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陳清泉院士:從中德合作看電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展

發(fā)布時間: 2014-08-06 15:41:09    來源: 中電新聞網(wǎng)
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[摘要]燃油汽車的能源補給不依賴于燃料的運輸,而電動汽車的充電必須依賴于電網(wǎng),這樣電動汽車、電網(wǎng)就成為一個密不可分的整體,因此在建立充電體系時必須系統(tǒng)地進行考慮,不僅要考慮用戶的需求,而且要考慮電力系統(tǒng)的限制。

  1.電動汽車充電體系的建立是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不同于常規(guī)的燃油汽車。

  燃油汽車的能源補給不依賴于燃料的運輸,而電動汽車的充電必須依賴于電網(wǎng),這樣電動汽車、電網(wǎng)就成為一個密不可分的整體,因此在建立充電體系時必須系統(tǒng)地進行考慮,不僅要考慮用戶的需求,而且要考慮電力系統(tǒng)的限制。電動汽車的充電在時間上和空間上都是可調(diào)控的,因此,系統(tǒng)設(shè)計得好,完全可以實現(xiàn)雙贏,電動汽車不僅不是電網(wǎng)的負擔(dān),反而成為電網(wǎng)重要的柔性負荷。概括來說,電動汽車充電和燃油汽車加油具有不同的特性,電動汽車充電系統(tǒng)是動態(tài)的,而燃油汽車加油站系統(tǒng)是靜態(tài)的。在中國,需要充分考慮配電網(wǎng)的現(xiàn)狀以及大中城市的配電網(wǎng)改造難度,建立適應(yīng)中國配電網(wǎng)的電能供給方式。更要考慮到中國大、中、小城市、城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村不同的電網(wǎng)情況。

  2.信息技術(shù)正在深刻改變?nèi)祟惖纳睿娋W(wǎng)、電動汽車(自動駕駛)、道路交通(ITS)、分布式可再生能源最終將通過信息技術(shù)深度融合,實現(xiàn)能源的優(yōu)化利用、交通的智能指揮。

  3.對電動汽車充電而言,標(biāo)準的統(tǒng)一至關(guān)重要。目前全球充電接口標(biāo)準主要有四種,分別為歐洲標(biāo)準、北美標(biāo)準、日本標(biāo)準和中國標(biāo)準。最近啟動的“中德電動汽車充電項目”表明,中德兩國希望實現(xiàn)電動車充電接口標(biāo)準的統(tǒng)一,雙方還將簽署充電通信協(xié)議,最終實現(xiàn)充電設(shè)施的完全共享。可以預(yù)見,從統(tǒng)一充電標(biāo)準著手,可以推動中德兩國電動汽車產(chǎn)業(yè)的全面、深入合作,也將推動兩國企業(yè)實現(xiàn)中歐市場的共享。發(fā)展電動汽車需要以更加開放地態(tài)度尋求更加廣泛的合作。我相信中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門在與德國方面的合作過程中將會有很大收獲,這包括:關(guān)鍵零部件技術(shù)、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管控、基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準化、配套政策法規(guī)等方面。

  4.作為執(zhí)行層面的充電接口問題,無論是采用CCS(歐盟的標(biāo)準)還是現(xiàn)在正在修訂的國標(biāo),這個問題都不是很大,只要國標(biāo)定得夠細致,實現(xiàn)上不存在歧義,和CCS一樣都可以滿足電動汽車的充電需求。中德兩國目前在充電接口方面的爭論,其實主要原因在于國標(biāo)不夠細致,正在修訂的國標(biāo)已經(jīng)在考慮這方面的內(nèi)容。

  5.設(shè)想一下,未來電動汽車占據(jù)主導(dǎo)地位,V2G技術(shù)被普遍采用,配合分布式儲能和集中儲能、分布式發(fā)電,構(gòu)建基于分層儲能的主動配電網(wǎng),將極大提高配電網(wǎng)的可靠性和供電可靠性,智能電網(wǎng)的終端主動配電網(wǎng)將實現(xiàn)高度自治、廣泛互聯(lián)的電能互聯(lián)網(wǎng),如果再將燃氣、蓄冷、制熱綜合控制,將形成未來能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形。

  6.電動汽車充電是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)、商業(yè)模式和市場化等都需要融合暢通。因此,需要發(fā)揮官、產(chǎn)、學(xué)、研互相結(jié)合的優(yōu)勢。從國家政策、大專院校的研究、產(chǎn)業(yè)的形成、創(chuàng)新的商業(yè)模式等相互協(xié)同,以達到使用者用得起、用得方便、用得可靠、用得放心的目的。在這方面,北京交通大學(xué)在電池智能管理系統(tǒng)和主動配電網(wǎng)方面積累了一定的經(jīng)驗。國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中國電力科學(xué)院和南瑞集團也在充電設(shè)施方面進行了大量的投入,有望形成中國強大的電動汽車充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)和體系。我認為要落實中德兩國電動車充電項目的合作,應(yīng)該成立一個專項工作組,并且一定要有上述各有關(guān)方面的人員參與。

