北京治疗白癜风最好的中医院 http://www.kstejiao.com/嘉定智能低碳汽车科普生态建设项目郭诗钰
你开的新能源汽车真的“低碳”嘛？“低碳生活”仅仅是依靠汽车“减排”嘛？
我们先来看一张图（图1），以新能源公交车为例，我国纯电动和混合动力公交车全生命周期的二氧化碳减排率并未达到很高的水平，仅为20%左右。减排率不高的主要原因是能源周期（WTP）的“不低碳”、“不环保”。因此，要实现新能源汽车的“低碳”效用，最重要的是从全生命周期出发，系统性进行“减排”。这就需要，新能源汽车使用上“低碳”甚至是“零碳”的“绿电”，也就是我们说的清洁能源。
注：HEB：混合动力公交车；BEB：纯电动公交车；CDB：燃油公交车。WTW：“油井到车轮（welltowheel）”整个过程的二氧化碳排放量，即从能源开采到车辆使用全周期的碳排放量；PTV：“油泵到车轮（pumptowheel）”整个过程的二氧化碳排放量,即车辆使用周期的碳排放量；WTP：“油井到油泵（welltopump）”整个过程的二氧化碳排放量,即除车辆使用周期外，其他环节的碳排放量。
图1不同能源类型公交车碳排放量
“光储充一体站”无疑是目前使“绿电”和“新能源汽车”强强联合、实现“终极低碳”的最佳方案之一。“光储充一体站”指[]将光伏发电、电能储存、车辆充电集成到一体的充电站，如图2所示，宽大的太阳能屋顶系统“拥抱”阳光，将太阳能转化为电能，并将产生电能储存在储能电池中，相当于把自然界的可再生能源装到了“寄存箱”里面，可以随时存取，通过充电设备就实现给新能源汽车充电，新能源汽车使用的就是清洁环保的“绿电”。此外，相当于一个微电网的“光储充一体站”，通过“电能寄存箱”的随时存取功能，还可实现与公共电网的智能互动，减少电网负载的不平衡。具体的，“光储充一体站”不同环节及特点如表1所示。
图2光储充一体站概念图
表1光储充一体站的环节及特点
由于“光储充一体站”建设成本高，商业盈利难，因此现阶段落地项目主要在政策支持下，由能源企业、整车企业和电池企业投资的试点项目，如国家电网的服务区“光储充”一体化示范项目；特斯拉在上海智慧湾科创园落地的“光储充”一体化超充站；宁德时代持股49%的快卜新能源在上海投运的“光储充检”示范站。
依托于服务站建设“光储充”示范项目，减少了站点建设的土地限制，包括徐官屯服务区“光储充”一体化示范项目、六合服务区“光储充”一体化示范项目、常州凤林路充电站等，下文将具体介绍常州风林路充电站项目和六合服务“光储充”一体化示范项目。
常州凤林路充电站实现了光伏电站和公共电网的智能互动，这种智能互动方式如图3示。白天，太阳能系统将太阳能转化为电能，并将电能并入公共电网，晚上，储能系统以“低谷电价”进行电池充电、储能。光伏电站、储能系统、公共电网的三向互动，帮助实现光伏电站良好的经济效益。同时，由于光伏电站发电、储能系统储电均可以给新能源汽车充电，车辆能够实时充电，不会出现“无电可充”的情况，能有效提高用户车辆使用的满意度。同样的，北京成寿寺路地铁站的光储充一体化充电站也可以实现这种光伏电站与电网的智能互动，如图4所示。
图3“光储充一体站”电能互动方式
图4北京成寿寺路地铁站的光储充一体化充电站
不同于其他的光伏电站，六合服务区“光储充”一体化示范项目[]的亮点在于，在电池储能环节使用了电动汽车退役电池，也就是说，光伏发电产生的电能储存于退役电池中，并用于电动汽车充电，这种储能方式实现了电动汽车电池的梯次利用。
图5“光储充一体站”储能系统
一般的“光储充一体站”虽然能实现光伏电站、储能系统、公共电网在电能上的智能互动，但其实“充电站”与“电动汽车”的互动却很少。“光储充一体站”中，电动汽车仍然是通过充电设备进行充电的，这与一般的充电站并没有区别。随着“有序充电”、“V2G”等概念的提出，车网互动成为电能互动一个重要主题。
“V2G”指电动汽车与电网共享公共信息，电动汽车参与到电网调节的机制，这种互动方式能使多方均收益，在这种互动下，电动汽车既是用户侧的柔性负荷，也是分布式能源设备。但实际上，规模化电动汽车参与电网互动难度大、用户响应率受多种因素影响。随着“电池资产”、“电池银行”等概念的提出，以及“换电”等模式的发展，基于“光储充一体站”的“V2G”互动方式成为可能。
六合服务区“光储充”一体化示范项目中使用了退役电池作为储能电池，那么电动汽车“现役”电池能否在作为车辆供能电池的同时，作为充电站内储能电池呢？
换电模式使这种模式成为可能。首先，我们先简单介绍一下“换电模式”，该模式指电动汽车通过将低电量的电池更换为高电量的电池的方式，保证车辆正常行驶所需的能量，这一过程中电池集中存储在电池仓中，在恒温状态下进行充电，当车辆需要电池在取出来更换。这种电动汽车补能方式，能够提高能源利用率，并延长电池寿命。
那么如果将“光储充一体站”中的储能系统也作为“电池仓”，即电池仓既作为储能系统，也作为车辆换电重要装置之一。这种方式也是电动汽车实现清洁充电的另一思路，即“光储充换电一体站”，可以实现车网的有效互动。
年7月国家电网与北汽签约，共同建设运营换电、充电、储能“三站合一”的能源服务站，并且共同探索“绿电交易”，推动有序充电、V2G技术的应用[]。年12月28日，国家电网温州供电公司广化“光储充换一体站”正式投运，每日可为多辆电动汽车提供换电服务，可供8辆电动汽车同时充电，其换电和充电设备如图6和图7所示[]。
图6广化“光储充换一体站”换电设备
图7广化“光储充换一体站”充电设备
“车电分离”等模式的发展为“光储充换电一体化”项目的落地提供了助力，通过“电池银行”、“以租代买”等模式可以减少电动汽车用户参与“V2G”的阻力，还可以能降低用户购车成本。丰富的“电网互动”方式，能够降低“光储充换电一体站”商业盈利的难度，提高站点经济效益。除了实现车辆供能，该模式还可以应用于其他场景，如家庭储能领域，可以实现家用电能的“清洁减排”。
随着“5G”、“充换电站”纳入我国新基建项目，未来“光储充换电一体化”的技术标准逐步落实，规模化发展带来的成本降低，将带来清洁能源利用的高潮。新能源全生命周期的“节能减排”，能源使用从“低碳”到“脱碳”发展，才能真正助力交通领域的“终极低碳”。随着“光储”、“V2G”等技术的发展，光伏转化率提高、电能互动增加，清洁能源在我国能源结构中的比重将不断提高，我国能源结构将有所改善，总体电能使用成本也将有所下降，能够真正实现多方均受益的目标。
嘉定智能低碳汽车科普生态建设方案，上海市科委科普项目资助（项目编号:20DZ）
