南网电动汽车李勋:做智慧移动储能构建绿色能源生态

储能世界网讯:我们可以把电动汽车的电池作为一种灵活的储能资源,甚至说是一种能源的海绵一样,我们可以很灵活地调配供需之间的平衡,我们知道传统的电网如果有很多波动性的负荷,包括风光分布式资源大量接入以后,我们很难消纳、很难接入,因为当时没有这么多的储能资源在中间。但是现在幸运的是,我们有那么多分布式储能资源,有那么多新能源汽车的接入,弹性的储能资源可以作为连接需求侧响应,以及发电侧的发送,以销定产向以产定销的转化。

南方电网电动汽车服务有限公司产品技术部总经理、博士李勋在本次中国国际换电模式产业大会做了《做智慧移动储能构建绿色能源生态》演讲,现场演讲实时如下:

今年无论从习总书记还是国务院,对整个新能源汽车行业出了很多相关政策,包括习总书记在联合国75周年成立大会上提到碳达峰以及绿色复苏概念。在深圳特区成立40周年大会上,又指出:“要围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链,前瞻布局战略性新兴产业,培育发展未来产业,发展数字经济”。

国务院办公厅印发的新能源汽车产业发展规划(2021-2035),推动新能源汽车与能源、交通、信息通信融合发展。

国务院新闻办公室21日发布的《新时代的中国能源发展》白皮书,全面推进能源消费方式变革,建设多元清洁的能源供应体系。

1.站在电网看电动汽车

深圳市电动汽车产业呈现出发展速度快、市场化程度高的特点,市场发展潜力巨大。

截止2019年底,深圳市机动车保有量为343.4万,深圳已上牌电动汽车约32万辆,占全市机动车总量的9.3%,与2018年相比增长15%。

深圳是南网区域内唯一电动汽车突破20万大关的城市;深圳是全球首个公交全电动化城市,全球纯电动出租车规模最大城市,全球新能源物流车的保有量和使用量最大的城市。有几个是“全球之最”,说明整个深圳在公共交通电动化领域,在国内甚至全球有很好的示范效应。

今年2020年,我们公司也做了一些测算,包括各种车辆类型的数据保有量,今年会有37万辆(电动车保有量),根据充电量的情况,我们估计大概年充电量有26.90亿kWh,这是我们公司内部做的测算。

截至目前,南方电网累计投资35亿元,建成充电桩3.16万个,覆盖了粤港澳大湾区、海南环岛和五省区主要城市,累计充电电量4.5亿度。

既然说到电网企业,我们做电动汽车这个业务到底跟电网有什么关系。

近两年大家听到比较多的概念,是车网互动(V2G),怎么实现车与电网的融合发展。

电动汽车只是通过传统的化石能源用电的话,这不叫真正的低碳交通,我们更多希望未来新能源汽车确实能够充上绿色电、绿色能源。

南网电动着力从V2G到G2V,怎么让电动汽车充上绿色电,我们今年也做了一些尝试,包括怎么实现把分布式清洁能源进行聚合,参加到电网的辅助服务,怎么提升电网调度的灵活性这块,准备做一些探索。

2.绿色能源服务G2V的实践与运用

我们在车电分离方面,主要一种是物理上的分离,还有价值上的分离。物理上的分离跟商业上所谓价值上的分离,其实各有它们的优缺点。

物理的车电分离相对来说,一些成本比较高一些,有很多换电站之类的投资,面临很大的挑战。

商业上的价值分离,主要是成本相对低一点,它是通过一些智慧互动的技术,实现需求侧的响应。目的是为了积极消纳绿色能源,从而降低运营成本。

我们今年刚好做了这两个示范。后面有详细介绍。

G2V与非运营车辆(私家车),每天在行驶过程的时间并不多,大部分是上下班途中使用,大部分时间停靠在停车场,这部分时间利用起来,参与电网辅助服务的话,可以为电力的供应提供补充、提供保障,同时通过电力的互动、交易,其实可以为车主带来一些额外的收益。这就是针对非运营车辆的一些案例。

