前段時(shí)間，特斯拉上海寶山區(qū)建設(shè)落成了一座上海光儲(chǔ)充一體化超級(jí)充電站，這也是繼西藏拉薩之后，特斯拉在國(guó)內(nèi)建的第二座“光儲(chǔ)充”項(xiàng)目——顧名思義，就是光伏+儲(chǔ)能+充電。

不只是特斯拉，此前寶馬與國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司(國(guó)家電網(wǎng)全資子公司)簽署合作協(xié)議，計(jì)劃在寶馬450家經(jīng)銷商建設(shè)充電、光伏、儲(chǔ)能三合一能源站。去年9月，在北京一家寶馬4S店里，投入運(yùn)營(yíng)了首例光儲(chǔ)充一體站。

雖然，現(xiàn)階段光伏發(fā)電難以替代“燒煤發(fā)電”，更多的還是起到示范性意義。但無(wú)論是新能源車企代表特斯拉，還是電力龍頭企業(yè)國(guó)網(wǎng)，都在警醒業(yè)內(nèi)的玩家們，重視新能源汽車全生命周期的環(huán)保。

在新能源汽車整個(gè)生命周期中，除了鋰電池的生產(chǎn)和回收這些一次性污染。充電，是用戶幾乎每天都需要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)，在“煤多油少”的中國(guó)，如何讓新能源汽車充上“干凈”的電，是值得深思的問(wèn)題。

國(guó)網(wǎng)電動(dòng)相關(guān)負(fù)責(zé)人在采訪中表示：“雖然電動(dòng)汽車不像汽油車在行駛時(shí)帶來(lái)尾氣排放，但是目前我國(guó)電動(dòng)汽車充的電卻大多來(lái)自于煤電，它在發(fā)電環(huán)節(jié)仍然會(huì)產(chǎn)生溫室氣體和污染物排放。因此，只有當(dāng)電動(dòng)車使用綠色電力的時(shí)候，才能達(dá)到更佳的環(huán)保效果。”

一、干凈的電，從何而來(lái)

新能源汽車銷量猛增的背后，是煤炭發(fā)電的尷尬處境。

據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年上半年，新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷雙雙超過(guò)120萬(wàn)輛，分別達(dá)到121.5萬(wàn)輛和120.6萬(wàn)輛，這一數(shù)字已經(jīng)超過(guò)了2018年全年的總量。公安部最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年6月底，全國(guó)新能源(4.000, 0.00, 0.00%)汽車保有量達(dá)603萬(wàn)輛，占汽車總量的2.1%。

雖然，我國(guó)火電比例在持續(xù)下滑，但它仍是最主要的發(fā)電類型。

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，以燃煤發(fā)電為主的火力發(fā)電量，占全國(guó)發(fā)電量比例為71.19%。其次，是水力發(fā)電，占比達(dá)到16.37%，然后是風(fēng)力發(fā)電、核能。最后，才是太陽(yáng)能(6.380, 0.00, 0.00%)發(fā)電，比重僅為1.92%。

綠電，是綠色電力的簡(jiǎn)稱，通常指利用風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能光伏等特定的發(fā)電設(shè)備，將風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生的能源轉(zhuǎn)化成電能。

這些電能才算得上真正的新能源，但它們都存在著靠天吃飯的特性。在我國(guó)，由于大量的綠色新能源電力集中在用電需求較低的西北地區(qū)，離東部電力負(fù)荷中心距離較遠(yuǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)存在消納難題。

比如在清潔能源產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)上，青海省就走在了前列。今年7月22日在青海湖周邊(西寧)舉辦的環(huán)青海湖(國(guó)際)純電動(dòng)汽車挑戰(zhàn)賽，到今年已經(jīng)是第八屆了。在其他地方，你可能就很難看到如此“環(huán)保”的比賽了。

本質(zhì)上，還是因?yàn)榍嗪Ｊ莻€(gè)能源大省——清潔能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到2801萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于1.25個(gè)三峽電站，其中以風(fēng)電、光電為主的新能源裝機(jī)占全網(wǎng)裝機(jī)的50.4%，是全國(guó)新能源裝機(jī)占比最高的省份。

