“男子開(kāi)特斯拉返鄉(xiāng)堵到?jīng)]電叫拖車(chē)”，反映的是新能源汽車(chē)行業(yè)的“充電困境”。
十一假期尾聲，返程高峰正式開(kāi)啟，各位開(kāi)電車(chē)返程的車(chē)主規(guī)劃好充電行程了么？
就在幾天前，“男子開(kāi)特斯拉返鄉(xiāng)堵到?jīng)]電叫拖車(chē)”的話(huà)題登上熱搜，起因是廣東一男子國(guó)慶回家想從深圳回湖南，但卻被堵在高速上超24個(gè)小時(shí)還沒(méi)出廣東，在高速上的幾個(gè)服務(wù)區(qū)都因人太多沒(méi)能充電，使得車(chē)輛電量耗盡，最終只能花費(fèi)2000叫拖車(chē)緊急救援。這位車(chē)主稱(chēng)，自己回家之后還遭到了開(kāi)油車(chē)?yán)习值谋梢暋?/p>
不少網(wǎng)友對(duì)此感同身受，對(duì)于純電車(chē)來(lái)說(shuō)，在小長(zhǎng)假期間跨省且堵車(chē)時(shí)，里程焦慮會(huì)升級(jí)為里程絕望。盡管新能源汽車(chē)、充電樁兩者早在2020年就已納入“新基建”的范疇，但電動(dòng)汽車(chē)本身充電時(shí)間較長(zhǎng)，仍面臨覆蓋面不足等問(wèn)題，私有充電樁的安裝也受到局限。
想要真正將車(chē)主們從“排隊(duì)四小時(shí)，充電一小時(shí)”的尷尬中解放出來(lái)，不僅需要考慮廣泛布局，治理常年不用淪為擺設(shè)的“僵尸樁”，還要從車(chē)載的電池和非車(chē)載的電網(wǎng)兩方面挖掘電能利用最大化的模式——這是一場(chǎng)多維的攻堅(jiān)戰(zhàn)。
電車(chē)充電困局，短板在于技術(shù)
雷軍曾在今年兩會(huì)時(shí)提交《關(guān)于加快新能源汽車(chē)大功率快充基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的建議》，他指出，當(dāng)前我國(guó)公共充電樁中快充占比僅為四成，且快充功率普遍較低，導(dǎo)致充電速度慢、排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)、周轉(zhuǎn)效率低等問(wèn)題依然突出，難以適應(yīng)當(dāng)前新能源汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展現(xiàn)狀。數(shù)據(jù)顯示，截至今年6月，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)保有量達(dá)到1001萬(wàn)輛，僅上半年新注冊(cè)登記就有220.9萬(wàn)輛，比去年同期增長(zhǎng)100.26%，創(chuàng)下歷史新高。
究其根本，新能源汽車(chē)充電耗時(shí)較長(zhǎng)，電池容量較小是其中不可忽視的因素之一。國(guó)內(nèi)當(dāng)前相對(duì)常見(jiàn)的普通快充設(shè)備需要40-60分鐘，而慢充則需要8-10小時(shí)。現(xiàn)今普遍存在常規(guī)充電、快速充電和電池組快速更換系統(tǒng)三種模式，在中國(guó)市場(chǎng)形成了“慢充為主、快充為輔、兼具換電”的局面。
車(chē)企們紛紛將2025年視為實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：北汽集團(tuán)計(jì)劃停售除特種車(chē)輛外自主品牌燃油車(chē)，長(zhǎng)安汽車(chē)將停產(chǎn)停售燃油車(chē)，而捷豹將轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸妱?dòng)品牌。傳統(tǒng)車(chē)企轉(zhuǎn)型相對(duì)平和，大眾汽車(chē)計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)所有車(chē)型電動(dòng)化，本田計(jì)劃在2040年全面停售燃油車(chē)。推進(jìn)最為迅速的比亞迪已成為全球第一家停產(chǎn)燃油汽車(chē)的車(chē)企，早在今年3月就停止了燃油汽車(chē)的整車(chē)生產(chǎn)。
車(chē)企們不會(huì)打無(wú)準(zhǔn)備之仗，比亞迪擁有刀片電池技術(shù)可提升磷酸鐵鋰電池能量密度，其扁平化的刀片電池可以縮小單體電池間的無(wú)效空隙，空間利用高達(dá)60%，能量密度得以提升，同時(shí)表面積的增大對(duì)于散熱也可起到較大作用。特斯拉的4680電池也是采用同樣的思路，其容量更大的單體電芯容量加無(wú)模組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將能量密度提升到了300kWh/kg，不僅可以減輕電池整體重量，提升能量密度，還能夠提升生產(chǎn)速度。另外，4680電池的另一項(xiàng)尖端技術(shù)激光無(wú)極耳，在電極一端涂覆導(dǎo)電材料使其直接與殼體或者專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的蓋板進(jìn)行連接，電流直接在電極集流體、蓋板、殼體之間傳導(dǎo)，增大了電傳導(dǎo)的面積的同時(shí)縮短了電傳導(dǎo)的距離，使其內(nèi)阻減小了5倍。
比亞迪刀片電池（圖源：太平洋汽車(chē)網(wǎng)百科）
