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新能源汽車慢充工作原理

汽車 更新时间:2024-12-01 09:22:10

新能源汽車慢充工作原理(汽車行業為何盯上光儲充)1

新能源汽車慢充工作原理(汽車行業為何盯上光儲充)2

日前,中國石化福建石油與甯德時代合作的“光伏充檢”加能站正式投入運營。據悉,這種模式改變了功能單一的油品銷售模式,取而代之以更智能、更低碳、更具多元化的綜合能源服務。

事實上,在汽車行業,車企如特斯拉,動力電池供應商如甯德時代,充電運營商如特來電、星星充電等産業鍊上下遊企業,都已投身到光儲充或“光儲充檢放(充)”一體化站的建設中。

《中國汽車報》記者在8月22~24日舉行的2022中國國際光儲充産業大會上獲悉,“光儲充”這個被行業人士十分看好的賽道,處于“黎明前的黑暗”階段。目前,一體化站的建設還面臨成本、标準、安全、商業化等方面的挑戰。

01 “雙碳”目标下

汽車與能源、電力構建“黃金三角”

在實現“雙碳”目标的過程中,汽車與能源、電力行業開始構建“黃金三角”,攜手迎接變革時代的考驗。

“黃金三角”的形成絕非偶然,而是時代大背景下的必然。當下,汽車行業在“新四化”的催化下,正由傳統燃油車向新能源汽車轉型;能源行業正由石化等傳統能源,向風、光、水等新能源轉型;與此同時,以數據為基礎的工業互聯網時代迎面而來。

如今,我國新能源汽車保有量已突破1000萬輛,産業發展初具規模。根據中國汽車工業協會的預測,今年我國新能源汽車的銷量可能達到550萬輛,占比約23.9%。根據東南大學電氣工程學院教授黃學良的研究,2030年,我國新能源汽車保有量将達到8300萬輛,等效儲能容量将達50億千瓦時,車輛充電需求将占社會用電量的6%~7%,最大充電負荷将占電網負荷的11%~12%。

由于風、光、水等可再生能源存在波動和不确定性,當電力負荷由無源變為有源,需要發電側、電網側和用戶側的應用,整體維持各個環節發電與用電的動态平衡。儲能具備能量存儲和釋放的雙向調節能力,成為新型電力系統的剛需和标配。

作為儲能行業的細分領域為新能源汽車提供相關服務的光儲充等一體化發展則是一種盈利模式。随着新能源汽車的持續推廣,其功能将并不局限于載人和運營。未來,規模可觀的新能源汽車攜帶的電池資産,将在整個電力系統中充當重要角色,變身一個個微型的移動儲能系統。

國家發改委能源研究所能源系統分析研究中心研究員周伏秋認為,在“雙碳”目标之下,能源是主戰場,電力是主力軍。随着新能源占比持續快速提高,整個電力系統對調節的需求急劇增加,各個環節都要适當建設綜合調節能力,還需适度地超前建設源側、網側、儲側等,整個綜合調節的建設将是長期任務。

建設新型電力系統勢在必行。周伏秋表示,光儲充本身的發展及與其他領域的融合,意義在于支撐新型電力系統的建設。具體包括三個方面:提升電力供應鍊的安全穩定性,加速電力工業綠色低碳變革,提升電力産業的信息化水平。

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02 發揮車端作用

探尋光儲充等一體化邏輯

“目前,國家電力負荷較重,未來還會出現更多用能設備,尤其是新能源汽車大範圍普及後,用能将大幅增加,需要靠光伏、風力發電。除了集中式風電場站外,國家也在鼓勵各地建設分布式光伏。”萬幫數字能源股份有限公司高級副總裁/雲BD首席執行官王迪在接受記者采訪時表示,雖然分布式光伏的單個體量不大,但如果它們能就地消納、自産自用,就可以解決一部分企業的用能問題。而當其被電動汽車消納掉,就可以儲存這些分布式發電資源,再通過自配儲能或電動汽車儲能的方式,在适當的時候消納掉、返回電網或由企業自發利用。”

據了解,電動汽車的規模化發展,将使其具有能量型和功率型的儲能優勢,從而成為新型電力系統背景下“源網荷儲”互動的主力軍之一。電動汽車儲能也會是全社會最大的分布式儲能資源。而V2G會是幫助電動汽車發揮分布式資源作用的核心技術,可以滿足用戶充電需求,也能夠提供調峰、調頻等電網輔助服務,有利于新能源消納。新能源汽車最主要的優勢就在于:首先,它從一開始發展時就具備基本信息,不僅可以參與電網互動中的能量互動,還能實現信息互動;其次,充換電基礎設施、應用平台等還處于發展之中,可以按照适合與電網互動的方向進行規劃和建設。

黃學良就此表示:“與其他負荷相比,電動汽車具有更大的參與電網‘源網荷儲’互動的優勢。要積極推動電動汽車與電網互動工作,讓電動汽車真正成為‘新能源汽車’。”同時,他也指出,電動汽車大規模發展将經曆無序充電、被動有序充電、主動有序充電、智能雙向充放電四個階段。而新能源汽車與電網互動的最大潛力在于私家車。