雖然，我國(guó)的高特壓技術(shù)，具有輸送距離遠(yuǎn)、容量大、損耗低和效率高等優(yōu)勢(shì)。比如，在特高壓等新技術(shù)的加持，甘肅的光伏“棄光率”(發(fā)電浪費(fèi)量)從2015年的40%降到了如今不到10%。所以，把西部的“綠電”運(yùn)輸?shù)綎|部沿海城市、北上廣等一線城市并不難。

根據(jù)此前計(jì)劃，國(guó)家電網(wǎng)計(jì)劃在“十四五”期間，新增的跨區(qū)輸電通道將以輸送清潔能源為主，新增輸電能力5600萬(wàn)千瓦。而早在2019年，國(guó)家電網(wǎng)就開(kāi)始推動(dòng)“綠電入京”，北京地區(qū)的電動(dòng)汽車首次用上來(lái)自西北地區(qū)的約7000萬(wàn)千瓦時(shí)綠電，滿足了約200萬(wàn)輛次充電電量。

所以，清潔能源電的輸送不難，難在消納能力。

一位從事能源大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的人士告訴虎嗅：“光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，潮汐發(fā)電等有利用價(jià)值的清潔能源，都存在隨機(jī)性、波動(dòng)性，以及分布式的特點(diǎn)。而且光伏電站的規(guī)?？赡芏疾淮螅蛡鹘y(tǒng)的水電廠、火電廠的發(fā)電量比起來(lái)，小巫見(jiàn)大巫了。”

盛世景資本智造中國(guó)投資總監(jiān)吳川也表達(dá)了類似的看法：“譬如，東部地區(qū)的用電晚高峰，恰逢區(qū)域光伏退出生產(chǎn)時(shí)間，這就必然需要大量的西部電力調(diào)入，甚至作為主力電源調(diào)入。”

青海格爾木市太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)，圖為面積二十多平方公里的太陽(yáng)能板

“當(dāng)前，電網(wǎng)消納新能源的能力仍然有限，普遍采用電源調(diào)電源的方式，即依靠火電維持電網(wǎng)穩(wěn)定，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不穩(wěn)定電源的入網(wǎng)。未來(lái)，電網(wǎng)需要成為‘多種儲(chǔ)能方式+靈活、智慧調(diào)度能力’構(gòu)成的新型電網(wǎng)，才能更好消納清潔能源，這也是保障電網(wǎng)安全的科學(xué)之路。”吳川表示。

總的來(lái)說(shuō)，清潔能源電力的使用，目前最大的困境不是生產(chǎn)、也不是運(yùn)輸，而是儲(chǔ)能。

二、特斯拉又帶動(dòng)一個(gè)新版塊

在國(guó)內(nèi)，常見(jiàn)的儲(chǔ)能方式有幾種：機(jī)械類儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)類儲(chǔ)能、電化學(xué)類儲(chǔ)能。

最成熟、規(guī)模最大的是抽水蓄能：在電力系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)，將上池水回流到下水池推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電;在低谷負(fù)荷時(shí)，將下池的水抽回上池蓄積起來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)能。

規(guī)模排在第二的是電化學(xué)儲(chǔ)能，其中以鋰離子電池儲(chǔ)能為主。相比抽水儲(chǔ)能，電化學(xué)儲(chǔ)能由于其受地理因素影響小，應(yīng)用的場(chǎng)景較靈活，隨著成本的持續(xù)下降和商業(yè)化的逐步成熟，或?qū)⒊蔀閮?chǔ)能新增裝機(jī)的主流。

電化學(xué)儲(chǔ)能中，運(yùn)用的正是新能源汽車上的鋰電池。

比如，特斯拉的儲(chǔ)能墻Powerwall，最早就開(kāi)始用NCA18650電池，是特斯拉車上用的同款的鋰電池。只不過(guò)，一臺(tái)特斯拉Powerwall的能量密度遠(yuǎn)小于一臺(tái)車的動(dòng)力電池，只有13.5度電，但可以支持最多10個(gè)儲(chǔ)能墻組合起來(lái)。你可以簡(jiǎn)單地理解為，一塊專門用于儲(chǔ)能的電池。

