前段時間，特斯拉上海寶山區(qū)建設(shè)落成了一座上海光儲充一體化超級充電站，這也是繼西藏拉薩之后，特斯拉在國內(nèi)建的第二座“光儲充”項目——顧名思義，就是光伏+儲能+充電。

不只是特斯拉，此前寶馬與國網(wǎng)電動汽車公司(國家電網(wǎng)全資子公司)簽署合作協(xié)議，計劃在寶馬450家經(jīng)銷商建設(shè)充電、光伏、儲能三合一能源站。去年9月，在北京一家寶馬4S店里，投入運(yùn)營了首例光儲充一體站。

雖然，現(xiàn)階段光伏發(fā)電難以替代“燒煤發(fā)電”，更多的還是起到示范性意義。但無論是新能源車企代表特斯拉，還是電力龍頭企業(yè)國網(wǎng)，都在警醒業(yè)內(nèi)的玩家們，重視新能源汽車全生命周期的環(huán)保。

在新能源汽車整個生命周期中，除了鋰電池的生產(chǎn)和回收這些一次性污染。充電，是用戶幾乎每天都需要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)，在“煤多油少”的中國，如何讓新能源汽車充上“干凈”的電，是值得深思的問題。

國網(wǎng)電動相關(guān)負(fù)責(zé)人在采訪中表示：“雖然電動汽車不像汽油車在行駛時帶來尾氣排放，但是目前我國電動汽車充的電卻大多來自于煤電，它在發(fā)電環(huán)節(jié)仍然會產(chǎn)生溫室氣體和污染物排放。因此，只有當(dāng)電動車使用綠色電力的時候，才能達(dá)到更佳的環(huán)保效果。”

一、干凈的電，從何而來

新能源汽車銷量猛增的背后，是煤炭發(fā)電的尷尬處境。

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年上半年，新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷雙雙超過120萬輛，分別達(dá)到121.5萬輛和120.6萬輛，這一數(shù)字已經(jīng)超過了2018年全年的總量。公安部最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2021年6月底，全國新能源(4.000, 0.00, 0.00%)汽車保有量達(dá)603萬輛，占汽車總量的2.1%。

雖然，我國火電比例在持續(xù)下滑，但它仍是最主要的發(fā)電類型。

據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，以燃煤發(fā)電為主的火力發(fā)電量，占全國發(fā)電量比例為71.19%。其次，是水力發(fā)電，占比達(dá)到16.37%，然后是風(fēng)力發(fā)電、核能。最后，才是太陽能(6.380, 0.00, 0.00%)發(fā)電，比重僅為1.92%。

綠電，是綠色電力的簡稱，通常指利用風(fēng)機(jī)、太陽能光伏等特定的發(fā)電設(shè)備，將風(fēng)能、太陽能等可再生的能源轉(zhuǎn)化成電能。

這些電能才算得上真正的新能源，但它們都存在著靠天吃飯的特性。在我國，由于大量的綠色新能源電力集中在用電需求較低的西北地區(qū)，離東部電力負(fù)荷中心距離較遠(yuǎn)，長期以來存在消納難題。

比如在清潔能源產(chǎn)業(yè)的推動上，青海省就走在了前列。今年7月22日在青海湖周邊(西寧)舉辦的環(huán)青海湖(國際)純電動汽車挑戰(zhàn)賽，到今年已經(jīng)是第八屆了。在其他地方，你可能就很難看到如此“環(huán)保”的比賽了。

本質(zhì)上，還是因為青海是個能源大省——清潔能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2801萬千瓦，相當(dāng)于1.25個三峽電站，其中以風(fēng)電、光電為主的新能源裝機(jī)占全網(wǎng)裝機(jī)的50.4%，是全國新能源裝機(jī)占比最高的省份。

雖然，我國的高特壓技術(shù)，具有輸送距離遠(yuǎn)、容量大、損耗低和效率高等優(yōu)勢。比如，在特高壓等新技術(shù)的加持，甘肅的光伏“棄光率”(發(fā)電浪費(fèi)量)從2015年的40%降到了如今不到10%。所以，把西部的“綠電”運(yùn)輸?shù)綎|部沿海城市、北上廣等一線城市并不難。

