一、戰(zhàn)略意義
首先說一下背景，我們發(fā)展新能源汽車根本目的是什么？本質(zhì)上還是為了節(jié)能減排，降低溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)交通部門零排放。上個(gè)月習(xí)總明確提出，中國要提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更有力的政策措施，二氧化碳排放爭取在2030年之前達(dá)到峰值，爭取2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。目前2060的研究并不是非常多，我們基本上認(rèn)為要想實(shí)現(xiàn)2060年碳中和，1.5攝氏度溫控情景是比較貼近碳中和目標(biāo)的。
清華大學(xué)做的分析表明，想實(shí)現(xiàn)1.5攝氏度目標(biāo)，在2050年之前交通部門能源結(jié)構(gòu)變化就會呈現(xiàn)非常大的一個(gè)躍升，從目前2020年基本上90%都是石油供給，到2060年60%電氣化率。交通整個(gè)部門不僅僅是汽車，也包括船用，航空這些部門，這些部門電氣化難度更高。未來要實(shí)現(xiàn)1.5攝氏度，道路交通部門電動化率可能遠(yuǎn)高于60%，所以從這個(gè)角度來講實(shí)現(xiàn)未來交通電動化的目標(biāo)變得更急迫了。技術(shù)來講，我們認(rèn)為技術(shù)發(fā)展是能夠支撐道路交通電動化的。
二、技術(shù)發(fā)展
2018年當(dāng)年鋰電池成本1200塊錢，今年已經(jīng)普遍低于1000塊錢。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)的預(yù)測，未來10年鋰電池成本仍將呈現(xiàn)快速下降趨勢，2030年動力電池預(yù)計(jì)達(dá)到430塊錢左右，規(guī)模越來越大，單位生產(chǎn)成本越來越低，未來經(jīng)濟(jì)性進(jìn)步空間非常大，電動車滲透率隨之不斷提高。國內(nèi)也是有這樣一個(gè)發(fā)展的趨勢，去年新能源汽車市場滲透率接近5%，2025年預(yù)計(jì)滲透率達(dá)到20%，2035年之后新能源汽車市場滲透率超過50%。
根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》充電基礎(chǔ)設(shè)施未來仍然是以慢充為主狀態(tài)，快充作為一個(gè)補(bǔ)充滿足更多元化充電需求。2035年慢充以及快充數(shù)量結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示，越來越多充電基礎(chǔ)設(shè)施會體現(xiàn)智能化發(fā)展趨勢。2025年都市核心區(qū)未來是更多智能充電廠站，未來電動汽車跟能源之間協(xié)同效果會越來越明顯，不僅僅是簡單的充電服務(wù)，而是體現(xiàn)智能雙向的特性，特別是與新能源，與電網(wǎng)融合越來越明顯。
雖然說發(fā)展電動汽車的根本目的是節(jié)能減排，但從目前中國能源結(jié)構(gòu)來看，從全生命周期角度來講，電動汽車仍不是一個(gè)真正的零排放技術(shù)。通過對比各類新能源汽車全生命周期二氧化碳排放，電動汽車特點(diǎn)它的排放取決于上游電源結(jié)構(gòu)，發(fā)展電動汽車它的環(huán)境價(jià)值其實(shí)是打了一個(gè)很大折扣，這也是為什么說我們國家在發(fā)展電動汽車，在國際上面也會存在一個(gè)爭議。如果上游沒有低碳化能源體系作為一個(gè)供應(yīng)，電動汽車它的節(jié)能環(huán)保價(jià)值會受到一個(gè)很大損失。從這個(gè)角度來講，發(fā)展新能源汽車前提條件，是需要與上游清潔能源形成一種協(xié)同。
反觀能源，中國同樣還是全球最大的新能源發(fā)電裝機(jī)國家。去年風(fēng)光裝機(jī)分別超過2億千瓦，可再生能源裝機(jī)量，已經(jīng)接近了全國總裝機(jī)40%，發(fā)電量也是接近30%。我們對比了到2019年底目前各種新能源發(fā)電的情況，可以看到總的規(guī)模非常大，全球第一。問題是不同技術(shù)之間呈現(xiàn)一個(gè)很大的差異，風(fēng)電和光伏波動性可再生能源因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步非?？?，裝機(jī)量提升速度非常高，相比之下，光熱發(fā)電這些相對來說具有一定調(diào)解能源電源技術(shù)，它的進(jìn)展速度非常緩慢，基本上沒有達(dá)到之前規(guī)劃制定目標(biāo)，呈現(xiàn)一個(gè)非常不平衡的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。