另一項(xiàng)影響充電體驗(yàn)的要素則是充電設(shè)施分布問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)指出，中國(guó)消費(fèi)者的補(bǔ)能痛點(diǎn)有三：一是總體供給不足造成供需缺口巨大，充電樁布局速度跟不上新能源汽車(chē)整車(chē)發(fā)展速度；二是布局不合理，車(chē)流量大的區(qū)域，充電樁數(shù)量不能滿(mǎn)足充電需求，導(dǎo)致充電等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，車(chē)流量小的區(qū)域，充電樁使用率低，無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)要求，有的長(zhǎng)時(shí)間閑置甚至成為“僵尸樁”；三是私樁報(bào)裝困難，車(chē)主要么沒(méi)有產(chǎn)權(quán)車(chē)位，要么有產(chǎn)權(quán)車(chē)位卻因?yàn)橛秒娯?fù)荷大、存在消防安全隱患等得不到物業(yè)的配合。
充電聯(lián)盟相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國(guó)新能源汽車(chē)保有量為784萬(wàn)輛，充電樁數(shù)量為261.7萬(wàn)臺(tái)，車(chē)樁比約為3∶1。2022年1-5月，充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為96.3萬(wàn)臺(tái)，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量200.3萬(wàn)輛，車(chē)樁增量比為2.1∶1。截至2022年5月，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為358.1萬(wàn)臺(tái)，同比增加91.5%，車(chē)樁比縮減到2.7∶1，這階段充電樁的增長(zhǎng)速度比新能源汽車(chē)的增長(zhǎng)速度更快。
充電樁市場(chǎng)正處于擴(kuò)張階段。國(guó)元證券分析稱(chēng)，預(yù)計(jì)2020年至2025年，我國(guó)充電樁累計(jì)市場(chǎng)空間將超千億元。今年2月，“充電樁芯片第一股”國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體廠商?hào)|微半導(dǎo)登陸科創(chuàng)板，市值近百億元。隨后的3月，國(guó)家電網(wǎng)公司公布了2022年度電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備供應(yīng)商核實(shí)結(jié)果，共有65家本土企業(yè)憑借領(lǐng)先技術(shù)和優(yōu)異性能成功通過(guò)核實(shí)。
在新能源汽車(chē)推廣的“最后一公里”——充電賽道上奔跑的不僅有電池廠商和傳統(tǒng)能源商，也有充電樁運(yùn)營(yíng)商。車(chē)企方面，蔚來(lái)汽車(chē)宣布在全國(guó)已累計(jì)布局超過(guò)1萬(wàn)根充電樁，遍布269座城市。廣汽集團(tuán)投資成立廣汽能源科技有限公司，圍繞充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)等業(yè)務(wù)開(kāi)展布局，預(yù)計(jì)2025年將在全國(guó)300個(gè)城市建設(shè)2000座超級(jí)充換電中心。
中石化福建石油與寧德時(shí)代在福建合作建設(shè)的首個(gè)“光伏充檢”加能站項(xiàng)目也已投入運(yùn)營(yíng)。該站是集光伏發(fā)電、新能源汽車(chē)快速充電、電池檢測(cè)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)為一體的綜合能源服務(wù)型加能站。此前2021年4月份，中石化就已經(jīng)宣布與蔚來(lái)合作，于2025年前在中石化全國(guó)網(wǎng)點(diǎn)中建成5000座蔚來(lái)?yè)Q電站。
據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至今年6月，在公共充電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商中，特來(lái)電以28.7萬(wàn)臺(tái)充電樁的運(yùn)營(yíng)量排名第一，星星充電以28.4萬(wàn)臺(tái)緊隨其后，隨后則是國(guó)家電網(wǎng)、云快充和南方電網(wǎng)，這前五大運(yùn)營(yíng)商公共充電樁保有量約89.1萬(wàn)個(gè)，占比約78%。
“藏電于車(chē)”的V2G還有多遠(yuǎn)？
從新能源汽車(chē)保有量逐年攀升可以看出，其中蘊(yùn)含著巨大的電能市場(chǎng)。在近幾年以提升能源利用率為主的調(diào)整當(dāng)中，如果利用技術(shù)手段加以改造，則可激發(fā)出全新用電模式，甚至復(fù)制建筑用電等各板塊的調(diào)峰手段，將用電“質(zhì)量”提升到另一個(gè)層級(jí)。
在與“雙碳”有關(guān)的技術(shù)中，車(chē)網(wǎng)互動(dòng)（V2G）技術(shù)被認(rèn)為是構(gòu)建新型智慧電力系統(tǒng)的重要組成部分，待挖掘的價(jià)值空間很大，其利用大量電動(dòng)汽車(chē)中的動(dòng)力電池等儲(chǔ)能源作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)高時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)將電池自身存儲(chǔ)的電能反向銷(xiāo)售給電網(wǎng)；反之，電動(dòng)汽車(chē)會(huì)存儲(chǔ)電網(wǎng)多余的發(fā)電量。這種模式將電動(dòng)汽車(chē)改造成了一個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能裝置。不僅讓電動(dòng)汽車(chē)參與電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控與調(diào)峰輔助服務(wù)，還可讓車(chē)主借此通過(guò)向電網(wǎng)售電的方式獲得收益。
