7月7日,2021第七屆中國國際電動汽車充換電產業大會(簡稱金磚充電論壇))在上海汽車會展中心順利召開。本屆金磚充電會議為期兩天,主題為“聚力高質量 賦能新發展”,采用“會議論壇+展覽展示+體驗營銷三位一體的創新模式,多項重點活動同期同地舉辦,充分協同聯動,品牌效應和影響力大幅提升。
特來電 于德翔 出席論壇并發表主題演講——《新能源汽車+充電網是實現2060碳中和的有效路徑》。
以下為演講實錄:
各位同仁,各位朋友,大家上午好,今天非常高興能夠在這樣的場合下,和大家做一個簡單的分享。因為我是工程師,我是站在工程師角度,談點技術上的問題,題目說得比較高大上,電動汽車+充電網是實現2060碳中和的最佳路徑。
我的角度如何理解碳中和呢?就是源頭上減碳,真正要實現碳中和,就是讓汽車不再燒油,讓發電廠少燒煤。碳中和如何讓汽車不再燒油呢?那就是汽車的電動化,經過十幾年的發展,大家知道車沒有問題了,電池沒有問題了,現在充電像今天大會上還有諸多問題,即使把零充電問題解決了,我們充十度電當中,七度電是燒煤的電,電動汽車并沒有減碳,還是用的燒煤的電。
怎么才能讓汽車用的電或者我們用的電當中,把碳的比例降低,那就是讓發電廠少燒煤,多用風電、光伏、水電,但是風電、光伏、水電存在巨大的波動性和無序性,什么意思?來了一片云彩就不發電了,風一停就不發電了,但是我們用電不可能停掉,所以國家為了平抑波動性和無序性,必須配10%的儲能,這樣配儲能這個行業就不賺錢了,現在看來儲能的成本成為了碳中和里面最大的難點和毒點。但是我們做了一件事兒,我們通過建設充電網,把每個車上50度電連接和聚合成了巨大的儲能網,利用了電動汽車的富余容量和富余壽命,零成本做了儲能,什么叫做富余的能量呢?一個車續航300公里,但是一天只用了50公里,至少200公里的電是沒用的,所以零成本做了儲能。
隨著大規模電動汽車的發展,可再生能源可以隨便發了,三年以后,用不到五年,因為我是國家“十四五”規劃儲能和制能電網專家組里的成員,我們確定了一個目標,發電占比從現在到2020年,30%提高到50%,到2030年提高到70%,就是說到了2030年我們用的電當中十度電是可再生能源,那時候當然實現碳中和了,碳中和更離不開充電網,所以電動汽車+充電網是實現2060碳中和的最佳實踐。
緊接著,今年年初的時候,國家又提出來構建以新能源為主體的新型電力系統,很多人說新型電力系統的數字化、智能化,調度系統化,這些東西都沒有習大大說得完整,因為總書記講的,叫構建以新能源為主體,中國能叫上新能源,或者世界能叫新能源的,只有兩個東西:一個是新能源發電,一個是新能源汽車,而我們大家都想到是新能源發電,很少有人想到新能源汽車。
但是這兩個東西是很可怕的,因為新能源發電是無序的,而新能源汽車充電又是隨意的,這兩個東西加到一起,那電網的安全性是無法保證的,但是中間如果用了充電網、儲能網、微電網做了新能源發電和新能源汽車的連接,確保每一臺車的充電、放電、聽誰的話,一個是聽老天爺的話,風和光。第二國家電網的話,第三聽黨的話。如果是這樣的話,我相信所有的電動汽車變成聽話的電動汽車,通過充電網成為了聽話的網絡,那我想真正構建以新能源為主體的新型電力系統就成功了,所以這里面體現兩個關鍵詞:車的新連接,電池的新聚合,是構建以新能源為主體,新型電力系統的核心要素。
大家在講為什么這么走呢?就是因為剛才很多專家講的發展速度,我一直有一個樂觀的分析,到了2025年新增車輛當中至少80%,都是電動汽車,大概累計保有量達到5000萬輛,充電樁的總數量,公共充電達到500萬,充電私撞達到2000萬,每天充放電的電量會達5000億,電動汽車儲能每天達到2億度電,梯次儲能每天達到1億度電,現在看來隨著大規模電動汽車的發展,能源的問題將是一個最大的問題。
能不能這樣發展?我個人理解取決于四個要素。第一個要素,車便不便宜。到2022年作為交通工具來講,電動汽車比油車便宜。到2023年,50%的C端用戶都會在目的地充電,就是在家里面、企事業單位(充電)。到了2024年充電網能夠確保整個電動汽車的安全,到了2025年的時候,無人駕駛、自動充電技術將得到規模化的采用。
現在看來,電動汽車規模化的發展,充電怎么做?前面各位領導都在講這個事兒,我說了一定要糾正一個觀念,從過去充電樁的認知概念上一定要轉化成充電網,如果不建成充電網,大規模電動汽車發展將很難做成支撐。比如一個小區,一百臺車上班都開到單位,下班都開到家里,同時慢充插到電網上,這個電網就爆掉了,所以必須建立充電網的技術路線,這個圖已經進了很多年,希望同仁繼續看看,想想,希望跟大家建立這樣的分享機制。
