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欧阳明高的“智慧能源”畅想

出品:电动势

作者:冯金刚

终于,2021年新能源市场以一个完美的结局收场。中汽协披露,1-12月,我国新能源汽车产销分别完成354.5万辆和352.1万辆,同比均增长1.6倍,同时市场渗透率也越过10%大关,来到13.4%,同比增长8个百分点。

对于新能源市场,相比产销的迅猛增长,市场驱动力的更换,也许更值得我们兴奋。中汽协方面表示,新能源汽车成为汽车行业最大亮点,新能源汽车发展已经从政策驱动转向市场拉动新发展阶段。

这应该是官方第一次强调新能源市场的发展已经由政策驱动切换至市场驱动,意义重大。当新能源发展改由市场驱动,意味着无论补贴存在与否,市场也许会有阶段性波动,但向前的走势不会改变。

是的,从2009年的十城千辆,到2015年重金砸下,再到此次交由市场,新能源汽车行业已经进入了一个全新的发展阶段。而基于这样一个时代背景,有人就开始畅想一个全新的未来。

1月8日,造车新势力哪吒汽车第10万辆量产车在浙江桐乡工厂下线,中国新能源泰斗级人物——中国科学院院士欧阳明高出席了下线仪式,他还针对新时期的新能源发展发表了以“智慧能源”为主题的宣讲。

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欧阳明高院士认为,新能源汽车发展的最后趋势首先是能源低碳化,其次是系统智能化。有了能源互联网,再加上新能源汽车本身拥有的车联网,会引发整个的一个工业革命。

1、双碳战略下的新需求

近年来,碳达峰、碳中和(下称双碳)得到全球普遍共识,并成为全球主要经济体的发展新驱动。

2020年9月,我国首次向全球宣布双碳目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。此后,基于“双碳”这一核心战略目标,节能降耗也成为我国各行各业发展的主旋律。

在我国,双碳怎么做?

据欧阳明高院士介绍,各城市领下光伏、新能源等项目的推广服务后,各能源公司,包括国家电网、国家能源集团这些,则跟各地签订合同,以此达到减碳的指标。欧阳明高院士披露,国家电网与300多个城市签了合同。

欧阳明高院士进一步说,现在双碳是一个指标,各地指标如果达不到,投资也不能再投,因为它有个能耗指标和碳指标,所以各个城市都非常愿意干这个事。这两边互动,既有市场的力量,又有政府的力量。

一场“去碳”运动在积极酝酿中。

然而,自去年以来,由于未能把握好新旧能源供给的切换,全球各地普遍发生了“电荒”。据不完全统计,2021年,美国、中国、印度、巴西、英国、黎巴嫩等国家均爆发“电荒”,许多企业与居民因故受到波及。

去年的“电荒”,让不少人心有余悸,也无疑让我们反思一些激进的减排举措是否得当?与此同时,也给正在爆发的新能源汽车行业敲响了警钟。“电荒”发生后,去年网上还针对是否购买电动车发起了一股讨论。

关于“电荒”的背后,欧阳明高院士分享了一个数据,他说我国的电力资源,平均每人1-1.5千瓦,如果每人3-6千瓦,电网根本承受不了。欧阳明高院士还透露,上海、深圳的电网负荷已经趋于紧张,所以两地开始筹划“有序充电”。

所谓“有序充电”,就是相对“无序充电”来的。在电网中,无序充电比较原始,典型的粗放型发展,特点是高峰时挤死,低谷时闲死。造成目前“电荒”的原因,也是无序充电。

电网有高峰、波谷的工作特性,白天,或者说早中晚是用电高峰期,电力资源珍贵,价格相对更贵,晚上是用电波谷,电力资源富裕,电价自然便宜。在无序充电模式下,电力资源没有被协调,很多浪费了。

随着电动车数量越来越多,在高峰期占用电网资源的情况将不可避免发生。欧阳明高院士做了个计算,他预计2040年有3亿辆电动汽车,如果每辆车是65度电,那么总电量就是将近200亿度电,而这是现在中国每天消费的总电量。

