譚卓輝：《車(chē)網(wǎng)互動(dòng)實(shí)踐及展望》

 

在分論壇的設(shè)置上，11大專場(chǎng)論壇緊緊圍繞充換電產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)話題展開(kāi)，涵蓋車(chē)樁可信認(rèn)證、新品發(fā)布、超充技術(shù)、區(qū)域運(yùn)營(yíng)、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)、社區(qū)充電、市場(chǎng)趨勢(shì)等多個(gè)方面，從技術(shù)創(chuàng)新到市場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行全方位探討，引領(lǐng)政府部門(mén)、專家學(xué)者及充換電上下游企業(yè)高層等2000+參會(huì)代表，一同探討充換電產(chǎn)業(yè)的無(wú)限機(jī)遇。
 

5月23日，「車(chē)網(wǎng)互動(dòng)」專場(chǎng)論壇聚焦“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”作為車(chē)網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的理念，深入探討如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)管理，推動(dòng)車(chē)網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，助力打造互利協(xié)同的充換電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展生態(tài)。蔚來(lái)汽車(chē)能源產(chǎn)品高級(jí)專家 譚卓輝博士以《車(chē)網(wǎng)互動(dòng)實(shí)踐及展望》為主題進(jìn)行演講。

 

演講整理

 

 

 

譚卓輝表示，電網(wǎng)互動(dòng)和車(chē)網(wǎng)互動(dòng)這兩個(gè)概念在行業(yè)內(nèi)外的理解有所不同。一般情況下，媒體和學(xué)術(shù)界對(duì)電網(wǎng)互動(dòng)的看法各異，但從專業(yè)角度來(lái)看，電網(wǎng)互動(dòng)更關(guān)注的是源荷協(xié)同的新型電力系統(tǒng)。

 

他指出，關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)存在許多爭(zhēng)議，特別是車(chē)網(wǎng)互動(dòng)?；貧w本源來(lái)看，中國(guó)目前的發(fā)電量幾乎是美國(guó)的兩倍，比聯(lián)合國(guó)在2010年預(yù)測(cè)時(shí)間提前了約13-14年。

 

在此大背景下，中國(guó)作為工業(yè)大國(guó)，如何解決能源安全問(wèn)題成為一個(gè)重要趨勢(shì)。另一個(gè)趨勢(shì)是隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速普及，新銷(xiāo)售車(chē)型的滲透率已經(jīng)超過(guò)50%，電力是否足夠供應(yīng)這些電動(dòng)汽車(chē)。

 

根據(jù)國(guó)內(nèi)趨勢(shì)，周孝信院士指出，本世紀(jì)中葉中國(guó)新能源發(fā)電占比要超過(guò)50%，目前和這個(gè)目標(biāo)還有相當(dāng)一段距離。

 

過(guò)去二十年里，風(fēng)能和太陽(yáng)能在中國(guó)高速發(fā)展，滲透率已達(dá)到百分之十幾，使中國(guó)成為世界領(lǐng)先的新能源發(fā)電國(guó)家。在這種情況下，2050年實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)還有從理論和工程角度看，仍存在很多的挑戰(zhàn)。

 

（1）挑戰(zhàn)一：新能源發(fā)電時(shí)間尺度和空間尺度的不平衡

 

 

他強(qiáng)調(diào)，大量的太陽(yáng)能和風(fēng)能接入會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的電網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題。根據(jù)圖示，展示了國(guó)內(nèi)東北地區(qū)在冬季晚間風(fēng)力強(qiáng)勁，而白天風(fēng)力較弱，這導(dǎo)致風(fēng)電接納能力出現(xiàn)缺口。

 

 

該圖展示了光伏發(fā)展迅速的地區(qū)，如德國(guó)、歐洲以及中國(guó)山東，開(kāi)始出現(xiàn)負(fù)電價(jià)的現(xiàn)象。從過(guò)去的“鴨子曲線”變成了“峽谷曲線”，趨勢(shì)十分明顯。

 