充電網和充電樁不一樣的地方,充電網是一個系統,充電樁是一個設備,它是由四層網組成的,底層是設備網,未來充電不像加油一樣的,開出去加油,一定是大家睡覺或者工作的時候,不知不覺的充電,所以每個車位上都會裝一個插頭,俗稱充電終端,而不叫充電樁。中國大概多少個車位呢?1億個車位,裝1億個充電終端。每個充電終端上大概有30個控制電,1億個充電終端上,就有30億個控制電,所以充電網是工業互聯網最大的應用場景,按照規劃國家2030年有1億輛車,一個車一年充電放電30度電,一年10000億度電,而去年中國的城鄉居民總電量1.03萬億。就是說,未來隨著大規模電動汽車的發展,充分網一定是能源互聯網。
第四層網是數據網,除了傳統金融數據和支付數據以外,更多的疊加出來汽車工業大數據和能源大數據,現在看來只有把數據網、能源網、物聯網和設備網融合成一層才是充電網。
對于充電網,特來電也做了一個概念,由四個邏輯組成的,或者四句話組成的。
首先,充電網是大規模電動汽車發展的基礎支撐,是一個基礎設施,是一個技術支撐,沒有充電網電動汽車很難得到發展。
第二充電網是面向以新能源為主體的微電網。國家規劃2030年新增新能源發電是12億,其中直說3億至少是分布式能源,分布式光伏,分布式光伏在哪兒呢?就是在我們樓頂上,建筑光伏上,每一個公交公共廠站看到太陽的地方,就是說未來所有充電廠站都會把光伏、儲能、電動汽車的充放電融合到一個小的網絡,這個小的網絡叫什么?微充電,所以充電網一定會是以微電網的形態,充電站一定以微電網的形態存在。
另外,在這個充電網、微電網中核心問題是建立直流和交流柔性連接的微電網,直流側消納的可以直接消納,直流側和交流側形成調度系統和四象限變換的轉化系統,所以微電網核心問題是形成交流和直流混網的系統。
第三,充電網是連接和聚合電動汽車電池梯次利用儲能網。我前面說了,這個連接和這個儲能會支撐,整個碳中和里面最好的,最優質的儲能資源。尤其是近期之內,國家能源局發布了梯次電池不能大規模、大容量的使用,恰恰我們如果用梯次電池,用分布式的能解決安全的問題,還能夠解決場地的問題,所以充電廠站是鏈接和聚合電動汽車的儲能網。
第四層網是深度鏈接人、車、能源的數據網,這個不用過多解釋了。談到數據網,可能更多談到汽車安全,在5月20日,特來電對外發布了,凡是我們平臺下充電燒的車,如果燒了我們都賠。經過六年研發我們創新了兩層防護,一層在設備側,通過設備在當中,能源和數據交互當中,為汽車做安全體檢,當我發現小的問題給你報警,當你超過安全閥值的時候,就快速采集車上的數據和昨天、前天等歷史數據做大數據分析,同時抓取同一城市,同一型號的車的數據再做一次大數據分析,如果燒車風險就不給你充電,不給你充電你車就沒有電,沒有電車就燒不了。
目前,我們平臺統計,90%的車都是小品牌和低質量的車企和電池企業產生的。很多大企業跟我在說,其實我們的電池做好了,兩層防護沒用了,我說恐怕不是,因為當你電動汽車或者電池衰老到后30%壽命的時候,還有隔壁車如果是低質量和低品質的車,燒掉的時候也會殃及池魚。但是當車老了的時候,車廠不愿意管,電池廠也不愿意管,但是每天這個車在充電,我們用了兩層防護,未來可以防止大規模電動汽車的燒車事件的產生,我們也做了特別好玩兒的事情,我們希望同行里面能夠共同推進汽車安全。
我們建立充電網的目標就是讓電動汽車80-90%的汽車都是在低谷、低價格的時候慢慢充電,讓個別車在高峰車進行賣電。所以開始特來電,七年前就給自己創立了這樣的使命,當初大家認為是一個笑話,今天看來大家共同達成了共識,就是一定建設中國最大的充電網,實現新能源車充新能源電,讓尾氣和霧霾遠離人類。
為什么建立充電網呢?今天從另外一個電的角度認知,和大家做一些交流。電,站在非專業的角度,理解四個事情,只要大家理解清楚了,就知道怎么做了。
電的第一件特性,就是電網的總發電和總用電在同一時間,永遠是相等的。當我們晚上關燈睡覺的時候,大家不用電的時候,那時候發電廠同步降融或者停掉,有一些風電就要停掉,所以電網基本結構,過去傳統的結構是發電、輸電、變電、配電、用電,發電和用電的要求實時平衡,就是因為電不容易儲存。
發電和用電量不匹配,如果不匹配電網就容易失去穩定,電網就導致大面積停電。電動汽車大規模無序充電,大功率充電對電網的安全穩定性構成了威脅。如果車少沒有關系,如果量大的話,比如大的都是超級快充,一個城市里幾百個超級快充,這個城市就費掉了,電網就費掉了,只有用充電網才能解決無序充電和高峰用電時的大功率用電問題,只有通過充電滿足電網需求調度,這是第一個調度,才能解決大規模充放電和電網之間的實時平衡,這是第一個特征。
