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【深度】起底电动汽车与动力电池的真正价值

龙凰
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新能源汽车会对新能源的发展起到很重要的推动作用,而且其重要性会超出很多人的想象。在讨论新能源汽车对新能源发展的推动作用时,离不开契合新能源发展的现状来讨论,从中我们能一窥,为什么新能源汽车将会在现今的新能源发展中扮演一个非常重要的角色。

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一、为什么现在的新能源发展需要电动汽车?

现在不少人把能量转换效率低当成新能源发展的瓶颈,其实现今在世界上的很多地区,新能源的是“过剩”的,而中国最为严重,以风电为例,根据《国家能源局关于2015年度全国可再生能源电力发展监测评价的通报》的数据:

可再生能源发电限制出力情况:2015年弃风限电形势严峻,全国弃风电量339亿千瓦时,同比增加213亿千瓦时,其中,甘肃弃风电量82亿千瓦时、弃风率39%,新疆弃风电量70亿千瓦时、弃风率32%,吉林弃风电量27亿千瓦时、弃风率32%,内蒙古弃风电量91亿千瓦时、弃风率18%。

道理非常简单,电能并不是说发出来就可以了,还需要经过电网层层传输到用户,最终完成电能的消纳过程。电网最重要的一个原则就是时刻满足发电量等于用电量,电网本身不储存任何电能。而非常不巧的是,以太阳能、风能为代表的新能源有两大技术特性:1.随时间、季节的变化而时刻变动;2.能量分散或远离负荷中心。

而现今的电网并没有这么高的灵活性来大量传输变动又分散的可再生能源,可再生能源的这两个特性都直接阻碍了新能源并入电网。这也是为什么我们国家风能、太阳能的装机容量都位居世界第一,但发电量却都不是世界第一的原因——我们现今的电网不够灵活。

为了提高电网的灵活性消纳更多可再生能源,电网正在往这几个方向转变:

更大的电网:通过高压长距离运输,将偏远地区丰富的可再生能源送往负荷中心,或实现多个负荷中心之间的电能消纳平衡。代表有以“较大规模、高度集中、长距离高压传输”为发展方针的中国可再生能源+特高压模式、欧洲的European SuperGrid。

更智能的电网:运用通讯和监测技术,通过对可再生能源电力、可调负载、储能的合理控制,充分挖掘现有电网的容量,实现在大量可再生能源接入电网后的电网可靠运行。

代表有德国的智能(配)电网。

更小的电网:小到一个社区、甚至一栋房屋的微电网系统,可以自产自销电能,并脱离公共电网离网运行。

代表有美国SDG&E在加州的智能微网,夏威夷的光伏+储能脱网运行。

未来的电网结构将会是这三种形式的电网共存:

微电网像是细胞,可以自产自销电能,并随时接入大电网提供或消纳电能。

智能电网像是大脑,实现整体上的“源—网—荷—储”的动态平衡。

大电网像是骨架,实现大规模、远距离的电力调度,保证在可再生能源大量接入的大环境下,可再生能源的充分利用和电网稳定。

但无论电网再怎么发展,有一个原则是终究还是不变的:发电量等于用电量。

为了引入更多可再生能源,电力系统固然可以通过电力电子化实现更大的柔性,但要吸纳更多可再生能源,势必要引入更多的储能设备。而现今的储能设备还太昂贵,一台电动汽车或者光伏发电项目里,储能(电池)的成本可以占到总成本的30%-50%。没有廉价的储能,就没有柔性的电网。

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