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汽車從加油變成充電，交通能源來源將發(fā)生巨大遷移。電網(wǎng)能接力石油，承擔起驅(qū)動交通的使命嗎？
很多人的意見是，中國電網(wǎng)太強大了，電動汽車充電需求如九牛一毛，不算什么。
《電動汽車觀察家》征詢各方和思考的結(jié)論是，目前的電動汽車充電需求，對于碩大的電網(wǎng)而言，確實如同稻草之于駱駝。但稻草日積夜累，負擔加重。而且，負重并非均勻分布于駱駝的駝背，而是集中于負重最大的部位。駱駝雖大，也將苦于這難以承受之輕。
很多人寄希望于在充電和電網(wǎng)的互動中解決問題，一些儲能新技術(shù)的應用也被寄予厚望。
未來究竟會怎樣？
1、全網(wǎng)還無感，局部現(xiàn)痛點
電動汽車充電，已經(jīng)挑戰(zhàn)到電網(wǎng)輸配電能力了嗎？
目前完全沒有。中國新能源汽車保有量近300萬輛，這一數(shù)字是空前的，在全球也是第一。但是相對于中國的大電網(wǎng)而言，充電量還很少。
由于沒有機構(gòu)公布總充電量，我們不妨簡單測算一下，并且各項條件都以最大匡量計算。
中國大概有240萬輛新能源乘用車。假設日均行駛60公里，百公里耗電20度的話，日均充電12度。那么累計日均充電2880萬度，全年不過105.12億度。
另外一個可以參考的數(shù)據(jù)是，作為全國最大的充電運營商，特來電2018年總充電量約11.3億度。特來電目前有12.12萬個充電樁，而全國商用、用戶自用等充電樁77.7萬個，按份額簡單套算，2018年總充電量不過72.44億度。
而2018年，中國全社會用電量6.84萬億度，城鄉(xiāng)居民生活用電量也高達9685億度。因此，從整張電網(wǎng)供電來看，電動汽車目前的耗電量幾無影響。
不過，在電網(wǎng)的局部末端，已經(jīng)出現(xiàn)了一些電力供應不能滿足充電基礎設施建設需求的情況。
由于沒有充電樁，一位車主通過家用電源充電（俗稱飛線）
充電建設運營商星星充電，既有公共充電業(yè)務，也為車企提供私人車主安裝服務。星星充電研發(fā)總經(jīng)理李德勝說，到現(xiàn)在為止，充電需求對電網(wǎng)影響不大，只有老舊小區(qū)有一些問題?！艾F(xiàn)在高層小區(qū)每家配電10kw左右?！?strong>在扣除日常的照明空調(diào)等家用電器需求后，余量已經(jīng)很少，很難為電動汽車充電樁提供容量。
云度汽車充電業(yè)務負責人莊軍鋒也告訴《電動汽車觀察家》，有的小區(qū)出現(xiàn)了先到先得的現(xiàn)象：一開始還可以給電動汽車安充電樁，后來發(fā)現(xiàn)負荷不夠，就不再允許新建充電樁了。
對于新建小區(qū)，雖然國務院曾出臺文件要求停車位必須100%具備安裝條件，但是落實情況不好。“雖然有國家政策，但是沒有具體管理辦法，也有沒有那個部門負責。”莊軍鋒說。在云度車主中，有60%因為小區(qū)供電負荷不足，無法安裝充電樁。
丘隅咨詢執(zhí)行董事李立理表示，老舊小區(qū)的電力設備產(chǎn)權(quán)也不一樣，有的是電網(wǎng)公司運營管理的，有的是物業(yè)開發(fā)商，對于充電需求的響應，不同的開發(fā)商態(tài)度不一，電網(wǎng)公司也不能深入干預小區(qū)。
除了私人充電樁，一些民營公共充電運營商也抱怨，雖然電網(wǎng)公司表態(tài)支持充電設施建設，但他們的增容或者接入的需求并不能得到滿足。
李立理說，原因主要是現(xiàn)有供電能力和設施不足，而對于增容需求，電網(wǎng)公司必須從整個城市的電力規(guī)劃出發(fā)來考慮，另外增容也需要增加投資。李立理曾經(jīng)在國家電網(wǎng)能源研究院從事電網(wǎng)研究多年。
2、充電需求將數(shù)倍增長
以上都是現(xiàn)狀，未來呢？
一方面，未來中國新能源汽車的總量還將高速發(fā)展。根據(jù)中國的規(guī)劃，2020年中國新能源汽車當年產(chǎn)銷200萬輛，保有量500萬輛；2025年和2030年，新能源汽車當年產(chǎn)銷占汽車總產(chǎn)銷比重分別為15%和40%，換算下來分別預計是500萬輛或1500萬輛。
