2021年9月15-17日,“第三屆世界新能源汽車大會(huì)”(WNEVC 2021)在海南國際會(huì)展中心盛大召開,由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國家市場監(jiān)督管理總局、國家能源局共同主辦。本次大會(huì)以“全面推進(jìn)市場化、加速跨產(chǎn)業(yè)融合,攜手實(shí)現(xiàn)碳中和”為主題,邀請全球各國政產(chǎn)學(xué)研各界代表展開研討。
在9月16日下午舉辦的 “智能網(wǎng)聯(lián)汽車與智慧城市協(xié)同發(fā)展” 主題峰會(huì)上,上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司副總工程師奚培鋒發(fā)表了精彩演講。
以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄:
各位領(lǐng)導(dǎo),各位專家,各位來賓,大家下午好!
首先我非常高興也非常榮幸受組委會(huì)邀請來參加本次論壇,大家從我的公司名稱來看應(yīng)該可以感受到,我不是屬于汽車行業(yè)的,我的專題研究主要是在能源特別是在用電領(lǐng)域的研究。但是隨著網(wǎng)聯(lián)汽車或者是城市汽車的發(fā)展,我們需要有更多的協(xié)同與融合,所以我今天將站在城市能源網(wǎng)絡(luò)這個(gè)角度向大家匯報(bào)介紹一下城市能源網(wǎng)與新能源汽車兩者發(fā)展過程當(dāng)中面臨的一些問題和新的需求以及將要探索的一些創(chuàng)新內(nèi)容。
主要是從三個(gè)方面向大家介紹一下:一是簡單介紹一下目前城市能源網(wǎng)以及智能網(wǎng)聯(lián)特別是新能源汽車的發(fā)展趨勢。
在傳統(tǒng)意義上,汽車、交通道路和能源三者有一定的聯(lián)系,但是各自行業(yè)是相對比較獨(dú)立地去發(fā)展的,交通主要是一些通達(dá)性、擁堵性和相關(guān)材料,對于我們能源領(lǐng)域來說主要是保障供能的可靠安全以及提高終端的能源利用效率,傳統(tǒng)汽車發(fā)展意義上汽車與能源可能說在發(fā)展過程中聯(lián)系不大。我作為國家能源的智能電網(wǎng)用戶端研發(fā)中心主任,在十幾年前成立這個(gè)研發(fā)中心的時(shí)候很少去關(guān)注汽車業(yè)的發(fā)展。但是隨著新能源汽車的發(fā)展,包括剛才各位專家、各位領(lǐng)導(dǎo)都提到了汽車行業(yè)的新四化發(fā)展以及城市能源網(wǎng)的三化發(fā)展,它們兩者之間的關(guān)系會(huì)越來越密切,越來越需要協(xié)同的融合發(fā)展,特別是汽車行業(yè)里面的智能化和電動(dòng)化需要有大量的基礎(chǔ)設(shè)施的配套支撐,包括新能源汽車充電樁等來滿足新能源汽車充電用電的需求。未來新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要與電網(wǎng)和城市能源網(wǎng)更需要一個(gè)安全性的信息交互。
城市能源網(wǎng)也有三化的發(fā)展,分別是能源消費(fèi)的高度電氣化、能源生產(chǎn)的清潔化、能源利用的日益高效化。這三化的發(fā)展一方面是面臨著如何應(yīng)用新能源汽車去消解大量新能源、分布式能源的問題,第二個(gè)是如何去解決新能源汽車的大規(guī)模充電困難,這個(gè)是城市能源網(wǎng)發(fā)展過程當(dāng)中、新能源汽車發(fā)展過程中面臨的新需求和新問題。
