于德翔:新能源汽车+充电网是实现2060碳中和的有效路径

2021-07-24 09:35  来源:企业投稿  浏览:  

7月7日,2021第七届中国国际电动汽车充换电产业大会(简称金砖充电论坛))在上海汽车会展中心顺利召开。本届金砖充电会议为期两天,主题为“聚力高质量 赋能新发展”,采用“会议论坛+展览展示+体验营销三位一体的创新模式,多项重点活动同期同地举办,充分协同联动,品牌效应和影响力大幅提升。

特来电 于德翔 出席论坛并发表主题演讲——《新能源汽车+充电网是实现2060碳中和的有效路径》。

 

以下为演讲实录:

各位同仁,各位朋友,大家上午好,今天非常高兴能够在这样的场合下,和大家做一个简单的分享。因为我是工程师,我是站在工程师角度,谈点技术上的问题,题目说得比较高大上,电动汽车+充电网是实现2060碳中和的最佳路径。

我的角度如何理解碳中和呢?就是源头上减碳,真正要实现碳中和,就是让汽车不再烧油,让发电厂少烧煤。碳中和如何让汽车不再烧油呢?那就是汽车的电动化,经过十几年的发展,大家知道车没有问题了,电池没有问题了,现在充电像今天大会上还有诸多问题,即使把零充电问题解决了,我们充十度电当中,七度电是烧煤的电,电动汽车并没有减碳,还是用的烧煤的电。

怎么才能让汽车用的电或者我们用的电当中,把碳的比例降低,那就是让发电厂少烧煤,多用风电、光伏、水电,但是风电、光伏、水电存在巨大的波动性和无序性,什么意思?来了一片云彩就不发电了,风一停就不发电了,但是我们用电不可能停掉,所以国家为了平抑波动性和无序性,必须配10%的储能,这样配储能这个行业就不赚钱了,现在看来储能的成本成为了碳中和里面最大的难点和毒点。但是我们做了一件事儿,我们通过建设充电网,把每个车上50度电连接和聚合成了巨大的储能网,利用了电动汽车的富余容量和富余寿命,零成本做了储能,什么叫做富余的能量呢?一个车续航300公里,但是一天只用了50公里,至少200公里的电是没用的,所以零成本做了储能。

随着大规模电动汽车的发展,可再生能源可以随便发了,三年以后,用不到五年,因为我是国家“十四五”规划储能和制能电网专家组里的成员,我们确定了一个目标,发电占比从现在到2020年,30%提高到50%,到2030年提高到70%,就是说到了2030年我们用的电当中十度电是可再生能源,那时候当然实现碳中和了,碳中和更离不开充电网,所以电动汽车+充电网是实现2060碳中和的最佳实践。

紧接着,今年年初的时候,国家又提出来构建以新能源为主体的新型电力系统,很多人说新型电力系统的数字化、智能化,调度系统化,这些东西都没有习大大说得完整,因为总书记讲的,叫构建以新能源为主体,中国能叫上新能源,或者世界能叫新能源的,只有两个东西:一个是新能源发电,一个是新能源汽车,而我们大家都想到是新能源发电,很少有人想到新能源汽车。

但是这两个东西是很可怕的,因为新能源发电是无序的,而新能源汽车充电又是随意的,这两个东西加到一起,那电网的安全性是无法保证的,但是中间如果用了充电网、储能网、微电网做了新能源发电和新能源汽车的连接,确保每一台车的充电、放电、听谁的话,一个是听老天爷的话,风和光。第二国家电网的话,第三听党的话。如果是这样的话,我相信所有的电动汽车变成听话的电动汽车,通过充电网成为了听话的网络,那我想真正构建以新能源为主体的新型电力系统就成功了,所以这里面体现两个关键词:车的新连接,电池的新聚合,是构建以新能源为主体,新型电力系统的核心要素。

大家在讲为什么这么走呢?就是因为刚才很多专家讲的发展速度,我一直有一个乐观的分析,到了2025年新增车辆当中至少80%,都是电动汽车,大概累计保有量达到5000万辆,充电桩的总数量,公共充电达到500万,充电私撞达到2000万,每天充放电的电量会达5000亿,电动汽车储能每天达到2亿度电,梯次储能每天达到1亿度电,现在看来随着大规模电动汽车的发展,能源的问题将是一个最大的问题。

能不能这样发展?我个人理解取决于四个要素。第一个要素,车便不便宜。到2022年作为交通工具来讲,电动汽车比油车便宜。到2023年,50%的C端用户都会在目的地充电,就是在家里面、企事业单位(充电)。到了2024年充电网能够确保整个电动汽车的安全,到了2025年的时候,无人驾驶、自动充电技术将得到规模化的采用。

现在看来,电动汽车规模化的发展,充电怎么做?前面各位领导都在讲这个事儿,我说了一定要纠正一个观念,从过去充电桩的认知概念上一定要转化成充电网,如果不建成充电网,大规模电动汽车发展将很难做成支撑。比如一个小区,一百台车上班都开到单位,下班都开到家里,同时慢充插到电网上,这个电网就爆掉了,所以必须建立充电网的技术路线,这个图已经进了很多年,希望同仁继续看看,想想,希望跟大家建立这样的分享机制。