而特斯拉的光儲(chǔ)充一體化超級(jí)充電站，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)頂棚的太陽(yáng)能板，將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。再通過(guò)Powerwall儲(chǔ)能設(shè)備儲(chǔ)存能量，使用儲(chǔ)存能量給車輛充電。在負(fù)載和光儲(chǔ)配置平衡時(shí)，可實(shí)現(xiàn)能源自給自足。

實(shí)際上，儲(chǔ)能的分布位置通常也有幾種：發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)儲(chǔ)能、供電端儲(chǔ)能。以往的清潔能源要么在發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能，要么是電網(wǎng)儲(chǔ)能。而特斯拉推崇的光儲(chǔ)充一體化，其實(shí)就是在供電端直接發(fā)電并且儲(chǔ)能，在有限的土地資源里提高能源轉(zhuǎn)換效率。

一位從事能源大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的人士向虎嗅表示，特斯拉Powerwall的使用場(chǎng)景是很有想象力的，因?yàn)樘厮估暮诵母?jìng)爭(zhēng)力是電池管理BMS，可以充分發(fā)揮其價(jià)值。在他看來(lái)，“光伏發(fā)電+儲(chǔ)能+充電是可以形成一個(gè)完美的業(yè)務(wù)閉環(huán)。”

“相較傳統(tǒng)的直流充電站，儲(chǔ)能充電技術(shù)對(duì)廠商的方案研發(fā)能力與落地運(yùn)營(yíng)能力都提出了更高的要求，需要車企提前進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)積累。”小鵬汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

在當(dāng)前，鋰離子電池儲(chǔ)能發(fā)展最大的阻礙是電池安全問(wèn)題。

今年初引發(fā)轟動(dòng)的“4·16事件”——北京豐臺(tái)儲(chǔ)能電站起火爆炸，涉事電站為北京國(guó)軒福威斯光儲(chǔ)充技術(shù)有限公司運(yùn)營(yíng)的25MWh直流光儲(chǔ)充一體化電站中的儲(chǔ)能電站部分，使用的是磷酸鐵鋰電池。

儲(chǔ)能領(lǐng)跑者聯(lián)盟理事長(zhǎng)杜笑天認(rèn)為，事故儲(chǔ)能電站大概率使用了退役的磷酸鐵鋰梯次利用電池，可能存在一致性差、安全性低等問(wèn)題。

不過(guò)，寧德時(shí)代(556.800, 0.00, 0.00%)試圖解決這些問(wèn)題。

7月29日，寧德時(shí)代發(fā)布新一代鈉離子電池。鈉離子電池和鋰離子電池的工作原理相似，不過(guò)由于能量密度低、初期成本高等問(wèn)題，使得它在“續(xù)航軍備競(jìng)賽”的階段被業(yè)界所忽視。但具有性能安全、溫度范圍適應(yīng)性寬等特性的鈉離子電池，在儲(chǔ)能領(lǐng)域有著更多“施展拳腳”的機(jī)會(huì)。

在鈉離子電池發(fā)布會(huì)上，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群還表示，其公司三大核心業(yè)務(wù)之一就是，以可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能替代固定式化石能源。所以，寧德時(shí)代在發(fā)電端、電網(wǎng)端和用戶端都做了很多努力，電化學(xué)儲(chǔ)能方面進(jìn)行了重點(diǎn)布局。

從政策角度來(lái)看，鈉離子在內(nèi)的新型儲(chǔ)能技術(shù)即將走向臺(tái)前。

7月15日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局正式發(fā)布關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)。其中，提到堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化，推動(dòng)鋰離子電池等相對(duì)成熟新型儲(chǔ)能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用，以及鈉離子電池等技術(shù)開(kāi)展規(guī)?；囼?yàn)示范。

