电动汽车助推能源转型

来源: 网络整理  2021-02-03 21:11 A- A+

大力开发可再生能源,形成以非化石能源为主的能源和电源结构,打造电力系统的智慧纽带与智能电网,是我国实现能源高效、清洁、绿色、低碳转型发展的必然需求。其中电动汽车推动了能源转型。

一方面,电动汽车有助于保证可再生能源发展所需的调节资源。2019年我国清洁能源装机量占比为40%左右,但2035年将达到63%,发电量将达到31%。这容易导致调节资源不足,因为风电、太阳能受气候影响非常大,具有不稳定性和波动性。为了满足用户的用电需求必须有充足的调节资源。电动汽车恰恰可以扮演这样的角色。如果电动汽车数量达1亿辆,每辆车配备100千瓦时的电池,按照7千瓦充电功率计算,理论上等效的储能功率可达7亿千瓦,理论上充放电容量可达到100亿千瓦时,电动汽车将成为一个重要的、方便的、双向的灵活电源。

另一方面,电动交通可为高度电气化社会添砖加瓦。去年我国能源净进口量达10亿吨标准煤,其中原油进口5亿吨,对外依存度高达72.4%,60%的进口原油来自中东和非洲等不安定地区,主要通过马六甲海峡和霍尔木兹海峡,通道十分单一。2018年,我国交通用能约为5.3亿吨标准煤,占全社会用能的11.4%,其中石油占88.6%,天然气占6.6%,电力占交通用能的比例为3.8%,电力交通用能仅占全社会用能的0.4%,比例极小。当前,我国二次能源中电气化比例为27%,2035年要达到35%,2050年要达到50%。因此,交通电气化要快马加鞭赶上。

以乘用车为例,假设每辆燃油车百公里耗油8升,每年行使1万公里。按2035年目标,如果发展纯电动汽车1亿辆,每年将减少汽油0.6亿吨,相当于节省原油1亿吨,同时减少二氧化碳排放1.8亿吨。如果乘用车全部用电能代替,发展到3亿辆及以上,每年将减少汽油消耗1.8亿吨,减少原油消耗3亿吨,相当于2019年原油进口量的60%,可减排二氧化碳5.4亿吨。

电动汽车的电能应该来自可再生能源的清洁低碳电力。2019年我国风、光发电量为6300亿千瓦时,如果电动车全部替代燃油乘用车,可耗用4500亿千瓦时电量,相当于2019年风电、光伏全部发电的3/4左右。因此,提高电能在交通用能的比例可以支持可再生能源的健康发展。大力发展低碳、绿色电力交通可以降低石油对外依存度,保证国家安全,助力可再生能源发展,提高全社会电气化比例。

电动汽车助力能源转型可分为四个阶段。电网是连接电源和电力负荷的纽带,电网、充电设备和车是上下游一体化的。要推动这个一体化发展,应由原来的无序充电,即“V0G”,单向的功率不可调,发展到有序充电,即“V1G”,单向的功率可调,进一步发展为车网互动的“V2G”,即实现能量双向互动,最终发展到车网一体的“VGI”,逐步做到电动车和电网友好协调、深层次互动、一体化集成。

但当前我国电动汽车产业还存在诸多问题,如整体安全性有待进一步提高、公共充电设施规划机制和发展不平衡、居民充电难等。要充分发挥电动汽车的优势,建议:

一是政府有关部门牵头组织有关企业、单位根据“碳达峰、碳中和”战略目标制定或修订电动汽车、充换电设施以及车网互动发展路线图,明确到哪一年、发展到什么程度、需要解决什么样的关键技术问题以及需要什么样的政策保障。

二是要加快车网融合的技术创新,推动电动汽车纳入碳交易机制,促进电动汽车使用绿色低碳电力,加快电力市场辅助服务机制建设。在关键技术上,除了解决电池技术、电力驱动技术以及控制技术、整车技术以及能量管理系统,还要在充换电领域进一步解决大功率充电、无线电充电等先进充电技术,以及AI大数据等先进信息技术和V2G、VGI等车网深度融合互动技术;同时,要出台车网互动的相关政策支持,优化市场环境和价格机制,鼓励探索可持续的商业模式。

三要加强公用充电设施的科学布局管理。充电设施要和电动汽车的发展相匹配,通过大数据优化选址和建设,把充电设施纳入城市配电网建设、交通线规划。

四要加快破解居民区充电难题。加强居民区充电桩的统筹统建,实行专业化管理,新建小区要落实充电桩配建要求,存量小区要促进私人充电桩和公共桩相结合以及私人桩多用,推广有序充电、鼓励V2G机制。

(作者系中国工程院院士,本文摘编自其在1月17日电动汽车基础设施论坛上的发言)

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