8月12日,中國能源研究會分布式能源專委會與中國企業投資協會等多個行業協會聯合主辦了“中國分布式能源國際論壇”。會間,協鑫董事長朱共山來電,一是表示對會議祝賀;二是告知他們剛剛參與收購日產電池公司,協鑫將全面進軍電動汽車和儲能;三是建議將電動汽車列入分布式能源。他相信,電動汽車將成為人人擁有,無處不在,隨需求流動的分布式能源。
一天之前,原國家能源局科技司司長,現國家電網新能源汽車公司總經理江冰,來參加分布式能源專委會組織的一個技術研討會,他詳盡介紹的電動汽車發展的動態和國家電網轉型的戰略方向。他的“跳槽”,曾經讓我們大跌眼球。他說,“以前,我只能將自己的夢想做成PPT,去千方百計想方設法給領導說明白。而今天,我們可以擼起袖子自己干了!”
江冰介紹:據國網掌握的信息,目前,在中國市場上銷售的純電動汽車主力車型續航里程在200-300公里左右;2018-2019年,由于電池技術的持續進步,主流產品的續航里程將達到300-400公里;2020年以后400-600公里;2022年600-800公里,2025年充一次電續航1000公里將不再是夢想。
特斯拉最近宣布,大規模新量產的Model 3型電動汽車將使用新型的2170(直徑21mm長度70mm)型電池,替換原計劃使用的ModelS和Model M型的18650(直徑18mm長度65mm)型電池。21700電池的儲能質量密度在300Wh/kg左右,比18650電池的250Wh/kg提高20%。這些電池將由內華達州的 Gigafactory 超級電池工廠完全依靠可再生能源生產。
電池的儲能質量密度目前已經可以達到300Wh/kg,很快將達到500Wh/kg。而技術上仍有不斷提升的空間,理論上鋰離子電池的儲能質量密度可以達到5kWh/kg。而更新一代的電池技術都在研發突破之中,其他的顛覆難以預料。電池能量密度的提升和在線充電技術的進步,電動汽車正在從乘用車向卡車市場延伸。這一進步比我們原來預計的要快得多。
電池儲能密度的提升,也提升了人們的野心。企業的市場目標已經從電動乘用車,擴展到了電動卡車。美國福特汽車公司和中外運敦豪(DHL)國際快遞公司,8月16日聯合發布了一款純電動送貨車—— Street Scooter Work XL,在全順底盤上改裝后,裝入30-90kWh電池模塊,續航里程80-200公里。貨車容量20立方米,載重3000磅。動力可達201馬力,峰值扭矩221磅英尺。福特表示該車每天可進行200次啟停,一年可運行300天。DHL計劃先將150輛電動貨車派到德國從事城市快件派送業務,到2018年底將增至2500輛。估計每輛電動車一年可節省1893公升燃油。到DHL全面用電動車送快件時,可省下燃油473萬公升,減少二氧化碳排放13800噸。
其實,早在2016年,美國加利福尼亞州政府就撥款910萬美元,用于購買比亞迪純電動的T5卡車用于城市垃圾車。T5電動卡車安裝了175kWh鋰電池,普通儲電4小時,快充僅需要2小時,基本可以滿足市政車輛的任務需求。今年,MAN公司推出了兩款電動卡車,具有與柴油機車型同樣多的承載能力。它搭載了350kW的電動機,輸出扭矩高達3500牛頓米,具有安靜、無排放、維護簡單,可攜帶大量貨物的特點。有配備8塊電池組,續航130公里車型和12塊電池,續航200公里車型。中國的東風、解放、長安等公司都制造新一代的電動卡車,品種多大14款。
特斯拉認為無人駕駛電動卡車優勢非常多,沒有司機所以可以避免疲勞駕駛造成的安全隱患。全美卡車大約占據公路汽車的5.6%,卻造成了卻高達9.5%車禍。有一半的卡車司機一年至少有200個夜晚在停車場或服務區度過。聯邦政府規定,每位卡車司機每天只能駕駛11個小時,在超過10小時之后,車禍發生幾率會急速升高,而無人駕駛的卡車就不存在這樣的麻煩。特斯拉公司認為,如果不需要司機和發動機、變速箱和排放控制系統,就無需卡車頭了。做一個專門的整流罩,風阻可以減少7%的能耗,并將更多的空間和重量用于運載電池組。不僅是特斯拉,谷歌和沃爾沃、奔馳和大眾等公司都在測試相關技術。
而各種充電技術也在不斷進步,無線充電、移動在線充電、超快速充電等,將使電動汽車的充電變為無處不在的隨機充電的新局面。智能化的充電控制系統可以實現對電池組的分布式的管理,對于那些電池組放電,哪些電池組充電,根據實際需求智能化隨機安排,充分發揮電池性能,有效延長電池壽命,提高鋰電池系統安全性,滿足電動汽車各種功能的有效發揮。充電放電一體化的智能充電樁將成為每一個停車場,甚至每一個車位的標準配置,電動汽車將成為一個個移動電源。
隨著技術的發展,電動汽車電池組的儲能量將會不斷增加,每輛電動汽車行駛1000公里,大約需要儲電150kwh左右。實際上,沒有多少汽車需要每次行程1000公里,而每一輛電動汽車的蓄電池所承擔的任務將不僅僅局限于支持汽車的交通功能,還會滿足各種相關功能。