根據(jù)上述文件顯示，“新型儲(chǔ)能具有可以突破傳統(tǒng)電力供需時(shí)空限制、精準(zhǔn)控制和快速響應(yīng)的特點(diǎn)，是應(yīng)對(duì)新能源間歇性、波動(dòng)性的關(guān)鍵技術(shù)之一，且具有選址布局靈活等多方面優(yōu)勢(shì)，因此加快新型儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展勢(shì)在必行。”

國(guó)網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司工作人員在查看移動(dòng)儲(chǔ)能艙

“碳中和成為了中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域一大熱門話題，光儲(chǔ)充相關(guān)技術(shù)將有望成為新能源汽車車企推動(dòng)碳減排，實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵技術(shù)之一。”小鵬汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴虎嗅。而根據(jù)光大證券(15.570, 0.00, 0.00%)的預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)儲(chǔ)能投資市場(chǎng)空間約0.45萬(wàn)億元，2030年約1.3萬(wàn)億元，2060年或達(dá)5萬(wàn)億元。

三、每一臺(tái)電動(dòng)汽車，都是儲(chǔ)能單元

“充儲(chǔ)一體化是大勢(shì)所趨，要大力開(kāi)展電動(dòng)汽車與能源互聯(lián)網(wǎng)的互動(dòng)技術(shù)研究及商業(yè)模式創(chuàng)新。因?yàn)殡妱?dòng)汽車規(guī)?；l(fā)展，在帶來(lái)巨大機(jī)遇的同時(shí)，也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。”國(guó)網(wǎng)電動(dòng)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

這里打個(gè)比方，充電站好比一個(gè)個(gè)的小銀行，銀行都有自己的小金庫(kù)。如果突然大量人來(lái)取錢，銀行肯定會(huì)出現(xiàn)擠兌。那么類似，充電樁與儲(chǔ)能設(shè)施相結(jié)合，則能應(yīng)對(duì)大功率充電并減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

“公共快充站的布局與當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)容量有一定的關(guān)聯(lián)，儲(chǔ)能充電方案的出現(xiàn)，可以讓充電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商將更多的快充站布局在電網(wǎng)容量有限的區(qū)域，如高速公路服務(wù)區(qū)、旅游景點(diǎn)，老城區(qū)住宅。”小鵬汽車相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴虎嗅。

國(guó)網(wǎng)電動(dòng)與寶馬首座充光儲(chǔ)一體能源示范站

根據(jù)國(guó)網(wǎng)電動(dòng)方面的預(yù)計(jì)，到2040年我國(guó)將達(dá)到3億輛電動(dòng)汽車，銷量占比50%到60%，年用電量將增加2.68萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量占比17%;日充電功率可達(dá)5.87億千瓦，占2040年新能源裝機(jī)量18.81億千瓦的31%。要知道，2020年我國(guó)整體發(fā)電量累計(jì)也才7.42萬(wàn)億千瓦時(shí)。

面對(duì)激增的電動(dòng)汽車，單純的增長(zhǎng)電網(wǎng)容量，而忽視車輛電池與電網(wǎng)的互動(dòng)，顯然是不健康的發(fā)展。因?yàn)殡妱?dòng)汽車的充電接入是分散的、隨機(jī)的。所以，電動(dòng)汽車的充電特性會(huì)進(jìn)一步加劇區(qū)域電網(wǎng)峰谷差，電網(wǎng)調(diào)節(jié)難度加大，單純?cè)鋈萆?jí)線路，會(huì)使全社會(huì)電力投資翻倍，增加終端用戶的用電成本。

目前有兩種方式，讓電動(dòng)汽車參與到與電網(wǎng)的良性互動(dòng)當(dāng)中：一個(gè)是有序充電、 一個(gè)是V2G。

有序充電，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是“定時(shí)充電”，主要作用就是“削峰填谷”。