新能源汽車的發(fā)展需求大家都非常清楚,到2025年20%,到2060年50%,大家知道交通大概占33%左右的,也就是三分之一的全球日均耗能總量,交通電氣化、新能源汽車的發(fā)展化對于城市能源網(wǎng)的發(fā)展將會(huì)有很重大的影響。再來看一下城市能源網(wǎng)目前發(fā)展的方向。去年9月份習(xí)近平總書記提出了雙碳目標(biāo),今年3月份在中央財(cái)經(jīng)第九次會(huì)議的時(shí)候也提出了要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。包括很多方面,主要是連接了與新能源汽車發(fā)展密切相關(guān)的發(fā)電和用電環(huán)節(jié),主要方向是圍繞高比例新能源接入,構(gòu)建合理的調(diào)峰電源體系。預(yù)計(jì)到2060年,新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到50億千瓦,用電環(huán)節(jié)主要方向是實(shí)現(xiàn)高度電氣化負(fù)荷多元互動(dòng),提升新能源的消化能力和提升能源利用效率。所以說城市能源網(wǎng)的發(fā)展會(huì)有一個(gè)巨大的改變。
這個(gè)新型電氣發(fā)展過程當(dāng)中也有它自身的一些特征,主要是雙高和雙隨機(jī)。一個(gè)就是高比例可再生能源接入和高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用,包括供電側(cè),風(fēng)力發(fā)電或者光伏發(fā)電都是通過高比例電力電子接入的。另外就是雙隨機(jī),因?yàn)槲覀冎里L(fēng)電和光伏發(fā)電有一個(gè)供能的隨機(jī)性,在需求側(cè)越來越多的新型用能設(shè)備包括新能源汽車也有隨機(jī)性,我們駕駛新能源汽車可以回家充電,可以在辦公的時(shí)候充電,可以在吃飯的時(shí)候充電,它的隨機(jī)性很大,所以說新能源汽車的快速增長它的隨機(jī)性也是直接影響我們城市能源網(wǎng)的未來發(fā)展。
因此我們知道未來車聯(lián)網(wǎng)與城市能源網(wǎng)的發(fā)展是密不可分的,當(dāng)然,當(dāng)中還有一個(gè)很重要的基礎(chǔ)設(shè)施就是新能源汽車的充電設(shè)備。一方面它連接了我們能源消費(fèi)端,直接連接了電動(dòng)化、綠色化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化的綠色汽車,另外連接了能源供給端,以電為中心,以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)平臺(tái)的支撐能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型的城市能源網(wǎng),所以未來車聯(lián)網(wǎng)、城市充電網(wǎng)融合發(fā)展是未來的發(fā)展趨勢。
那融合發(fā)展過程當(dāng)中我們將面臨哪些新的需求和可以進(jìn)行哪些新的探索呢?首先來看一下可能面臨的問題,主要是兩個(gè)問題:
一個(gè)就是峰上加峰問題。新能源汽車發(fā)展比較快的都是一些大型城市,本來它的供能或者說供電的壓力就比較大,比如說上海等大型城市都是外來用電的,另外他們用電的峰谷差本來就比較大,所以說新能源汽車的發(fā)展以及新能源汽車對于充電的需求會(huì)帶來三方面的突出問題,一個(gè)就是充電負(fù)荷總量會(huì)提升,未來社會(huì)的復(fù)合增長57%-70%是新能源汽車帶來的;第二個(gè)負(fù)荷的峰值比例會(huì)進(jìn)一步提高,以上海為例,目前上海平均的峰谷差就可以達(dá)到2倍,在一些特定季節(jié)里它的峰谷差供能需求可能達(dá)到3倍,對于城市電網(wǎng)的安全性帶來了很大的影響,另外對它的經(jīng)濟(jì)性也有很大的影響。怎么樣實(shí)現(xiàn)新能源汽車的有序充電也是城市能源網(wǎng)將要面臨的一個(gè)問題和需求。第三個(gè)問題就是局部配網(wǎng)的壓力,因?yàn)槲覀円ㄐ履茉雌嚦潆姌?,為新能源汽車進(jìn)行快充,那它的一些局部配電網(wǎng)的負(fù)荷會(huì)極速增高,如果我們只是簡單增容的話投資經(jīng)濟(jì)性和安全性是達(dá)不到要求的,所以這是一個(gè)大的主要問題。
