電動汽車融入電網三步驟

2017-12-20 10:40:25 能源評論　作者：郭春林　點擊量：評論 (0)

隨著法國、德國、挪威、印度等國家相繼公布燃油車禁售時間表，新能源汽車，尤其是電動汽車產業信心大增。目前，我國雖然尚未發布燃油車退出計劃，但政府對于電動汽車發展的鼓勵是顯而易見的，9月27日，備受業界關

隨著法國、德國、挪威、印度等國家相繼公布燃油車禁售時間表，新能源汽車，尤其是電動汽車產業信心大增。目前，我國雖然尚未發布燃油車退出計劃，但政府對于電動汽車發展的鼓勵是顯而易見的，9月27日，備受業界關注的《乘用車企業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，“雙積分”政策再次給電動汽車發展注入了一針強心劑。

我國電動汽車產業呈現出供需兩旺的態勢，2017年1～10月份，新能源汽車產銷量分別為51.7萬和49.0萬輛，同比分別增長了45.7%和45.4%，其中純電動汽車占比在80%左右。然而，在電動汽車保有量持續增加的過程中，充換電基礎設施建設滯后問題愈發暴露，成為一直以來被廣泛詬病的痛點。

按照常規思路，為了滿足電動汽車的快速發展需求，最好的方式就是加速建設充換電設施。然而，這可能不是一個非此即彼的簡單選擇題，缺少合適的發展路徑和統一規劃，很可能“欲速則不達”。

與燃油車需要加油站不同，為電動汽車建設充換電網絡是一個更為復雜的工程。一方面，電動汽車發展需要完善的充換電基礎設施作為支撐;另一方面，電動汽車也應該成為未來電網系統中的重要節點，其對電網來說具有多維度的潛在作用與價值。技術層面，電動汽車在一天中較長的時間內可視作儲能設備，其電池的響應特性要優于其他電源或儲能設施，可以作為需求響應資源實現削峰填谷，改善電能質量，增加可再生能源消納比例;可以成為電網的緊急備用，減少電網投資，仿真模擬顯示，如果有500萬輛電動汽車實現智能充放電控制，就能滿足全國電網的備用需求。在戰略層面，電動汽車將推動電網朝著柔性化、智能化、能源互聯網化方向發展。

電動汽車充換電網絡首先是物聯網，在物理上是電網的一部分，必須與電網一起規劃建設，發展也必須依托電網，要由國家層面統一規劃管理;其次，它也是互聯網的一部分，可實現生態發展功能，主框架結構也需政府主導，多模式并存，統一搭建。要實現電動汽車與電網的良好互動，需要在前期對充換電基礎設施的布局與配套電網建設進行系統性的規劃。如果等建好了再進行優化，成本是非常大的。依照目前的發展形勢，將電動汽車完全融入電網系統，需要經過三個步驟。

第一步：積累

當前，消費者對電動汽車的接受程度仍有待提高，應進一步在社會各界推廣應用電動汽車，加快電動汽車核心技術的研發以優化電動汽車各項性能，提升其相對于傳統能源汽車的核心競爭力。

與此同時，加強對充換電技術路線、商業模式的探索。電動汽車補充電能的技術有很多，比如慢充、快充、換電;商業模式也有很多，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，也有企業在探索換電模式。“積累”階段，是一個比較無奈的階段，每一種技術路線與商業模式都有優勢，但都不成熟，不管是推廣哪一種或者哪幾種，失敗的風險都是存在的。

按照當前的用電水平，一輛電動汽車的耗電量與一個普通居民家庭的用電量基本相當。所以，若將我國的燃油車全部替換成電動汽車，當前的電網系統需要大面積擴容。而如果充換電技術與模式不能敲定，電網擴容便不能形成統一的規劃，貿然開工建設勢必會造成后期的資源浪費。因此，在“積累”階段，原則上應充分利用現有的電網資源滿足電動汽車充換電需求，爭取晚一點開始新建。在基本滿足需求的前提上，進行技術研發與儲備，為后面大規模建設創造條件。

