中國儲能網(wǎng)訊:在能源緊張和環(huán)境惡化的社會背景下,智能電網(wǎng)因其高效率、低能耗得到了越來越多的重視。電動汽車充換電服務網(wǎng)絡作為智能電網(wǎng)的一個重要組成部分,不僅很好的實現(xiàn)了低碳環(huán)保的目標,而且與百姓生活密切相關,因而受到了廣泛關注。今天,我們專程訪問了國家電網(wǎng)公司能源研究院智能電網(wǎng)研究所的李立理博士,希望能夠對電動汽車發(fā)展的相關問題展開深入探討。
問:2011年,科技部制定的電動車“十二五”專項規(guī)劃已進入實施階段,初定目標是2015年中國的電動汽車達到百萬輛。那么,發(fā)展電動汽車的重要意義有哪些方面以及當前中國電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀如何?另外如何看待電動汽車與智能電網(wǎng)的關系?
李博士:只有全面深刻理解了發(fā)展電動汽車的重要意義,才能夠厘清智能電網(wǎng)和電動汽車兩者的關系。就我理解,這兩者是相互融合的關系,電動汽車與傳統(tǒng)汽車的最大區(qū)別就在于它作為一個新的接口,實現(xiàn)了汽車行業(yè)和電力工業(yè)的對接。只有在兩個行業(yè)實現(xiàn)成功對接之后,也就是將電動汽車融入智能電網(wǎng)之后,電動汽車的重大意義才能得到充分的發(fā)揮,在促進兩個行業(yè)轉型升級的同時,為我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。
我認為發(fā)展電動汽車的重大意義有以下幾個方面:
首先是保障我國能源安全的重要戰(zhàn)略選擇。根據(jù)我國工信部和發(fā)改委發(fā)布的報告,我國石油對外依存度已達到55%左右,接近美國的水平。考慮到我國大量石油來自于非洲和中東等相對不穩(wěn)定地區(qū),再加上我國在保障遠海石油運輸通道和石油供應渠道等方面的能力要弱于美國,可以說我國能源安全方面面臨的問題要比美國嚴峻的多。應該說近些年機動車快速增長是造成我國石油對外依存度不斷上升的主要原因,每年新增石油消費約有70%用于新增汽車。電動汽車實現(xiàn)了動力電氣化轉型,擺脫了對石油的依賴,在保障未來我國能源安全具有重要的戰(zhàn)略地位。
其次是有利于降低碳排放和污染。全球范圍內,汽車為主的交通運輸業(yè)碳排放量占總排放的28%,是碳減排的一個重要領域。隨著“節(jié)能減碳”觀念日益盛行和國際碳關稅日益臨近,作為碳排放大國的中國面臨節(jié)能減排壓力將不斷加大,電動汽車是降低交通行業(yè)排放的重要手段。另外,從趨勢上看,隨著我國電源結構的不斷優(yōu)化以及整體效率的提升,電動汽車的節(jié)能減排的效果將更為明顯。再就是從降低目前嚴峻的城市大氣污染問題來看,發(fā)展電動車效益十分突出。
第三是有利于促進可再生能源發(fā)展。電動汽車發(fā)揮儲能作用,通過智能電網(wǎng)控制,在可再生能源發(fā)電富裕時吸收電力,在可再生能源發(fā)電不足時停止充電,對避免棄風、棄光現(xiàn)象,提高可再生能源利用效率方面效益十分重要。風電和太陽能這種間歇性和波動性電源大規(guī)模發(fā)展后,傳統(tǒng)電網(wǎng)的發(fā)電跟隨負荷的運行控制方式將難以適用,而智能電網(wǎng)強調關注用戶側響應,通過先進控制通信技術實現(xiàn)負荷側與發(fā)電側的共同調節(jié),甚至由負荷側去跟隨風電、太陽能等可再生能源的出力特性,從而能夠最大程度接納可再生能源,提高系統(tǒng)運行效率。必須意識到,要實現(xiàn)智能電網(wǎng)這一功能,僅有通信信息系統(tǒng)是不夠的,儲能也是一個關鍵。電動汽車作為大規(guī)模的分散式儲能裝置,只要利用好了,對于可再生能源發(fā)展的貢獻是十分重要的。
電動汽車對可再生能源發(fā)展的效益在新能源發(fā)電比例較高的國家已經(jīng)得到高度重視,比如德國在宣布推出核電后,更為重視電動汽車對于提高其國家風電、太陽能比例的重要作用。我國新能源發(fā)電所占的比例比較低,所以對這一點目前強調的還不夠,但是歐洲的先例會對我國的發(fā)展有所啟示,我相信這一點會隨著我國智能電網(wǎng)建設深入開展以及可再生能源比例快速提高而得到更多重視。