根據(jù)此前計劃，國家電網(wǎng)計劃在“十四五”期間，新增的跨區(qū)輸電通道將以輸送清潔能源為主，新增輸電能力5600萬千瓦。而早在2019年，國家電網(wǎng)就開始推動“綠電入京”，北京地區(qū)的電動汽車首次用上來自西北地區(qū)的約7000萬千瓦時綠電，滿足了約200萬輛次充電電量。

所以，清潔能源電的輸送不難，難在消納能力。

一位從事能源大數(shù)據(jù)中心項目的人士告訴虎嗅：“光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，潮汐發(fā)電等有利用價值的清潔能源，都存在隨機(jī)性、波動性，以及分布式的特點。而且光伏電站的規(guī)模可能都不大，和傳統(tǒng)的水電廠、火電廠的發(fā)電量比起來，小巫見大巫了。”

盛世景資本智造中國投資總監(jiān)吳川也表達(dá)了類似的看法：“譬如，東部地區(qū)的用電晚高峰，恰逢區(qū)域光伏退出生產(chǎn)時間，這就必然需要大量的西部電力調(diào)入，甚至作為主力電源調(diào)入。”

青海格爾木市太陽能光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，圖為面積二十多平方公里的太陽能板

“當(dāng)前，電網(wǎng)消納新能源的能力仍然有限，普遍采用電源調(diào)電源的方式，即依靠火電維持電網(wǎng)穩(wěn)定，進(jìn)而實現(xiàn)不穩(wěn)定電源的入網(wǎng)。未來，電網(wǎng)需要成為‘多種儲能方式+靈活、智慧調(diào)度能力’構(gòu)成的新型電網(wǎng)，才能更好消納清潔能源，這也是保障電網(wǎng)安全的科學(xué)之路。”吳川表示。

總的來說，清潔能源電力的使用，目前最大的困境不是生產(chǎn)、也不是運(yùn)輸，而是儲能。

二、特斯拉又帶動一個新版塊

在國內(nèi)，常見的儲能方式有幾種：機(jī)械類儲能、電磁儲能、熱儲能、化學(xué)類儲能、電化學(xué)類儲能。

最成熟、規(guī)模最大的是抽水蓄能：在電力系統(tǒng)高峰負(fù)荷時，將上池水回流到下水池推動水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電;在低谷負(fù)荷時，將下池的水抽回上池蓄積起來進(jìn)行儲能。

規(guī)模排在第二的是電化學(xué)儲能，其中以鋰離子電池儲能為主。相比抽水儲能，電化學(xué)儲能由于其受地理因素影響小，應(yīng)用的場景較靈活，隨著成本的持續(xù)下降和商業(yè)化的逐步成熟，或?qū)⒊蔀閮δ苄略鲅b機(jī)的主流。

電化學(xué)儲能中，運(yùn)用的正是新能源汽車上的鋰電池。

比如，特斯拉的儲能墻Powerwall，最早就開始用NCA18650電池，是特斯拉車上用的同款的鋰電池。只不過，一臺特斯拉Powerwall的能量密度遠(yuǎn)小于一臺車的動力電池，只有13.5度電，但可以支持最多10個儲能墻組合起來。你可以簡單地理解為，一塊專門用于儲能的電池。

而特斯拉的光儲充一體化超級充電站，簡單來說就是通過頂棚的太陽能板，將陽光轉(zhuǎn)化為電能。再通過Powerwall儲能設(shè)備儲存能量，使用儲存能量給車輛充電。在負(fù)載和光儲配置平衡時，可實現(xiàn)能源自給自足。

實際上，儲能的分布位置通常也有幾種：發(fā)電側(cè)儲能、電網(wǎng)儲能、供電端儲能。以往的清潔能源要么在發(fā)電側(cè)儲能，要么是電網(wǎng)儲能。而特斯拉推崇的光儲充一體化，其實就是在供電端直接發(fā)電并且儲能，在有限的土地資源里提高能源轉(zhuǎn)換效率。

一位從事能源大數(shù)據(jù)中心項目的人士向虎嗅表示，特斯拉Powerwall的使用場景是很有想象力的，因為特斯拉的核心競爭力是電池管理BMS，可以充分發(fā)揮其價值。在他看來，“光伏發(fā)電+儲能+充電是可以形成一個完美的業(yè)務(wù)閉環(huán)。”

“相較傳統(tǒng)的直流充電站，儲能充電技術(shù)對廠商的方案研發(fā)能力與落地運(yùn)營能力都提出了更高的要求，需要車企提前進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)積累。”小鵬汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

