充電網(wǎng)只有融合到微網(wǎng)才具有意義

 

近年來，在國家政策的扶持之下，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢，越來越多的車企進入該行業(yè)并開發(fā)制造新能源汽車。新能源汽車的出現(xiàn)和發(fā)展大大促進了我國從汽車大國向汽車強國的轉變。但是，與此同時，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)中存在的問題也很多，如電池續(xù)航里程不夠、充電樁等基礎設施不足等。我們應當如何解決存在的問題，進一步推動相關產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)、健康發(fā)展？

 

對此，陳清泉院士指出，現(xiàn)在新能源汽車發(fā)展的最大障礙是續(xù)航里程以及與傳統(tǒng)汽車的性價比比較的問題。其中一個是充電站不夠，還有電池的性能與價格還不能滿足大眾的需求。對于充電站不夠的問題，其實我們需要建的不是充電樁，而是充電網(wǎng)。充電樁和充電網(wǎng)的區(qū)別在于前者是配網(wǎng)下面的設備，受配電網(wǎng)的控制；而充電網(wǎng)，是一群充電樁形成的網(wǎng)絡，是微網(wǎng)的組成部分，充電網(wǎng)可以和配電網(wǎng)交互，利用晚上電網(wǎng)低谷充電，即使不用電網(wǎng)高峰充電，也可以利用太陽能、風能、儲能設備充電。

 

充電網(wǎng)只有融合到微網(wǎng)中才有意義。新能源汽車跟傳統(tǒng)能源最大的區(qū)別是，電力是二次能源，不是一次能源。對電網(wǎng)來說，新能源汽車是柔性的負荷，可以通過新能源汽車削峰填谷，從而調節(jié)和改變能源的結構。

 

至于新能源汽車行駛里程的顧慮，不僅需要靠動力電池技術和燃料電池技術的不斷進步來解決，也要靠分析出人的行為、能源和信息三者相互關系的優(yōu)化，包括能源網(wǎng)格化和超算信息網(wǎng)格化的結合，也包括建設各種充電樁和充電網(wǎng)，固定式、移動式、換電池、無線充電等。動力電池和燃料電池是互補的，并不是相互對立的。短途小型新能源車使用動力電池更加經(jīng)濟，長距離載重汽車則用燃料電池更劃算。隨著電池技術的不斷進步，能量密度、功率密度將不斷提高，成本也將不斷降低，新能源汽車性價比將越來越高。

 

汽車革命與能源革命信息革命聯(lián)動

 

在談到應當如何解決產(chǎn)業(yè)中存在的深層次矛盾時，陳清泉院士進一步指出，新能源汽車是顛覆性產(chǎn)業(yè)，它不僅僅是交通工具，也是能源、信息、人文的載體。因此，我們發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，要高瞻遠矚，把目光放長遠。實現(xiàn)汽車強國的目標只是第一步，更應充分利用新能源汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，撬動最大的經(jīng)濟效益和社會效益。

 

當前，中國能源市場結構和市場體系深層次的問題仍很突出，科技創(chuàng)新在能源發(fā)展中的作用還不顯著，長期形成的粗放發(fā)展方式亟待轉變。新能源汽車充電樁被列入新基建是一個有利的契機。我們應當以此為抓手，將汽車革命、能源革命、信息革命聯(lián)動起來，進一步推動能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)、人文網(wǎng)的四網(wǎng)融合發(fā)展，進而打造我國的智慧能源系統(tǒng)，以科技創(chuàng)新驅動能源事業(yè)的高質量發(fā)展。

 

陳清泉院士提出的“四網(wǎng)四流”能源供給側改革的創(chuàng)新思想，即實現(xiàn)能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)、人文網(wǎng)的四網(wǎng)融合以及能源流、信息流、物質流、價值流的四流融合，助力孵化更多融合技術和產(chǎn)業(yè)。

 

據(jù)悉，陳清泉院士團隊已創(chuàng)立了四網(wǎng)四流融合的理論基礎，也就是將廢棄的能源變成有用的能源，并提出儲能熵的概念，以及智慧能源系統(tǒng)的智慧度指數(shù)，開發(fā)利用邊緣云計算結構的能源操作系統(tǒng)，開發(fā)能源幣系統(tǒng)以便進行能源更快、更安全、更有效地交易。在此理論基礎上，國家能源集團北京低碳清潔研究院建立了示范與驗證，開發(fā)了能源操作系統(tǒng)，并將在示范的基礎上，在一些地區(qū)落地試點實踐。

 

陳清泉院士指出，四網(wǎng)四流融合實際上是將能源革命、汽車革命、信息革命聯(lián)動起來，產(chǎn)生更大的效果。其主要載體是智慧綜合能源服務、智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能網(wǎng)聯(lián)建筑。

 

第一，智慧綜合能源服務將是實現(xiàn)四網(wǎng)四流融合全新的有效載體，是電力市場改革出現(xiàn)的新空間，也是未來能源服務領域新的增長點和制高點。

 

第二，智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅是交通工具，而且是物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點、大數(shù)據(jù)的源泉、寬帶移動的智能終端、5G通信的推動者，智能網(wǎng)聯(lián)汽車本身又是計算機和移動分布能源。

 

第三，智能網(wǎng)聯(lián)建筑不僅是建筑物，因為它采用光伏板，就變成了智能發(fā)電廠，除了供給建筑本身的電力外還可以電制氫，成為光、儲、氫、充的載體，微網(wǎng)和納米網(wǎng)的組成部分。

 

陳清泉院士表示，四網(wǎng)四流的融合發(fā)展可以將汽車革命、能源革命、信息革命聯(lián)動起來，產(chǎn)生更大的效果。汽車革命一定要和能源革命、信息革命聯(lián)動起來，三個革命的基礎建設也要聯(lián)動起來。能源的網(wǎng)格化和信息的網(wǎng)格化要結合，才能發(fā)揮更大的效益。

 

“四網(wǎng)四流融合可以解決四大矛盾——新能源和化石能源的矛盾、一次能源和二次能源的矛盾、集中能源和分布能源的矛盾、電力能源和化工能源的矛盾。不同能源結構間的耦合優(yōu)化，將廢棄的能源變得有用，同時達到碳平衡，也就是將能源生產(chǎn)和消費當中產(chǎn)生的二氧化碳和氫結合產(chǎn)生合成燃料。”陳清泉院士說。

 

現(xiàn)在是智慧能源項目推廣的最好時機

 

目前，國家已經(jīng)建立了55個智慧能源示范項目，23個多能互補項目。不過，根據(jù)陳清泉院士的標準，這些項目還不是真正的智慧能源，因為它們注重的是信息化，而智慧能源是要看它能不能把沒用的能源變成有用的能源。“一定要有能源和物質的融合與耦合。另外，在智慧能源系統(tǒng)里面，一定要能夠把能源轉化為物質來儲存。這種儲存不僅僅是依靠電池，而是靠各種能源交互優(yōu)化，包括把能源變成物質（電制氫），要下苦功夫分析出其機理。”陳清泉院士指出。

 

陳清泉院士還指出，做好能源與互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，現(xiàn)在是最好的機遇。因為中國有巨大的市場，國家層面也有一系列的政策支持。因此，我們要抓住機遇，把智慧能源產(chǎn)業(yè)真正做起來。

 

“新能源汽車的網(wǎng)格化和信息的網(wǎng)格化需要結合，分布式能源和分布式超算需要結合，形成綠色產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)鏈新的增長點。建議在國內外有條件的地方，在演示項目的基礎上放大，建設示范項目，再逐步推廣。”陳清泉院士說。