黃成節(jié)：《綠色交通發(fā)展助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)》

本屆大會以“聚焦高質(zhì)量·引領(lǐng)新發(fā)展”為主題，集“展覽展示+主論壇+11場分論壇+新品發(fā)布+品牌評選”為一體。大會共邀請到200+演講嘉賓，匯聚了2000+來自政府部門、專家學者和充換電產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)高層，一同見證充換電產(chǎn)業(yè)的無限機遇，共話充換電產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展之路。
 

5月22日，重慶三峽綠動能源有限公司執(zhí)行董事 黃成節(jié)分享了《綠色交通發(fā)展助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)》主題演講。

 

演講整理

 

重慶三峽綠動能源有限公司

黃成節(jié) 執(zhí)行董事

 

尊敬的各位嘉賓、各位同行，朋友們：

 

大家上午好！我是來自三峽綠動的黃成節(jié)，非常榮幸受主辦方的邀請，有機會在這樣的場合下給大家做一個分享。我們?nèi)龒{綠動是三峽集團所屬三峽水利按照國家“雙碳”目標要求和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，為推動綠色低碳發(fā)展，把握電能替代趨勢，開辟產(chǎn)業(yè)發(fā)展新賽道設(shè)立的電動重卡充換儲用一體化等綠色交通業(yè)務(wù)平臺，是三峽集團在重卡等商用車電動化業(yè)務(wù)推廣及投資開發(fā)的先行先試實施主體。經(jīng)過幾年的努力，我們在電動重卡等商用車電動化和交能融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面不斷實踐和探索，受益于行業(yè)進步，與各位同行一道取得了一定的發(fā)展。我們?nèi)龒{水利是一家電力電網(wǎng)企業(yè)，結(jié)合交通領(lǐng)域電動化和電力行業(yè)發(fā)展，今天我給大家分享的主題是綠色交通發(fā)展助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)，下面我將從新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的背景和框架，綠色交通發(fā)展對新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的意義以及路徑探索三個大的方面來具體介紹：

一、新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的背景和框架

 

目前，我國電力系統(tǒng)發(fā)電裝機總?cè)萘?、非化石能源發(fā)電裝機容量、遠距離輸電能力、電網(wǎng)規(guī)模等指標均穩(wěn)居世界第一。然而，隨著“能源革命”逐步演繹，我國風電、光伏新能源占比快速攀升、電動汽車快速推廣，多因素導致的發(fā)電和用電負荷不確定性對我國電力系統(tǒng)帶來了諸多挑戰(zhàn)。歸結(jié)起來，帶來的這些挑戰(zhàn)可從供給端和需求端兩方面來說：

 

一方面，供給端，新能源占比提升并替代常規(guī)機組發(fā)電，風光發(fā)電的波動性和間歇性導致了電力供應(yīng)的不穩(wěn)定，容易引發(fā)電網(wǎng)頻繁波動和不均衡問題，其發(fā)展將對電力系統(tǒng)電力電量的時序平衡和空間平衡帶來影響，并由此給電力系統(tǒng)帶來三大挑戰(zhàn)。首先，新能源資源具有隨機性、波動性、低密度和分散性，使其發(fā)電出力時空分布極度不均衡且“高裝機、低電量”，給電力系統(tǒng)帶來充裕性挑戰(zhàn)；其次，新能源發(fā)電設(shè)備具有低抗擾、弱支撐性，快速可控與輸出能力受限的矛盾突出，給電力系統(tǒng)帶來安全性挑戰(zhàn)；第三，新能源發(fā)電低運行成本、高系統(tǒng)成本，和對生態(tài)環(huán)境高貢獻與對電力安全低貢獻的矛盾，需要協(xié)調(diào)多利益主體責權(quán)利，給電力系統(tǒng)運行的體制機制帶來挑戰(zhàn)。

 

另一方面，需求端，眾所周知，隨著動力電池等電動汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，我國電動汽車保有量激增，電動汽車充電將增加電力負荷，特別是大量電動汽車無序充電，將產(chǎn)生電網(wǎng)負荷峰值上升和電力供應(yīng)壓力增大的影響，進一步加劇電網(wǎng)波動，這些對電力系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定性和效率也帶來明顯挑戰(zhàn)。根據(jù)公安部統(tǒng)計，截至2023年底我國機動車保有量達4.35億輛，其中汽車3.36億輛。這個巨大的保有量很大一部分正在被電動化替代。假設(shè)機動車其中一半被電動化替代，每輛車平均電量大于60千瓦時，則車載電池儲能容量超過130億千瓦時?？梢灶A計，電動車的發(fā)展對用電電量的需求和配網(wǎng)資源的需求是巨大的，如處于無序補能狀態(tài)，將造成電網(wǎng)臺區(qū)配變負載率大及用電峰值負荷的迅速抬升。

 

在以電代油快速推進的大背景下，電動汽車補能是對電網(wǎng)電力負荷造成影響的其中一方面，還有其他用能形式的改變也將造成同樣的影響。因此，需求端產(chǎn)生的變化對電力系統(tǒng)也帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

 

在這樣的大背景下，為解決新形勢下供給端和需求端的電力電量平衡和穩(wěn)定問題，就需要構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。根據(jù)國家能源局統(tǒng)籌組織編寫的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》，新型電力系統(tǒng)是以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設(shè)為主線任務(wù)，以源網(wǎng)荷儲多向協(xié)同、靈活互動為堅強支撐，以堅強智能、柔性電網(wǎng)為樞紐平臺，以技術(shù)創(chuàng)新和體制機制創(chuàng)新為基礎(chǔ)保障的新時代電力系統(tǒng)，是新型能源體系的重要組成和實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵載體。新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎(chǔ)保障，共同構(gòu)建了新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系。

 

當前，用于應(yīng)對電網(wǎng)供需平衡的調(diào)節(jié)資源包括評估電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力影響、建立需求側(cè)響應(yīng)等電力市場機制、火電深度調(diào)峰改造、燃氣輪機調(diào)節(jié)、發(fā)展電化學儲能和抽水蓄能以及跨區(qū)遠距離傳輸?shù)榷喾N方式。在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中，為了平衡供需，電力系統(tǒng)需要更多的調(diào)節(jié)資源。這些調(diào)節(jié)資源主要發(fā)揮削峰填谷和降低損耗、提高清潔能源消納能力、調(diào)峰調(diào)頻電力輔助服務(wù)、提升電網(wǎng)設(shè)施應(yīng)用效率以及應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)故障狀態(tài)等價值。那么隨著技術(shù)成熟與成本的降低，作為降低整個電網(wǎng)的波動性和不確定性的工具，包括電動汽車電池能量存儲在內(nèi)的電化學儲能將逐漸成為新型電力系統(tǒng)構(gòu)件中資源調(diào)節(jié)的重要方式。

 

二、發(fā)展綠色交通產(chǎn)業(yè)對新型電力系統(tǒng)建設(shè)的價值和意義

 

近年來，在技術(shù)、市場與政策等多重因素影響下，汽車這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與能源、交通、信息通信等領(lǐng)域的技術(shù)加速融合，全球汽車產(chǎn)業(yè)形態(tài)和格局正在加快重塑。汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化正在推動變革，以電動汽車使用推動綠色發(fā)展的綠色交通時代已經(jīng)到來。電動汽車以其自身特點，相比傳統(tǒng)其他形式的電化學儲能，大力發(fā)展電動汽車等綠色交通產(chǎn)業(yè)，可以從一定層面解決大容量可再生能源接入電網(wǎng)問題，促進電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型和交通出行電氣化轉(zhuǎn)變，在需求端發(fā)力解決符合新型能源結(jié)構(gòu)痛點及應(yīng)對電網(wǎng)雙重不穩(wěn)定問題。

 

電動汽車對新型電力系統(tǒng)運行的支撐可以從大電網(wǎng)主網(wǎng)、配網(wǎng)和相互作用等多層面展開：

 

在大電網(wǎng)主網(wǎng)層面，電動汽車參與電網(wǎng)調(diào)峰可以有效提升電動汽車虛擬電廠收益，促進電網(wǎng)功率平衡與安全運行。

 

在配電網(wǎng)層面，實現(xiàn)電動汽車有序充電能夠顯著降低配電網(wǎng)臺區(qū)負載率，提升臺區(qū)電動汽車充電城的容納率，同時可降低分布式電源出力波動性，有利于運行。

 

在相互作用層面，綠色交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以實現(xiàn)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的共贏，最終促進兩者共同發(fā)展。第一，可提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過實現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)之間的相互支持和協(xié)同，避免電網(wǎng)負荷過載和能源浪費，降低碳排放。第二，協(xié)同發(fā)展可推動電動汽車的普及和發(fā)展。通過提供有序充電、V2G和電池梯次利用等服務(wù)，增強電動汽車的使用體驗和經(jīng)濟性，促進電動汽車的市場化推廣。第三，可創(chuàng)造新的商業(yè)機會和盈利模式。電動汽車作為可再生能源的調(diào)節(jié)器，不僅可為電力市場提供靈活容量，也為相關(guān)企業(yè)提供了車電分離、電池租賃等多元化的業(yè)務(wù)拓展和創(chuàng)新發(fā)展的機會，并創(chuàng)造新的商業(yè)機會和盈利模式。

 

三、發(fā)展綠色交通產(chǎn)業(yè)助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)的路徑選擇

 

與傳統(tǒng)的汽車僅作為交通工具不同，電動汽車可以作為用能、儲能并回饋能源的終端，以電動汽車應(yīng)用為主的綠色交通產(chǎn)業(yè)如果得以實現(xiàn)發(fā)展，其將在用能、儲能和回饋能源三個方面對新型電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)揮重要價值，將實現(xiàn)能源和交通兩者共贏發(fā)展。

 

用能方面：電動汽車作為交通工具，其行駛過程中直接消耗電能。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，電動汽車的能效更高，對環(huán)境的污染更小，但同時帶來對電能海量需求。截至到2023年，中國市場新能源汽車滲透率已達36%。4月中旬，乘聯(lián)會公布的數(shù)據(jù)，中國市場新能源車雙周滲透率超過了50%，達到了50.9%。隨著新能源汽車滲透率不斷提升，新能源汽車用電量將成為我國消費總電量相主要組成部分之一。當下的電動汽車很多都是無序充電，不過隨著電動汽車大規(guī)模普及，或?qū)⒏淖兡壳熬置?。比如，我們可以通過政策引導、大力推廣智能和數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)互聯(lián)互通，在保障配電網(wǎng)和車輛安全的前提下對電動汽車資源進行管理，對充放電進行調(diào)控，構(gòu)建電網(wǎng)﹣聚合商﹣用戶分級協(xié)同的調(diào)控體系，我們可以通過負荷資源管理技術(shù)、日前市場申報﹣日內(nèi)實時調(diào)控技術(shù)，引導電動汽車采用最佳的用電方式，平緩電網(wǎng)峰谷差、提升電動汽車聚合商／虛擬電廠收益，緩解配電網(wǎng)阻塞，將電動汽車從無序充電發(fā)展到有序充電等方式，降低電網(wǎng)負載率，提升能源供給的容納率，降低電源出力波動性，促進電網(wǎng)功率平衡與安全運行。如此可以很好的解決新能源消納通道、資源調(diào)節(jié)靈活性等等新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要的一些關(guān)鍵性問題。

 

儲能方面：電動汽車的電池與儲能電池沒有本質(zhì)上的區(qū)別，可以作為移動儲能單元，提供儲能服務(wù)。例如，在電力需求高峰期，電動汽車的電池可以提供穩(wěn)定的電力輸出，減輕電網(wǎng)負擔；在電力需求低谷期，電動汽車的電池可以存儲多余的電能，以備后續(xù)使用。對整個用能體系而言，這或許也是最經(jīng)濟的儲能方式。例如，考慮出行需求，乘用車、重型卡車、物流車每日可參與電網(wǎng)調(diào)度的平均電量未來預計可達到百億度電規(guī)模。這些如使用純粹的儲能電池，需要十萬億元級的投資。因此，將這些車載電池用好了，不但從一定層面節(jié)省了這類投資，也推動了車載電池的價值加快回收和冗余利用。同時，將電動汽車作為移動儲能單元還能避免集中式電池儲能電站安全保障方面的擔憂，為更加安全電化學分布式儲能提供了一個新的低成本途徑。除此之外，電動汽車充換電站儲備的大量電池，充分利用后能夠削減電網(wǎng)容量配置的建設(shè)成本。這些從一定層面可有效解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)涉及的電力平衡困難、調(diào)節(jié)成本增加、系統(tǒng)安全穩(wěn)定難度增加等需要解決的問題。

 

回饋能源方面：通過V2G技術(shù)，電動汽車可以與電網(wǎng)實現(xiàn)互動。電動汽車停止運行時，通過雙向充電樁與電網(wǎng)聯(lián)接，通過發(fā)揮車網(wǎng)互動能量聚合潛力，實現(xiàn)在用電高峰期電動汽車可以向電網(wǎng)輸送電能，在用電低谷期電動汽車可以從電網(wǎng)獲取電能。這種技術(shù)可以實現(xiàn)能源的優(yōu)化配置，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一般而言，無序充電的功率需求是有序充電的兩倍以上，而雙向充放電V2G則可以反過來減小功率需求，并通過實現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)之間的相互支持和協(xié)同，避免電網(wǎng)負荷過載和能源浪費，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，以推動新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。

 

除了以上可選擇路徑之外，發(fā)展綠色交通產(chǎn)業(yè)，還可以從挖掘電池的商業(yè)價值、大力發(fā)展“光儲充放”智能微網(wǎng)智慧能源解決方案應(yīng)用等路徑以服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，例如充分發(fā)揮剩余容量價值，將退役動力電池整包梯次利用，可大幅降低新型電力系統(tǒng)建設(shè)中的系統(tǒng)投資成本。同時，電動汽車等綠色交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以解決大容量可再生能源接入電網(wǎng)問題，有效促進電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型和交通出行電氣化轉(zhuǎn)變，發(fā)揮綠色交通產(chǎn)業(yè)對新型電力系統(tǒng)建設(shè)的價值和意義。

 

剛才，我們從用能、儲能和回饋能源三個方面探討了電動汽車應(yīng)用等綠色交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的可選擇路徑，推動綠色交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可以更好地服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，并實現(xiàn)兩者共贏發(fā)展。

 

盡管電動汽車等綠色交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有上述可選擇路徑，但在實際應(yīng)用中仍存在一些技術(shù)、市場和政策障礙。例如：電動汽車充放電時間問題；電池成本和循環(huán)壽命問題；車網(wǎng)互動涉及的有序充電、V2G技術(shù)及配套的政策等問題，這些尚未完全解決。

 

但我相信，隨著綠色交通服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)研發(fā)投入的進一步加大，隨著市場情況和支持政策進一步成熟和完善，有大家的共同努力，這些問題將會逐步解決，新能源和交能融合的發(fā)展將迎來一片新的藍海，我們?nèi)龒{綠動期待能夠攜手與朋友們一道在這片藍海創(chuàng)造新的未來。

 

謝謝大家！