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杨雷:新能源汽车给能源系统带来了巨大的挑战和机遇

从全球来看,在城市消费掉了70%以上的能源,能源在城市的低碳转型是必然的要求,不仅仅是更加绿色的电送到城市来,而且也是更多本地能源能挖掘起来,包括小型的屋顶光伏、垃圾发电、地缘热泵等等分布式能源的应用场景会越来越多,其中一个非常极端的分布式能源就是电动汽车,因为它本身就载着一个储能站。在全球未来出行大会(GFM2020)上,北京大学能源研究院研究员、副院长 杨雷分享了智慧城市建设中能源数字化的作用与意义的观点。

  智慧能源、智慧城市和智慧交通,可能大家觉得这几个领域的结合是一个美妙的选择。但从能源的角度它不是一个选择,它是一个必需的刚性要求,也孕育着很多机。

  对于智慧城市的要求,综合能源服务水平,其中非常重要的还是充电设施,包括能源服务能力。从能源角度来讲,未来会越来越打破能源的壁垒和条块分割的态势,如电、气、热等都是各自公司在供应,而效率很低,未来能源综合服务能力是非常重要的方面。从智慧交通来讲有很大的潜力,这里也有能源服务的潜力可挖。

  能源数字化转型。这块比起很多产业,包括比起交通产业来讲,可以说是刚刚开始,还是在起步阶段。

  风、光发电是很好的,但是是间歇性的,为了使所有风和光能够并网,所付出的代价、系统所承担的最后成本往往高过了这度电的价值。我国风、光发电去年达到了8.9%。达到这个量以后,有一些行业人慨叹,还不如去掉。风、光发电在整个电网中占到10%的比例时会是一道坎,随着光伏和风电变动性能源比例的增高,对系统灵活性提出了要求,现在做了很多火电灵活性的改造。

  不过在德国这个比例能做到50%以上,是因为它有了更加灵活的需求侧响应,能够调动整个系统资源来进行调峰,减少备用容量,重新打造一个新的能源系统,而这正是我们也在致力于要做的事情。我们电力体制改革、天然气改革,因为没有一个市场化的价格,就没有办法构建灵活性的需求侧响应,因为不能挣钱的话就没有动力做这件事情。

  现在为什么能够实现智能充电?因为有峰谷电价,晚上充电肯定比白天省,这样已经催生了巨大的市场。这只是两个价格,实际上随时价格都应该有变化,包括供应的,比如来了一阵风电就多了一些,或者下雨就没有光伏了,更重要的是千千万万的城市用户,也很难从单个来讲找到规律。但从整个大数据来讲肯定是有规律的,从这里知道什么时候是用能高峰,用什么样更清洁、更便宜的能源,这是巨大的领域。

  如果能够智能充电,不要说V2G,只是说智能充电,就可以减少一大半的备用容量,就是不要更灵活,只需要充电错错峰。我们预测到2030年,如果有1亿新能源汽车的保有量,对电力的需求可能达到20%,或者在高峰需求时,他们需要的装机容量达到20亿/千瓦装机。中国现在全部装机也就20亿/千瓦,怎么可能实现这样的支撑。所以这种发展对能源系统带来巨大的挑战,而这个挑战同时也是机遇,因为它就是一个巨大的灵活性的需求侧响应,如果能够用好,反而会有正向效果,减少不必要的冗余电力装机或能源备用,这块会随着时间的推进,大家更加能意识到这么一个巨大的挑战或机遇。

  V2G,电动汽车到电网反向实现调频服务,甚至提供电量的服务,在国际上我们也做了简单的调研,可能有数百家创业企业,可是在中国还没有办法做,因为确实无论是电力市场的开放,还是市场化的构建都不够完善,但是这个方向没有任何疑问。我们理解这样的市场化改革正是有这样一个重要的出发点,关系到我们真的能否实现碳中和目标。碳中和意义简单补充一句,如果你要不能做到,欧洲、美国都做到了,我们就在贸易投资的全球格局中出局了,所以可以再设高一点,就是“伟大复兴”的基本条件都不存在了,所以这点让我确实觉得这不是选项,是一个必需项。

  强调很多低碳能源可再生,如果要能够实现碳中和目标应该是下面的绿线,上面是目前走的线。如果能够实现这个目标,各个领域的贡献,能效是超过所有可再生能源的加和,它是第一能源,能够提高能效,省下来是最清洁的,但是靠节能公司传统模式省下来很有限,节能灯都快改造完了,更大的是系统能效,能够在系统的灵活性中挖掘出更大的资源来,而这主要靠的就是数字化的水平。传统来讲,能源是金字塔,你给我供电就行了,我给你掏钱,没什么好谈的。可是随着未来能源深刻变革,包括体制变革,能源其实正在从金字塔型结构变成更加柔性的系统,从能源是单向流动变成能源和信息一样都会是双向流动,就像这样一个新的模型。尤其是以分布式能源的形式,也会越来越多地在能源系统发挥更大的作用,有越来越多的能源服务。

  最后强调能源服务。现在国家电网、中石油统统把自己添上能源服务公司,能做到什么程度不说,但共识已经存在。我觉得更大的一个潜力就是在于各个行业的融合,你们都懂作为汽车行业是怎么样的用能需要,是怎么样的规律,而这里所有服务的潜力还有待于进一步挖掘,才能够真正实现我们所期望的智慧的城市、智慧的能源和更加智慧的交通。


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