過(guò)去的高速發(fā)展導(dǎo)致新能源發(fā)電中心集中在三北地區(qū)，水電發(fā)電中心集中在西南和湖北，而用電負(fù)荷中心則位于東南沿海、京津冀，用電負(fù)荷中心遠(yuǎn)離發(fā)電中心，需要通過(guò)因而建設(shè)特高壓電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的重要一環(huán)。

 

電力系統(tǒng)中的能量通常是即發(fā)即用的，而前述兩種供需不平衡會(huì)給電力系統(tǒng)穩(wěn)定帶來(lái)極大的困難。因?yàn)樾履茉窗l(fā)電的不確定性需要電力系統(tǒng)提供更多的調(diào)控資源（調(diào)峰調(diào)頻），使得新能源接入成本迅速提升。要解決這個(gè)問(wèn)題，電網(wǎng)需要從依賴發(fā)電（源）側(cè)調(diào)控的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，進(jìn)化到源荷協(xié)同的新型電力系統(tǒng)。電網(wǎng)互動(dòng)的重點(diǎn)不應(yīng)只停留在“地球一小時(shí)”關(guān)燈的環(huán)保浪漫主義上，而是切實(shí)地提供技術(shù)手段來(lái)應(yīng)對(duì)這種時(shí)間和空間的不平衡。

 

（2）挑戰(zhàn)二：電動(dòng)汽車(chē)

 

隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，電力供應(yīng)是否充足成為一個(gè)大眾心里一個(gè)疑惑。但實(shí)際上雖然中國(guó)能源相對(duì)短缺，即便2030年電動(dòng)汽車(chē)保有量將達(dá)到1億輛這個(gè)級(jí)別，電動(dòng)汽車(chē)總用電量在全國(guó)總用電量中占比并不高。根據(jù)估算，6000多萬(wàn)輛車(chē)的年用電量相當(dāng)于2019年風(fēng)電發(fā)電量。而最近目前風(fēng)電和光伏發(fā)電量已經(jīng)占全國(guó)總發(fā)電量的15%，滿足2030年的電力需求沒(méi)有疑問(wèn)。

 

盡管總電力供應(yīng)沒(méi)有太大問(wèn)題，但充電焦慮依然存在，這主要來(lái)源于配電網(wǎng)建設(shè)和電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展速度的不匹配。同樣可以概括為區(qū)域不平衡和時(shí)間不平衡。

 

區(qū)域不平衡，例如老舊小區(qū)電力容量不足，供電半徑過(guò)長(zhǎng)，，特別是中心城區(qū)增容非常困難。而在新城區(qū)新建小區(qū)由于有預(yù)先規(guī)劃，無(wú)論家充或是公共補(bǔ)能點(diǎn)建設(shè)，都順暢很多。

 

另一個(gè)問(wèn)題是時(shí)間不平衡，電動(dòng)汽車(chē)會(huì)加劇晚高峰負(fù)荷。以上海電網(wǎng)這個(gè)受端電網(wǎng)為例，晚高峰用電問(wèn)題是電網(wǎng)的重要關(guān)注點(diǎn)，如果車(chē)主回家后立即充電，沒(méi)有很好的預(yù)約充電機(jī)制，晚高峰會(huì)明顯加強(qiáng)，需要更多電網(wǎng)設(shè)備投入。

 

通過(guò)典型換電站和充電站的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，換電站一天的負(fù)荷是相對(duì)平穩(wěn)。而充電站負(fù)荷因個(gè)人行為不同更加隨機(jī)化，這會(huì)加劇了電網(wǎng)的峰谷差，導(dǎo)致設(shè)備投資浪費(fèi)。此外，大量的充電設(shè)備的接入，還存在著更加細(xì)節(jié)電能質(zhì)量的問(wèn)題，如電網(wǎng)的諧波、電壓等問(wèn)題。

 

