一、我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2022年我國新能源汽車保持爆發(fā)式增長態(tài)勢,全年產(chǎn)銷量分別完成705.8萬輛和688.7萬輛,同比分別增長96.9%和93.4%,連續(xù)8年位居全球第一。根據(jù)公安部發(fā)布的信息,截至2022年底,全國新能源汽車保有量達(dá)1310萬輛,占汽車總量的4.1%。從具體車型來看,純電動汽車是新能源車市消費的主力,全年銷量536.5萬輛,同比增長81.6%;插電式混動汽車銷量151.8萬輛,同比增長1.5倍。
圖 2018—2022年全國電動汽車保有量和純電動汽車保有量
截至2022年12月,全國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為521萬臺,同比增加99.1%。公共充電站增量為3.7萬座,保有量為11.1萬座。樁車比為1:2.7,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本能夠滿足新能源汽車的快速發(fā)展。
據(jù)中汽協(xié)預(yù)測,2023年我國新能源汽車銷量將達(dá)900萬輛,同比增長35%。
國務(wù)院辦公廳《關(guān)于印發(fā)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)的通知》提出了新能源汽車發(fā)展愿景:到2025年,純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公里,新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右;到2035年,純電動汽車成為新銷售車輛的主流,公共領(lǐng)域用車全面電動化,燃料電池汽車實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,高度自動駕駛汽車實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用;力爭經(jīng)過15年的持續(xù)努力,我國新能源汽車核心技術(shù)達(dá)到國際先進水平,質(zhì)量品牌具備較強國際競爭力,充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)便捷高效,氫燃料供給體系建設(shè)穩(wěn)步推進,有效促進節(jié)能減排水平和社會運行效率的提升。
2023年1月,工業(yè)和信息化部、交通運輸部等八部門印發(fā)了《關(guān)于組織開展公共領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作的通知》,在全國范圍內(nèi)啟動公共領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點工作。公共領(lǐng)域車輛包括公務(wù)用車、城市公交、出租(包括巡游出租和網(wǎng)絡(luò)預(yù)約出租汽車)、環(huán)衛(wèi)、郵政快遞、城市物流配送、機場等領(lǐng)域用車,試點期為2023—2025年。《通知》明確三個主要目標(biāo):一是車輛電動化水平大幅提高。試點領(lǐng)域新增及更新車輛中新能源汽車比例顯著提高,其中城市公交、出租、環(huán)衛(wèi)、郵政快遞、城市物流配送領(lǐng)域力爭達(dá)到80%。二是充換電服務(wù)體系保障有力。建成適度超前、布局均衡、智能高效的充換電基礎(chǔ)設(shè)施體系,服務(wù)保障能力顯著提升,新增公共充電樁(標(biāo)準(zhǔn)樁)與公共領(lǐng)域新能源汽車推廣數(shù)量(標(biāo)準(zhǔn)車)比例力爭達(dá)到1:1,高速公路服務(wù)區(qū)充電設(shè)施車位占比預(yù)期不低于小型停車位的10%,形成一批典型的綜合能源服務(wù)示范站。三是新技術(shù)新模式創(chuàng)新應(yīng)用。建立健全適應(yīng)新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展的智能交通系統(tǒng)、綠色能源供給系統(tǒng)、新型信息通信網(wǎng)絡(luò)體系,實現(xiàn)新能源汽車與電網(wǎng)高效互動,與交通、通信等領(lǐng)域融合發(fā)展。智能有序充電、大功率充電、快速換電等新技術(shù)應(yīng)用有效擴大,車網(wǎng)融合等新技術(shù)得到充分驗證。
