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全球能源观察|电力安全、绿色、经济成“不可能三角”,电池全生命周期“极致利用”能否破局?

作者:海南中能电力股份有限公司  发布时间:2022-10-31 14:23:28  浏览:2066

  21世纪经济报道记者 吴斌 上海报道  新能源发电够“绿”,但却具有波动性和无序性,无法做到“安全”。化石能源发电虽然稳定,但却不够绿色。如何同时实现绿色、安全、经济?这一“不可能三角”成了难解的困局。
  10月29日,特来电举行2022充电网新技术新产品发布会,特来电虚拟电厂平台、充电型微电网创新产品、梯次电池储能技术创新产品和驻地站“特惠充”创新产品等1大平台和3大产品依次发布。特来电是“创业板第一股”特锐德控股子公司,股东包括国家产业调整基金、国新基金、国家电投、三峡基金等。
  中国电力企业联合会副秘书长兼标准化管理中心主任刘永东对21世纪经济报道记者表示,中国新能源汽车的保有量已经超过了1000万辆,今年的销售很可能达到650万辆,这其实标志着电动汽车充电设施已经进入千家万户,需要重新考虑、布局电如何更安全、更经济、更绿色地为电动汽车产业发展保驾护航。
  更具有标志性意义的是,10月27日,欧盟委员会、欧洲议会以及欧盟成员国的谈判代表一致同意,将从2035年起禁止生产新的燃油车,汽车制造商必须在2035年之前实现净零排放。终有一天,全球将彻底告别燃油车,其中也将蕴含巨大的投资机遇。
  “不可能三角”难题困扰全球
  尽管新能源发电是大势所趋,但却具有不稳定性。例如,欧洲今夏高温不退、干旱严重,对电力生产带来严重的影响,水力、核能和太阳能发电均未能幸免。此外,今夏四川受持续高温干旱天气影响,居民用电需求激增,但四川多个水电站运行水位下降,供电支撑能力大幅下跌。
  刘永东对记者表示,中国需要推进新型电力系统产业发展,新能源的发电占比要超过50%,今年11月中国新能源装机规模有望超过燃煤机组。但问题是新能源要“靠天吃饭”,天气好了才有风、光,才可能会有电,但是我们的工作、生活随时随地离不开电,在这个过程中间如何保障工业安全就变得尤为重要。同时国家还提出双碳目标,希望电动汽车充绿色的电,作为老百姓,我们还希望电价不涨。这中间就有一个“不可能三角”,很难同时实现安全、绿色和经济。
  如何破解“不可能三角”?刘永东认为,电动汽车充电设施可以扮演非常重要的角色,电动汽车的电池一方面可以为电动汽车提供动力,另一方面海量的电池又可以作为电力系统最大的“海绵”,也就是移动储能功能,车主买车的时候事实上已经把储能功能的钱支付了,不需要再花一笔钱,成本降低了,可以为电力系统的发展提供很大支撑,建立更多灵活性的资源,也会促进风电光伏发展,为绿色、安全、经济的电力提供了支撑。
  目前电动汽车充电设施处在快速发展阶段。中国充电联盟数据显示,到2022年8月我国充电运营企业运营充电桩数量超1万台的共16家,前十五家运营商运营充电桩数量占比93.2%,其中特来电、星星充电、国家电网分别为30.3万台、30.2万台、20.8万台,排在前三位。
  等待“量变”到“质变”
  面对“不可能三角”难题,电池全生命周期“极致利用”能否成为解决方案?短期内电动汽车市场规模仍较小,无法解决难题,但随着市场持续爆发性增长,未来潜力可期。
  从平台角度看,特来电虚拟电厂平台通过聚合电动汽车有序充电、光伏微网、移动储能、梯次储能等资源,实现调频调峰、需求侧响应、聚合售电、绿电消纳和碳交易等功能。2022年,特来电虚拟电厂平台已完成与国内16家电网调度中心的对接,参与调峰充电场站1885座,参与调峰总容量达1045.35MW,不同场景下已调度聚合容量超过300MW。
  刘永东对记者分析称,电力行业正在大力推进电力体制改革,其中很重要的就是要建立起电力市场,有中长期市场、现货市场、辅助服务市场,还有碳市场,国家的电力交易中心和碳市场要做有机的结合。在这个过程中间,电动汽车和电网的互动就变得越来越重要,而且前景越来越广,中间就需要充电网、储能网、微电网,在这个过程中用虚拟电厂技术实现发展目标。
  特锐德、特来电董事长于德翔对21世纪经济报道记者表示,充电网正式开启“电时代”,以“充电网+微电网+储能网”为载体的虚拟电厂平台的发布,将深度融合新能源发电和新能源汽车,能够辅助电网高效调峰,是实现碳中和的有效路径。
  这背后的逻辑是“极致利用”电动汽车的电池。电动汽车闲暇时可以充分发挥电池的兼职和共享属性,成本很低,在电网的低谷期把弃风、弃光、弃水的低成本电充到电动汽车里,在高峰期可以把车上富余的电卖出来,实现对电网的削峰填谷。
  即使在电动汽车电池“退役”后也依旧可以发挥“余热”,梯次电池整包利用可补齐电池回收关键缺失环节,最大化挖掘电池潜能,在报废分解前继续发挥储能作用。
  “充电型微电网创新产品”希望突破传统微电网在投资、管理、建设方面的痛点,通过借助规模化电动汽车的能量负荷,实现低成本移动储能,能量转换损耗降低44%;针对驻地站的“特惠充”创新产品具有实惠、智慧、普惠性质,希望实现智慧充电、有序充电、无感充电,它也将深度链接未来针对V2G(车辆到电网)模式的“特惠放”产品,不仅能充电还能赚钱;“梯次电池储能技术创新产品”,采用水浸没式消防方案,解决了梯次利用动力电池过程中的安全的问题,成为未来重要的新型储能手段。
  在天风证券环保公用行业首席分析师郭丽丽看来,中性预期下,预计2030年我国动力电池回收市场规模有望达758.4亿元,2021-2030年复合年均增长率为58.1%,其中梯次利用市场规模313.5亿元,再生利用市场规模444.9亿元;乐观预期下,预计2030年退役动力电池梯次+再生利用市场总规模则有望达到1048.9亿元。
  郭丽丽还预测,梯次利用市场2025年后规模有望迎来指数式增长。由于当前梯次利用市场标准体系与商业模式尚不清晰,我们预计行业未来 2-3 年仍将处于政策规范与商业化探索期。而随着行业标准与商业模式逐渐完善,梯次利用市场有望在后续迎来指数式增长。
  整体而言,电动汽车市场仍在快速发展,市场规模暂时相对较小,从“量变”到“质变”仍需时日,但长期发展前景可期。
  国际能源署(IEA)今年9月发布的《清洁能源进展跟踪报告》显示,去年全球电动汽车销量翻了一番,几乎占据整个汽车市场的约9%。IEA预计电动汽车销量在2022年将再创历史新高,占全球轻型汽车总销量的比例将升至13%。

  从长期来看,IEA更是预测,电动汽车是实现道路运输脱碳的最关键技术,这一部分的碳排放量占全球的16%。到2030年电动汽车车队将超过3亿辆,电动汽车将占新车销量的60%。

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