電動車具有無污染、噪聲低、能源效率高、維修方便等優(yōu)點,但充電麻煩是其被消費者詬病最多的問題。工業(yè)和信息化部日前發(fā)布消息,有關電動汽車充電接口和通信協(xié)議的四項國家標準被批準發(fā)布,并將于2012年3月1日起實施,將有望推動電動汽車行業(yè)在我國的發(fā)展。
第四,電動汽車是新一輪技術革命的核心之一,有利于中國抓住機會實現(xiàn)“彎道超車”。
正由于電動汽車有前三點重要意義,全球主要國家都明確將電動汽車作為了汽車產(chǎn)業(yè)升級的發(fā)展方向,在近年來顯著加大了這一領域投入。因此,可以說發(fā)展電動汽車實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)升級已經(jīng)是必然趨勢,電動汽車已經(jīng)成為新一輪技術革命的核心之一,成為了未來國際競爭中的兵家要地。我國在傳統(tǒng)汽車以及混合動力的核心技術,如發(fā)動機和自動變速箱方面與國外差距很大,并且面臨森嚴的專利壁壘,趕超機會相對較少;相較而言,電動汽車的零部件數(shù)量約為5000個,遠低于傳統(tǒng)汽車30000個零部件的規(guī)模,因此電動汽車發(fā)展我國汽車工業(yè)一次“彎道趕超先進國家的機會”。所以我們要抓住發(fā)展電動汽車的歷史機遇,實現(xiàn)我國汽車工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和能源結構的優(yōu)化調整。
綜合以上四點,無論是從能源可持續(xù)角度或是產(chǎn)業(yè)升級的角度來看,發(fā)展電動汽車的意義都是非常重要的。
我國電動汽車當前的發(fā)展現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下方面:
現(xiàn)狀一:具備了一定的技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎。從技術上來看,通過過去十年的大力投入與攻關,我國在電動汽車的電池、電機、電控三大關鍵技術方面已具備一定的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化條件。希望能夠抓住這一契機培育新的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),推動經(jīng)濟結構調整,實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的彎道超車。國家“十二五”規(guī)劃綱要中明確指出:(要)“開展插電式混合動力汽車、純電動汽車研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程,推進產(chǎn)業(yè)化應用”。
現(xiàn)狀二:具備一定產(chǎn)業(yè)基礎和較好的資源保障能力。在電動汽車方面,我國具有較好的產(chǎn)業(yè)基礎和資源保障。我國的鋰資源儲量居世界第三,同時也是世界第二大鋰電池生產(chǎn)國,在鋰電池的生產(chǎn)經(jīng)驗和產(chǎn)業(yè)技術方面,存在著一定的優(yōu)勢。另外,從關鍵的電力驅動部件來看,比如大轉矩的永磁電機和稀土材料領域,我國的儲量也位于世界前列。所以從電動汽車發(fā)展基礎來看,我國在資源儲備、產(chǎn)業(yè)基礎等方面的積累將有助于電動汽車的發(fā)展。
現(xiàn)狀三:具備良好的政策激勵環(huán)境。主要表現(xiàn)為我國政府對電動汽車補貼力度和廣度在全球是領先的。我國對純電動車國家補貼6萬,地方政府配套補助6萬,合計12萬。而國外的情況為,美國是政府7500美元再加上州補貼,如加州州補貼為5000美元,則一共1.25萬美元,折合人民幣約8萬元;英國是5000英鎊,折合人民幣約5.2萬元。我國補貼力度已經(jīng)處于全球前列。