因為電力基礎設施規劃、建設都需要一定的周期，其實現在時間已經是相當緊迫了，需要相關企業去全力地推動。當前，我國充換電市場上設備制造商、服務商很多，從某一方面來說這是好事，因為增加了市場競爭;但是有資金實力、有人才儲備、有技術研發能力的企業很少，大多數企業停留在低水平重復、低層次競爭上，對于技術路線的發展與選擇貢獻度并不大，這是亟待解決的問題。

第二步：滲透

從“積累”階段進入“滲透”階段，電動汽車產業本身的發展將是一個加速度過程。像汽車這種大制造業有一個通用的規律，即伴隨著規模擴張，單位成本會大幅度下降，性能方面也會有大幅度提高，在汽車行業，一款車型年產量由零達到15萬輛，成本可以降低20%～30%。2015年，我國電動汽車產量達到了汽車總產量的1%，2016年進一步增長至1.8%，1%是汽車行業非常重視的一個數字，它是一款車型的轉折點，一旦超過1%，后續發展就會明顯提速。這只是產業規模擴大以后就會自然而然達到的效果，如果考慮到技術進步因素，電動汽車的發展會更快。

按照現階段的水平，在經濟性方面，如果行駛里程在10萬～15萬公里之間，電動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15萬公里，那么電動汽車就更省錢了。用不了多久，電動汽車的成本優勢、性能優勢將全面體現出來，從而受到消費者的青睞。因此，充換電基礎設施與配套的電網建設必須在“滲透”階段全面鋪開，以允許快速增加的電動汽車逐步滲透進入電網，成為電網的一個子系統。

合理的一種或幾種技術路線與商業模式一旦確定，充換電網絡建設其實是比較快的。但是建設充換電設施，并不是說把充電樁生產出來、安裝好就完工了。日常生活中，有些商品以產品為主，比如電視、冰箱等，商品被消費者買回家之后，商家需要提供的后續服務很少;也有很多商品以服務為主，比如理發、治病，它們必須有服務人員與消費者交流，因此很難形成規模化。而充換電即需要產品，又需要服務，充電樁很容易進行規模化生產，可以通過工業手段把它做好，但面向電動汽車用戶的充換電服務要更復雜，需要讓用戶使用的時候更方便、更節能環保，這些考驗的是相關企業在商業模式、服務體系方面的創造力。

第三步：引領

所謂“引領”，涉及兩個方面，一是電動汽車成為社會普遍接受的事物，對燃油車的替代越來越快，引領汽車產業發展;二是電動汽車在將來的電力市場中，在能源互聯網建設中，成為一個主要參與方，進而在電網安全穩定運行中發揮重要作用，一定程度上引領電網系統的發展。

隨著“滲透”階段結束，充換電基礎設施不足的情況將得到徹底緩解，電動汽車與電網之間的互動已經不存在技術障礙，下一步，則是完善政策引導與電力市場交易規則，讓電動汽車參與電網系統調控所產生的經濟效益在不同主體之間得到合理的分配，從而鼓勵各方主體積極參與其中。

這需要車聯網平臺與電動汽車集成運營商的參與。其中，車聯網平臺是一個開放系統，供各類電動汽車集成運營商為消費者提供技術上的、商業上的服務，將來可能會形成一個類似于SAAS(Software as a Service，軟件即服務)模式的生態系統。在SAAS模式下，服務商將應用軟件部署在自己的服務器上，并進行統一維護，消費者需要這些軟件時可以通過互聯網在服務器上使用，并按照使用時長支付費用，這樣，消費者能夠在不購買這些軟件的情況下每次支付少許費用來使用這些軟件。“引領”階段的車聯網平臺將發揮SAAS模式下服務商的角色，把電動汽車集成運營商提供的各種服務進行“打包”與優化配置，滿足電動汽車車主或使用者在充換電、參與電力市場等方面的各種需求。(文·郭春林作者系華北電力大學電動汽車與新能源電網研究中心主任)