新能源汽車主要是指電動汽車,其占比約在95%以上,氫燃料電池汽車發(fā)展還相對緩慢,在新能源汽車行業(yè)中產(chǎn)銷量占比很小。電動汽包括純電動汽車和插電式混合動力汽車,兩者以純電動汽車占比最大(約大于80%),其次是插電式混合動力汽車。在國家政策的積極支持下,我國電動汽車產(chǎn)業(yè)呈跨越式發(fā)展態(tài)勢,盡管當(dāng)前技術(shù)上仍存在短板,但是,總體上將引領(lǐng)世界汽車工業(yè)的革命性轉(zhuǎn)變。無論是電動汽車技術(shù)進步,還是政府支持性政策,包括電價政策的支持,都為電動汽車產(chǎn)銷兩旺的局面奠定了堅實基礎(chǔ),它將逐步替代燃油汽車,新能源汽車是值得期待的朝陽產(chǎn)業(yè),前景可期。
二、電動汽車發(fā)展對電力系統(tǒng)發(fā)展帶來的影響
(一)電動汽車對電力供應(yīng)和投資帶來重大影響
至2022年底,全國新能源汽車保有量達(dá)1310萬輛,按平均電池功率60千瓦計,則電動汽車名義電池功率近8億千瓦。即使充電同時率為10%,則需要8000萬千瓦電力裝機容量。隨著電動汽車替代燃油車進程加速,相關(guān)機構(gòu)預(yù)測,到2030年,全國電動汽車保有量有望達(dá)到1億輛。按電動汽車功率60千瓦、充電同時率10%預(yù)測,需要6億千瓦電力裝機容量去適應(yīng)電動汽車充電需要。因此,電動汽車的發(fā)展將對電力投資發(fā)展和保障供應(yīng)帶來前所未有的重大影響。電動汽車將持續(xù)快速替代燃油車,至2030年電動汽車成為主流車型是大概率事件,替代用電力電量必將是繼空調(diào)負(fù)荷之后又一重要電力消費場景,這給電力發(fā)展和保障供應(yīng)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。
(二)電動汽車對配電網(wǎng)運行帶來新的影響
隨著電動汽車快速發(fā)展,其保有量不斷增大,規(guī)模化充電將使電網(wǎng)總負(fù)荷“峰上加峰”,負(fù)荷波動,諧波、電壓損失和三相不平衡等情況加劇。電動車主充電行為的不確定性,會加重配電網(wǎng)調(diào)度和管理難度,現(xiàn)有配電網(wǎng)存在嚴(yán)重不適應(yīng)性。特別是現(xiàn)有老舊居民住宅小區(qū),往往在設(shè)計時沒有考慮私家電動汽車的用電負(fù)荷,而私人充電樁功率一般在4千瓦~15千瓦,為了縮短充電時間,大部分業(yè)主會安裝7千瓦或更大容量的充電樁。而一般家庭日常用電負(fù)荷在3千瓦~5千瓦左右。因此,電動私家車的充電功率將增加居民用電負(fù)荷100%或以上。現(xiàn)有配電設(shè)施無法滿足電動私家車日益增長的用電需要,如果不加快改造老舊小區(qū)配電設(shè)施,無序安裝私人充電樁,不加強管理,將給小區(qū)配電系統(tǒng)帶來嚴(yán)重安全隱患。
(三)增加電力交叉補貼,進一步扭曲電價機制
現(xiàn)行電動汽車充電價格執(zhí)行國家發(fā)展改革委《關(guān)于電動汽車用電價格政策有關(guān)問題的通知》規(guī)定的政策。通知明確對電動汽車充換電設(shè)施用電實行扶持性電價政策。政策執(zhí)行期到2020年底,由于疫情等原因,至今未有新的政策出臺。
按照現(xiàn)在的電動汽車保有量,其用電量已不是個小數(shù)。現(xiàn)行充電價格對電動汽車發(fā)展和提升居民購置電動私家車來說無疑是很大支持,可以大大降低使用成本。當(dāng)前電力行業(yè)燃料及建設(shè)運行維護成本居高不下,并呈增長態(tài)勢,低價充電政策對電力企業(yè)經(jīng)營發(fā)展帶來極大的負(fù)面影響。一是電動汽車充電特性表現(xiàn)為“容量大而電量小”。不同于工商業(yè)用電穩(wěn)定而連續(xù)。與一般工商業(yè)用電相比,電動汽車充電特性使電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配電的設(shè)備產(chǎn)能利用率大大降低。二是居民電動汽車充電采用的是峰谷電價。浙江居民低谷用電價格為0.288元/千瓦時,這樣的電價對居民使用電動汽車的“燃料成本”來說幾乎可以忽略不計。居民電價是依靠交叉補貼而穩(wěn)定于低價,并非電力真實成本基礎(chǔ)上的價格。毋庸置疑,如果不調(diào)整現(xiàn)行充電價格,電動汽車發(fā)展將加大交叉補貼量。三是電動汽車用電與居民生活用電不應(yīng)歸類為居民生活用電。居民生活用電與電動汽車充電有著本質(zhì)區(qū)別,居民生活用電是為了保障百姓日常家庭生活所需,即保障民生基本需要,而電動汽車顯然不是。四是近幾年發(fā)電燃料成本大幅上升,發(fā)電上網(wǎng)電價包含不了生產(chǎn)成本,大部分發(fā)電企業(yè)虧損經(jīng)營,這種狀況顯然不可持續(xù)。電動汽車的高速發(fā)展將加劇電力企業(yè)的虧損。五是電動汽車充電電價與燃油汽車油價相差懸殊,充電價格不能反映電能的真實成本與價值。六是充電價格不是由市場形成的價格,沒有形成充電價格的市場機制,與電力市場化改革不相適應(yīng)。
