”快換”出現在本世紀初,這一簡單的理念當時沒有市場。然而,快充模式被證明對電池有較大的損害,使得電池造價本來就偏高的產業(yè)更加不堪重負,最終交鋒集中在了正常充電和快換這兩種路徑的選擇上。
作為世界最大電力公用設施提供商————國家電網給出”換電”理念的主要原因是:”開展電網梯次利用,有序充電;電網應急備用電源可配合隨機性較強的風能和太陽能;通過物流網絡統(tǒng)一配送電池到充換電服務網點;便于集中治理諧波污染,減少治理費用;實現削峰填谷,提高設備利用效率和電網負荷率。因此,可以說換電模式解決了電動汽車大規(guī)模發(fā)展的電能供給問題,是實現社會效益最大化的有效途徑。”
具備動力電池快換功能的充換電站將在未來肩負幾個層面的功能:宏觀層面,作為國家分布式能源儲備的”蓄電庫”,可以改善能源結構;中觀層面,作為區(qū)域智能電網中微網的重要節(jié)點,發(fā)揮儲能、均衡電網的作用;微觀層面,為純電動車提供動力電池的更換、充電等能源補給作用。
一、現實問題
目前電動汽車普及速度低于預期。主要受消費者的接受程度以及電池技術等因素影響。實際運行情況與政府發(fā)展愿景有較大差距。同時,動力電池技術有待突破。目前,商業(yè)化應用的動力電池能量密度低(100瓦時/公斤),一般小型純電動乘用車的動力鋰電池重量在 300公斤以上,自重大、效率低;同時,動力鋰電池價格高昂,占電動車成本的30%~50%,甚至更高,且使用壽命不長,導致了電動汽車使用成本高,與傳統(tǒng)燃油汽車相比競爭力較差。
另外,充電標準亟待統(tǒng)一。不同的行業(yè)協(xié)會、各級地方政府、企業(yè)都在研究制定電動汽車相關標準,但彼此并不統(tǒng)一,已建成的設備接口各不相同、互不通用。而充電設施建設亟需輸配網的配套。充電設施是電網的組成部分和延伸,無論采用哪種充電方式,充電設施所需容量都很大,再加上充電的分散性和不確定性,在電動汽車大規(guī)模接入的情況下,將直接影響電網安全穩(wěn)定運行。從安全和可靠運行的角度來看,都必須從規(guī)劃環(huán)節(jié)入手,堅持”統(tǒng)一規(guī)劃”的原則,綜合考慮充電設施布點和配電網絡建設等因素。
此外,充電設施規(guī)劃還應與城市建設總體規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃、城市交通總體規(guī)劃相適應,避免盲目建設。電網、汽車行業(yè)、電池行業(yè)、電驅動電控等設備制造商都應該參與,提出切實可行的解決方案。初期階段應允許不同方案的存在,經過實踐檢驗和論證再確定未來的發(fā)展路線。
在電動汽車仍處于起步階段,各方紛紛鼓噪的情勢下,很難定論哪種發(fā)展模式是最正確的。這或許需要我們突破傳統(tǒng)燃油車的設計窠臼,換一種思路,或許各參與行業(yè)都會從中獲益,實現”多贏”的理想格局。
無論什么路線,電池作為能量的存儲物,依然是能源貿易的載體,這就為充換電站的存在和發(fā)展提供了必然的先決條件。
二、充換電站發(fā)展的原動力
目前,充電所需的基礎設施尚在早期開發(fā)階段。新推出的若干輛電動汽車應用現有的電力體系就能滿足需要。一旦電動汽車大批涌入市場,在高峰時段充電,現有的電力系統(tǒng)將不堪重負。目前,用電頂峰時間,電力企業(yè)不得不額外啟用成本更高的”峰時電廠”,以應高峰需求。要是這個時候再加上電動汽車的充電需求,后果不堪設想。
而新型電力用戶————分箱快換的換電站,可以作為智能電網中微網的節(jié)點,起到調節(jié)作用。在技術成熟的條件下,輔以分時電價激勵政策,用戶可以向電網售出盈余的電力,配電網潮流將由單向變?yōu)殡p向潮流,配電網的網架結構、運行方式都將發(fā)生質的變化。
智能電網將為實現綜合效益最大化提供基礎平臺,這就要求充電網絡的建設運營管理都必須融入智能電網。作為連接電網與電動車用戶的互動平臺,一方面把充電對配電網的影響降到最低,提高系統(tǒng)整體效率;另一方面通過峰谷電價機制,降低用戶用電成本支出,最終實現社會綜合效益與用戶利益的”雙贏”。這意味通過合理的激勵手段和先進智能電網技術,能夠將充電時段安排在電網負荷低谷時段,有效地參與需求側管理和系統(tǒng)調峰,從而提高電力系統(tǒng)整體運行效率及對風力發(fā)電等可再生能源的接納能力,取得節(jié)能減排的巨大效益。
歸根到底,充換電站作為直接服務于純電動車的新興行業(yè),以一個”中間件”的業(yè)態(tài)存在,如果沒有直接的服務對象,并納入完整的產業(yè)鏈,依賴于政府的投入,不會有利于產業(yè)的興起;但在產業(yè)發(fā)展初期,如果沒有政府支持,也無法破除純電動車和充換電站”雞和蛋”的邏輯怪圈。
風物長宜放眼量,充換電站產業(yè)要理性。充換電站和電動汽車無論怎么開、開向何方,最根本的還是要以客戶為中心,提供高效、便捷、經濟、綠色、優(yōu)質的服務,這才是第一要點。
(本文作者供職于上海電巴新能源科技有限公司)
( 編輯/李艷嬌 )
來源:第一電動月刊
作者:陳衛(wèi)剛
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