第二個特征,常規的發電和電網資產每天利用效率只有40%,60%是閑置的。比如一個工業園,每天上八個小時班,這八小時總容量大概用了70%,其他的16個小時,最多用到10%,所以整體上看,不管發電資產還是電網資產,平均利用率只有40%,60%是限制的。對居民小區晚上18:00-23:00是用電的高負荷區間,其他時間電網變壓器容量基本閑置,所以電網資產平均功率利用率在40%左右,一天內有近60%的電源資產容量是閑置的。絕大多數電動汽車70%以上的時間處于停泊狀態,可以將電動汽車做成可調負荷,大家不要想開車的時候充電,為什么不在睡覺的時候充電,工作的時間充電呢,完全是可調負荷,所以充電網鏈接每輛電動汽車,當企事業和區民小區都在用電時,電動汽車不充電或少充電,當用戶不用電或少用電時,電動汽車通過充電網預約充電調度實現有序充電。在不增加電網改造增容情況下,低谷有序充電讓電網資產利用率持續提高到50%-70%。我們利用率只有40%,怎么辦?可以通過電網預約充電調度,可以實現50-70%的提高。
第三個特征就是電網高峰期是沒有富余電量的,今年5月26日,深圳供電公司發布了,哪一天所有企事業只能用15%的電量,多用是罰錢的,白天電網里并沒有富余的電量,在一個區域當中,總的發電容量,輸電,配電容量是按用電最高峰進行建設的,白天用典高峰如果出現電力負荷增長,電網是沒有多的電力和容量保障的。電供不應求的時候,導致電網和用電的失衡,只能采取拉閘線電,過去經常會出現,現在很少了,但是大規模電動汽車的發展,對電網需求大的時候,這件事情還會重現。用電高峰的時候,停泊的電動汽車接入電網,可以把電池富余的電量以高峰的價值賣給企業或賣給電網,晚上用電高峰的時候,居民小區得變壓器沒有太多富余容量,充電就和居民小區爭負荷,搶容量,物業以沒有容量為由,拒絕安裝充電樁,現在很多物業都是這樣的,因為沒有容量了,但是23年以后,電源的容量有很大富余的,電動汽車盡量避免在白天高峰期,公共充電站大功率充電,充電應該避免在晚上18點到23點,住宅小區充電,充電網可以實現23點以后的低谷有序的充電。
第四個特征是電網建立了峰、谷、平的電價,這個不要再解釋了。這個電價差了3倍,電動汽車的充電用戶利用充電網廠站內,群調度,可以自動選擇在低谷低價的時候充電,在電動汽車高峰的時候賣電,通過電網的需求調度能力,為電網穩定運行提供了技術支撐。
這是我前一個階段,給能源局、國家提出新的,在能源調度上,叫做分層分群的協同調度,對電動汽車。大概這個角度分三方面:
第一廠站內群調度。就是說,在廠站群里頭,傳統的充電樁插上就充電,什么時候充滿不知道,但是我們這個平臺,什么時候充滿你說了算,我們會根據客戶的需要,車上剩余的電量和電網富余的電量做有序的充電和放電,廠站內的群調度。
第二調度叫預約調度。比如我們在深圳月亮灣廠站,當這個公交車還有十分鐘充滿離開的時候,我們把周圍十平方公里之內的出租車、網約車APP打通,我看到了沒電了,我給你發過去,正常一塊五、一塊四,十分鐘之類,在我的B3層第33個車位充電,你只要一響應,公交車離開的時候,你開進來這叫預約的充電調度。
第三是電網的需求側調度。根據電網需求側進行體系和調度,我們現在在京津冀150個場站,上海也有40個場站,接受了電網的需求側調度。比如電網晚上三點到五點,給我發一個需求側的調度命令,我就可以把車在兩點之前的車不充電的,兩點以后進行充電,實現整個充電網的協同和調度,不是傳統電網一下子調到底,而是通過分層分群的廠站內調度、預約充電調度和電網需求調度,滿足大規模電動汽車的發展,三層調度。
這幾年發展,特來電在技術創新上,在數量、電量和流量上都做了很大的努力,到今天為止,還是這個圖,我們是中國創業板第一家上市公司,我也覺得挺奇怪的,我上來前十分鐘我們股票突然間冒了9%,我不知道是為了響應我上來還是怎么,我們創業板第一股是特銳德,我們特來電爭取今年下半年報材料上市,我們從充電網叫特安全,我們從數量、電量、流量,三量融合的商業模式叫特來錢,我們團隊叫特來勁,今天和諸位同仁在一起我們叫特來緣!
謝謝各位,謝謝大家!
(注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱,僅作為參考資料,請勿轉載!)