充电网和充电桩不一样的地方,充电网是一个系统,充电桩是一个设备,它是由四层网组成的,底层是设备网,未来充电不像加油一样的,开出去加油,一定是大家睡觉或者工作的时候,不知不觉的充电,所以每个车位上都会装一个插头,俗称充电终端,而不叫充电桩。中国大概多少个车位呢?1亿个车位,装1亿个充电终端。每个充电终端上大概有30个控制电,1亿个充电终端上,就有30亿个控制电,所以充电网是工业互联网最大的应用场景,按照规划国家2030年有1亿辆车,一个车一年充电放电30度电,一年10000亿度电,而去年中国的城乡居民总电量1.03万亿。就是说,未来随着大规模电动汽车的发展,充分网一定是能源互联网。

第四层网是数据网,除了传统金融数据和支付数据以外,更多的叠加出来汽车工业大数据和能源大数据,现在看来只有把数据网、能源网、物联网和设备网融合成一层才是充电网。

对于充电网,特来电也做了一个概念,由四个逻辑组成的,或者四句话组成的。

首先,充电网是大规模电动汽车发展的基础支撑,是一个基础设施,是一个技术支撑,没有充电网电动汽车很难得到发展。

第二充电网是面向以新能源为主体的微电网。国家规划2030年新增新能源发电是12亿,其中直说3亿至少是分布式能源,分布式光伏,分布式光伏在哪儿呢?就是在我们楼顶上,建筑光伏上,每一个公交公共厂站看到太阳的地方,就是说未来所有充电厂站都会把光伏、储能、电动汽车的充放电融合到一个小的网络,这个小的网络叫什么?微充电,所以充电网一定会是以微电网的形态,充电站一定以微电网的形态存在。

另外,在这个充电网、微电网中核心问题是建立直流和交流柔性连接的微电网,直流侧消纳的可以直接消纳,直流侧和交流侧形成调度系统和四象限变换的转化系统,所以微电网核心问题是形成交流和直流混网的系统。

第三,充电网是连接和聚合电动汽车电池梯次利用储能网。我前面说了,这个连接和这个储能会支撑,整个碳中和里面最好的,最优质的储能资源。尤其是近期之内,国家能源局发布了梯次电池不能大规模、大容量的使用,恰恰我们如果用梯次电池,用分布式的能解决安全的问题,还能够解决场地的问题,所以充电厂站是链接和聚合电动汽车的储能网。

第四层网是深度链接人、车、能源的数据网,这个不用过多解释了。谈到数据网,可能更多谈到汽车安全,在5月20日,特来电对外发布了,凡是我们平台下充电烧的车,如果烧了我们都赔。经过六年研发我们创新了两层防护,一层在设备侧,通过设备在当中,能源和数据交互当中,为汽车做安全体检,当我发现小的问题给你报警,当你超过安全阀值的时候,就快速采集车上的数据和昨天、前天等历史数据做大数据分析,同时抓取同一城市,同一型号的车的数据再做一次大数据分析,如果烧车风险就不给你充电,不给你充电你车就没有电,没有电车就烧不了。

目前,我们平台统计,90%的车都是小品牌和低质量的车企和电池企业产生的。很多大企业跟我在说,其实我们的电池做好了,两层防护没用了,我说恐怕不是,因为当你电动汽车或者电池衰老到后30%寿命的时候,还有隔壁车如果是低质量和低品质的车,烧掉的时候也会殃及池鱼。但是当车老了的时候,车厂不愿意管,电池厂也不愿意管,但是每天这个车在充电,我们用了两层防护,未来可以防止大规模电动汽车的烧车事件的产生,我们也做了特别好玩儿的事情,我们希望同行里面能够共同推进汽车安全。

我们建立充电网的目标就是让电动汽车80-90%的汽车都是在低谷、低价格的时候慢慢充电,让个别车在高峰车进行卖电。所以开始特来电,七年前就给自己创立了这样的使命,当初大家认为是一个笑话,今天看来大家共同达成了共识,就是一定建设中国最大的充电网,实现新能源车充新能源电,让尾气和雾霾远离人类。

为什么建立充电网呢?今天从另外一个电的角度认知,和大家做一些交流。电,站在非专业的角度,理解四个事情,只要大家理解清楚了,就知道怎么做了。

电的第一件特性,就是电网的总发电和总用电在同一时间,永远是相等的。当我们晚上关灯睡觉的时候,大家不用电的时候,那时候发电厂同步降融或者停掉,有一些风电就要停掉,所以电网基本结构,过去传统的结构是发电、输电、变电、配电、用电,发电和用电的要求实时平衡,就是因为电不容易储存。