三、關(guān)于電力系統(tǒng)適應(yīng)電動汽車發(fā)展的幾點建議
隨著電動汽車技術(shù)進步、政府支持政策的持續(xù)落實,社會對電動汽車的認(rèn)知度和接受度不斷提高,電動汽車將迎來高速發(fā)展態(tài)勢。電力行業(yè)適應(yīng)電動汽車發(fā)展的重點是在電源建設(shè)、電網(wǎng)改造、小區(qū)配電設(shè)施改造、安全管理、電價政策等方面,為此建議:
(一)電動汽車充電負(fù)荷應(yīng)當(dāng)納入電力發(fā)展規(guī)劃與建設(shè)及改造的重要因素予以考慮
隨著電動汽車滲透率的不斷提高,高速公路、鄉(xiāng)村道路上的電動汽車會越來越多,這將更凸顯電動汽車充電的隨機特性。電動汽車電池和充電樁為了適應(yīng)車主充電速度和續(xù)航里程需要,往往會通過增加電池容量和充電樁功率予以滿足,由此,形成充電功率大而電能消耗量小的情景,由此會降低電力系統(tǒng)設(shè)備的利用率,即資產(chǎn)利用率。不難推斷,電動汽車充電對電力系統(tǒng)的影響將舉足輕重。在電力發(fā)展規(guī)劃與建設(shè)及改造中,建議將電動汽車用電增長作為重要因素之一并作負(fù)荷預(yù)測,以適應(yīng)電動汽車高速發(fā)展的需要。
(二)建立獨立的電動汽車充電電價,以使電能的成本與價值得以體現(xiàn),同時又有利于電動汽車的健康發(fā)展
現(xiàn)行電動汽車充電電價的政策已執(zhí)行近9年,電動汽車發(fā)展今非昔比。譬如杭州,電動汽車的滲透率已達(dá)40%,支持電動汽車發(fā)展的政策持續(xù)不斷,市場對新能源汽車的認(rèn)可度在快速提高,由于充電價格極低,激發(fā)了民眾和企業(yè)購買電動汽車的積極性。但是,現(xiàn)行充電電價政策對電力行業(yè)產(chǎn)生越來越大的影響。為此,建議對現(xiàn)有電動汽車充電電價政策進行調(diào)整,以減少電力交叉補貼,應(yīng)當(dāng)研究出臺電動汽車獨立充電電價,此電價應(yīng)當(dāng)涵蓋發(fā)電、輸電、配電和充電服務(wù)等全鏈條成本的電能價格,并建立與電力燃料價格變動相關(guān)聯(lián)的,含容量補償?shù)氖袌鰞r格機制(類似于成品油價格機制),以彌補電力設(shè)施利用率低、增加交叉補貼、投資回收困難等問題,使充電電價與電力行業(yè)、電動汽車發(fā)展相協(xié)調(diào)。
(三)重視并規(guī)范老舊小區(qū)充電設(shè)施建設(shè)改造政策措施,以適應(yīng)電動汽車發(fā)展的需要
電動汽車已是城鄉(xiāng)節(jié)能減排、實施“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。城市充電設(shè)施建設(shè)除電網(wǎng)方面困難外,住宅小區(qū)充電樁建設(shè)也是一大難題。以杭州市為例,2015年之后的新建小區(qū)均按照車位占比的10%預(yù)留了充電設(shè)施變壓器容量和用電配套設(shè)施。2021年杭州市政府修訂了《杭州市住宅工程戶內(nèi)外配電設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》,明確新建住宅小區(qū)應(yīng)100%配套充電設(shè)施,充電表箱安裝到位比例應(yīng)不少于35%、宜大于50%。但大量2015年之前的存量居民小區(qū)沒有預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件。隨著居民充電樁業(yè)務(wù)增加,需要投入大量資金進行配套設(shè)施建設(shè)。電動汽車車主對此反應(yīng)日趨增大,每年地方兩會上都有很多相關(guān)提案。