针对政务的公务车辆(集团客户),在南网总部有公共用车、生产用车,很多时候它们停在停车场,这个时候我们如果通过一个智慧的互动,让整个充电桩跟公共用车保持连接,通过APP的平台,预测整个出行的时段,也可以把公共用车调度参与南网的互动,这是公务用车的案例。

我们把充电和商业进行综合体的打造,我们想积极在一些优质的区域投放综合体,一方面打造充电+泛休闲的多元业态,另一方面配合一些储能、多能互补的方式,参与一些电网需求侧响应。

最后一个是针对家庭储能的,有一些有条件的,家里面有一些分布式的光伏,这些储能的资源,一方面可以自用,多余的能源返送给电网,将来整个社区、所有的邻居可以在一张电网上,用户可以共享很多绿色电源,哪怕住在一些高层建筑或者身处高层公寓,家用的电也可以是绿色能源,基于能源互联未来的技术发展趋势,我们不光是新能源汽车可以充上绿色电,每个家庭用户用的电也可以是绿色能源。

3.技术支持——南网电动能源网

基于上面说的车网互动也好、电力交易也好、能效管理也好,动力电池是我们的核心,电池管理离不开能源网的建设。

今年我们在能源网方面下了很大功夫,怎么把分布式资源,怎么通过技术的手段,通过平台的方式,把它聚合在一起。之前刘永东主任提到,电网企业我们想做的是分布式资源的聚合商/运营商,这是我们终极发展的战略目标,做绿色能源生态的服务。这样能源网的聚合平台就非常关键,这个聚合平台一方面可以实现整个充电站端侧能源内部有序充电,另外在跨区域的,怎么实现绿色能源这块的交易。通过整个能源网电力的互动或者平衡的关系,能够保证整个充电厂站的能效达到最优值,保证整个电网的运行优化,就是你的电网跟我们分布式的电动汽车这些储能资源,做一个整体联合优化的策略。

这是整个智慧能源网系统的架构(如图),刚刚提到主要是能源网的功能四大方面:

1.绿电交易;

2.能效管理;

3.有序充电;

4.电池的一些管理。

通过这四大功能,构成整个能源网的这些业务。

整个能源网我们也设想,从充电服务运营作为最核心的一个业务,充换电业务延伸到产业链的整合,包括V2G,虚拟电厂也好再到绿色能源生态,南网电动所要做的就是怎么打通产业链,怎么构建绿色能源的服务生态。我们今年做了很多工作,做了探索。

4.技术变量——电池。

这里专门一部分讲电池这个关键变量。现在有一些车主还在犹豫,就是担心动力电池安全的问题,包括我们经过一些统计,包括一些数据,其实电动汽车它的事故最主要的原因是动力电池的热失控,导致它的起火等事故。随着技术的进步,我觉得最起码我们电池的安全性,包括将来的成本,还有稳定性,大家慢慢都可以接受,并且技术会越来越好,我们在以后开电动汽车不用担心安全的问题。

刚刚清华的陈老师提到,锂电池的价格其实一直走下降的趋势。之前我看陈老师材料里面讲到,2019年锂电池组的价格是156美元每千瓦时,据新能源经济预测,到2030年,价格将下降到61美元每千瓦时。所以说锂电池的价格都是呈下降趋势,对于能源企业也好,包括电动汽车车主也好,其实是非常好的利好消息,不光是它的质量得到了提升,价格、寿命都得到了提升。并且现在国内长寿命电池厂家,不管是比亚迪还是宁德时代,对电池的质保年限,都在进一步提升。

我们最近跟一些电池厂合作,他们质保都能达到6年60万公里的质保年限,如果确实电池质量能够达到这么高的循环利用次数的话,我们对将来的梯次利用更加有信心。

又回归到电网企业的本质,我们做电动汽车储能的资源跟电网之间的关联,怎么把电动化的交通和能源的绿色转型怎么样融合。这张图很好说明了我们怎么样把电动汽车的电池储能资源跟数字电网的供需平衡,怎么进行关联。(如图)