如果樂觀來看，以2025年新能源汽車總保有量達到3000萬輛計算，充電量就將是目前的10倍以上。
另一方面，還要考慮這些車輛的充電模式。根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南（2015-2020 年）》（下稱《充電發(fā)展指南》），中國新能源汽車將建立“用戶專用樁為主+分散式公共充電樁”為輔的模型。《充電發(fā)展指南》提出，到2020年，全國要建成430萬個用戶專用充電樁和50萬個分散式公共充電樁。
資料來源：《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南（2015-2020 年）》
在這一充電模式下，中國新能源汽車大部分要在用戶的家中完成充電，也就是負荷增加到居民用電上。
結(jié)果會怎樣？
充電總量看起來仍然不是很大問題。
再做一個簡單測算：
假設2030年有1億輛電動汽車，仍假設日均60公里，百公里耗電20度的話，日均充電12度，不過12億度電，一年也就是4380億度。而2018年全社會用電量6.84萬億度，占比不到7%。
不過，考慮到新能源汽車要以家用樁為主，4380億度充電量基本要在城鄉(xiāng)居民用電的份額里出。2018年城鄉(xiāng)居民生活用電量9685億度，4380億度占比超過45%。
45%。聽起來比例已經(jīng)很大了。電網(wǎng)能為電動汽車增加這些配電容量嗎？
3、增容空間有限
中國電力輸配電網(wǎng)絡，是高壓輸送，逐級降壓配送的模式。電動汽車未來大幅增加的充電需求，如果要通過增容來解決，輸配電系統(tǒng)能否支持？
發(fā)電輸電配電用電模型圖示
杭州伯坦科技有限公司總經(jīng)理聶亮，曾在國網(wǎng)系統(tǒng)從事電動汽車運營服務多年。他認為，應對電動汽車充電需求，從發(fā)電端、送電端到500kv這段是沒什么問題的。
“問題在于大城市，到220kv這段負荷就不夠了。中小型城市，220kv這段問題也不大，因為它本身用電量小。但是，再往下，110kv這段問題就大了。我們現(xiàn)在的配電主要是1萬伏和4萬伏，這兩個等級都是110kv這端出來的。在這個地方就會遇到瓶頸?！?/p>
他解釋說，110kv電壓等級增容的瓶頸，主要是電力設備需要的土地不夠，線路走廊還行。
配電網(wǎng)到了10kv等級時，新增開關站比較簡單，但是線路走廊沒有。
他認為，在電動汽車充電量不多的情況下，可以用增容來過渡，但大規(guī)模增容空間基本沒有，特別是在大城市。
李德勝認為，對于電動汽車新增充電需求，一方面要考慮用電量，“電動汽車充電符合和現(xiàn)在空調(diào)負荷差不多。居民用電很大的量也是空調(diào)用電。”另一方面要考慮要算同時率，來考慮配電量。由于現(xiàn)在電動車主白天開車出去，在夜間充電，和空調(diào)等家用電器的用電高峰疊加。
“增容肯定是要去做的?！?/strong>李德勝說，但是增容的前景并不樂觀。在北上廣深這些大城市，電力通道很窄，已經(jīng)滿負荷運營，增容難度極大?！昂芏喑鞘胁痪邆渥屼佋O新電纜的條件，另外寸土寸金，變壓器未必都能找到地方來訪。在三四線城市，增容的空間還比較大。
“另外，按什么來增？相對而言，電器用電量是固定的。但電動汽車充電需求的增幅，什么時候增容到什么程度，很難去預估。就像下水道，不能每一年挖開擴容，必須長期來規(guī)劃?！?/p>
不過，李立理認為配電增容的難度，想辦法是能解決的。包括北京、上海，比如加儲能設備等等，就能解決電能瓶頸的問題。“關鍵還是缺乏可行的商業(yè)模式。假如有投資回報的商業(yè)模式，就能找到方法?！?/p>
4、有序充電、儲能、V2G……能指望嗎？
在增容難度極大情況下，不少充電運營商、電力企業(yè)提出了新的解決方案。
李德勝認為，應當引導電動汽車車主有序充電。星星充電就提出了一項家庭能源管理系統(tǒng)解決方案，把充電樁和家用高能耗電器結(jié)合起來，比如空調(diào)，相當于充電能源管理，將集中的充電行為分散到負荷不大的階段。
另外，結(jié)合儲能的技術(shù)，“如果把白天的低谷用電利用起來，還是有一定的利用場景的，也是解決方案之一?！?/p>
特來電董事長于德翔介紹智能充電網(wǎng)，管理電動汽車群充電
特來電董事長于德翔多年來也一直呼吁，現(xiàn)行充電樁的無序充電必將對電網(wǎng)造成巨大沖擊。由此特來電提出柔性充電概念，也在探索建立群管群控、有序充電的智能充電網(wǎng)。