還有一個(gè)問題就是堵上加堵,因?yàn)樾履茉雌嚭蛡鹘y(tǒng)汽車不一樣,傳統(tǒng)汽車加油很快,新能源汽車要有一個(gè)比較好的停車位,而且快充電可以達(dá)到30分鐘左右,應(yīng)該說找樁找位是新能源汽車發(fā)展過程當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)剛需,但是我們是不是只要簡單去發(fā)展新能源汽車的充電樁就可以呢?其實(shí)并不然。目前上海市的公共充電設(shè)施利用率只有6%左右,部分很多充電廠站是長期排隊(duì)的,還有很大一部分是沒有充電的,在上海中心城區(qū)一公里范圍內(nèi)有充電站的比例達(dá)到了91.6%,在郊區(qū)2公里的一個(gè)充電站的比例也達(dá)到了63%,所以說充電站建設(shè)規(guī)模還是比較大的,但是為什么很多新能源汽車的司機(jī)還是找不到合適的充電廠站去充電呢?這個(gè)就是一個(gè)動(dòng)態(tài)匹配的問題。所以解決電動(dòng)充電管理問題也是一個(gè)主要的問題。
所以我們認(rèn)為在智慧城市、新能源汽車發(fā)展過程中要更加關(guān)注城市能源網(wǎng)與新能源汽車發(fā)展中重要協(xié)同作用,一方面我們要協(xié)同規(guī)劃,另外就是要實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng),實(shí)現(xiàn)資源需求的一個(gè)靈活匹配,最終一方面是保障電網(wǎng)的安全性,滿足新能源汽車高頻剛需的充電需求,為新能源汽車充電站進(jìn)一步提升服務(wù)能力。
圍繞著這些相關(guān)的目標(biāo)我們也是進(jìn)行了一些有益的探索,在這里跟各位專家進(jìn)行交流:
一個(gè)就是基于智能網(wǎng)聯(lián)車時(shí)空軌跡的充電站選址規(guī)劃,剛才講到了不能盲目去大規(guī)模建設(shè)充電站,我們需要根據(jù)大數(shù)據(jù)分析和車的行駛軌跡、充電需求來找到我們合適建充電廠站的地方,能夠大幅提高充電廠站的建設(shè)需求。第二個(gè)更重要的是源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的優(yōu)化控制,這個(gè)方面要解決4個(gè)問題:一個(gè)就是新能源汽車充電如何幫助電網(wǎng)優(yōu)先消化我們的利點(diǎn)或者說及時(shí)消化分布式能源,第二個(gè)就是避免峰上加峰,如何動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)新能源汽車的充電時(shí)間,使我們整個(gè)城市電網(wǎng)的峰谷差降低。第三個(gè)就是如何能夠設(shè)計(jì)一種比較有益的機(jī)制,我們不能說強(qiáng)制要求你在這個(gè)時(shí)段充電,那是不可能的,設(shè)計(jì)一個(gè)合理的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)調(diào)峰的手段。第四個(gè)就是一些新的技術(shù)發(fā)展,比如說V2G的技術(shù)發(fā)展,新能源汽車也是一個(gè)移動(dòng)電源,不但可以降低峰谷差,還可以幫助城市電網(wǎng)在應(yīng)急的時(shí)候解決一些競技問題。
還有就是我們?yōu)樾履茉雌囓囍髂軌驅(qū)崟r(shí)提供一些更合適的新能源汽車的充電廠站,為他能夠節(jié)省充電時(shí)間。
最后一個(gè)相對第三個(gè)更加復(fù)雜一點(diǎn),可能考慮一定時(shí)間范圍內(nèi)和一定區(qū)域內(nèi),大量新能源汽車和充電廠站的匹配問題,誘導(dǎo)我們新能源汽車的車主去合適的廠站充電,降低堵上加堵的問題,另外在一個(gè)時(shí)間段里,比如說物流車我規(guī)劃到明天要去的地方,我告訴他明天在哪里充電可以提高效率,這樣也可以降低城市能源網(wǎng)峰上加峰的風(fēng)險(xiǎn)。
所以以上是我們目前在做或者說在考慮的探索。最后我也是簡單為城市能源網(wǎng)發(fā)展提一些建議,也供大家參考。