為規(guī)范有序推進居民小區(qū)充電設(shè)施建設(shè)與改造建議:一是政府住建等部門應(yīng)當(dāng)修訂完善城市和住宅小區(qū)配電建設(shè)設(shè)計規(guī)范,將電動汽車充電配電容量納入到設(shè)計規(guī)范中,以保障新建住宅小區(qū)充電設(shè)施與住房或車位同時交付;二是政府住建部門應(yīng)會同電力企業(yè)等出臺老舊小區(qū)充電樁改造方案,以有序推進老舊小區(qū)充電設(shè)施改造;三是政府部門應(yīng)明文要求住宅小區(qū)業(yè)委會和物業(yè)公司主動配合電力企業(yè)對小區(qū)充電樁實施改造;四是針對沒有設(shè)計停車庫的存量居民小區(qū),政府部門應(yīng)將充電樁配套設(shè)施改造納入老舊小區(qū)改造范疇,設(shè)立專項改造資金,制定建設(shè)改造行動計劃,有序高效推進老舊小區(qū)充電配套改造;五是針對新建小區(qū),應(yīng)當(dāng)修訂和完善并嚴(yán)格執(zhí)行住宅小區(qū)有關(guān)充電設(shè)施配套設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),100%預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件,滿足用戶直接裝表接電需求;六是政府部門應(yīng)當(dāng)加強監(jiān)管,保障改造資金到位,計劃按時推進,工程質(zhì)量和安全措施等切實落實到位。
(四)加強充電設(shè)施數(shù)字化智能化建設(shè),以提高充電設(shè)施使用效率和節(jié)能降耗
與經(jīng)濟性相比,充電的方便性和續(xù)航能力顯得更為重要。影響充電設(shè)施建設(shè)的主要因素:一是城市可用于充電設(shè)施建設(shè)的場地少且貴,協(xié)調(diào)處理十分困難;二是高速公路設(shè)計建設(shè)中沒有考慮充電設(shè)施建設(shè)場地,只能在現(xiàn)有服務(wù)區(qū)停車位上建設(shè),但是高速公路服務(wù)區(qū)投資方對充電設(shè)施建設(shè)并沒有高的積極性。三是充電樁數(shù)字化水平低下,導(dǎo)致想充電的找不到充電樁,而不少充電樁卻不能有效利用,“忙閑”不一,充電樁利用率相差顯著,加大了車主充電焦慮。四是不同時期建設(shè)的城市居民住宅小區(qū),建設(shè)充電設(shè)施條件相差很大,有的老舊小區(qū)內(nèi)部道路狹窄,停車位很少;有的住宅小區(qū)只有路面公共停車位,誰先占有就誰停;有的住宅小區(qū)即使有停車庫,但歸業(yè)主個人所有,如果每個車位都裝充電樁顯然不經(jīng)濟。建議:一是以城市為主體建設(shè)充電樁公共數(shù)字化系統(tǒng),將所有充電資源信息納入到公共數(shù)字化系統(tǒng)中統(tǒng)一管理。在此基礎(chǔ)上,逐步形成一省或全國充電樁數(shù)字化系統(tǒng),讓所有電動汽車共享信息,共享充電樁,車開到任何一個地方都能找到最近處充電樁充電。二是積極推行居民住宅小區(qū)充電樁智能化。鼓勵一樁多用,就近共享的智能化充電模式,即使是私家車位,也可以采用一樁多充,自動充電,分開計量,單獨計費的方式。三是大力推行V2G模式,加快V2G充電樁建成落地。V2G技術(shù)即電動汽車和電網(wǎng)之間相互進行智能電力交換的技術(shù),在電網(wǎng)低負(fù)荷時期,電動汽車可以作為負(fù)荷接入電網(wǎng)充電;電網(wǎng)高負(fù)荷時期,電動汽車電池可以作為電源向電網(wǎng)饋電,從而達(dá)到“削峰填谷”,實現(xiàn)車網(wǎng)互濟的目的。
(五)同時推進氫燃料電池動力汽車和天然氣汽車發(fā)展,以合理配置電力能源資源
電動汽車固然有其節(jié)能環(huán)保和低碳的特性,但是電動汽車?yán)m(xù)航里程、車身偏重、充電及電力設(shè)施利用率低、電池壽命及安全性、電池退役后處理等仍存在不少值得關(guān)注的技術(shù)難題。氫燃料電動汽車目前雖然經(jīng)濟性不盡人意,但是隨著技術(shù)進步,其經(jīng)濟性也將逐步提高。氫燃料電池具有比電化學(xué)儲能更好的特性,應(yīng)用場景更具有多樣化。在重型卡車、河海航運、電氫互換、電力調(diào)峰等方面比電化學(xué)儲能更具有靈活性和可靠性。特別是工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源制氫具有很好的低碳環(huán)保與經(jīng)濟應(yīng)用前景。
天然氣屬于化石能源,但它的主要成分是CH4,達(dá)到98%以上,它歸屬清潔能源。雖然碳排放量相對較高,但低于石油制品,更低于煤炭。在交通領(lǐng)域使用,比電動汽車成本高些,但是比成品油便宜。天然氣汽車制造或改裝相對簡單,費用低,使用壽命遠(yuǎn)比電池要長。另外,它不會對電力系統(tǒng)構(gòu)成不利影響。因此,建議在發(fā)展電動汽車的同時推進氫燃料電池動力汽車和天然氣汽車發(fā)展,以合理配置電力能源資源。