发展新能源,根本原因还是为了改善能源战略问题,为双碳战略助力。同时,如何在电荒危机爆发前遏制情况的产生,已经迫在眉睫,尤其是在新能源高速发展的当下。

于是,“有序充电”被认为是时下最有效的手段之一。那么如何“有序充电”呢,总不能盲目逼着企业限电、电动车用户刻意错开充电?这样并不人性,也不具备可持续性。

双碳战略,能源战略,电网调控,新能源汽车发展……我们亟需一套全新的发展逻辑和框架。

2、智慧能源横空出世

所谓“有序充电”,其核心环节就是对电网进行智能调控,或者称为“削峰填谷”,将电网低谷时的电力资源进行储存,然后在高峰时释放出来,没有浪费,也杜绝“电荒”。

到了给电网“削峰填谷”这个层面,自然就涉及储存电力资源的介质,目前储能是被大家普遍认可的最优解决方案。尤其是随着高能量密度锂电池技术的进一步成熟,以及成本的整体下降趋势,储能电站的价值被进一步凸显。

欧阳明高院士表示,目前国家规定各地的储能站容量基准比例为20%,只要做光伏、风电等清洁能源,储能站是必须要做的。

不过欧阳明高院士也表示,储能站也存在一定风险。毕竟,储能站的电池数量实在太多,而如今我们的电池管理技术还不足以驾驭这么多电池100%安全工作。

去年四月,北京国轩福威斯光储充技术有限公司储能电站在施工调试过程中起火,事故造成4人伤亡,此事当时轰动业内。去年七月,澳大利亚一个最大的特斯拉储能站着火。是的,即便强如特斯拉,仍难以做到绝对驾驭储能站。

这两起事故,无疑给火热的大型储能站建设泼了一盆冷水。所以,在大型储能站之外,大家也在思考稍微小一些的储能设备,比如电动汽车。

与大型储能站相比,电动汽车作为一个小型储能站,相对更安全,主动造成人员伤亡的几率极低,而且随着电池智能监控技术的进一步成熟,安全性还会进一步提升。所以相较大型储能站,电动车作为一个小型储能站有着不错的前景。

据欧阳明高院士介绍,作为一个小型储能站,电动汽车可以做到紧急供电,V to V,车对车充,V2H,车给家供电,V2B,车给楼宇供电,V2G,车给微网供电,可概况为V2X。

针对V2X,欧阳明高院士表示,目前电动车可以跟其它电动车、建筑、小区/园区、城市等“微网”启动连接合作。至于成本增加比例,仅有大概10%,主要是双向充电的硬件成本提升。

欧阳明高院士简单算了一笔账,用户将单向充电机换成双向的,成本大概是300-600元,如果每度电能赚4毛钱,每年收益可达4000元,对用户是有吸引力的。

将电动汽车视为储能的线索,其实已经显现。2017年,美国弗罗里达遭逢飓风,应用户需求,特斯拉随即对该州特斯拉解锁了30-40英里“额外”续航里程。近年,国内电动汽车互相充电、郊游给电器供电的场景日渐被挖掘出来。

介于电动车与电网之间的储能介质,就是储能柜。据欧阳明高院士介绍,储能柜类似集装箱大小,可以分出10-20个充电桩,满足小区/园区的使用,在设计上,它可以跟建筑绑定一起。

实际上,特斯拉也有一个类似储能柜,称作Powerwall,区别是Powerwall偏向家庭用户,储能柜偏向社区/园区,这跟两国国情不同有关。当然,两者设计逻辑是一致的,大小无妨。

确立了电动车、储能柜的介质作用,接下来就是寻找场景。欧阳明高院士以哪吒汽车所在的嘉兴为例做了说明,第一个场景是公路,第二个场景是居民住宅和商业楼宇,第三个场景是工业园区,然后分别针对三个场景设计补能和管控网络。