展望未來幾年，這個(gè)趨勢還會得到一個(gè)加強(qiáng)，左邊是國際可再生能源署對風(fēng)電和太陽能發(fā)電這兩類技術(shù)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)步預(yù)測。像光伏發(fā)電成本從全球目前基本在10美分左右下降到2030兩美分到8美分之間，風(fēng)光這種技術(shù)，未來經(jīng)濟(jì)技術(shù)越強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)評價(jià)之后它的滲透率會越來越高，所以這種波動性電源對電網(wǎng)影響越來越明顯。國內(nèi)這種問題已經(jīng)開始呈現(xiàn)了，國內(nèi)風(fēng)電和光伏棄電率變化情況表明，未來風(fēng)光這些新能源發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)性越來越強(qiáng)，滲透率越高之后，消納能力不足問題，仍然還是制約新能源發(fā)展的問題。
我們提出這樣一個(gè)思路，是不是能夠通過電動汽車大規(guī)模發(fā)展，然后形成它與上游新能源產(chǎn)生一種協(xié)同和一種互動，來解決他們各自目的發(fā)展中所面臨的一些問題。從電動汽車來講，它與能源系統(tǒng)結(jié)合可以通過不同模式來做，包括有序充電、V2G，電動汽車電池退役之后，換電模式可以做一個(gè)間接性與電網(wǎng)融合方式，無論哪種方式充電基礎(chǔ)設(shè)施都在其中扮演一個(gè)核心作用，未來如果能夠?qū)崿F(xiàn)充電基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)上下游銜接，電動汽車與能源系統(tǒng)融合價(jià)值將能夠充分釋放出來。
三、政策支持
其實(shí)從政策角度來講，國內(nèi)已經(jīng)出臺一些政策去鼓勵(lì)這方面的一些發(fā)展。比如說能源發(fā)展十三五規(guī)劃、電力發(fā)展十三五規(guī)劃都提到了，鼓勵(lì)電動汽車作為一種分布式儲能技術(shù)，探索它與電力系統(tǒng)的充放電互動。能源互聯(lián)網(wǎng)+和儲能指導(dǎo)意見都提到了如何來通過電動汽車靈活性資源發(fā)揮，與新能源也好，與大的電網(wǎng)也好形成一個(gè)協(xié)同運(yùn)行的效果。
從具體的激勵(lì)機(jī)制角度來看，政策也是比較多的。2014年發(fā)改委出臺第一個(gè)電動汽車充電價(jià)格政策里面，明確提到鼓勵(lì)電動汽車在電力系統(tǒng)用電低谷時(shí)段充電。2018年綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制意見里面，也是提出鼓勵(lì)電動汽車提供儲能服務(wù)，并獲得峰谷價(jià)差經(jīng)濟(jì)性收益，比如說上海市電力需求響應(yīng)，嘗試把電動汽車終端復(fù)合資源，納入到電力系統(tǒng)運(yùn)行中來。
目前來講，我們想實(shí)現(xiàn)電動汽車與新能源協(xié)同也好，與電網(wǎng)也好協(xié)同來講還是存在一些具體問題，電池，配電網(wǎng)層面來講都會有一些具體障礙。最根本還是電池問題，后面也會提到，需要一部分長壽命，高續(xù)航，低成本電池做相關(guān)一些支撐。車端和終端也會做一些升級，總的來講，這部分障礙相對來說是容易解決。未來更大的阻力還是在我們的電網(wǎng)層面，怎么樣能夠通過一個(gè)配電網(wǎng)升級，能夠做好基礎(chǔ)設(shè)施接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)雙向潮流互動效果。
電動汽車想實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)互動，最根本驅(qū)動力還是在于電池技術(shù)進(jìn)步。所以從這個(gè)角度來講，也可以看到我們說電池它的技術(shù)未來還是呈現(xiàn)一個(gè)非常快速的能力提升，核心來講就是兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)能量密度，或者說車輛單次充電續(xù)航里程。另外一方面電池循環(huán)壽命，目前來講，一般來講400公里車輛它的續(xù)航，一千次循環(huán)壽命大約支撐40萬公里累計(jì)出行需求，基本上可以滿足乘用車要求了。未來可以看到，國內(nèi)外各個(gè)電池的企業(yè)，已經(jīng)在陸續(xù)發(fā)布相對來說更長續(xù)航一些車型，動力電池能量密度越來越高。未來能量密度對標(biāo)于燃油汽車，800公里續(xù)航，同樣循環(huán)壽命也是不斷提升的，未來電動汽車這樣大量剩余充放電能量，完全可以做一些電網(wǎng)互動服務(wù)。
