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新能源汽车还会演变为有着四个轮子的大型充电宝?
胡逸
2021-09-28 16:18  来源:澎湃新闻
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早在1881年,全球就诞生了首辆纯电动汽车。但直到21世纪,随着特斯拉的横空出世,新能源汽车才真正获得和传统燃油发动机汽车同台竞争的机会,这是继智能手机之后又一划时代的颠覆性创新。
但其带来的规模性影响及市场增量都将远超手机,原因在于:新能源汽车将不再被局限于汽车产业,将横跨新能源、人工智能、云计算、大数据等众多产业,产业生态边界不断向外延伸。
因此,当我们在谈论新能源汽车时,千万不能只把它列入传统的汽车制造产业。在我看来,新能源汽车的未来,除了汽车零配件产业链之外,至少还有若干条主赛道,比如动力电池产业链、充电桩产业链等。或者说,在汽车产业之外,还有一个更大的新能源产业在等着我们。
早在2010年,新能源汽车就被国务院确定为七大战略性新兴产业之一,主要发展方向为插电式混动汽车(PHEV)和纯电动汽车(BEV)。全国乘用车联席会数据显示,2020年,我国汽车销量累计1928.8万辆,新能源汽车零售110.9万辆,销量占比为5.74%。2020年,国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》明确指出,到2025年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,假设2025年汽车销量达到3000万辆,届时新能源汽车年销量将突破600万辆。
新能源汽车的特性之一是动力电池取代发动机,电池占汽车总价格的三分之一左右,而且是决定续航里程的关键,为此动力电池产业是新能源汽车带动的第一个主力产业链。
2021年1月26日,欧盟委员会批准名为“欧洲电池创新”计划——向特斯拉、宝马、Stellantis等公司提供29亿欧元(折合35亿美元)公共投资,用于电池项目。受益者除上述耳熟能详的大公司外,还包括一批中小型企业和初创企业在内的42家公司的近300个项目。整个项目预计2028年完成,覆盖整个电池生态系统,从原材料提取、电池及组件的设计和制造,到最终循环回收和处理。
中国也将燃料电池与氢能技术创新被列为《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》的15项重点任务之一。而且,和日本不同,中国认为电池才是核心动力,氢能只是补充动力而已。这也解释了为什么新能源汽车公司普遍会有一个专门的副总裁来掌管动力电池的开发和应用。
2021年9月23日,蔚来汽车正式发布三元铁锂电池,在增加电量的基础上,还解决了磷酸铁锂电池的低温性能差和SoC估算不准两大难题。而作为动力电池的另一条技术路线,比亚迪一直没有放弃对磷酸铁锂的坚持,集团董事长王传福曾在“刀片电池”的发布会上宣称,“刀片电池”将引领全球动力电池技术路线重回正道,“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。
上述案例足以证明动力电池是一条足够长的赛道,续航里程能够达到多少?动力电池水平如何?充电换电还能更便捷吗?这些都是消费者在选择新能源汽车时的重要考量。当人们在体验绿色便捷出行的同时,“低电量焦虑”和“快速充电”两大难题也不断地倒逼着电池的能量密度和续航能力。为此,汽车厂商除了不断开发并高效生产电池单元和模块之外,还在不断创新充电理念,比如,在今年8月的成都车展上,一款名为“极狐阿尔法S华为HI版”的车型可以达到充电10分钟,续航197公里的状态。
相比不可拆卸的传统发动机,新能源汽车还多了一种换电模式,整个过程快于油车加油,更加集约高效。和传统汽车相比,新能源汽车其实是一个可以移动,可以拆卸的能源单元。长远来看,汽车车电分离销售模式,将在市场上得到认可,预计九成以上的购车用户可能会选择电池租赁方案,同时企业将实现换电、保养和保险全流程保障,从而打消用户充电难、购车贵、电池保养难等诸多顾虑。
作为新能源汽车最直接的能量补给装置——充电桩,也应运成为新能源汽车带动的第二个主力产业链。这也解释了为什么2020年3月,充电桩建设正式被纳入“新基建”七大重点领域之一,大功率充电、无线充电和换电已成为充电桩发展的主要方向。
完整的充电桩全产业链,可分为上游制造端、中游建设和运营端以及下游服务端。上游端又可以分为:充电设备(模块、充电枪等)的制造商,电力供应商及充电站供应商;中游是整个产业链的核心,目前的参与方既有原有的电网电力能源公司,也有独立的第三方充电运营商,还有新能源汽车企业自身;下游服务端,主要从流量层面,通过平台为中游导流,实现数据互联互通、信息共享与统一结算。