很多人可能對(duì)峰谷電價(jià)沒(méi)什么概念。舉個(gè)例子，像北京朝陽(yáng)公園國(guó)家電網(wǎng)充電樁，早上7點(diǎn)前的電價(jià)為0.3342元/度(不含服務(wù)費(fèi))，而早上10點(diǎn)至下午3點(diǎn)的電價(jià)為0.944元/度，兩者相差約0.61元/度。以蔚來(lái)汽車最新的100度電池包為例，在谷時(shí)電價(jià)充電和峰時(shí)電價(jià)充電，最大差額能達(dá)到61元。

比如在北京環(huán)球度假區(qū)，國(guó)家電網(wǎng)在這建了一座國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的集中式智慧有序充電站。這種有序充電樁，可利用智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)定功率輸出控制策略，通過(guò)功率控制引導(dǎo)車主錯(cuò)峰充電，在滿足車主充電需求前提下，為車主選擇電價(jià)更加優(yōu)惠的時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本。

另外一點(diǎn)，就是以往的居民社區(qū)充電存在的私接亂建、不具備通信功能、同區(qū)不同平臺(tái)、普遍采用無(wú)序充電模式等問(wèn)題。有序充電樁本質(zhì)上還是，讓其接入智能充電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，便于進(jìn)行數(shù)字化管控，俗稱“更智能”。

目前，國(guó)家電網(wǎng)公司已在國(guó)內(nèi)18個(gè)省份建設(shè)了5.2萬(wàn)個(gè)有序充電樁，覆蓋4789個(gè)居民社區(qū)，服務(wù)車主5.47萬(wàn)名，轉(zhuǎn)移高峰電量432萬(wàn)千瓦時(shí)。通過(guò)智能充電，可將80%以上的充電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)低谷時(shí)段，并100%滿足用戶充電需求，實(shí)現(xiàn)社會(huì)整體充電成本最低。

而有序充電，也是實(shí)現(xiàn)V2G的基礎(chǔ)。

V2G，其實(shí)是車輛到電網(wǎng)，Vehicle-to-grid的英文縮寫。每輛電動(dòng)車都相當(dāng)于一個(gè)儲(chǔ)能單元，停用時(shí)可以連接電網(wǎng)，將車載電池的電能銷售給電網(wǎng)系統(tǒng)，由此獲得收益。如果車載電池需要充電，電流則由電網(wǎng)流向車輛。

據(jù)了解，國(guó)家電網(wǎng)公司已在全國(guó)14個(gè)省市開(kāi)展車網(wǎng)互動(dòng)智能充放電試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)近40個(gè)，布局V2G充放電終端近400個(gè)。目前，北京試點(diǎn)車主可通過(guò)V2G獲得的年收益超過(guò)4000元，完全可以抵消充電費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)終身免費(fèi)充電。

此外，3億輛電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池電量可達(dá)到200多億度，可為電網(wǎng)提供120億度儲(chǔ)能，400GW的調(diào)節(jié)能力，用于調(diào)峰、調(diào)頻、需求響應(yīng)、綠電交易、緊急備用等，助推電網(wǎng)清潔化運(yùn)行。

寫在最后

比亞迪(257.200, 0.00, 0.00%)董事長(zhǎng)王傳福非常強(qiáng)調(diào)閉環(huán)管理，比亞迪整個(gè)戰(zhàn)略是堅(jiān)持閉環(huán)管理：太陽(yáng)能+儲(chǔ)能+電動(dòng)汽車全產(chǎn)業(yè)鏈全市場(chǎng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了從能源的獲取到存儲(chǔ)到應(yīng)用，擺脫對(duì)化石能源的依賴。不僅有利于解決空氣污染，還有助于解決國(guó)家的能源危機(jī)。

當(dāng)然，可能不是所有人能理解車企為何要做這些能源技術(shù)儲(chǔ)備，看起來(lái)更像是包裝、炒作。王傳福則說(shuō)道：“我們做這些就是為了責(zé)任，為了爭(zhēng)一口氣，你說(shuō)我們現(xiàn)在為了錢嗎?我們又能用多少錢?就是希望能夠把產(chǎn)業(yè)做大，為中國(guó)人爭(zhēng)一個(gè)面子，爭(zhēng)一口氣。”

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