現(xiàn)狀四:部分企業(yè)參與熱情較高,基礎設施建設力度大。目前我國動力電池、電動汽車(整車)、充換電基礎設施等方面都是企業(yè)的關注熱點,近些年投資項目很多,企業(yè)參與熱情也比較高。同時,進入公告的整車產(chǎn)品數(shù)量和充換電基礎設施建設規(guī)模在國際上也是比較領先的。迄今為止,新能源汽車示范推廣城市已擴大到25個;6個城市啟動了私人購買新能源汽車補貼試點工作;已有54家汽車生產(chǎn)企業(yè)的190個車型列入《節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程推薦車型目錄》,去年這些車型年產(chǎn)量為7181輛車。
但是,相比國際先進水平,我國發(fā)展任務緊迫,問題較為突出:比如存在實際推廣效果一般,暴露了一些產(chǎn)品質量問題;各地差異較大,認識不統(tǒng)一;有些地方出現(xiàn)了地方保護主義傾向;核心技術和產(chǎn)業(yè)化能力相對較弱;產(chǎn)業(yè)協(xié)調和有序發(fā)展還有待提高等問題。
問:您認為中國電動汽車發(fā)展需要什么樣的政策或技術支持?
李博士:電動汽車的發(fā)展需要政府整體性規(guī)劃,從多行業(yè)的角度統(tǒng)籌分析。其需要的政策或技術支持主要包括以下幾點:
建立協(xié)調機制和交流平臺,形成跨部門協(xié)調與跨行業(yè)協(xié)調的機制。在電動汽車發(fā)展前期,政府要充分發(fā)揮協(xié)調作用,協(xié)助有關部門建立一個有效的協(xié)調機制,形成發(fā)展合力,推進電動汽車的發(fā)展。在國家層面形成整體規(guī)劃和各部門的協(xié)調機制的基礎上,電動汽車及相關行業(yè)要建立和完善協(xié)調溝通機制,要在配合政府規(guī)劃的基礎上,充分利用有用資源,提高效率,避免無謂的浪費。
提供綜合性、系統(tǒng)性的政策體系支持。形成跨行業(yè)多部門的協(xié)調機制之后,政府還要從政策層面考慮核心技術、整車技術、并網(wǎng)技術、基礎設施、回收利用、補貼和優(yōu)惠政策等綜合因素。在制定綜合性和系統(tǒng)性政策時,要把握好政策的統(tǒng)籌設計。推進政策要從核心技術的研發(fā)和整車產(chǎn)品的開發(fā)出發(fā),包括智能并網(wǎng)技術、基礎設施建設、電池的回收利用和優(yōu)惠政策等的綜合考量,形成一個由多部門參與的整體性政策框架體系,形成由點到線到面的政策扶持體系。
出臺綜合性試點與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟政策。政府引導支持相關產(chǎn)業(yè)結成聯(lián)盟,開展綜合性試點項目。要從整體性的角度積極開展各項試點工作,我國當前的試點工程主要是以補貼政策為主,參與企業(yè)粘合度不夠,缺乏綜合性解決方案以及相應的檢驗和測試環(huán)節(jié),因此需要政府在組織試點實施過程中,更為注重試點方案的整體性和綜合性,強調產(chǎn)業(yè)合作與綜合驗證,并在此基礎上引導相關產(chǎn)業(yè)結成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,形成合理,確保試點示范取得成效。
加大對關鍵技術的研發(fā)和引進、提升產(chǎn)業(yè)化能力等政策扶持力度。在這場全球性的技術革命中,政府要充分發(fā)揮資源和市場優(yōu)勢,具備全球視野,積極開展一些國際范圍的產(chǎn)業(yè)整合和產(chǎn)業(yè)布局,包括技術的引進、消化和吸收,站在高起點上積極提升我國的產(chǎn)業(yè)化能力等,為以后電動汽車的快速發(fā)展奠定基礎。
問:繼國家電網(wǎng)公司等電網(wǎng)企業(yè)提出了電動車充電站的發(fā)展戰(zhàn)略之后,眾多其他行業(yè)領域的企業(yè)也紛紛參與了電動汽車充電站的建設工作,您是如何看待這個行業(yè)動向的?