但是,充电桩与新能源汽车的关系,不是简单的加油站和燃油汽车的镜像关系。充电桩还是能源网和交通网的连接点和数据交换节点,是5G、大数据平台的落地应用平台。这背后的原因就是在于:除了是移动的交通工具,新能源汽车还是移动的能源载体、移动的补能设施和移动的通讯终端。这四者互相联系、互相促进、彼此协同,构建了一个以车、桩、电池为核心的新的移动能源互联网。
说到这里,我们就必须提一下V2X(Vehicle to X)技术,V代表新能源汽车,X代表无限可能与无限未知,意为新能源汽车与任何可能事物建立的联系。目前可以想象的场景应用有:V2G(Vehicle to Grid,车载能源到电网)。其原理就是将新能源汽车视作高度灵活的移动储能单元,当电网负荷过高时,由新能源汽车向电网供电;电网负荷过低时,新能源汽车则存储过剩的发电量,起到调节电网的作用。
试想一下,当夜晚处于波谷低电价时段,新能源车主可以在此时间段充满电;在白天或波峰高电价时段,又将车载电池储存的电能反售给电网,从中获取成本差价。新能源汽车作为一种灵活的储能单元,参与电力系统调节,在提高电网调峰调频、调整用电负荷、安全应急等响应能力方面将发挥巨大作用。
2021年9月25日,世界智能网联汽车大会在京开幕。会议宣布:我国新能源汽车保有量一举跨越600万辆大关。不精确计算,假设每辆新能源汽车平均电池容量50千瓦时,600万辆汽车充满电需要3亿千瓦时,按每辆车传输70%的电量给电网计算,则电动汽车每天可向电网贡献2.1亿千瓦时电量,每年可贡献约766.5亿千瓦时,这可是相当于全国8月份总发电量十分之一(国家统计局数据显示,全国8月份发电7383亿千瓦时),足够贡献上海半年的用电总量。
当然,V2G是一项系统工程,是新能源汽车与电网之间的双向互动,需要打通各个环节。
首先,要确保新能源汽车可以对外放电,此功能的实现对电池质量提出了更高要求;
其次,充电桩要变身为充放电一体桩,这就需要更高的安全标准;
最后,是电网环节,这一模式相当于每辆新能源汽车都是一个微型的移动分布式电厂,且同时可向电网送电,这需要更加严格的保护装置和精准的计价系统。
V2G一旦可以推行,场景应用就可以创新推广到V2H(Vehicle to Home,车载能源到家庭):新能源汽车可以成为家庭的第二储能包,借助家庭能源管理系统,帮助家庭实现光伏储能和家用电力的成本削减。
此外,V2B(Vehicle to Buildings,车载能源到楼宇):新能源汽车到了楼宇停车场,可以与建筑能源互动,帮助楼宇实现削峰填谷、智能电力分配和成本削减。V2F(Vehicle to Factory,车载能源到园区)和V2C(Vehicle to Cloud,车载能源到社区):新能源汽车到了工厂和社区,又能帮助工厂和社区实现智能排程、有序充电、成本削减。
新能源车主还可以借助V2V(Vehicle to Vehicle,车载能源互助系统),与其他新能源车主互相分享电力,这样在进行救援的时候,不再需要传统的清障车,每一辆新能源汽车可以自助,也可以他助。当新能源车出行到任何地方,借助V2L(Vehicle to Load,车载能源到电器)设备,还可以随时随地野餐露营。其本质,就是新能源汽车,化身为一个虚拟的、可移动的小型充放电桩。
未来,新能源汽车和充电桩,可不仅仅是单纯的“充电插座”,它们会承载更多人性化的服务功能,与生产、生活、娱乐相结合,成为新型智慧城市和交通网络的重要节点。
电动化、网联化、智能化的新能源汽车,将成为我们生活中最为复杂的移动通信产品和智能终端;动力电池技术的变革,将推动新能源汽车从单纯交通工具向移动储能单元转变;充电桩作为新能源汽车的接口,承载电流、数据流和资金流,将推动新能源汽车把“能源互联网”(动力电池)与“移动互联网”(汽车)合并成一张新的“移动能源互联网”,能源将被重新定义。
之前,在《汽车正在演变为有着四个轮子的手机》一文中(澎湃商学院,2021-02-18),我论证过“汽车正在从机械产品变成电子产品,正在演变成为一台安全节能、高效舒适在路面高速行驶的有着四个轮子的手机”。而随着新能源汽车的不断增多,智能充放电桩的不断普及、新型动力电池能源的不断完善,一个移动的能源互联网将会从概念成为现实。
这部有着四个轮子的大型手机,又会演变成有着四个轮子的“大型充电宝”,新能源汽车,它摇身一变,从生活资料转变为生产资料,不仅是流动的智能终端,更是数以千万计的虚拟电厂与能源节点。届时,公路上流动的不仅是汽车,也不仅是数据,更是新能源。
(作者胡逸为无锡市大数据管理局局长)

责任编辑:蔡军剑

校对:施鋆

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