中心助理研究員劉堅發(fā)表了主題演講,以下為演講內容。
國家可再生能源中心助理研究員劉堅:
理論上,新能源汽車(chē)可按照不同的動(dòng)力技術(shù)和車(chē)用燃料分為不同種類(lèi),我國主要分為三類(lèi),即電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料汽車(chē)。
在我國,電動(dòng)汽車(chē)政策目前主要分為三個(gè)層面,即電動(dòng)汽車(chē)的補貼政策;電動(dòng)汽車(chē)基礎建設方面的投資;其他輔助政策,如一些城市給予電動(dòng)汽車(chē)免費上牌、不限行、減免過(guò)路費、免收停車(chē)費等政策。整體上,我國對新能源汽車(chē)的扶持政策是立體的,而且力度非常大,所以,近兩年,我國新能源汽車(chē)發(fā)展速度非???。但是,充電基礎設施建設仍是目前新能源汽車(chē)市場(chǎng)化所面臨的最大挑戰。
以下我主要介紹國家可再生能源中心在電動(dòng)汽車(chē)能源方面的研究。
第一,電動(dòng)汽車(chē)充放電具有儲能的潛力。事實(shí)上,研究電動(dòng)汽車(chē)的儲能應用具有非常重要的意義。
首先,從2005年到2014年,我國風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機總量增長(cháng)速度已超過(guò)一百倍,而相對應的儲能裝機容量增長(cháng)速度非常緩慢,僅為三倍左右,其中,儲能裝機容量絕大多數為抽水蓄能。未來(lái),我們面臨的生態(tài)環(huán)境壓力、移民的壓力,以及地理資源分布有限的制約,導致未來(lái)我國的發(fā)展潛力相對有限,因此,我們需要尋找電力系統中其他的新增活性資源,理論上講,電動(dòng)汽車(chē)可提供電力調解的靈活性。國際能源署對未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)做出預測,認為未來(lái)電力系統與目前的電力系統相比,有兩個(gè)特征:一是有滲透于全網(wǎng)的先進(jìn)電力電子通訊技術(shù);二是分布于電力系統各個(gè)環(huán)節的儲能設施。同時(shí),他們提出,電動(dòng)汽車(chē)是分布在需求側的重要儲能資源。
我國電動(dòng)汽車(chē)在儲能方面有著(zhù)巨大的潛力。2014年,我國規模以上的發(fā)電機組臺數已超過(guò)10000臺,總發(fā)電容量是13.6億千瓦。據統計,2014年,我國的車(chē)輛保有率為1.4億輛,如果電動(dòng)汽車(chē)的數量達到車(chē)輛保有量的10%,則可以提供約12.6億千瓦的儲能容量,這個(gè)儲能容量接近于目前我國的總發(fā)電裝機容量。美國特斯拉的投資創(chuàng )始人認為,未來(lái),如果美國能生產(chǎn)出1.6億臺儲能電池,則能實(shí)現美國的全部用電需求。所以,如果我國能達到10%電動(dòng)汽車(chē)保有量,則可實(shí)現高比例的可再生能源應用。另外,從技術(shù)參數的角度,包括電動(dòng)汽車(chē)的運行時(shí)間、動(dòng)力電池的響應時(shí)間,以及綜合效率等方面,電動(dòng)汽車(chē)也完全可以滿(mǎn)足電力系統運行的需求。
目前,制約電動(dòng)汽車(chē)儲能的最大問(wèn)題,是電池在充放電過(guò)程中的電池壽命折損。以下為我們的研究?jì)热荩?/p>
我們的研究方法為:首先,明確我國清潔能源的未來(lái)發(fā)展前景,這將決定需要多大的儲能來(lái)實(shí)現電力系統的平衡。其次,通過(guò)對電動(dòng)汽車(chē)的需求響應資源和電力系統中原來(lái)存在的靈活性資源的數據分析,可推算出我國電力系統所需要的靈活性資源供給量。最后,通過(guò)靈活性資源的需求,計算出能源系統中高比例的清潔能源運行所需的儲能規模。
對電動(dòng)汽車(chē)而言,首先要選擇一個(gè)參數,然后,要了解車(chē)輛的運行模式,即了解國內電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)的駕駛行為,如充電頻次、日均行程及充電分布等,最后,把關(guān)鍵的影響因素整合到電動(dòng)汽車(chē)充放電的模型里,計算出電動(dòng)汽車(chē)對充放電的影響和儲能能力。
除技術(shù)可行性之外,我們也需要分析電動(dòng)汽車(chē)充放電過(guò)程中的成本問(wèn)題。由于電動(dòng)汽車(chē)的V2G成本很大程度上取決于電池在充放電過(guò)程中的壽命成本,該成本與電池的循環(huán)壽命和放電深度有很大的關(guān)系,因此,需要對不同的電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)和不同的放電深度進(jìn)行成本計算。
效益方面,電動(dòng)汽車(chē)的儲能效益直接取決于電力市場(chǎng)情況。因此,我們需要選取不同地區電力市場(chǎng)的價(jià)格水平,然后計算電動(dòng)汽車(chē)在不同電力市場(chǎng)中帶來(lái)的收益差異。
同時(shí),研究發(fā)現,電動(dòng)汽車(chē)要想實(shí)現V2G運行,商業(yè)模式也極其重要。
第二,電動(dòng)汽車(chē)的能源消耗與環(huán)境的影響。
研究表明,電動(dòng)汽車(chē)大規模發(fā)展后,所帶來(lái)的能源消費將減少,體現在終端消費上,交通部門(mén)的消費將明顯降低,而電力消費水平會(huì )快速提升,將有效地替代傳統汽油、柴油等能源消費。
但是,電動(dòng)汽車(chē)的整體能源消費水平,以及溫室氣體排放,很大程度上取決于上游環(huán)節,即電力生產(chǎn)環(huán)境,因此,我們需要關(guān)注全生命周期的影響。事實(shí)上,隨著(zhù)電力系統中新能源清潔電力比重的提升,對燃油汽車(chē)的排放和能源消費影響很小,但對電動(dòng)汽車(chē)的能源消費和溫室氣體排放的影響非常明顯。
研究表明,電動(dòng)汽車(chē)與上游的清潔能源能否形成閉合能源系統,將決定著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)是否能夠實(shí)現全生命周期的零排放。
第三,電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟型及相關(guān)政策的制定。
電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟性研究,包括電動(dòng)汽車(chē)的宏觀(guān)政策、充電價(jià)格,以及對宏觀(guān)經(jīng)濟、對就業(yè)的影響。
以出租車(chē)為例,由于電動(dòng)汽車(chē)在運行過(guò)程中的運營(yíng)成本相對較低,因此,在一定的運行里程內完全可實(shí)現初始投資的回收。當然,投資也非常重要,將對充電價(jià)格的制定產(chǎn)生直接影響。最后,要確保電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格合理性。只有電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格足夠高,才能吸引社會(huì )資本對充電基礎設施的投資;但是,電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格又不能過(guò)高,否則將會(huì )影響到電動(dòng)汽車(chē)相對于燃油汽車(chē)的市場(chǎng)競爭力。
第四,電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展對宏觀(guān)經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)鏈及就業(yè)的影響。
研究表明,電動(dòng)汽車(chē)規?;陌l(fā)展,將帶動(dòng)像制造業(yè)、電力電子及相關(guān)服務(wù)行業(yè)的GDP和服務(wù)水平。
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