李博士:我認為從目前來看,電網(wǎng)的優(yōu)勢突出,并且主導地位已經(jīng)建立。其表現(xiàn)為:
在充電站的建設方面,與其他企業(yè)相比,電網(wǎng)企業(yè)具有極大優(yōu)勢。電網(wǎng)企業(yè)在技術和標準上是有先發(fā)優(yōu)勢的,這主要是因為電網(wǎng)企業(yè)開展這種充換電設施的研究和實踐時間比較早。自2006年至今,電網(wǎng)企業(yè)在電動汽車充電設施的研究與實踐方面開展了大量工作,取得了多項重要成果。目前我國電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)編制完成了充電站的典型設計和多個相關企業(yè)標準,并且正積極參與國家標準的研究與編制工作。
在實踐方面,電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)在上海、唐山、河南、深圳等地建成了示范充電站與充電樁,并與絕大多數(shù)地方政府簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議,為下一階段大規(guī)模示范應用打下了良好基礎,積累了豐富的實踐經(jīng)驗??紤]到充電設施建設涉及配電線路改造與變壓器擴容等配套工程的設計與建設、電能質量治理技術、以及智能計量技術等,電力企業(yè)在充電設施建設相關技術與標準方面具有較明顯先發(fā)優(yōu)勢。
在提供充電服務方面,電網(wǎng)企業(yè)則具有網(wǎng)絡優(yōu)勢和直銷優(yōu)勢。從服務網(wǎng)絡來看,未來建設的充電站和充電樁都在電網(wǎng)覆蓋范圍之內,電網(wǎng)企業(yè)能夠更全面地掌握充電網(wǎng)絡布點情況,并有針對性地進行合理優(yōu)化。同時,依托現(xiàn)有配電網(wǎng)通信信息平臺以及營銷網(wǎng)絡,電網(wǎng)企業(yè)更容易實現(xiàn)充電設施網(wǎng)絡化管理與服務。從銷售模式來看,電網(wǎng)企業(yè)直接把電力出售給電動汽車用戶,不存在中間環(huán)節(jié),既有助于提供更具價格優(yōu)勢的服務,又有助于更好地把握和滿足用戶需求。
此外,在促進充電網(wǎng)絡與智能電網(wǎng)結合方面,電網(wǎng)企業(yè)同樣具有天然優(yōu)勢,能夠通過智能控制實現(xiàn)社會效益最大化。智能充電控制是實現(xiàn)電動汽車“削峰填谷”效益的關鍵,需要有智能充電管理平臺、通信信道、智能終端以及和電網(wǎng)的雙向互動作為支撐,建設成本和運維成本較高。對于電網(wǎng)公司而言,保障安全、經(jīng)濟、清潔、可持續(xù)的電力供應是其基本使命,因此具備開展智能充電相關工作的內在驅動力。另外,由電網(wǎng)公司開展充電網(wǎng)絡服務,可以利用智能配電網(wǎng)中已有的信息管理平臺、通信信道以及智能電表終端實現(xiàn)智能充電控制,降低智能充電管理系統(tǒng)的建設成本和運行成本,能夠最大化地節(jié)約社會資源節(jié)。因此,電網(wǎng)企業(yè)在開展智能充電業(yè)務,實現(xiàn)社會效益最大化方面既有內在動力,又有成本優(yōu)勢。此外,從能源系統(tǒng)整體優(yōu)化角度來看,電動汽車充電設施應當而且完全可以成為智能電網(wǎng)重要組成部分,由電網(wǎng)企業(yè)統(tǒng)一運營管理在建設、運營、管理等方面的可操作性都更強。下一步需要著重關注的是電網(wǎng)企業(yè)和相關行業(yè)協(xié)調合作事宜。
問:2011年我國出現(xiàn)了幾例電動汽車自燃的事件,引發(fā)了社會對電動汽車安全性的爭議,您作為電動汽車方面的專家,對上述現(xiàn)象是怎么看的?