在當(dāng)前，鋰離子電池儲能發(fā)展最大的阻礙是電池安全問題。

今年初引發(fā)轟動的“4·16事件”——北京豐臺儲能電站起火爆炸，涉事電站為北京國軒福威斯光儲充技術(shù)有限公司運(yùn)營的25MWh直流光儲充一體化電站中的儲能電站部分，使用的是磷酸鐵鋰電池。

儲能領(lǐng)跑者聯(lián)盟理事長杜笑天認(rèn)為，事故儲能電站大概率使用了退役的磷酸鐵鋰梯次利用電池，可能存在一致性差、安全性低等問題。

不過，寧德時代(556.800, 0.00, 0.00%)試圖解決這些問題。

7月29日，寧德時代發(fā)布新一代鈉離子電池。鈉離子電池和鋰離子電池的工作原理相似，不過由于能量密度低、初期成本高等問題，使得它在“續(xù)航軍備競賽”的階段被業(yè)界所忽視。但具有性能安全、溫度范圍適應(yīng)性寬等特性的鈉離子電池，在儲能領(lǐng)域有著更多“施展拳腳”的機(jī)會。

在鈉離子電池發(fā)布會上，寧德時代董事長曾毓群還表示，其公司三大核心業(yè)務(wù)之一就是，以可再生能源發(fā)電和儲能替代固定式化石能源。所以，寧德時代在發(fā)電端、電網(wǎng)端和用戶端都做了很多努力，電化學(xué)儲能方面進(jìn)行了重點布局。

從政策角度來看，鈉離子在內(nèi)的新型儲能技術(shù)即將走向臺前。

7月15日，國家發(fā)展改革委、國家能源局正式發(fā)布關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見。其中，提到堅持儲能技術(shù)多元化，推動鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用，以及鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼炇痉?。

根據(jù)上述文件顯示，“新型儲能具有可以突破傳統(tǒng)電力供需時空限制、精準(zhǔn)控制和快速響應(yīng)的特點，是應(yīng)對新能源間歇性、波動性的關(guān)鍵技術(shù)之一，且具有選址布局靈活等多方面優(yōu)勢，因此加快新型儲能規(guī)?；l(fā)展勢在必行。”

國網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司工作人員在查看移動儲能艙

“碳中和成為了中國工業(yè)領(lǐng)域一大熱門話題，光儲充相關(guān)技術(shù)將有望成為新能源汽車車企推動碳減排，實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵技術(shù)之一。”小鵬汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴虎嗅。而根據(jù)光大證券(15.570, 0.00, 0.00%)的預(yù)測，2025年我國儲能投資市場空間約0.45萬億元，2030年約1.3萬億元，2060年或達(dá)5萬億元。

三、每一臺電動汽車，都是儲能單元

“充儲一體化是大勢所趨，要大力開展電動汽車與能源互聯(lián)網(wǎng)的互動技術(shù)研究及商業(yè)模式創(chuàng)新。因為電動汽車規(guī)模化發(fā)展，在帶來巨大機(jī)遇的同時，也帶來了巨大挑戰(zhàn)。”國網(wǎng)電動相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

這里打個比方，充電站好比一個個的小銀行，銀行都有自己的小金庫。如果突然大量人來取錢，銀行肯定會出現(xiàn)擠兌。那么類似，充電樁與儲能設(shè)施相結(jié)合，則能應(yīng)對大功率充電并減少對電網(wǎng)的沖擊。

“公共快充站的布局與當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)容量有一定的關(guān)聯(lián)，儲能充電方案的出現(xiàn)，可以讓充電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商將更多的快充站布局在電網(wǎng)容量有限的區(qū)域，如高速公路服務(wù)區(qū)、旅游景點，老城區(qū)住宅。”小鵬汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴虎嗅。

國網(wǎng)電動與寶馬首座充光儲一體能源示范站

根據(jù)國網(wǎng)電動方面的預(yù)計，到2040年我國將達(dá)到3億輛電動汽車，銷量占比50%到60%，年用電量將增加2.68萬億千瓦時，占全社會用電量占比17%;日充電功率可達(dá)5.87億千瓦，占2040年新能源裝機(jī)量18.81億千瓦的31%。要知道，2020年我國整體發(fā)電量累計也才7.42萬億千瓦時。