他闡述道，在新能源發(fā)電和新能源用電的雙重壓力下，新能源接入越多，電網(wǎng)的架構(gòu)就會(huì)越發(fā)薄弱，包括備用電力成本、電力峰值需求成本、聚合成本、并網(wǎng)成本在內(nèi)的接入成本不斷增加，。而且這種成本增長(zhǎng)并非以線性增長(zhǎng)，而是會(huì)加速增長(zhǎng)。

機(jī)遇

 

盡管新能源在車(chē)網(wǎng)互動(dòng)領(lǐng)域面臨著諸多困境，但其機(jī)遇也不可忽視。他表示，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的總量是不可忽視的。預(yù)計(jì)到2030年電動(dòng)汽車(chē)保有量將達(dá)到1億，每輛車(chē)的電池容量可達(dá)到50-80度電，甚至更高。若每輛車(chē)有20%的電量可與電網(wǎng)互動(dòng)，這將為電網(wǎng)提供巨大的調(diào)控資源。此外，由于新能源汽車(chē)普遍使用IOT技術(shù)，聚合成本比傳統(tǒng)儲(chǔ)能相對(duì)要低。

 

他分析認(rèn)為，在車(chē)網(wǎng)互動(dòng)中，成本和確定性是關(guān)鍵因素。電網(wǎng)需要的是可以變現(xiàn)的確定性，用來(lái)進(jìn)行調(diào)峰和調(diào)頻等輔助服務(wù)。，未來(lái)認(rèn)為若能將分散的電動(dòng)汽車(chē)資源聚合起來(lái)，會(huì)極大發(fā)展空間，從而促進(jìn)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。

 

具體到蔚來(lái)汽車(chē)在電網(wǎng)互動(dòng)的實(shí)踐，蔚來(lái)從零部件到模塊、充電樁、換電站、電網(wǎng)，乃至整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)均有涉獵。其主要目標(biāo)有兩個(gè)：一是將這些分散的資源整合成一個(gè)協(xié)調(diào)一致的系統(tǒng)，以便更好地服務(wù)于電網(wǎng)；二是降低整合的成本。因此，蔚來(lái)能源致力于提供低成本且可以高效調(diào)度的電網(wǎng)互動(dòng)資源及相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品，積極參與到新型電力系統(tǒng)的建設(shè)中。

 

舉幾個(gè)例子說(shuō)明：

 

1、在華北京津冀地區(qū)，蔚來(lái)將50個(gè)換電站和充電樁整合，向華北電力提供了20MW的可調(diào)負(fù)荷，并獲得收益。

 

2、自前年起，蔚來(lái)和華能合作，在浙江省啟動(dòng)了國(guó)內(nèi)首個(gè)市場(chǎng)化的虛擬電廠接入項(xiàng)目，使用全省的換電站進(jìn)行調(diào)度。即使是單向的換電站也能參與虛擬電廠的運(yùn)行，通過(guò)控制換電站負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了5-10秒級(jí)的功率控制。

 

3、今年，蔚來(lái)在武漢地區(qū)的服務(wù)區(qū)部署了雙向換電站，使用了自研的液冷雙向高效率模塊，并結(jié)合光儲(chǔ)充換一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)下的能量管理。而北京通州宋莊的雙向換電站也已上線，并計(jì)劃參與到調(diào)頻和調(diào)峰服務(wù)中。

 

4、在德邁科科技園工商業(yè)場(chǎng)景，蔚來(lái)安裝了10根雙向充電樁，幫助園區(qū)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需量控制及峰谷套利，每天提供約300度電的放電，投資回報(bào)期少于兩年。此外，蔚來(lái)能源還為合肥個(gè)人用戶打造了家用雙向解決方案，通過(guò)峰谷套利實(shí)現(xiàn)了大幅的電費(fèi)節(jié)省。

 

蔚來(lái)能源將通過(guò)電網(wǎng)互動(dòng)創(chuàng)新產(chǎn)品技術(shù)的持續(xù)投入，提升用戶體驗(yàn)，探索新的商業(yè)模式，為電網(wǎng)互動(dòng)和新型電力系統(tǒng)的建設(shè)貢獻(xiàn)一分力量。