发电和用电量不匹配,如果不匹配电网就容易失去稳定,电网就导致大面积停电。电动汽车大规模无序充电,大功率充电对电网的安全稳定性构成了威胁。如果车少没有关系,如果量大的话,比如大的都是超级快充,一个城市里几百个超级快充,这个城市就费掉了,电网就费掉了,只有用充电网才能解决无序充电和高峰用电时的大功率用电问题,只有通过充电满足电网需求调度,这是第一个调度,才能解决大规模充放电和电网之间的实时平衡,这是第一个特征。

第二个特征,常规的发电和电网资产每天利用效率只有40%,60%是闲置的。比如一个工业园,每天上八个小时班,这八小时总容量大概用了70%,其他的16个小时,最多用到10%,所以整体上看,不管发电资产还是电网资产,平均利用率只有40%,60%是限制的。对居民小区晚上18:00-23:00是用电的高负荷区间,其他时间电网变压器容量基本闲置,所以电网资产平均功率利用率在40%左右,一天内有近60%的电源资产容量是闲置的。绝大多数电动汽车70%以上的时间处于停泊状态,可以将电动汽车做成可调负荷,大家不要想开车的时候充电,为什么不在睡觉的时候充电,工作的时间充电呢,完全是可调负荷,所以充电网链接每辆电动汽车,当企事业和区民小区都在用电时,电动汽车不充电或少充电,当用户不用电或少用电时,电动汽车通过充电网预约充电调度实现有序充电。在不增加电网改造增容情况下,低谷有序充电让电网资产利用率持续提高到50%-70%。我们利用率只有40%,怎么办?可以通过电网预约充电调度,可以实现50-70%的提高。

第三个特征就是电网高峰期是没有富余电量的,今年5月26日,深圳供电公司发布了,哪一天所有企事业只能用15%的电量,多用是罚钱的,白天电网里并没有富余的电量,在一个区域当中,总的发电容量,输电,配电容量是按用电最高峰进行建设的,白天用典高峰如果出现电力负荷增长,电网是没有多的电力和容量保障的。电供不应求的时候,导致电网和用电的失衡,只能采取拉闸线电,过去经常会出现,现在很少了,但是大规模电动汽车的发展,对电网需求大的时候,这件事情还会重现。用电高峰的时候,停泊的电动汽车接入电网,可以把电池富余的电量以高峰的价值卖给企业或卖给电网,晚上用电高峰的时候,居民小区得变压器没有太多富余容量,充电就和居民小区争负荷,抢容量,物业以没有容量为由,拒绝安装充电桩,现在很多物业都是这样的,因为没有容量了,但是23年以后,电源的容量有很大富余的,电动汽车尽量避免在白天高峰期,公共充电站大功率充电,充电应该避免在晚上18点到23点,住宅小区充电,充电网可以实现23点以后的低谷有序的充电。

第四个特征是电网建立了峰、谷、平的电价,这个不要再解释了。这个电价差了3倍,电动汽车的充电用户利用充电网厂站内,群调度,可以自动选择在低谷低价的时候充电,在电动汽车高峰的时候卖电,通过电网的需求调度能力,为电网稳定运行提供了技术支撑。

这是我前一个阶段,给能源局、国家提出新的,在能源调度上,叫做分层分群的协同调度,对电动汽车。大概这个角度分三方面:

第一厂站内群调度。就是说,在厂站群里头,传统的充电桩插上就充电,什么时候充满不知道,但是我们这个平台,什么时候充满你说了算,我们会根据客户的需要,车上剩余的电量和电网富余的电量做有序的充电和放电,厂站内的群调度。

第二调度叫预约调度。比如我们在深圳月亮湾厂站,当这个公交车还有十分钟充满离开的时候,我们把周围十平方公里之内的出租车、网约车APP打通,我看到了没电了,我给你发过去,正常一块五、一块四,十分钟之类,在我的B3层第33个车位充电,你只要一响应,公交车离开的时候,你开进来这叫预约的充电调度。

第三是电网的需求侧调度。根据电网需求侧进行体系和调度,我们现在在京津冀150个场站,上海也有40个场站,接受了电网的需求侧调度。比如电网晚上三点到五点,给我发一个需求侧的调度命令,我就可以把车在两点之前的车不充电的,两点以后进行充电,实现整个充电网的协同和调度,不是传统电网一下子调到底,而是通过分层分群的厂站内调度、预约充电调度和电网需求调度,满足大规模电动汽车的发展,三层调度。

这几年发展,特来电在技术创新上,在数量、电量和流量上都做了很大的努力,到今天为止,还是这个图,我们是中国创业板第一家上市公司,我也觉得挺奇怪的,我上来前十分钟我们股票突然间冒了9%,我不知道是为了响应我上来还是怎么,我们创业板第一股是特锐德,我们特来电争取今年下半年报材料上市,我们从充电网叫特安全,我们从数量、电量、流量,三量融合的商业模式叫特来钱,我们团队叫特来劲,今天和诸位同仁在一起我们叫特来缘!

谢谢各位,谢谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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