換電+綠電=？看國家電投的解題思路

 

“電代油+氫代油”戰(zhàn)略

 

自國家碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)提出之后，國家電投在央企中第一個(gè)提出在2023年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。如何實(shí)現(xiàn)雄偉目標(biāo)？作為一家以發(fā)展新能源為特色的主要央企，國家電投很早就進(jìn)行了電力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和用電側(cè)的“電能替代”布局。

 

在發(fā)電端，截至2021年底，國家電投的清潔能源裝機(jī)占比61.5%，光伏、新能源、可再生能源裝機(jī)規(guī)模均位列全球第一。

 

而在用電側(cè)，國家電投也積極探索綜合智慧能源領(lǐng)域推進(jìn)減碳工作，尤其在2021年正式宣布踏足交通領(lǐng)域，如今也已經(jīng)取得了顯著。國家電投綠電交通產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心主任、啟源芯動(dòng)力副總經(jīng)理郭鵬介紹，國家電投的“綠電交通”布局主要分兩個(gè)主戰(zhàn)略：一個(gè)是“電代油”，另一個(gè)是“氫代油”。

 

2021年以來，國務(wù)院多次會(huì)議和國家層面的多個(gè)政策文件都曾提出要保障“能源安全”，由于中國石油進(jìn)口率占比較高、達(dá)到70%以上，近期受國際影響、國內(nèi)石油天然氣等能源價(jià)格顯著上漲，直接影響用戶出行，更令我們感受到能源安全問題不容忽視。國家電投在“綠電交通”層面的布局在此關(guān)鍵時(shí)期顯得尤為重要。

 

從全球碳排放量來看，交通行業(yè)占14%左右、是碳排放重要來源，推動(dòng)交通領(lǐng)域清潔化轉(zhuǎn)型，發(fā)展電動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)雙碳非常重要的路徑。作為一家電力央企，國家電投發(fā)展“綠電交通”也主要基于其強(qiáng)大的綠色電力發(fā)電站資產(chǎn)，希望為用電側(cè)“綠電交通”持續(xù)不斷地供應(yīng)綠色電力。

 

換電模式+綠電交易

 

打通能源消納

 

2021年我國新能源汽車實(shí)現(xiàn)較大突破，直到2022年2月每個(gè)月的產(chǎn)銷量都在逐級(jí)攀升，交通的新能源化已經(jīng)是大勢所趨。數(shù)據(jù)顯示，去年新能源汽車滲透率已經(jīng)達(dá)到了20%，但在整個(gè)交通行業(yè)碳排放占比非常高的重型商用車環(huán)節(jié)，其電動(dòng)化滲透率只有大概1%。郭鵬表示，據(jù)預(yù)測重型商用車到2030年的新能源滲透率能夠達(dá)到20%、甚至到30%，但仍需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施的完善和布局。

 

因光照和風(fēng)電資源豐富，目前光伏風(fēng)電項(xiàng)目大部分都聚集在“三北地區(qū)”，而“三北地區(qū)”又是國家重型商用車使用場景最為密集的地區(qū)，特別是煤礦和鋼鐵、鋁業(yè)、有色金屬等大型的大宗商品的生產(chǎn)基地恰好都集中在這類區(qū)域，這些場景運(yùn)輸需求高、因而重型車輛本身的應(yīng)用場景非常豐富，礦區(qū)就近大部分都有新能源電廠，這樣電動(dòng)車型可以跟電力源頭的場景緊密結(jié)合，促進(jìn)新能源的消納、實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用。此外港口周邊也基本上都有電廠。

 

尤其是目前隔墻售電、綠電交易市場政策逐步放開，郭鵬認(rèn)為，國家電投的大量綠電資產(chǎn)，包括分布式光伏發(fā)電、分散式風(fēng)電等將可以為交通用電端直接提供綠色電能供應(yīng)，在市場端實(shí)現(xiàn)直接綠電交易，同時(shí)也促進(jìn)了自身綠電消納。

 

其次，伴隨新能源發(fā)電的持續(xù)大規(guī)模開發(fā)，電力系統(tǒng)對儲(chǔ)能產(chǎn)生了非常強(qiáng)的技術(shù)和產(chǎn)品需求。而換電模式下的電池通過很好的周期管理，在動(dòng)力側(cè)使用之后、還有進(jìn)一步在儲(chǔ)能側(cè)應(yīng)用的空間。

 

相對充電來講，郭鵬認(rèn)為換電模式下電池資產(chǎn)是采用集中式充電管理，其安全有效性更有保障。而且這種集中式的充放管理，也可以有效提升電池的使用壽命，可以推進(jìn)梯次儲(chǔ)能應(yīng)用，還可以V2G的方式、平抑電網(wǎng)的電力輸入輸出的需求。