可以看出，V2G可以有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和調(diào)節(jié)能力，減少電網(wǎng)端充電負(fù)荷。同時(shí)，V2G調(diào)峰的響應(yīng)速度可以達(dá)到毫秒級(jí)，與響應(yīng)速度以秒計(jì)的傳統(tǒng)調(diào)峰方式相比，這種技術(shù)顯然可以更高效地進(jìn)行調(diào)峰工作。
V2G技術(shù)在中國(guó)新型電力系統(tǒng)中是成本低、規(guī)模大、安全性好的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，具有重要的發(fā)展前景。目前來(lái)看，由于可再生能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性的特點(diǎn)，同時(shí)電動(dòng)汽車(chē)快速充電對(duì)電網(wǎng)具有沖擊作用，電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行將面臨巨大的挑戰(zhàn)，亟需建設(shè)以新能源為主體的新型智慧電力系統(tǒng)。
經(jīng)清華大學(xué)新能源動(dòng)力系統(tǒng)課題組測(cè)算，從能量的角度看，每輛車(chē)平均電量大于65千瓦時(shí)，則3億輛車(chē)載儲(chǔ)能容量超過(guò)200億千瓦時(shí)，與中國(guó)目前每天消費(fèi)總電量基本相當(dāng)。據(jù)歐洲儲(chǔ)能協(xié)會(huì)發(fā)布的《歐洲2030及2050儲(chǔ)能目標(biāo)研究報(bào)告》顯示，到2030年，歐洲國(guó)家總儲(chǔ)能需求預(yù)計(jì)至少為187GW，其中，V2G儲(chǔ)能為33GW，占比約為17.6%。
目前看來(lái)，制約我國(guó)V2G發(fā)展的重要要素共有四個(gè)，分別是電池壽命制約、老舊充電樁的改造、智能電網(wǎng)建設(shè)、電力市場(chǎng)化改革。
電池壽命環(huán)節(jié)主要涉及V2G充放電帶來(lái)的電池壽命損耗問(wèn)題，這種技術(shù)不可避免的會(huì)增加汽車(chē)電池的充放電次數(shù)，會(huì)對(duì)電池使用壽命產(chǎn)生影響。我國(guó)對(duì)于電池循環(huán)使用次數(shù)國(guó)家強(qiáng)制要求必須要在1000次以上，若當(dāng)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池衰減到80%以下就不適合繼續(xù)在新能源汽車(chē)上使用，這無(wú)疑會(huì)阻礙這項(xiàng)技術(shù)的推廣。
而為了讓電動(dòng)汽車(chē)的電量返回電網(wǎng)，充電樁這個(gè)連接口可以看做實(shí)施的切入點(diǎn)之一。以往的充電基礎(chǔ)設(shè)施都是單方向充電且功率較低，基于此，無(wú)論是對(duì)其線(xiàn)路進(jìn)行改造或是假裝儲(chǔ)能電池都可以達(dá)到改造目的。
即使存在多項(xiàng)亟需改進(jìn)之處，我國(guó)V2G正在擴(kuò)大布局穩(wěn)步前進(jìn)。今年4月，長(zhǎng)城汽車(chē)、國(guó)網(wǎng)電動(dòng)、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)共同推進(jìn)示范項(xiàng)目的商業(yè)運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證，開(kāi)展為期3個(gè)月的V2G工業(yè)園區(qū)商業(yè)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。該活動(dòng)通過(guò)設(shè)置放電打卡達(dá)標(biāo)獎(jiǎng)勵(lì)、設(shè)置高、中、低三檔運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼價(jià)格等運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼模式，活動(dòng)期間車(chē)主每月收益最高可達(dá)兩千元。
對(duì)于新能源汽車(chē)車(chē)主而言，充換電并非一時(shí)可以解決的困境，但充電服務(wù)必然會(huì)走向便捷、流暢。目前，我國(guó)公共充換電設(shè)施主要集中于一線(xiàn)中心城市，二、三線(xiàn)及以下城市覆蓋率嚴(yán)重不足，因此會(huì)造成“有車(chē)無(wú)樁”“充電擁堵”的兩極分化。
事實(shí)上解決這個(gè)問(wèn)題不僅限于電池和充電樁兩種思路，充分運(yùn)用V2G技術(shù)這種思路同樣值得深挖，但長(zhǎng)路漫漫，不僅在于推行，也在于基建水平，或許這個(gè)前夜有些長(zhǎng)，但已不可逆流。
參考資料：
1.《新能源汽車(chē)行業(yè)2022年度展望》，如是金融研究院院長(zhǎng)管清友
2.《隨著新能源汽車(chē)的超預(yù)期增長(zhǎng)，充電樁市場(chǎng)規(guī)模將突破千億元》，工人日?qǐng)?bào)
3.《“藏電于車(chē)”提上日程千億市場(chǎng)待激活 V2G距全面商業(yè)化還有多遠(yuǎn)？》，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道