現在的標準是電動汽車電池需要充放電3000次,儲能密度不能下降80%。這需要在8年左右的時間行駛27萬公里,絕大多數駕駛人是無法做到的。那么多余的儲能容量,就可以參與電網供電的調峰,而這些供電和調峰都是在用電需求側實現的,隨著用戶的需求而隨即流動。江冰認為,未來由分布式能源、戶用儲能、電動汽車和G5通訊系統組成的智慧能源互聯網,電網無需再建設調峰電站,也不需要對現有電網再大規模投資擴容,就可以滿足市場不斷增長的需求。
往深里想,未來電動汽車將成為電網的一個核心組成部分,甚至可能替代電網的很多功能。電網從傳統意義上的固化供電網絡,將變為高度柔性的,可隨需求自由流動隨即配置,超級智慧化的,高度參與和互動的,無法被摧毀和極其安全的超扁平化“堅強智能電網”。這與國家電網當初設想建設的以特高壓為骨干的“統一堅強智能電網”完完全全是兩種概念,兩種模式,兩種思維,兩種形態。
自從舒印彪同志擔任國家電網董事長以來,國家電網正在發生著一場“靜悄悄的革命”,跟隨中央“創新、協調、綠色、開放、共享”五大新發展理念要求,正在進行著一系列深入的調整,特別是觀念的改變。有一個突出的實例,就是國網對于分布式能源態度的實質性變化。過去,國家電網也說支持分布式能源,但是多數情況口惠實不至。現在,分布式光伏的用戶,可以在網上注冊辦理相關手續,并從網上獲得相關支持和監督,電費結算和補貼也會比較及時到位。從對分布式能源“很反感”、“不感冒”、“不以為然”,到積極支持,一切都在變化之中。
中央提出:“發展為了人民,發展依靠人民,發展成果由人民共享”,這是“為人民服務2.0版”,是具有時代特色的新發展理念。如何實現?就是中央提出的“人人參與、人人盡力、人人共享。”沒有分布式能源人人如何參與?不讓分布式能源并網,人人怎樣盡力?電網站在分布式能源的對立面,人人如何通過參與和盡力,實現能源的共享?對于分布式能源的態度直接反應出對于習主席提出的能源四個革命的實際態度,國家電網的轉變非常值得我們歡迎。
國家電網如果抓住這次新能源革命的歷史契機,將可能轉變為全球最大的電動汽車服務商和共享電動汽車經營者,從現有電網一個經營維度轉型向交通、信息、金融延伸。應用現有的電力設施去營運交通系統,并將交通系統與電網系統相互融合,將能源、信息、交通和建筑,以及金融和環境有機結合互動,成為未來最重要的公共基礎設施共享平臺。
隨著G5通訊技術的普及,汽車全自動駕駛必將成為現實。國家電網可以使每一輛共享汽車都成為一個G5通訊基站,以電動汽車基站為基礎,建立超扁平化的G5通訊網絡系統,再接入電網的通訊系統,構建全球最大的移動通訊互聯網絡,成為物聯網的基礎設施,或許直接替代三大運營商。
電動汽車和儲能技術發展的過快,讓其他原可能具有希望的技術路線變得似乎已經失去了應有的意義。江冰說,在技術發展過程中,需要堅持“第一性原理(First Principle)”。所謂“第一性原理”是埃隆•馬斯克秉持的一個基本原則,來源于亞里士多德的一個哲學判斷。目前電池組很貴,儲能密度很低,人們依照現階段的技術進行線性判斷,會認為未來它不會更便宜,也不會有太大前途。人們根據這一線性判斷,將其與其他更復雜系統的局部或單項成本優勢進行比較,就認為其不具備更大的發展空間,轉而將更多的精力、時間和資金投入到其他局部或單項超越電池的技術上。但是,如果根據第一性原理判斷,我們只需要考慮最簡單的因素,制造電池基本原料成本和系統的簡捷性。兩點之間直線最近。
電池是什么構成的?制造電池的原料是鋰、鎳、鋁、碳,這些原料資源充足,價格低廉,開采加工工藝并不復雜,開采和生產成本的環境代價非常有限。如果目前電池組的價格是600美元/kWh,這些基礎性產品的價值充其量是80美元/kWh。不要相信業內專家告訴你的技術已經登峰造極,任何技術都可能有突破的創新巨大空間。此外,電動汽車可以最大限度借助于目前現有的電力網絡,無需重構系統,比氫、甲醇、壓縮空氣、混合動力等系統更加簡捷便利。
或許人們擔心電力來源的污染、效率與安全等問題。但是,太陽能也為電力工業帶來了另一個“第一性原理”的突破。
陽光普照,各種光伏發電技術秉承該原理實現了突飛猛進。而中國企業的參與,使成本急速降低,將其他的發電技術正在拋到九霄云外。今天的光伏已經可以和我們的建筑、工廠、道路、城市和鄉村、汽車和船舶、河道和湖泊、農業和養殖業等等融為一體,而且提供了更加安全、便利、清潔的電力,電價更加具有競爭力。那么,我們為什么還要“脫了褲子放屁?”。
電動汽車可以和可再生能源融合一體,將儲能、交通、供電、通訊進行不斷的跨界創新。它已經是一個實實在在的規則顛覆者,它正在顛覆交通的規則,能源的規則,未來還將顛覆什么規則?
從你的兜里掏出你的手機看一看,它究竟是一個什么東西?它顛覆了多少規則和觀念?改變了多少產品和企業?創造了多少新的事物和理念?電動汽車必定是下一個手機式顛覆者和創新者。你看得清嗎?
責任編輯: 中國能源網