四、面臨的問題和挑戰(zhàn)
看一下目前國內(nèi)具體試點(diǎn)情況，首先是上海每年都在做電力需求響應(yīng)一些工作。之前會集中在夏季，最近兩年上海嘗試在節(jié)假日，或者冬季一些時(shí)段引入一些響應(yīng)，最根本來講還是滿足上游水電，或者其他一些新能源發(fā)電的填谷需求。效果也是非常突出的，去年8月9日在一處專用充電樁群參與削峰響應(yīng)，相比于平日來講，在響應(yīng)時(shí)段12點(diǎn)-下午2點(diǎn)兩個(gè)小時(shí)里負(fù)荷明顯下降，響應(yīng)價(jià)格補(bǔ)償對電動汽車來講是非常大一個(gè)激勵(lì)。
在華北同樣也有這方面嘗試，模式不太一樣，它更多基于第三方調(diào)峰輔助服務(wù)市場。華北需求側(cè)調(diào)峰資源種類非常多，包括一些分布式儲能，樓宇空調(diào)等等。對比各類資源來講，電動汽車基本上會占到整個(gè)調(diào)解能力（潛力）一半以上。最近一段時(shí)間，華北調(diào)峰市場收益情況來看，基本上收入在1-2毛錢左右，雖然單價(jià)不高，但頻率較高。。各個(gè)地方嘗試用不同價(jià)格機(jī)制和市場模式，吸引電動汽車與能源，或者電網(wǎng)之間形成協(xié)同，一方面用戶可以得到更多經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，另外一方面來講新能源消納也會得到一個(gè)很大的提升。
目前整體來看，電動汽車能與能源系統(tǒng)形成一個(gè)互動還是存在一些具體政策層面的一些障礙。這方面可能主要分為兩個(gè)層面，相比之下有序充電的問題相對少一些，但仍然存在轉(zhuǎn)供電、電動汽車充電負(fù)荷基線難認(rèn)定等問題。V2G障礙更多，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)放電，市場身份怎么確認(rèn)，過網(wǎng)費(fèi)如何設(shè)計(jì)，政策性交叉補(bǔ)貼怎樣去分配，涉及到方方面面具體政策調(diào)整。所以可能這部分來講還是需要一些考慮一些政策創(chuàng)新。另外，商業(yè)模式這個(gè)層面來講也是有一定缺失。目前來講，兩者都缺少一個(gè)中間的聚合環(huán)節(jié)，。目前已有一些聚合商，可能他對于電力市場對用戶行為的理解也是比較有限，未來需要更多能力建設(shè)，從而能夠更好協(xié)同上下游兩個(gè)方面的資源。
燃料電池汽車雖然現(xiàn)在規(guī)模比較小，但氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展同樣具有巨大空間。
國際能源署對于未來能源系統(tǒng)一個(gè)對比關(guān)系圖顯示，目前的能源系統(tǒng)可能更多是電網(wǎng)、熱網(wǎng)、油氣管網(wǎng)在不同網(wǎng)絡(luò)分別運(yùn)行，之間沒有太多的關(guān)聯(lián)。未來可以通過氫這個(gè)技術(shù)，特別在碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)要求下，未來通過氫能可以在不同能源網(wǎng)絡(luò)之間形成關(guān)聯(lián)，氫可以作為一個(gè)不同能源介質(zhì)轉(zhuǎn)換的手段，實(shí)現(xiàn)整個(gè)能源體系的優(yōu)化，從這個(gè)角度來講，氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可能也需要提上議事日程。
未來新能源發(fā)電不僅僅可以通過電網(wǎng)和充電樁給電動汽車提供電力，未來風(fēng)光頁可以制氫，一方面氫能可以直接給燃料電池供應(yīng)氫燃料，一方面也可以給一些分布式發(fā)電站。未來如果我們說可再生能源制氫成本進(jìn)一步降低，甚至未來可以開拓電化工應(yīng)用，上游通過可再生能源制氫，通過合成一氧化碳，形成電制氨和甲醇，甚至生產(chǎn)氫基汽柴油和天然氣，從而實(shí)現(xiàn)綠色化工和全社會深度脫碳。
目前氫能基礎(chǔ)設(shè)施，還是一個(gè)非常初步的環(huán)節(jié)，無論在加氫站，還是在氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)都有很多障礙，未來這條產(chǎn)業(yè)鏈能夠打通，其實(shí)它不僅僅涉及到交通，同樣涉及到建筑和工業(yè)部門，都會有氫能基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展需求，所以從這個(gè)角度來講，其實(shí)未來這種氫電互補(bǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施體系是非常具有想象空間的一個(gè)領(lǐng)域。