光儲充換檢一體站,集可再生資源接入、能量存儲、電動汽車充換電、電動汽車檢測服務五大功能于一體。此外,它還具備綜合管理系統,實現一體站的協調,優化運行從而達到經濟性,協同配網、可再生資源、儲能系統、換電系統、充電設施,可形成微網智能化場景,也能消納新能源,延緩電網增容擴容,實現充電站建設,電動汽車檢測以及虛拟電廠V2G等商業模式。

中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟信息部主任仝宗旗向記者表示:“光儲充檢放服務的對象是車,而新能源汽車真正用到新能源電是關鍵。通過光伏、儲能、充電、放電、檢測、換電,可以實現這個目标,整個邏輯就說得通了。”

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03 開建示範站

鼓勵光儲充等一體化發展

仝宗旗告訴記者,現階段,尤其去年以來,北京、江蘇、上海、雲南、海南等省市,開始建設光儲充一體化示範站,其中既有地方政府的推動,也有企業的積極參與。當然,目前光儲充一體化站離大範圍推廣應用,形成一定的市場規模還有一定的距離,但至少能看到産業界正在發展技術、探索商業模式。

2020年,國務院辦公廳印發的《新能源汽車産業發展規劃(2021~2035年)》明确指出,鼓勵“光儲充放”多功能綜合一體站建設。2022年3月,國家發改委和國家能源局發布了《“十四五”現代能源體系規劃》,提出要推進電動汽車與智能電網間的能量和信息雙向互動,開展“光儲充換”相結合的新型充換電場站試點示範。

據悉,2021年,特斯拉就在拉薩建成中國市場首個光儲充一體化超級充電站,試圖打造國内首個整車廠商建立的太陽能“利用、儲存、再利用”的清潔能源循環生态鍊條;其後不久,又迅速落地了上海項目。特斯拉上海光儲充一體化超級充電站配備V3超級充電樁和目的地充電樁。具體來看,充電站通過太陽能屋頂系統發電後,将電能儲存在Powerwall電池中,最終可供部分電動汽車日常充電。太陽能充電闆、Powerwall儲能電池和充電設施形成一個微網,共同完成太陽能這一綠色能源的可持續利用。

前文提到的中國石化福建石油與甯德時代合建項目,是集光伏發電、新能源汽車快速充電、電池檢測等為一體的綜合能源服務型加能站。站内特有的AI在線電池檢測技術可實現電池風險預警,顧客可以通過手機端的在線監測報告,及時了解車輛電池使用情況。

記者了解到,目前有業内人士吐槽,光儲充一體化電站沒有經濟性。因此,“降本”也成為大家關注的焦點。不過,在陽光電源股份有限公司南京研究所夏彥輝看來,不應過分把精力花在降本上。他稱:“未來3~5年,這個領域會迎來爆發式增長。通過行業對電動汽車保有量的預期,就能認識到光儲充一體化電站的發展後勁。在還不具備經濟性的情況下,企業更應沉下心來把精力和時間用在研究關鍵技術,特别是在一體化電站的經濟優化運行上。”據介紹,陽光電源的光儲充一體化電站,核心設備都是自己生産的。

王迪則提到,完善産業生态還需建立一個廣泛的雲平台,組織調動各種社會資源,其中就包括實現電力市場化。

不過,仝宗旗也強調,新能源汽車充換電市場還有非常大的增長空間,期間會出現不同的細分領域。因此,可以根據不同的場景探索适合光儲充放檢一體站的模式,但并不是所有的地方都适用。

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04 諸多環節存難點

發展處于“黎明前的黑暗”

根據夏彥輝分享的數據,随着電動汽車保有量不斷增多,預計到2025年,一體化電站市場容量将達到100億千瓦時,到2030年将達到1000億千瓦時。不過,未來的技術發展要考慮汽車驅動系統檢測、換電标準化、不同車型的電池互換等問題,還需打通配網協同、智能微電網、虛拟電廠等商業模式,實現遠端綠電的消納以及綠證、碳證的交易等。

夏彥輝指出,光儲充一體化電站目前的問題主要是在檢測方面:“電池檢測方面存在很大的技術壁壘,包括标準缺失、适用範圍及數據來源受限等。”

“現在,光儲充一體化電站處于‘黎明前的黑暗’階段,需要整個産業界一起努力,提高新能源消納能力,助力‘雙碳’目标實現。”夏彥輝表示。

深圳永泰數能科技有限公司儲能事業部總經理江衛良提到,在光儲充這三個方面,光伏和充電樁的發展較早,從提供補貼到補貼退坡,市場化程度更完善,而儲能現在還處在商業化初期向大規模應用階段轉變的過程中。除了安全、成本等問題,儲能要持續健康發展,最關鍵的是上層機制設計,需要由政策驅動轉向市場驅動,目前正在開展的電力市場化改革,是一個重大利好。

記者了解到,星星充電通過光儲充放的結合以及電力市場的交易,在全國近2000多家充電場站實現了綠電的全面覆蓋,推動新能源汽車充新能源電。目前,星星充電正在舉行以“綠色科技生态”為主題的低碳節,終端消費者可以借機清楚地了解,自己車輛所充的綠電來自中國的哪一家風電場或光伏電廠。“這是一個大規模的消費者普及和教育活動。根據8月22日的數據,已有10多萬名用戶在終端體驗,通過充電訂單掌握補能來源。”王迪告訴記者。

文:趙瓊 編輯:龐國霞 版式:王琨

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