其中,在上述室外充电网络中,不仅仅是传统的充电站,还将引入光伏发电系统。欧阳明高院士认为,光伏跟电动汽车是绝配,大家都是分布式的,都是小规模的,把它们合起来,就是能源互联网,就是智慧能源,这样能引发能源革命。

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欧阳明高院士表示,电力市场的改革在积极推进,交易已经开始,马上碳市场也上来,碳的价格也会上涨,目前大概是50块钱(欧洲500块)每吨,据从事碳交易的人说,2025年肯定会涨到500块钱每吨以上。

发展新能源,本质是再构建一个能源网络,而新能源的网络连接,则需要利用智慧(智能)来打通,这就是“智慧能源”。按照欧阳明高院士的说法,2022年是智慧能源启动元年。

3、谁能赢得下半场?

和中汽协的结论一致,欧阳明高院士同样认为,我国新能源汽车市场已经进入市场驱动为主的新阶段,也进入市场快速增长的爆发式阶段。在欧阳明高院士看来,智慧能源将是支撑新能源爆发的一个关键。

其实,如果我们分析新能源上半场表现较好的纯电品牌,包括特斯拉、蔚来和小鹏等,他们无一不是解决了补能(特斯拉/小鹏超充,蔚来换电)短板,同时在智能方面有所长。

所以,欧阳明高院士此番提出的智慧能源理论,可以认为是发展纯电逻辑的进化版,特点是技术理念更先进,辐射品牌范围更广(低中高端、商乘全覆盖),更重要的是贴近中国国情,并与双碳大战略形成契合。

换言之,智慧能源或将取得更大的突破。

比如智能技术方面,欧阳明高院士表示,它不仅是操控方面的智能化,例如车联网、智能座舱、智能驾驶等,而是一场汽车产业全方位的革命,也包括动力的智能化、制造的智能化等。可以认为是,围绕智能电动车的一切智能管理。

再比如品牌方面,由于适应所有品牌,意味着那些大众化的品牌也许会迸发出更高的能量。比如此次活动东道主、致力于为人民造车的哪吒汽车,欧阳明高院士首先给与点赞,并对哪吒汽车取得的业绩表示认可。

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数据表明,2021年哪吒汽车累计交付69674台,并位列蔚小理之后,排名新势力第四,另外同比增幅高达362%,位列新势力第一。在新势力已成新能源市场最核心驱动力的现在,哪吒汽车表现之强劲与行业重要性可见一斑。

对于哪吒汽车的未来,欧阳明高院士同时也给予了寄语,他说,“期待哪吒汽车在2022年智慧能源新赛道全面开启之时,能够继续开拓市场,深耕智能化技术领域,掌握领先技术,不断兑现‘为人民造车’之初心。”

能够获得欧阳明高院士的认可点赞,以及寄语,这并不简单,对于哪吒汽车来说,一定程度上说明他们已经跑赢上半场,而且有能力继续开启、甚至跑赢下半场。为何?

众所周知,新能源上半场比的是电动化,下半场是智能化。在智能化方面,哪吒汽车也许在单项智能驾驶上弱于蔚小理,但就整个智能化布局而言却是一枝独秀。

在去年《传奇》那篇稿子中我们已经提过,合众新能源董事长方运舟就已经向两会提议要合力共建中国智能电动车操作系统。据电动势了解,该提议已经得到上层的响应,应该将不日推出。

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从中美这几年的角逐不难看出,智能电动车操作系统之于智能电动车未来的核心战略意义。只是,你很难想象,率先提出这一议题的是一家年交付近7万的造车新势力,而且还是极其低调的方运舟。

如果你愿意摘掉有色眼镜去看新势力,对以上其实并不会感到奇怪。因为,不管是在各级市场表现,还是在智能电动车核心技术的前瞻把握上,新势力较传统企业处于领先位置,这是不争的事实。

此次,欧阳明高院士也做出预测,“随着造车新势力进一步加大智能化网联化领域投入,将给用户带来更加高效、便捷、安全的智能驾乘体验,其与传统车企的优势也将进一步扩大。”

来源:第一电动网

作者:电动势

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