 

早在2018年之前國家電投就跟多家主機(jī)廠聯(lián)合牽頭開展重卡電動(dòng)化相關(guān)的研發(fā)工作，并推出了換電模式的解決方案。到目前為止，國家電投在國內(nèi)已經(jīng)鋪設(shè)了超過100座電動(dòng)重卡換電站，聯(lián)合主機(jī)廠推廣了超過1萬臺(tái)的換電重卡，使得重型卡車得以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；茝V，實(shí)現(xiàn)“電代油”的目的。

 

其次在氫能領(lǐng)域，國家電投氫燃料電池方面取得了很多突破性的進(jìn)展，今年也在冬奧會(huì)氫能汽車實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化的應(yīng)用。郭鵬認(rèn)為，在未來遠(yuǎn)期，電和氫是相對在不同的應(yīng)用場景、不同的工況下可以綜合起來解決燃油替代的技術(shù)手段。

 

未來發(fā)展建議

 

不過，即使在使用側(cè)實(shí)現(xiàn)了“用電替換油”，確實(shí)做到了碳減排的目標(biāo)，但目前用電端還是火電為主，降低源頭碳排放是我們的終極目標(biāo)。郭鵬認(rèn)為：2030年的交通領(lǐng)域碳中和應(yīng)該是雙向發(fā)力：在發(fā)電側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整要加快新能源發(fā)電的資產(chǎn)投入，逐漸地降低火電和傳統(tǒng)能源的占比，另外新能源電動(dòng)車或氫燃料汽車也要迅速發(fā)展，促進(jìn)新能源車使用新能源電力。為促進(jìn)換電行業(yè)發(fā)展，郭鵬提出了幾點(diǎn)建議。

 

第一，加快清潔能源產(chǎn)業(yè)和交通產(chǎn)業(yè)深度融合，在我國正在推動(dòng)建立清潔能源為主的新型電力系統(tǒng)，而通過“綠電交通”基礎(chǔ)設(shè)施能夠有效連接能源端到網(wǎng)端、到用戶端，能夠促進(jìn)分布式清潔能源就地消納。以唐山地區(qū)為例，目前一個(gè)重卡換電站每年能夠消納600-800萬度電力，相當(dāng)于完全消納一個(gè)4.5-6MW分布式光伏發(fā)電站的發(fā)電量。做好新能源項(xiàng)目和“綠電交通”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的協(xié)同和互動(dòng)是未來整體推進(jìn)的新的方向。

 

第二，建議做好新能源基礎(chǔ)設(shè)施和“綠電交通”產(chǎn)業(yè)推廣的協(xié)同，兩者是相互依存、相互制約的。目前來看，電動(dòng)汽車已經(jīng)越來越受到用戶的青睞，但由于用地、擴(kuò)容的限制等，充電樁卻沒有辦法得到充分的匹配和建設(shè)，這在一定程度上已經(jīng)影響了交通電能替代的進(jìn)展。因而，郭鵬表示希望各級(jí)政府能夠加強(qiáng)交通能源基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)籌規(guī)劃，在用地、電力擴(kuò)容方面能夠給予保障。

 

第三，建議盡快統(tǒng)一的商用車共享換電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展打造良好的生態(tài)。換電站和電池銀行作為基礎(chǔ)設(shè)施的共享和流通是需要標(biāo)準(zhǔn)化來保證統(tǒng)一的，但不同換電技術(shù)路徑之間的電箱、連接器、通訊方式互不兼容，會(huì)影響電箱的互換共享。就目前來看，相關(guān)的主管單位和牽頭企業(yè)正在推動(dòng)行業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)上形成共識(shí)，但郭鵬表示，還是希望能夠加快推行換電標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)、制定以及審批流程，以引導(dǎo)行業(yè)相對有序和健康的發(fā)展。

 

此外，受行業(yè)需求波動(dòng)的影響，目前電動(dòng)汽車行業(yè)主要?jiǎng)恿υ翠囯姵丶霸牧蟽r(jià)格有非常大的波動(dòng)。因而，郭鵬提出，為了促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展，建議從政策層面能夠?qū)嵭幸恍┍Ｕ洗胧?，以避免原材料有太大的波?dòng)、對行業(yè)發(fā)展造成不利的影響。

 

暢想未來，我國西部鋰資源得到有效開發(fā)，鋰原材料供應(yīng)給向外運(yùn)輸?shù)膿Q電重卡動(dòng)力電池，而電池銀行中的電池又可作為儲(chǔ)能設(shè)備，消納當(dāng)?shù)鼐G色電力、平抑電網(wǎng)波動(dòng)，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，新能源車輛也可以真正用上新能源電力。