中国科学院院士欧阳明高：新能源汽车有望成为电网微型储能站

我国力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，发展新能源汽车是减少对化石能源依赖、降低温室气体排放的重要一环。中国科学院院士欧阳明高近日表示，一般来讲，我们认为新能源汽车的上半场是电动化，下半场是智能化，但其实绿色化也是非常重要的一环，如果没有绿色化，就可以称之为动力汽车，而不能称作是新能源汽车。因此，发展新能源汽车的根源是在能源，是在绿色转型。



动力汽车为何需要绿色化？
 
今年8月5日，国家能源局公布数据显示，上半年风电光伏发电量占比已升至20%，较去年同期的16.8%有所提升。去年全年非化石能源发电量占比36%，预计今年将达40%，清洁能源发电量增长迅速。若按此趋势，到2030年风电光伏发电量或达31亿至35亿千瓦时，加上水电、核电等，新能源发电占比将超过55%，届时新能源将成为发电领域的主导力量。然而，当前电网消纳能力成为制约新能源发展的关键因素。
 
“新能源的发展已经相对完备，现在关键是电网消纳不了。这个怎么办？要靠新能源汽车。怎么靠？第一就是电池。”欧阳明高说。目前我国新型储能的主要方式就是电化学储能，即电池储能。因此，电池不仅为新能源汽车提供动能，它也是新能源消纳的主要储能方式。新能源发电因其波动性、间歇性和随机性特征，必须与储能技术相结合，才能成为能源供应的主要力量。
 
当前，电池技术放电时间有限，难以满足长期储能需求。因此，氢能作为长周期储能方案备受瞩目。尽管氢燃料电池汽车已有所发展，但氢能的应用远不止于此，氢储能将成为未来煤电厂的重要替代方案。中周期储能依赖电池和电化学储能电站，而短周期储能则可通过车网互动实现，智慧能源系统将车辆转化为储能装置，形成虚拟电厂，实现车能路云一体化。“将来一辆电动汽车，就是电网的一个微型储能站，这个愿景并不遥远，预计2030年即可实现”欧阳明高说。
 
动力汽车的电池系统本质上就是一套储能系统
 
对比传统电力系统与新能源电力系统，传统电力系统遵循一个固定的流程：发电厂利用一次能源生成电能，随后通过输电、变电、配电环节，最终将电能输送至用户，整个流程体现了电能从生产至使用的单向传输特性，且以“电源跟随负荷变动”为基本原则。而新能源电力系统则面临光伏和风能发电随时间及季节波动的挑战，同时电力负荷也处于动态变化之中。这促使“源—网—荷—储”四大要素间必须实现灵活高效的相互调节与控制。因此，为了有效应对新能源发电的间歇性和不稳定性，确保电网的平稳运行，部署储能系统成为了不可或缺的关键措施。
 
欧阳明高表示，目前，我国电化学储能约85%的装机量为锂离子电池，储能成本为0.6～0.9元/千瓦时，其中约67%为电池成本，相比于0.2～0.25元/千瓦时的抽水蓄能，虽然在成本方面不具备优势，但抽水蓄能受地理位置的限制大，不易实施。而电解水制氢成本包括电费、固定成本、维护成本和水费等，成本偏高。因此，电动车及其电池动力系统，是目前比较理想的储能方式。
 
纯电动汽车，尤其是锂离子电池的车型，将在新能源电力的储存与利用中扮演重要的角色。据预测数据显示，到2040年，中国电动汽车的保有量有望达到3亿辆。若以平均每辆车配备65千瓦时的电池容量来估算，全国范围内由电动汽车所提供的车载储能总量将接近200亿千瓦时，这一数字与我国当前的日均电力消费量大致相当。由此可见，电动汽车正逐步引领人类能源消费模式的转变，加速推动新能源时代的来临。
 
实现车网互动技术是关键
 
欧阳明高认为，随着新能源发电比重的提升以及电动车的广泛普及，电网系统的安全稳定运行正面临前所未有的挑战。因此，构建以新能源为核心的新型智能电力系统迫在眉睫。车网互动技术是重要的实现方式。
 
车网互动是一种创新模式，它允许车辆既能从电网接收电能进行充电，也能向电网反向放电，实现车辆与电网之间的双向互动连接。推动车网互动的关键目的在于有效调节电网的需求曲线，通过减少峰值负荷和填补低谷负荷来优化电网的负荷需求功率。
 
“当电动车处于停放状态，其电池将成为待开发的配电网“充电宝”，把海量的“充电宝”通过物联网技术连接到智能聚合平台，形成一个虚拟大负荷。”欧阳明高说。这个虚拟大负荷通过能源互联网和人工智能技术进行精细化管理与调控，在电力需求较低时段为电动车充电，在需求高峰时段则调用电动车的电池储能向电网放电。“这是一种规模大、成本低、安全性高的分布式储能技术，被认为是新型智慧电力系统的重要组成部分，但当前我国还处在起步模式。”欧阳明高表示。
 
车网互动是将新能源与电力结合起来的理想方式，今年国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、市场监管总局等四部门发布《关于推动车网互动规模化应用试点工作的通知》，提出在全国开展车网互动规模化应用试点。目前，全国已有15个省市建设了42个车网互动项目、609个车网互动终端，共有近4000台电动车参与过车网互动。政策的推动以及新能源汽车市场的逐渐覆盖，车网互动将有望发挥更大作用，有效推动全社会的能源转型。
 
 

(本文不涉密)
责任编辑：王佳琪

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