我们可以把电动汽车的电池作为一种灵活的储能资源,甚至说是一种能源的海绵一样,我们可以很灵活地调配供需之间的平衡,我们知道传统的电网如果有很多波动性的负荷,包括风光分布式资源大量接入以后,我们很难消纳、很难接入,因为当时没有这么多的储能资源在中间。但是现在幸运的是,我们有那么多分布式储能资源,有那么多新能源汽车的接入,弹性的储能资源可以作为连接需求侧响应,以及发电侧的发送,以销定产向以产定销的转化。

按照联合国国际能源署的预测,如果中国能源转型不能系统优化使用储能、需求侧响应等全部手段,将不足支撑高比例波动性可再生资源的接入。如果风光装机容量占总装机容量比例小于10%的时候,我们通过现有电网的系统自己有一个灵活性调控,这是完全在现有电网基础之上,可以解决接入的问题。如果到了高于50%,需要整个电网系统全局优化,包括一些储能,还有需求响应的手段。如果这些手段达不到的话,我们就没法销量大规模风光可波动性的资源接入电网,对电网来说,安全跟稳定是一个非常大的挑战。我们刚好可以承担这样的角色,把电动汽车储能资源参与整个电网的需求侧响应的手段,不管将来风光分布式的能源接入量越来越大,哪怕超过总装机容量的50%以上,我们还是有能力把这部分的分布式能源进行消纳。

基于此,我们怎么在移动能源方面做技术/服务商的创新。首先在技术创新,我们现在推一些车电分离模式,把车网互动技术用来降低司机运营成本;另一方面,服务上的创新。我们开发了电池能源包的业务(车电包),再就是智慧能源的互动业务,将来如果电动汽车的车主参与智慧能源互动的话,怎么获得电网中的收益。最终我们形成长寿命电池+能源运营商新型商业创新模式,这是我们最终要达到的目的。

这张图今年在几个重要的会议上反复拿出来,这个图像陈老师说到的“扎根”,根深才能叶茂。新能源车主、数字电网的用户,我们每个人都是数字电网的用户,这就是我们所谓整个能源生态的土壤,土壤支撑我们的根基就是所有充换电的业务,这些业务最终使我们叶茂有四个智慧,涉及到整个产业链态,如果没有根深就没有叶茂。树干通过怎么提高移动储能运营的能力,只有这种能力提升了,通过树干来支撑整个产业生态的蓬勃发展。这是我们设想的绿色能源产业链的发展模式。

这里简单说一下,今年做了两个车电分离模式的项目。一个是跟滴滴与比亚迪定制网约车D1,前两周在深圳成立了深圳储能创新中心,目的是研判后面长寿命电池在实际工况情况下,它的一些检测标准,包括它的质量研判,目的想做这样一个事情。所以我们跟滴滴、比亚迪,通过网约车的形式,最大程度上使用长寿命电池,看看它的数据到底是不是符合所谓的长寿命这样的属性。

换电这块也是跟宁德时代、华凌重卡开展点日运营合作,这是所谓的物理分离,跟D1的价值分离不一样。这个主要是来释放整个重卡智慧储能换电站的模式。(如图)

南网电动作为交通与能源融合发展的推进者,它要承担两方面的任务。一方面是怎么实现能源绿色化;另一方面,怎么实现交通革命(交通电动化)。刚好我们站在中间,起到推介作用,起到“杠铃效益”,怎么保证两方面的能源革命跟交通革命的实现。人家谈到电动汽车公司、服务公司是不是就只是作为充电桩的投资建设,其实不仅仅是,我们更重要的是还是做能源服务,基于电池,电池才是我们最核心的,也是我们公司层面各个领导一直强调的,动力电池这个资产才是我们需要重点去运维的。

这是我们对2030年移动储能的畅想。南网电动怎么基于刚刚所说的做能源服务这块,怎么提升网级汽车公司,整个移动储能的运营能力,对整个智慧城市也好、智慧交通也好,怎么把这些数据共享、怎么打通交通与能源的融合,怎么实现将来的配网规划和充电设施规划建设的协同发展。这才是我们将来发展的重要目标。

以上是我们的一些分享,谢谢大家!

(现场演讲实录,未经讲师审阅)

 

原标题:南方电网电动 智慧移动储能构建绿色能源生态

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