但是，聶亮認為有序用電、群管群控，都不可能實現(xiàn)。
“消費者不能接受充電安排，憑什么我只能這個時候充，不能那個時候充？”他還回憶說，2002年到2003年間，全國缺電也缺負荷，也提出了按需用電的概念。但是，首先，排序就沒法排，哪些電力需求應該排在前列？其次，對于電動汽車存量充電需求可以這么做，但對于增量不行：潛在的電動汽車車主一看這種情況，可能就不買電動汽車了。
此外，行業(yè)內(nèi)外還提出了各種技術(shù)或者模式，來試圖解決電動汽車充電難題。
有人提出電動汽車V2G可能緩解電網(wǎng)負荷。讓電動汽車在谷電期間充電，在充電高峰期間向電網(wǎng)放電，給其他電動車主充電提供電力。
但李德勝認為，V2G難擔此任。首先，放電給電網(wǎng)賺一點差價，可能還不夠充放電的損耗。其次，在谷電時間，大家上班，車都走了。而下班后，車都要充電。
他認為V2G的應用場景，只是特殊緊急用電場景，比如道路救援，臨時補電等。
對于V2G，聶亮說，“你上來的電質(zhì)量不行，功率又小”，對電網(wǎng)有百害而無一利。
有人提出，可以利用可再生能源發(fā)電給電動汽車充電。但聶亮也認為不可行?！半妱悠嚦潆姇r，你是有風還是有光呢？都沒有。”可再生能源發(fā)電與電動汽車充電需求之間，存在多重錯配，包括太陽能發(fā)電電量太小，而電動汽車電量需求大；光伏在白天發(fā)電，而電動汽車往往在夜間充電；可再生能源發(fā)電往往在邊遠地區(qū)，而電動汽車在大城市使用。
如果可再生能源再加一個儲能電池呢？聶亮說，“本來是一套電池折舊，現(xiàn)在兩套電池折舊。技術(shù)上可行，商業(yè)上也不可行?！?/strong>
“另外就算這些都可行，電網(wǎng)你要不要接入？如果還得接入，那不是多此一舉嗎？”聶亮說。
5、未來能源補充方式難料
充電總量不大，但是分布集中在輸配電瓶頸位置，起初問題不大，但日積月累，難以持續(xù)。
“目前唯一可行的，就是把負荷集中起來，這樣電網(wǎng)就比較容易調(diào)配?！?/strong>聶亮主張，電動汽車應當以集中充換電為主，私人用樁為輔。
星星充電的公共充電站
莊軍鋒也認為，最終極的解決方案，很可能是沒有私樁，用大型充電站統(tǒng)籌滿足所有充電需求。“充電技術(shù)一直在更新迭代。3到5年內(nèi)，10分鐘充滿80%肯定能實現(xiàn)。”
集中充換電相當于將充電需求從居民用電轉(zhuǎn)移到工業(yè)用電，將充電負荷從瓶頸位置轉(zhuǎn)移出來。聶亮說，構(gòu)建一個電網(wǎng)的話，電壓等級越高的越好構(gòu)建?！氨热鐦?gòu)建一個500千伏的，就建在郊外，線路走廊通暢，地方也大。我們假設電池能量密度有提升，如果電池包比較輕了，充好電，用車拉到城市中心地帶的快換站都行?！?/p>
聶亮認為換電更有優(yōu)勢。換電站對于零散的電動汽車電力補充需求而言，就像一個緩沖池?！盎旧想娏ω摵墒瞧降摹！币驗閾Q電站可以自主調(diào)配給換下來的電池包充電的時間。
至于很多人提出的電池包標準不一，無法互換的問題。聶亮認為，這不是重要問題。剛開始不同車企建不同的換電站。電池包的標準慢慢會統(tǒng)一的，市場會推動統(tǒng)一。另外，中電聯(lián)也在準備出臺換電標準。
李立理表示，現(xiàn)在個人專屬充電樁占用7kw的配電容量，雖然大家認為是理所當然，但確實不可持續(xù)。他預測，小區(qū)充電會可能會像停車管理一樣，變成統(tǒng)一的事情。
但相對于到公用充電站充電，李立理還是更看好家里有充電樁的模式?！坝脩趔w驗更好，更符合電動汽車本身的特點。如果有序用電優(yōu)化管理做好的，本身的成本也會有競爭力的。消費者會愿意為他買單?！?/p>
李德勝認為，只要具備安樁條件，電動車主就不會去充電站充電，畢竟用自己的樁方便還便宜?！俺潜鄙蠌V深，沒有選擇，畢竟連車位都緊張，可能公共充電和私人充電樁充電占比一半一半。對于三四線城市，車位不是問題，另外小區(qū)供電條件、增容也相對容易，還會是私人樁為主?！?/p>
對于總體的比例，他仍然認為，會有八九成電動車主通過私人充電樁來充電。
不管怎樣，電網(wǎng)雖大，也不要小瞧電動汽車充電之輕。駱駝如果沒有意識到稻草在不斷增加，就有可能被壓垮。
