阳光电源充电事业部总裁阳岳丰:光储充放技术基本还是靠政策驱动
由中国电动汽车百人会主办,清华大学、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车技术研究中心、中国汽车工程研究院共同协办的中国电动汽车百人会论坛于3月31日在京开幕。
本届论坛为期三天,以“推进中国汽车产业现代化”为主题,共设有2场全体会议、9场开放专题论坛和4场闭门会议。4月2日的新一代汽车能源设施体系论坛上,阳光电源充电事业部总裁阳岳丰在演讲中表示,光储充放技术目前还是有一些痛点,在国内实现基本还是靠政策驱动,很多是示范性项目在做。像主流的还是交流,它的效率比较低,储能的成本比较高,再加上配置不合理,经济性还是不太容易体现。另外,存量的充电站再加光加储,整个控制做的还不是太好。解决方案当时是功率控制策略,还有拓扑优化,容量配置等方面,还有很多工作可以做。
以下为演讲实录:
阳光电源充电事业部总裁阳岳丰
尊敬的陈理事长、各位领导、各位行业专家,大家上午好!我是阳光电源充电事业部的阳岳丰,题目是双碳目标下的光储充放技术及展望,向大家报告一下对于光储充放的理解,以及我们的实践。
我报告分四部分,前面讲一下光储充放系统,后面是场景运营,再后面是技术的现状和展望,最后就是实践。
先来看一下驱动力,因为气候变化影响到人类的命运,以及对中国来讲,因为也有能源安全的问题,所以我们对这个是更加重视。这对产业界来讲,包括发电以及用电整个体系大的改造,这是一个巨大的机会,所以行业产业界对这块也是非常关注,投入非常大。对于双碳目标的实现有几个重要的载体,一是发电端,光伏会是非常重要的组成部分,当然还有其他的部分。光伏比重越来越大,需要储能辅助,所以加上储能,因为交通的电动化,所以需要一个接口就是充电桩把电网和交通连接起来,所以这个充电桩后面的发展方向会是智能化以及能量双向流动等,所以我们把光储充合起来作为实现双碳目标的重要载体。
我们都知道光伏的发电,像这个橙色的线,正常负荷是另外一条线,它们之间永远不会完全拟合,这中间是有一个巨大的空间,使得波峰不重叠,所以有光伏消纳困难的问题,弃光率非常高。加上新能源汽车,因为新能源汽车用电量预估到2025年会增长超过10倍,到2030年新能源汽车的用电量可能超过5000亿度,它所需要充电桩功率是3800多GW,这对于中低压配电网是灾难性的冲击,会使得波峰更高,这确实是一个非常大的负担,电网还有一定的污染,比如谐波,特别是不太好质量的充电桩接进来以后,还有充电桩不能随意布置在小区和老的区域里面,所以发电和用电这边都是比较难受的。
我们就需要把发电和用电端的问题解决掉,把光储充结合起来一起做,通过能量存储和优化配置,使得本地能源生产和用能负荷平衡之间找到解决方案,这是绿色用电的必由之路。我们在做另外一个计算,因为现在中国新能源汽车总量大概在1300万台左右,到2030年可能是1.4亿辆,扩大了10倍之后,比如有一部分时间是挂在网上,可以提供大概140亿千瓦调度负荷和1.4亿储能容量,对比现在已经装好的化学储能,大概是5000倍的量级,如果不重视这一块,完全靠化学储能做负荷调剂代价是巨大的,利用起来可以做很大的节省,后面做光储充放,把V2G能力建立起来它的意义显得非常重要。
接下来我们做了一些场景的分析,光储充放相对比较容易实现的就是户用场景,在家里,比如有独立的房子,在屋顶装上光伏板,在地下室装上储能,车库装上充电桩,在家里生产电并且消纳掉。在国内目前还基本没有应用的,主要是因为在中国一个是户储成本高,再加上用电价格比较低,所以这个没有什么套利空间,经济性上目前还是不太容易。但是在海外,因为它的电价比较高,居民电价高于工商业电价,再加上光伏上网电价远低于采购的电价,再加上电网稳定性不如中国,在经济性上是有的,所以海外户储这块发展速度非常快。但是在国内可能最多的可能性还是在工商业的光储充,目前相对来讲国内还是比较少,可能有一个很重要的原因是政策目前还不是太明朗。另外,可能目前车辆还不算太多,电网还能承受得住,所以经济性还不是特别明显。但是随着车辆的增加,因为电网容量无法承受的时候,光储充的意义还是呈现出来了。在海外目前也不是太快,主要原因就是它的新能源汽车渗透率比中国还要低,当然他们在快速赶上,这一块在海外也有爆发期,我们也在等待。
比如在国内更多的是在工商业场景,我们对场景做了筛选,从光储充这几个方面来看,筛选出来有六个场景。像物流园、高速服务区、公交专用充电站、公司园区、商超+公共停车场等等六大场景都做了分析,这里就不再赘述。他们可能在发电的条件以及用电行为上面都会有一些差异,但总体都有充电的需求,有很大的用电需求,以及发电的条件,因为上网电价工商电价都是比较高的,中间还是有差价,所以有套利空间,在充的同时,会加上光,会发电,还加上储,随着车辆增加,电网负荷增加,容量不够的情况下,加光、加储会变成很有意义的一件事情。
我们再看一下技术,目前还是有一些痛点,在国内实现基本还是靠政策驱动,很多是示范性项目在做。像主流的还是交流,它的效率比较低,储能的成本比较高,再加上配置不合理,经济性还是不太容易体现。另外,存量的充电站再加光加储,整个控制做的还不是太好。解决方案当时是功率控制策略,还有拓扑优化,容量配置等方面,还有很多工作可以做。
我们先看一下硬件部分,主要讨论拓扑怎么做,目前主要是两种思路,一是交流母线耦合,一个是直流母线耦合,两个各自有优缺点,交流各个设备是解耦的,因为现成很多设备从硬件来讲几乎不用修改,直接挂上去,主要是控制特性上的调整,但是也有一些缺点,因为每个设备都要经过AC到DC,DC到AC,经过路数比较多,效率会低一些,相当于配置的电力电子的转换器比较多,体积比较大。另外设备相对比较简单的堆砌。直流的就是效率高,成本低,变化环节少,直流母线做七八百伏就很不容易了,保护起来非常痛苦,对接触器的影响非常高,另外隔离方面我们要求也是更高的。所以这两种方案各自有优缺点,目前交流的更成熟一些,直流也有人在做,但是做的不多,大家都在尝试当中。
阳光电源也提供了一个新的思路,在前几年做了一个国家级的项目,利用固态变压器把10千伏或30千伏直接转到比较低的直流,形成中压能量路由器,这样可以把不同的设备都集中到一起。我们做了光储充放之后,它的管理非常复杂,我们需要让它做到最优的经济模型,需要预测光伏发电,储能,充放电和EV充电的需求,放到经济模型里,通过AI迭代计算做出来储能充放电以及EV充放电的持续。
后面我讲一下阳光电源的实践。阳光电源在光、风、储、电、氢各大领域在布局,在电的部分就是我负责的充电桩的部分。阳光电源的产品,包括发电,包括储能,包括充电都是在行业里是领军水平,充电在前两天也发布了新的集成装置产品,很好解决了像可靠性和维护成本、寿命等一系列问题,包括刚才秘书长讲的噪音问题。这就是我们的综合管理系统,把整个系统做到最优化。这边阳光电源做了一些光储充的实践,因为目前整个政策和管理模型还不成熟,这还需要上面政策支持,这几个光储充运行的状况还是比较良好。
谢谢大家。
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