電動車無序充電時代即將結束?

電動車無序充電時代即將結束?

經濟觀察網記者王帥國國內充換電基礎設施的建設,正成為除動力電池之外,消費者更為關注的話題。中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟的資料顯示,截至今年9月底,國內充電基礎設施數量為222。3萬臺,車樁比約3。05∶1,遠低於《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015—2020)》規劃的1:1的指標。

對此,中國科學院院士、中國電動汽車百人會(下稱“百人會”)副理事長歐陽明高指出,大家對電動汽車仍然不太滿意的是充電不如加油快。今年“十一”長假,很多使用者抱怨電動車變成了“電動爹”。

其實,高功率型動力電池是可以像加油一樣超快充電的,但其比能量低,無法滿足長續航要求。現在長續航的電動汽車越來越多,裝的都是強調高比能量的能量型動力電池,要想超快充電就不太容易了。要解決的問題不少:充電倍率太大,電池受不了;充電電流太大,車受不了;充電功率太大,電網受不了。

為此,電池本身要具備快充能力,即比較高的峰值充電倍率;車載電氣系統的電壓要提高,如增加到800伏以便在超大功率充電時減小總充電電流;充電電網最好採用儲能電池放電,以達到350千瓦的高功率以減輕電網負荷。

這中間最難的還是動力電池本身快充潛力的發揮。因為充電過程是最容易發生安全事故的,主要原因是快充導致鋰枝晶(鋰電池在充電過程中鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰)造成內短路。為此,需要開發無析鋰的快充技術外,還要選擇超快充電區間和幅度,研究表明比較合適的是在電量低到一半以下,5分鐘充1/3的電量,而不是充滿,充滿會遇到很多問題,例如安全問題、迴圈壽命問題、發熱問題等等。

“超快充電應當主要用在高速公路應急補電。比如現在五六百公里的車,5分鐘充1/3電量就是200公里,這是比較科學合理的”。歐陽明高表示,除了解決快充問題外還要考慮全氣候,比如冬天要加熱,夏天要散熱。所以,必須還要配備快速加熱、快速冷卻。

百人會認為,快速充電和快速換電相結合,卡車快換、轎車快充,換電備用電池給轎車快充,將是一個優勢互補、資源共享的解決方案。

與快充相比,慢充才是新能源汽車車主更加常用的補能方式。據統計,目前家用電動汽車充電量的75%是透過慢充獲得的,而慢充主要是在家裡慢充。隨著電動車數量快速增加,慢充會給電力負荷帶來很大壓力,現在深圳等地已經出現此類問題。

歐陽明高指出,隨著這個問題逐漸擴大化,國家與地方政府必然會有所幹預。主要措施是,在全國建立管理充電的資訊網,透過電價機制把車主的大部分充電時間調整到電力負荷低谷區間,以此排程電網的充電能量。據瞭解,現在這一專案已經開始深圳展開示範。

這也意味著無序充電的時代即將結束,之後將進入有序充電階段。但有序充電並非最終解決方案。

“有序充電還是單向的能量流動,控制一下什麼時候充。再進一步發展就是雙向的,電動汽車電池會既充電又放電。比如,電動汽車與房屋連線構成一個能源系統,也就是電動車作為一個儲能裝置,可以給建築供電。地下車庫都停著我們的電動私家車,將來晚上的電價跟白天電價差別會比較大,比如階梯電價差1塊錢,這種情況下,車主就會主動在電價低的時候充電,電價高的時候可選擇給建築供電,賣出電量產生收益。”歐陽明高表示。

此外,隨著中國能源利用結構向可再生能源轉型的深入推進,風電光伏發電波動大,電多的時候先儲存一部分,沒電的時候再放出,這樣一來儲能的作用會很大,電價差也會越來越大,電動汽車作為儲能裝置的價值就會發揮出來。

那麼這個事怎麼做,由誰來做,動力在哪裡?新的推動力量就是各級城市都要建立低碳城市,每個城市每年都有碳減排指標,是必須完成的。如果碳指標降不下來,新的投資就無法上馬。這就像以前各個城市競爭GDP一樣,現在要比賽碳減排。

其中最重要的途徑之一,就是基於電動汽車的智慧能源,把光伏、電動車電池、充放電裝置、家用電器連成網,一個小區、一個單位、一個社群可以形成一個微電網,一個行政區有許多微電網聯起來變成區域電網。最後形成整個城市的智慧能源,成為綠色智慧城市的重要組成部分。

目前,全國各大能源企業也在各個地方投資,整縣整市推進可再生能源與智慧能源體系建設。以電動汽車為核心的電池儲能和光、儲、充一體化的智慧能源系統很快就會在全國逐步展開。

“我估計這個進度,在2025年之前主要是有序充電,2025年到2030年會發展出跟建築和微網互動。2030年之後會與配電網互動。”歐陽明高表示。