李博士:電動汽車作為新生事物,出現(xiàn)問題是很正常的。從目前社會報道的角度來看,也都是比較寬容的,可以說公眾對電動汽車這個新生事物的信心并沒有受到影響。但“自燃”也進一步凸顯了電動汽車安全的重要性。就目前的情況來看,電動汽車要做成一個與燃油車成熟度相當?shù)漠a(chǎn)品,還有較長的路要走。
自燃事件發(fā)生之后,專家組經(jīng)過檢測后一致認為造成事故起火原因是電池單體封裝以及電池箱裝車使用過程中未能充分考慮到使用環(huán)境和相關的安全因素,在應用過程中出現(xiàn)了電池漏液、絕緣受損以及局部短路的情況且未能及時發(fā)現(xiàn),在經(jīng)過多次重復使用以后隱患顯現(xiàn),引發(fā)本次事故。
總體來看,國內企業(yè)普遍涉足動力電池、電動汽車技術和生產(chǎn)領域時間較短,企業(yè)自身實力相對有限。一方面我國企業(yè)普遍欠缺生產(chǎn)動力電池的經(jīng)驗,在技術與自動化水平上與國外先進水平差距較大;另一方面,在產(chǎn)品質量與可靠性管控等方面相比國外知名企業(yè)也存在較大差距。但是,應該認識到,只要在設計、生產(chǎn)、管理、監(jiān)控等環(huán)節(jié)嚴格把關,電動汽車產(chǎn)品的安全性能夠得到保證。比如國外經(jīng)過長時間研發(fā)和設計的較成熟產(chǎn)品如Volt和Leaf等目前來看在安全性方面的問題就解決的很好。
為了行業(yè)的健康發(fā)展,政府有必要加快完善動力電池和電動汽車有關檢測認證標準體系,尤其是要加強對動力電池組的強制檢測認證,提高行業(yè)準入門檻,避免出現(xiàn)劣幣驅逐良幣的局面,促進行業(yè)規(guī)范發(fā)展。
問:您認為國外電動汽車的運營模式對我國是否有可借鑒之處?
李博士:目前國外電動汽車的運營模式有三種:一種是以英國和德國為代表,以慢充為主,主要是電力企業(yè)與停車場、超市等合作;一種是BetterPlace提出的充換結合,公共服務換電為主的模式,此模式計劃在以色列、丹麥、澳大利亞、奧地利等國推廣;一種是日本Chademo協(xié)會為代表,以快充網(wǎng)絡為主,在日本和美國得到一定程度應用。
就我國而言,需要綜合應用各種模式,最后以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綜合效益最大化為目標來選擇合理的運營模式。在敲定商業(yè)模式的過程中要遵照因地制宜的原則,合理地確定各個地方的充換電服務的模式。比如,在郊縣、農(nóng)村、小城市等車輛使用頻率較低的地方應該以充電方式為主,但是在大城市這種行駛里程較長,使用頻率較高的地方應該是充換結合,通過換電方式來提高用戶使用的便捷性。由此看出,對國外運營模式的借鑒是十分必要的,如何結合國情,因地制宜地綜合應用國外的成功經(jīng)驗是我們要考慮的問題。
問:您覺得中國電動汽車的發(fā)展前景如何?
