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如何给1亿辆电动车供电?电网与能源结构需新顶层设计

编辑:大魔王 2019-01-18

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  由电动汽车、储能、智能电网所构成的移动“能源互联网”正呼之欲出。而在这张全新的网架中,每一台电动汽车都将是一个移动的发电终端。作为能源互联网框架重要组成之一,随着保有量的增长,电动汽车与交通系统、能源系统耦合程度愈发加强。“能源互联网提高的是什么?一方面是提高电能的发电占比,减少化石能源的发电占比,另一方面是提高电能在终端的能效。对应在电动汽车上,就是看汽车的能源使用效率。”国家电网电动汽车服务公司副总经理贾俊国分析。

  经济观察报 记者 余娜 “到2030年中国可能有将近1亿辆电动汽车,如果1亿辆电动汽车同时充电,不管是快充还是慢充,都将会给电网带来超过10亿千瓦级的负荷,而中国目前电力装机容量总共不到20亿千瓦,这是一个不可想象的挑战”。1月12日,在2019中国电动汽车百人会论坛”上,国际能源署署长高级顾问杨雷表达了自己的担心。

  按照规划,到2030年,我国电动汽车产销将超过1500万辆,不同级别的自动驾驶基本普及,保有量将达到8000万辆。但显然,在电动车发展的同时,一个大多数人没有注意到的问题是,电动汽车将为整个能源结构带来的深刻变化。

  对于数以亿计的电动汽车充电需求将涌入电网,江冰坦言这或将给现有电网承载能力带来一定挑战。“每一台电动车如果都可以充放电,那么每一台电动车就变成了能源的使用和生产者。如果有1000台电动汽车跟电网互动,那么以现在电网的调度应付没有问题;但若10000台电动汽车同时跟电网互动,那目前的调度基本上会停止运转。”

  而在中国电动汽车百人会理事长陈清泰看来,电动汽车规模化发展需要强大的电力保障,而较大规模可再生能源则有赖于消纳和存储间歇性电能的储电能力。两者通过能源互联网的衔接将产生巨大的协同互补效应。而汽车与能源协同,也将大幅度改善能源结构。

  

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  这一担心不是毫无来由,也并未夸大其词。“10亿千瓦的负荷是中国目前所有的发电站功率之和,相当于50个三峡水电站。最主要的是这‘50个三峡电站’还是移动的,每时每刻都在变化。”国网电动汽车公司董事长江冰做了个形象的比喻。

  “未来的电网与电动汽车的互动,调度一定是一个智慧大脑。这就需要引进新的技术,即区块链技术,即将物理世界的这些电网、电动车,通过保真映射到了虚拟世界。物理世界中,我们无法处理1亿台同时互动的设备,但通过智能技术在虚拟世界可以做到。”江冰表示。

  另据了解,为应对即将到来的“1亿台电动汽车的接入”,国家电网已在车联网系统尝试引入“区块链”技术,以助推能源互联网的发展。

  来自中国电动汽车充电基础设施促进联盟的最新数据显示,截止2018年底,全国充电基础设施累计数量为 77.7万台,同比增速为74.2%。其中专用桩47.7万台,公共桩30万台。

  “我国现有配电网负荷与电式非常适合小功率慢充,应尽快使现有电动乘用车交流慢充桩做到每车必装,成为主体供电模式,并有望在未来成为能源互联网的终端节点。”对于充电技术难题的掣肘,中国科学院院士、大学教授欧阳明高分析。他,10-15分钟的快速充电适合用作应急手段。预计今后5-7年,新一代与储能结合并安全可靠的快速补电技术将会出现。

  据其透露,国家电网电动汽车公司为此已经设立了中国第一个能源区块链实验室,而1.0的产品已经研究成功,但尚未实现模块化。“现在V2G在技术上已没有任何障碍,在我们的实验室、示范站可以实现。唯一需要的是电价政策。下一步如何上网,以及与电网调度如何互动。”江冰坦言。

  大量研究和实践显示,电动汽车充电具有在夜间用电量大,且可远方控制的特点,对于电力系统峰谷的调节,包括电力系统控制非常有益。而主管单位国家能源局对于电动汽车参与电力系统,尤其在电网调峰上,正大力推进。“在我看来,新能源汽车特别是电动汽车将是一个可移动的用户侧储能装置。电动汽车积极参与电力系统,尤其在电网调峰上,具有广阔的应用前景。”国家能源局电力司副司长赵一农坦言,“应积极引导、鼓励电动汽车在夜间或者电网低谷期间充电,发挥其储能作用,实现电网与新能源汽车充电双向的友好互动。未来,电动汽车一定能在电力系统拥有一席之地。”

  值得一提的是,作为提高电力系统柔性、可控制的核心元件,储能对推动能源结构转型也正发挥关键作用。其提供的调峰、调频、备用以及事故响应、黑启动等功能,不仅在可再生资源并网上,对于电动汽车作用亦十分明显。