  7.在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合方面,我認為歐盟的經(jīng)驗值得借鑒。在歐盟重大項目的科研中,有些基本原則值得參考。例如:在歐盟電動汽車的項目中,一定要有三個以上國家的參與,成員中一定要有汽車制造商、電池及零部件商、電網(wǎng)公司、大專院校、地方政府的參與,并且重視標(biāo)準化,使得科研成果能在全歐洲推行。他們提出的電力   系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),使得電動汽車在歐盟內(nèi)任何一個國家都可以放心充電,通行無阻。在科研體制管理方面也值得我們借鑒,例如項目的申報、評估、監(jiān)督、鑒定、推廣、應(yīng)用,能夠遵循科學(xué)的原則,集思廣益,發(fā)揚民主。歐洲各國政府領(lǐng)導(dǎo)非常重視歐盟批準資助的科研項目,我的助手所參與的歐盟電動車項目匯報會上,德國總理默克爾親自關(guān)心,德國以及歐盟的相關(guān)部門部長親自聆聽第一線技術(shù)人員的匯報,并且不定期親臨現(xiàn)場監(jiān)督相關(guān)項目進行情況并有專業(yè)項目管理人員定期審查項目進展情況,他們的現(xiàn)場監(jiān)督是隨機的,不預(yù)先通知,所以也沒有包裝的可能。

  8.德國電動汽車優(yōu)勢和經(jīng)驗:標(biāo)準統(tǒng)一化互通性強,主要針對汽車和基礎(chǔ)設(shè)施的接口,安全性強,技術(shù)可靠。可給中國帶來德國經(jīng)驗和解決問題的方案以及產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗:標(biāo)準制定的過程就是檢測產(chǎn)品是否過關(guān)合格,是否可以放心投入市場的過程。

  9.在歐盟,電網(wǎng)參數(shù)類似,管理方式類似,雖然各電網(wǎng)公司有各自的產(chǎn)權(quán),但是全部需要通過歐洲和德國的標(biāo)準委員會的標(biāo)準進行上網(wǎng)、并網(wǎng)、傳輸、銷售。

  10.德國的電網(wǎng)和中國的電網(wǎng)頻率是一致的,也就意味著在電網(wǎng)的利用上,不需要額外的設(shè)施進行頻率轉(zhuǎn)換,提高了穩(wěn)定性,也節(jié)省了電力轉(zhuǎn)換成本。這也是在電動汽車充電項目的合作中,中德合作比起中美合作和中日合作的優(yōu)勢。美國的電網(wǎng)產(chǎn)權(quán)以及標(biāo)準都是分散化、區(qū)域化的,不統(tǒng)一也不利于電網(wǎng)協(xié)調(diào)管理。與中國的電網(wǎng)頻率不一致,所以相關(guān)的用電產(chǎn)品都需要額外的附件以輔助正常工作。

  11.德國的電動汽車充電現(xiàn)根據(jù)的是歐盟的combinedchargingsystem,這個系統(tǒng)標(biāo)準兼容了直流和交流的充電方式,車主不需要辨別接口是直流還是交流,直接充電。中國目前的充電標(biāo)準,慢充標(biāo)準與   德國類似,但是快充不一致,所以德系車在國家電網(wǎng)的公共充電樁上目前不能實現(xiàn)。在快速充電方面,需要解決的也是快充的標(biāo)準問題,但是在全世界,歐盟、美國、日本都有各自的快充標(biāo)準,所以中國是不是就應(yīng)該和歐洲統(tǒng)一這個標(biāo)準,也是現(xiàn)在討論的一個問題。另外主要的問題是快充需要通訊協(xié)議的輔助,中國用的是CANBUS,歐洲用的是PLC,通訊協(xié)議需要調(diào)整。

  12.最近無線充電也有很大的進展,在英國、歐洲大陸、日本、中國襄陽等地已有示范運行。無線充電主要好處是:(1)減少車載電池;(2)充電位分布,對電網(wǎng)壓力小;(3)停車即充電,不會遺忘充電。無線充電的主要技術(shù)指標(biāo)是:充電功率、充電距離、充電效率。中國中興通訊在這方面已達世界領(lǐng)先,充電功率30千瓦,充電距離20厘米,充電效率90%.

  13.我經(jīng)常說,推進電動汽車的成功普及取決于三個因素:好的產(chǎn)品、好的商業(yè)模式、好的基礎(chǔ)設(shè)施。要讓消費者用得起、用得方便、用得舒心。推進標(biāo)準化無疑將有利于達成這些目標(biāo)。投入肯定是巨大的,但可以通過全盤統(tǒng)籌、分步實施、先易后難的方式減小實現(xiàn)的難度。但我認為最大的阻力并不在于資金的壓力,而是各方利益的妥協(xié)。電動汽車產(chǎn)業(yè)包含不同的參與方,有車企、有電網(wǎng)公司、有零部件商、有政府、還有最關(guān)鍵的消費者,各方都有自己的利益訴求點,很多訴求點還是相互沖突的,各方妥協(xié)、精誠合作是必須的,只要這點能做到,其他的問題都不是很大。

  不過,我還是要強調(diào),在平等互利的基礎(chǔ)上,與先進國家的合作是很有必要的,千萬不可因噎廢食、投鼠忌器。但也要清醒認識到,技術(shù)是不能用市場換取的,必須協(xié)同創(chuàng)新,發(fā)展中國的核心技術(shù)。

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