电网企业充换电设施运营模式分析

摘　要：发展电动汽车产业不仅有利于提高能源安全保障能力、促进节能减排，还有利于促进产业升级。电网企业的参与有利于推动电动汽车产业的发展。运营模式的制定是充换电服务网络构建的前提和关键，应对国家发展战略进行客观、全面的解读，并符合产业关键技术经济特性和用户需求。

关键词：电网企业；电动汽车；运营模式 一、我国电动汽车发展将以纯电动为战略方向，近期以混合动力为重点 　　大力发展节能与新能源汽车，是缩短与先进国家差距，实现汽车产业跨越式发展的重要举措。目前，我国混合动力车有了一些进展，但技术上与发达国家还有较大差距。电动车开发刚刚起步，总体上还处于初级探索和跟踪外国技术阶段，主要设备和材料都依靠进口。 　　工信部正牵头制定《节能与新能源汽车产业发展规划（2011—2020年）》，意在明确十年内我国新能源汽车发展的总体目标和阶段目标、发展路线以及扶持政策。经过多次修改，已经明确了2011－2020年我国新能源汽车产业的发展重点是纯电动汽车和插电式混合动力汽车。规划指出，以纯电动汽车（纯电驱动）为我国汽车工业转型的主要战略取向，重点突破动力电池、电机和电控技术，推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化，实现我国汽车工业跨越式发展。近期以混合动力汽车为重点。 二、电网企业参与电动汽车产业将实现互利双赢 　　作为电力供应商，电网企业参与电动汽车产业，将实现互利双赢。 　　对电网企业来说，参与电动汽车产业的必要性主要体现在：电动汽车的电池作为移动储能工具，能发挥削峰填谷的作用，提高电网稳定性，降低系统供电负荷，提高电力系统的使用效率，从而降低设备扩容要求。此外，参与电动汽车产业有利于开拓售电市场，提高电能占终端能源消费的比重。 电动汽车的推广取决于成本的降低和性能的提高。对电动汽车产业来说，电网企业的参与将发挥重要作用。 　　首先，有利于为用户提供经济、优质、高效的服务。电网企业与电动汽车用户直接交易，可以为用户提供智能化、个性化充电服务，提高用户使用电动汽车的经济性和便利性。此外，电动车与电网间可以进行能量交换，电动汽车用户可以低价在用电低谷时充电，在电网处于负荷高峰时，以高价把电池内的电能回卖给电网，从而降低电动汽车的使用费用。 其次，有利于充换电设施网络化的形成。智能充换电服务网络是电动汽车大规模推广的前提和保障。未来建设的充电站和充电桩都在电网覆盖范围之内，电网企业能够更全面地掌握充电网络布点情况，并有针对性地进行合理优化。同时，依托现有配电网通信信息平台以及营销网络，电网企业更容易实现充换电设施网络化管理与服务。 再次，有利于电池性能的充分发挥。智能电网能够实时监测电池状态和电网频率，避免电池的过充或过放，提高电池安全性、延长使用寿命。此外，电网企业还可以对电池进行梯次利用，充分挖掘电池的附加值。 此外，有利于实现资源的优化配置。智能电网可以实现调度一体化，最大限度的确保配电网的安全经济运行，减少集中、快速充电方式产生的谐波，并降低配电网的容量要求，有利于实现电网资源的优化配置。 三、对电网企业制定充换电设施运营模式的建议 　　电网企业制定充换电设施运营模式，即采用何种充电服务方式，是换电还是充电，充电是慢充还是快充。笔者认为，充换电设施运营模式应综合考虑以下几方面的因素。 　　首先是遵循国家发展战略和产业发展规律。 　　我国《节能与新能源汽车产业发展规划》指出近期电动汽车发展以混合动力汽车为重点，逐步过渡到纯电动方向，这也符合产业发展规律。事实上，汽车研发涉及的产业链长，技术复杂，技术积累很关键。电动汽车的核心内容是从部分电动转向纯电动的驱动，需要突破动力电池、电机和电控技术等关键技术，电动汽车的产业化任务非常艰巨。可以预计，节能型混合动力车、插电式混合动力车和纯电动车在未来几十年里会长期并存。因此，整车充电方式将成为充换电服务的主要方向，采用快速更换电池方式的纯电动车短期内难以实现规模化发展。 　　其次是考虑电动汽车关键技术经济特性。 　　动力电池、电机和电控技术等是决定电动汽车能否推广的关键环节。从电池技术经济特性来看，包括比能量、寿命、安全性和价格等。在产业发展初期，电动汽车动力电池系统能量密度低，我国目前仅为80—100瓦时/千克；续驶里程短，乘用车一般只有70公里；电池价格较高，为3元/瓦时；电池循环寿命仅500次左右。在电池现有电池技术水平下，如果大规模推行换电方式，电池及充换电设备非常大。而采用充电方式的投资相对较低，5kW交流充电桩的价格不到1万元。因此，从目前看，经营充电服务更具有经济性。 　　再次是将用户需求和电网自身特点相结合。 　　不同的充电方式对电网运行的影响存在较大差异。快速换电可以大量节约电能补给时间，为用户带来便捷，但建设换电站投资成本巨大，因此从经济性角度考虑，一般充电站都按全天平稳运行设计，换电站削峰填谷的作用有限。慢充方式对于某些具有专用充电场所的用户来说，比较方便，且可以利用低谷充电，对电网负荷冲击小。快充方式可以作为慢充的有效补充，满足用户的应急需要，但主要的缺陷在于充电电流过大，对电网将产生较大的冲击。总的来说，采用慢充将有利于电网企业优化负荷，降低投资。 　　从以上分析可以看出，现阶段采用换电为主的服务方式的条件并不成熟，整车充电方式在相当一段时间里将具有较强的生命力。 　　建议充换电设施的建设应因地制宜，根据用户需要提供多种服务方式。具体来说，电网企业充换电设施可采用的运营模式为：在产业发展初期，集中力量重点在试点城市开展充电设施建设，适度超前开展充电网络建设，建立以个人和公共停车位分散慢充为主的充电系统，同时为公交、环卫车等行驶习惯相对固定的用户提供换电服务。在产业发展成熟阶段，适时推出换电为主，充电服务并存的方式。 　　 [1] 温家宝，关于科技工作的几个问题，求是，2011年7月. [2] 中华人民共和国工业和信息化部，《节能与新能源汽车产业发展规划》征求意见稿， 2010年9月. [3] 周逢权，连湛伟，王晓雷，杨校辉，徐怡山. 电动汽车充电站运营模式探析，电力系统保护与控制, 2010年11月. [4] 滕乐天，何维国，杜成刚，楼晓东. 电动汽车能源供给模式及其对电网运营的影响. 华东电力，2009年10月. [5] 王立颖，电动汽车的关键技术及发展前景，汽车工业研究，2009年8月.