李博士:中國電動汽車的前景可以說是非常好的,因為無論從國家層面、能源安全、還是節(jié)能環(huán)保和產(chǎn)業(yè)升級等方面,中國電動汽車發(fā)展都是十分必要的。
從我國電動汽車發(fā)展的市場前景來看,增長的空間非常大。不同于國外汽車行業(yè)相對飽和的發(fā)展狀況,中國的汽車行業(yè)發(fā)展“后勁十足”。中國汽車行業(yè)本身是處在快速的增長階段,專家預計“十二五”汽車產(chǎn)量銷量還能增長10%到15%。未來,如果充分發(fā)揮我國市場“增量優(yōu)勢”,中國極有可能成為全球最大的電動汽車市場。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)有基礎來看,在自主研發(fā)和學習國外先進技術的基礎上,我國在技術產(chǎn)品研發(fā)方面已有所突破,企業(yè)參與熱情很高,擁有了一個很好的發(fā)展基礎。再加上政府又出臺了相關的激勵政策,中國電動汽車快速發(fā)展的基本條件已經(jīng)具備。因此,只要政府、相關產(chǎn)業(yè)和技術部門能形成合力,整合國家的需要、市場空間的遠景和政策支持等有利資源,中國電動汽車的前景將是十分美好的。
問:您能否暢想下,十年后,智能電網(wǎng)將會為人們生活帶來怎樣的改變?
李博士:毋容置疑,十年后的智能電網(wǎng)將得到非常好的發(fā)展,將對人們的生活產(chǎn)生巨大的影響,我覺得主要可能體現(xiàn)在五個方面。
一是智能電網(wǎng)將提高用戶的參與度,用戶參與性將變得更好。用戶通過智能電網(wǎng)能主動控制各自的能源損耗,更多地參與到電力系統(tǒng)的優(yōu)化和運行中,并提高了其能源利用效率。
二是未來的電氣化程度更高、能效更高。十年后,電動汽車的使用和清潔能源的自由并網(wǎng)將會提高整個社會的電氣化程度。另外,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,儲能、儲熱、儲電這三種以電為核心的技術應用也會提高電氣化水平。從用戶端而言,用戶可以利用智能終端、智能電表及能效管理系統(tǒng)的綜合體系提高能源利用效率。從傳輸環(huán)節(jié)而言,智能電網(wǎng)提高了整個系統(tǒng)的運行效率,降低系統(tǒng)的網(wǎng)損,能源的傳輸效率也會變得更高,另外特高壓等新型的輸電技術應用也有利于提高能效。
三是未來的城市會更清潔。電動汽車替代傳統(tǒng)汽車、高效的分布式能源的應用和其他清潔技術的使用都能夠有效地降低包括汽車尾氣排放,冬季供暖及燃煤造成的大氣污染,使城市更清潔。
四是智能電網(wǎng)有助于消除城鄉(xiāng)差距和區(qū)域不平衡的問題,發(fā)展會更均衡。智能電網(wǎng)能夠提供一個更好的信息平臺,該平臺不僅能改變城鄉(xiāng)信息不對稱的問題,也能減弱資源調配不均造成的負面影響,讓區(qū)域間發(fā)展變得更平衡。同時還可以利用分布式電源、微網(wǎng)和農(nóng)村的生物質能,充分發(fā)揮鄉(xiāng)村的優(yōu)勢,提高鄉(xiāng)村的利用效率,促進經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展。
五是在智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈帶動下將產(chǎn)生眾多新的產(chǎn)業(yè)和就業(yè)人員。十年后,將出現(xiàn)以智能電網(wǎng)為基礎的電動汽車充換電服務網(wǎng)絡、智能小區(qū)、智能家居、電力光纖到戶等新興產(chǎn)業(yè)。這些新產(chǎn)業(yè)會帶動新的就業(yè)增長點,增加更多的就業(yè)機會。