面對激增的電動汽車，單純的增長電網(wǎng)容量，而忽視車輛電池與電網(wǎng)的互動，顯然是不健康的發(fā)展。因為電動汽車的充電接入是分散的、隨機(jī)的。所以，電動汽車的充電特性會進(jìn)一步加劇區(qū)域電網(wǎng)峰谷差，電網(wǎng)調(diào)節(jié)難度加大，單純增容升級線路，會使全社會電力投資翻倍，增加終端用戶的用電成本。

目前有兩種方式，讓電動汽車參與到與電網(wǎng)的良性互動當(dāng)中：一個是有序充電、 一個是V2G。

有序充電，簡單的說就是“定時充電”，主要作用就是“削峰填谷”。

很多人可能對峰谷電價沒什么概念。舉個例子，像北京朝陽公園國家電網(wǎng)充電樁，早上7點前的電價為0.3342元/度(不含服務(wù)費(fèi))，而早上10點至下午3點的電價為0.944元/度，兩者相差約0.61元/度。以蔚來汽車最新的100度電池包為例，在谷時電價充電和峰時電價充電，最大差額能達(dá)到61元。

比如在北京環(huán)球度假區(qū)，國家電網(wǎng)在這建了一座國內(nèi)規(guī)模最大的集中式智慧有序充電站。這種有序充電樁，可利用智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)定功率輸出控制策略，通過功率控制引導(dǎo)車主錯峰充電，在滿足車主充電需求前提下，為車主選擇電價更加優(yōu)惠的時段進(jìn)行充電，降低充電成本。

另外一點，就是以往的居民社區(qū)充電存在的私接亂建、不具備通信功能、同區(qū)不同平臺、普遍采用無序充電模式等問題。有序充電樁本質(zhì)上還是，讓其接入智能充電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，便于進(jìn)行數(shù)字化管控，俗稱“更智能”。

目前，國家電網(wǎng)公司已在國內(nèi)18個省份建設(shè)了5.2萬個有序充電樁，覆蓋4789個居民社區(qū)，服務(wù)車主5.47萬名，轉(zhuǎn)移高峰電量432萬千瓦時。通過智能充電，可將80%以上的充電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)低谷時段，并100%滿足用戶充電需求，實現(xiàn)社會整體充電成本最低。

而有序充電，也是實現(xiàn)V2G的基礎(chǔ)。

V2G，其實是車輛到電網(wǎng)，Vehicle-to-grid的英文縮寫。每輛電動車都相當(dāng)于一個儲能單元，停用時可以連接電網(wǎng)，將車載電池的電能銷售給電網(wǎng)系統(tǒng)，由此獲得收益。如果車載電池需要充電，電流則由電網(wǎng)流向車輛。

據(jù)了解，國家電網(wǎng)公司已在全國14個省市開展車網(wǎng)互動智能充放電試點項目建設(shè)近40個，布局V2G充放電終端近400個。目前，北京試點車主可通過V2G獲得的年收益超過4000元，完全可以抵消充電費(fèi)用，實現(xiàn)終身免費(fèi)充電。

此外，3億輛電動汽車的動力電池電量可達(dá)到200多億度，可為電網(wǎng)提供120億度儲能，400GW的調(diào)節(jié)能力，用于調(diào)峰、調(diào)頻、需求響應(yīng)、綠電交易、緊急備用等，助推電網(wǎng)清潔化運(yùn)行。

寫在最后

比亞迪(257.200, 0.00, 0.00%)董事長王傳福非常強(qiáng)調(diào)閉環(huán)管理，比亞迪整個戰(zhàn)略是堅持閉環(huán)管理：太陽能+儲能+電動汽車全產(chǎn)業(yè)鏈全市場產(chǎn)品，實現(xiàn)了從能源的獲取到存儲到應(yīng)用，擺脫對化石能源的依賴。不僅有利于解決空氣污染，還有助于解決國家的能源危機(jī)。

當(dāng)然，可能不是所有人能理解車企為何要做這些能源技術(shù)儲備，看起來更像是包裝、炒作。王傳福則說道：“我們做這些就是為了責(zé)任，為了爭一口氣，你說我們現(xiàn)在為了錢嗎?我們又能用多少錢?就是希望能夠把產(chǎn)業(yè)做大，為中國人爭一個面子，爭一口氣。”