一方面我們要進(jìn)一步提升三張網(wǎng)的建設(shè)、管理與互動(dòng),包括車聯(lián)網(wǎng)充電網(wǎng)和能源網(wǎng)。以上海為例,我們在2016年就建立了上海市統(tǒng)一的充電網(wǎng),這個(gè)充電網(wǎng)的名字叫聯(lián)聯(lián)充電。目前已經(jīng)接入了公共區(qū)域12多個(gè)新能源汽車充電樁,打通了72家主要運(yùn)營商支付通道,不但可以為車主提供找樁導(dǎo)航的功能,也可以提供啟停的服務(wù)功能。此外靜態(tài)動(dòng)態(tài)信息100%接入,訂單信息接入在95%以上??梢詾槲覀兊男袠I(yè)和政府政策、新能源充電站建設(shè)提供我們的數(shù)據(jù)支撐,在哪些區(qū)域可以建更多的充電樁,而且哪些區(qū)域更加適合建這些充電樁。
第二個(gè)就是上海市車聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),我們也以上海為例,上海市新能源汽車數(shù)據(jù)監(jiān)測中心也納入了目前全上海55萬輛新能源汽車的接入,包括車子的駕駛軌跡、新能源汽車SOC數(shù)據(jù)等等,它也可以支撐我們未來車樁匹配和能源網(wǎng)匹配進(jìn)行相關(guān)分析。當(dāng)然建了這樣的一個(gè)網(wǎng)更重要的一點(diǎn)就是我們與電網(wǎng)有序調(diào)節(jié)能力的互動(dòng),這里我們要解決三個(gè)問題:一個(gè)是面向不同類型的負(fù)荷,包括公共廠站、大量小區(qū)的私人樁如何實(shí)現(xiàn)智能化充放電的控制技術(shù);還有就是要建立一個(gè)市場機(jī)制;最好還要建立一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,能夠使電網(wǎng)車樁有一個(gè)透明和安全的信息傳遞,充分發(fā)揮電動(dòng)汽車的一個(gè)分布式儲(chǔ)能的特性,納入電網(wǎng)的優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)用電時(shí)間、用電行為可引導(dǎo)、用電方式智能化以及用電規(guī)律的可預(yù)測。
最后一個(gè)建議就是希望能夠加強(qiáng)城市能源網(wǎng)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車融合發(fā)展試點(diǎn)方面的一些落地,剛才幾位專家和領(lǐng)導(dǎo)也提到了,我們現(xiàn)在在做一些六大試點(diǎn)城市的內(nèi)容,我也特地去學(xué)習(xí)了一下,因?yàn)槲覀儾皇且粋€(gè)行業(yè),應(yīng)該說在六大試點(diǎn)過程當(dāng)中,城市能源網(wǎng)體系相關(guān)內(nèi)容還是比較少的,里面可能在武漢、無錫的應(yīng)用提到了一些充電樁的建設(shè),在上海里面找到了一些區(qū)域能源管理系統(tǒng)的建設(shè)。但是整體來說城市能源網(wǎng)如何與雙智的協(xié)同發(fā)展內(nèi)容還是比較少的,所以我們建議能夠在融合試點(diǎn)里面加入更多的元素,實(shí)現(xiàn)一個(gè)智慧城市、智慧能源、智慧交通、智慧汽車融合一體化,實(shí)現(xiàn)我們新能源汽車平臺(tái)、電網(wǎng)需求響應(yīng)平臺(tái)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的互聯(lián)互通互動(dòng),從而有效推動(dòng)我們城市能源網(wǎng)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的融合發(fā)展。
以上就是我的主要匯報(bào)內(nèi)容,這是我們一些初步的探索,如果有講的不對的地方,也可以在會(huì)后進(jìn)行交流與探討,謝謝大家。
(注:本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱)