8月22-24日,由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦,上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲充產(chǎn)業(yè)大會&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會,簡稱:金磚光儲充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會設(shè)置“論壇峰會+展示臺展示”,既有企業(yè)細(xì)致入微的分析,也有行業(yè)專家為市場發(fā)展提出的設(shè)想與方案,助力落實國家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求,積極助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。
深圳ABB電動交通科技有限公司 產(chǎn)品總監(jiān) 陳仁德出席論壇并發(fā)表主題演講——《光儲充的前景及應(yīng)用探討》 。
以下為演講實錄:
陳仁德:各位領(lǐng)導(dǎo),各位來賓,大家上午好!我是深圳ABB的陳仁德,非常感謝主辦方的組織,讓我有機(jī)會在這里和大家一起探討光儲充的前景及應(yīng)用。
大家都知道,太陽是無窮無盡的能量源泉。陽光普照大地1.5個小時,地表接收到的能量,就比全人類1年用的總能量還要多。
考慮過時間、天氣和地理等因素后,用地表面積的0.3%去做太陽能發(fā)電,也就是就是45萬平方公里,差不多瑞典那么大,去做太陽能光伏發(fā)電,產(chǎn)生的電能,就可以滿足全人類的能源需求。
據(jù)統(tǒng)計,人類一年耗能 168PWh(P瓦時),而太陽輻射到地表的功率是122PW,相當(dāng)于每平米每天而降的能源,就有3.5~7度電。
當(dāng)然,我們能用光伏系統(tǒng)能接收到的就是其中的10~20%左右,相當(dāng)于每平每天0.6~0.7度電左右,大約能讓一臺車每天跑3~4公里。
再來看一下全球新能源車的數(shù)量以及它的充電需求量。據(jù)IEA的數(shù)據(jù),目前全球有1650萬輛新能源汽車,預(yù)計到2030年達(dá)到1.7億輛。相對應(yīng)的用電需求,目前需要66TWh,預(yù)計到2030年需要699TWh。這相當(dāng)于需要4千平方公里光伏板的發(fā)電量。
其中,中國的純電動汽車保有量從2019年的310萬輛,增長到現(xiàn)在的810萬輛,預(yù)計到2030年達(dá)到8千萬輛。如果按照每車每年跑2.5萬公里,按平均每百公里電耗16度來算,今年中國純電動汽車充電需要32TWh,2030年需要320TWh。
作為充電行業(yè)的從業(yè)者,我們能從這里面會分到多少蛋糕呢?假設(shè)這些純電動汽車,都到公共充電站去充電,服務(wù)費3毛~5毛每度,那么今年國內(nèi)的充電服務(wù)費總額額就是97~162億元,2030年會達(dá)到960~1600億元。這個充電服務(wù)費總額或總毛利,就是我們能分到的蛋糕,一起分享的有充電設(shè)備商、配電設(shè)備商、電纜商、安裝商、運營商、物業(yè)方等等。這明顯不夠,所以大家會感覺到這個行業(yè)很卷,大家很努力,但是賺錢不多的原因。
有什么辦法提高充電行業(yè)的利潤呢?我能想到的是兩個方向,一是大功率充電,提高翻臺率;二是光儲充,從總電費這塊摳一部分出來歸我們。
從大功率充電這個方向看,車端已經(jīng)在往這個方向走。國外中高端主流車型,充電功率普遍在150kW以上,國內(nèi)最近新推出的部分車型,峰值充電功率超過400kW以上。例如,Aion V 6C版的峰值充電功率,據(jù)報道是481kW;小鵬新發(fā)布的G9,雖然它的PPT寫的是400kW,但看他的直播截圖,功率高達(dá)438kW。
汽車行業(yè)有個特點,就是平臺化。一旦一家公司有好的技術(shù),就會以平臺化形式應(yīng)用到其他產(chǎn)品、其他車型,帶動整個行業(yè),推動整個汽車行業(yè),所以其他車廠也會跟進(jìn)??梢哉f,大功率充電的時代已經(jīng)來臨,充電5分鐘,續(xù)航200公里,將會成為常態(tài)。
車端已經(jīng)在往大功率方向走了,那么樁端的情況如何呢?在歐洲,ABB早在2017年就推出了350kW 500A 920V的大功率歐標(biāo)充電樁,并由Ionity在全歐范圍內(nèi)高速路網(wǎng)去部署,目前已部署1864套超充樁。
在中國,ABB最近推出了480kW 650A 1000V國標(biāo)大功率超充樁,不但實現(xiàn)了“充電5分鐘,續(xù)航200公里”,而且大幅提升充電場站的服務(wù)效率,增加充電運營收益。
相比傳統(tǒng)粗大笨重的充電槍線,ABB大功率液冷超充系統(tǒng)采用全球領(lǐng)先的液冷技術(shù),降低了槍線50%的重量,即使是穿著高跟鞋的妙齡少女,也可輕松地單手操作。
前面我們提到了通過液冷技術(shù)來解決大電流帶來了發(fā)熱問題,ABB通過監(jiān)控整個系統(tǒng),液體的流速,系統(tǒng)各個點的溫度、冷卻液的液位、內(nèi)部壓力等關(guān)鍵參數(shù)來控制冷卻系統(tǒng)的泵和風(fēng)扇,實時保障車輛和人員的安全。
具體看一下ABB超充樁的特點,最高輸出電壓可高達(dá)1000 V,可以同時兼容現(xiàn)在和下一代電動汽車的車型。系統(tǒng)峰值效率高達(dá)95%,在長達(dá)10年的產(chǎn)品生命周期內(nèi)可以很好的降低總的用電成本。
然后我們采用了先進(jìn)的空調(diào)散熱技術(shù),有效降低噪音,帶來更好的使用體驗。
我們是IP65防護(hù)等級,隔絕了外部粉塵和凝露對電氣元件的損傷,產(chǎn)品壽命可高達(dá)10年。
具備柔性充電功能,可支持4輛汽車同時充電,按照車輛需求進(jìn)行動態(tài)分配,自適應(yīng)調(diào)節(jié)輸出,最大限度地利用設(shè)備容量,做到功率共享。
當(dāng)然,ABB只是大功率超充樁做得最早,比較好一家,業(yè)內(nèi)少數(shù)同行也有類似產(chǎn)品,可以說大功率充電樁也已經(jīng)準(zhǔn)備好了。
未來大功率充電越來越多的時候,會不會對配電網(wǎng)造成沖擊呢?答案是肯定的。
目前充電的客戶群主體是網(wǎng)約車、的士、物流車,他們?yōu)榱耸″X,可以半夜排隊去充電,但是隨著大功率充電車它的普及,消除了里程焦慮,電動汽車會走進(jìn)千家萬戶,充電客戶的主群體就會變成單位職工、上班族、商戶等,也就是普通居民,他們會在下班后充電,這就跟居民日常負(fù)荷曲線高度重合,高達(dá)85%,會造成用電負(fù)荷峰上加峰。所以,超充樁會給配電網(wǎng)帶來非常大的統(tǒng)計。
隨機(jī)開始的充電時間點有可能恰好重合,前面5~10分鐘超充需求功率最大,可能出現(xiàn)離散型峰值功率,造成區(qū)域電網(wǎng)電能質(zhì)量的下降。
所以大家可以看到,如果不提前部署和應(yīng)對,幾年后,總負(fù)荷峰值會提升49.3%,峰谷差高達(dá)73.6%。
前面我們介紹了太陽能的充足、充電需求的增長、充電盈利需拓展、大功率充電趨勢、以及電網(wǎng)可能受到的影響等。所有這些問題,都可以通過光儲充,來部分解決或緩解,通過光伏、儲能、充電的有機(jī)組合,充分利用當(dāng)?shù)靥柲馨l(fā)電,應(yīng)對電力供電不足的問題。
同時配備適當(dāng)?shù)膬δ埽鉀Q不同時段的供需匹配,以及撫平隨機(jī)時間碎片的突發(fā)大功率充電需求。
光儲充其實有家用的小型光儲充,以及公共用的大型光儲充,家用的相對簡單,我們這里就先不談它。這里主要看下公共光儲充,應(yīng)該以怎樣的策略或邏輯來配置。
公共充電站,多數(shù)是采用大工業(yè)分時電價,根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏π枨笄闆r,供電局每個月給出在不同時段的分時電價,例如表中所列的是深圳5、6月份的電價;
我們可以看到峰時電價在1.16,谷時電價在0.28,價差相差4倍,如果有尖峰電價,價差會更大,配合儲能,把夜間的電存在尖峰的時候用,局部成本立降3、4倍。光伏發(fā)電上網(wǎng)電價通常時0.41~0.42元/度,但如果你把光伏的電充到汽車上面去,你的賣價立馬翻3、4倍。
儲能把電價降下來、光伏把售價提上去,大功率超充提升翻臺率,光儲充會給充電運營帶來更能賺錢的光明前景。
對于調(diào)度策略,在不同的場景不太一樣,例如我本來就有大片光伏發(fā)電,我就可能都用光電,又如我這里地方供電不足但充電需求旺盛,那么儲能就需要配更多。
大家看到這個表列出來的是基于成本最優(yōu)化,以及效益最優(yōu)化的假設(shè)確定的。例如在晚上0-8點,電網(wǎng)谷時電價最低,有車來充的時候,網(wǎng)電及儲能一起給車超充,沒車充的時候,用低價電把儲能充滿,實現(xiàn)削峰填谷。
在白天,10-17點,太陽能發(fā)電量大,市電價高,光伏發(fā)電直接充電,或存到儲能。
在峰段,10-12點,以及14-19點,市電價最高,這個時候由光伏、儲能共同供應(yīng)充電樁需求,盡量避免從電網(wǎng)取電。
在谷、平段,當(dāng)汽車需求超出電網(wǎng)容量時,儲能作為緩沖,實現(xiàn)動態(tài)的充放均衡。
上面說的是基本策略,除此之外,同時考慮擴(kuò)展策略,就是說公共光儲充系統(tǒng)要做成柔性系統(tǒng),可以根據(jù)站點實際的供電容量、光伏容量,以及后臺觀測到的實際供需情況,去做動態(tài)調(diào)整或擴(kuò)展光儲配置。
光儲充的集成,可以通過交流母線集成,也可以是直流母線。交流母線更加靈活,可以快速集成現(xiàn)有的產(chǎn)品,不用開發(fā)專門的DC/DC充電樁。直流母線的系統(tǒng)效率更高,光、儲、充之間的耦合度可以更高,甚至部分功能可以復(fù)用,但是需要開發(fā)專門的DC/DC充電樁。
光儲充適用于哪些場景呢?公共光儲充適用于場地充足、電力不足的充電場景。例如,高速服務(wù)區(qū),那里有充足的面積,可以用來鋪設(shè)太陽能光伏板,如果面積還不夠,是不是還可以沿著閘道鋪長長的鋪2排。
例如這個站點只有1000kVA的可用電容量,如果沒有光儲,那就最多只能裝2套480kW的超充樁,只能支持8臺車同時充電。但是,如果配上1MWh儲能和420kWp光伏,那么我們就可以安裝4套480kW超充樁,能支持16臺車同時充電,而且能夠儲用夜間低價電,每天自發(fā)自售1500度電,經(jīng)濟(jì)效益明顯提升,服務(wù)范圍也廣了。
按每臺車平均充電50度電,該站可以每天為510臺車提供充電服務(wù),滿足高速繁忙的充電需求,避免排隊充電現(xiàn)象出現(xiàn)。
適合做光儲充的另一個場景,就是大型露天停車場,例如公交站場、各個市、縣、區(qū)的長途客運站、大型露天公共停車場、大型工廠的停車坪等等。
當(dāng)然停車場的充電需求不如高速服務(wù)區(qū)旺盛,相對應(yīng)的配置可以減半,還有大型建筑群,例如公共建筑群、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、大學(xué)城等,也適合光儲充。
最后一個,或許是需要政府投資的偏遠(yuǎn)地區(qū),像一些偏遠(yuǎn)景區(qū)、西部干道,那里有一部分充電需求,但是可能電力擴(kuò)容困難,可能也需要用到光儲充。
我們參考深圳羅湖片區(qū)幾個充電站的綜合數(shù)據(jù),按照高速服務(wù)區(qū)場景,模擬了一個4套480kW超充+光儲的系統(tǒng)的收益模型。
系統(tǒng)收益模型如下:
粗略計算,光伏430kW成本約189萬,儲能約200萬,充電樁及安裝建設(shè)346萬,總共投資435萬。按17.1%的使用率,以及市場化的充電價格算,收益率IRR可以達(dá)到22%,回報周期4.5年,經(jīng)營8年NPV可以達(dá)到445萬,經(jīng)濟(jì)回報還可以接受。
隨著光伏、儲能、充電樁的價格逐年下降,例如下降20%,回報周期將會進(jìn)一步縮短到3.2年。光儲系統(tǒng)可以每年節(jié)省82萬電費,在建設(shè)成本收回后,這個優(yōu)勢更加明顯。
另外,按照炭排因子0.4512 kg-CO2/kWh,這個光儲充站點,一年可以減排二氧化碳248噸。
所以大家可以看到,光儲充系統(tǒng)無論是經(jīng)濟(jì)效益,還是社會效益,都是相當(dāng)理想的。
總結(jié)一下,從經(jīng)濟(jì)效益看,光儲充利用了充足的太陽能,能有效應(yīng)對充電需求的增長及大功率充電趨勢,拓展充電運營的盈利能力。
從社會效益看,光儲充就地生產(chǎn)和消納綠電,既滿足了充電需求,也助力了碳達(dá)峰、碳中和,而且光儲充系統(tǒng),有效地?fù)崞搅舜蠊β食鋵ε潆娋W(wǎng)的沖擊,為超充大規(guī)模應(yīng)用消除后顧之憂。還有光儲充系統(tǒng),減弱了對電網(wǎng)的依賴,為有充電需要而電源條件不允許的地方,提供了解決方案。
在座的有新能源各行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和專家,光儲充的發(fā)展,需要大家共同支持。
首先,我們需要制定和完善光儲充標(biāo)準(zhǔn),明確功能、性能、安全和消防等要求。其次,大家選定一個方向,是直流母線還是交流母線,選定一個主攻一個,業(yè)內(nèi)協(xié)同發(fā)展。最后,通過集成化、標(biāo)準(zhǔn)化,降低光儲充的生產(chǎn)成本和建設(shè)成本,奠定大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。
總的來說,光儲充的應(yīng)用場景明確,發(fā)展前景廣闊,讓我們大家一起共同開創(chuàng)。
我的匯報結(jié)束,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,僅作為參考資料,請勿轉(zhuǎn)載?。?/span>