限电,为什么还要搞电动车?_信息

来源:[db:来源]作者:新闻库来源发布时间:2021-09-30
导语: “限电潮”席卷全国多地省市。9月27日,辽宁、吉林、黑龙江有关部门先后就当前供电形势作出回应,称将全力保障基本民生用电需求,最大可能避免出现拉闸限电情况。……

导语:“限电潮”席卷全国多地省市。9月27日,辽宁、吉林、黑龙江有关部门先后就当前供电形势作出回应,称将全力保障基本民生用电需求,最大可能避免出现拉闸限电情况。

东北人,又多了一条放弃纯电动车的理由。近日,“限电潮”席卷全国多地省市。9月27日,辽宁、吉林、黑龙江有关部门先后就当前供电形势作出回应,称将全力保障基本民生用电需求,最大可能避免出现拉闸限电情况。据新华社的报道称:对于此次全国多地出现的结构性电力紧缺,总体而言,其背后既有煤炭价格上涨等因素导致的供应不足,也有经济复苏订单增长导致的需求增长等多方原因。

广州就有一家充电站企业表示,其位于广州海珠区的南洲路的充电站,从9月24日起执行错峰用电。还有,蔚来车主在App上表示对限电的担忧,他准备去贵州自驾游,但是怕充电受到影响。有义乌的蔚来车主表示,去年12月底的那次“限电潮”,造成了换电站关闭,但今年未出现类似情况。

针对“限电潮”对蔚来充换电体系的影响,蔚来电源管理副总裁沈斐向虎嗅表示:我们正在持续推进监控评估影响。

对于消费者的焦虑和担忧,乘联会秘书长崔东树也表示:“这样的担心是合理的,但不必过度担心。8月电动车充电仅用0.2%的电力消费总量。目前600万电动车发展没有带来停电压力,未来,即使增长到6000万台的电动车保有量,其电力的结构影响也是不足2%的低风险状态。”

“拉闸限电”发生后,出现了一些公众不太熟悉的新词,比如“电网负荷”、“煤电供应紧张”、“能耗双控”。这不禁让我们思考一个问题:电不够用,为什么还要大力发展电动汽车?

此前,丰田汽车掌门人丰田章男,就曾公开表示纯电动车被过度炒作,日本政府没有考虑到纯电动车的二氧化碳排放量、对用电荒的影响、对消费者权益的损害以及对传统汽车行业的冲击。

诚然,在“碳减排”、“能耗双控”的大趋势下,有一个最根本的问题急需被重视和解决:烧着煤炭发的电,电动车还远远不及零排放。

一、制造电动车,是污染的源头

首先要知道,电动汽车也好,新能源汽车也好,根本是为了解决什么问题?

从能源角度来看,一是摆脱对石油的依赖。有数据表明,中国石油对外依存度已达到70%。而随着汽车保有量的快速增长,汽车所消耗的燃油占到整个中国石油消耗总量的70%。中国石油有70%到80%的进口量需经过马六甲海峡。中国消耗的石油有70%被交通业消耗,中国石油储存量只够使用28天。

另一方面就是节能减排。2020年,我国在联合国大会上明确提出二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和——碳达峰、碳中和,简称“双碳”。

化石燃料燃烧带来的温室气体排放规模巨大。温室气体排放过多导致地球平均气温过高,就会导致全球气候异常。今年8月中国交通领域二氧化碳排放占比10%,纯电动汽车保有量达到500万辆,可减少二氧化碳排放510万吨。

但这只是理论,残酷的事实是——电动汽车在制造阶段的碳排放,就比同类型燃油车要高。

绿色和平污染防治项目主任郑名扬告诉虎嗅:“电动汽车在车辆周期的碳排放是所有类型汽车中最高的,占其全生命周期的45.2%。车辆周期主要包含原材料获取、整车生产、维修保养等阶段。其中的主要原因在于电池。”

在动力电池的生产过程中,原材料的获取和加工阶段依然是碳排放的主要来源,约占其全生命周期碳排放的70%。相比于制造车身的主要材料——钢铁,生产单位质量锂、钴、镍和石墨的碳排放,普遍更高。

从电池的类型来看,生产磷酸铁锂电池和三元锂电池的碳排放强度分别为109.3kgCO2/kWh和104KgCO2/kWh。比如说现在市面上,比较常见的容量约为60kWh的动力电池来说,生产一块电池的碳排放超过8吨。

吉利汽车旗下极星汽车曾给出过一份全生命周期的碳排放足迹(LCA报告),其中提到:极星2从制造到下线一共产生了26吨碳排放量,略微高于同级别燃油车型。只有扩大到全生命周期中,电动车的碳排放才会低于燃油车。

以极星2双电机长续航版为例,在采用全球电力混合充电的环境下,其材料生产和使用环节产生二氧化碳排放量为50吨。在欧洲电力混合充电条件下,产生42吨二氧化碳排放量。如果采用风力充电,仅产生27吨二氧化碳排放,这意味着,在使用环节的排放几乎接近零。

那么问题就来了,电动车用的电,够“干净”吗?

二、又是煤电,拖了后腿

“相比于燃油汽车,电动汽车的全生命周期排放的确更低,但电动汽车并不是净零排放。”郑名扬告诉虎嗅,因为电动汽车的燃料周期碳排放比例,占其全生命周期的比例超过50%。

换句话说,电动汽车的电力来源决定了产品本身是否真正绿色。根据国际清洁交通委员会的分析,按照现有的能源结构,以一辆中型乘用车为例,在欧洲,纯电动汽车的全生命周期碳排放比燃油汽车低66%-69%,在美国这个数字是60%-68%,而在中国这个数字是37%-45%。

以中国,美国和德国三个国家的电力结构为例,德国的可再生能源发电比例最高,已经超过全部电力来源的50%,美国使用可再生能源发电的比例约为1/3,其余电能主要来自天然气和煤炭。相比之下中国使用可再生能源发电的比例接近1/3,但煤电依然是电力的最主要来源,这也是电动汽车行驶每公里碳排放较高的原因。

据国家统计局数据显示,以燃煤发电为主的火力发电量,占全国发电量比例为71.19%。其次,才是水力发电,占比达到16.37%,然后是风力发电、核能。最后,才是太阳能发电,比重仅为1.92%。

此次限电,煤炭也要“背锅”。据国泰君安证券分析,从历史数据来看,煤炭的产能周期大概在4年至6年。本轮产能周期开始于2017年,受疫情影响,2020年煤炭产能一直处于低位震荡,而真正的拐点出现在2021年初。目前,煤炭产能已经处于下行趋势中,煤炭供给将持续承压。

俗话说,雪崩的时候没有一片雪花是无辜的。除了煤炭要背锅以外,“风”也要背锅。据《辽宁日报》9月26日晚间发布的消息,辽宁省工信厅在当日召开全省电力工作保障会议,会议指出,9月23日至25日,由于风电骤减等原因,电力供应缺口进一步增加至严重级别。

煤炭和风,是两个极端。前者是不可再生能源,后者是可再生能源。所谓的可再生能源,指能够重复产生的天然能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等,这些能源可以重复产生,并且碳排放远低于化石燃料煤炭。

但是这些可再生能源发电,都存在着靠天吃饭的特性。在我国,由于大量的绿色新能源电力集中在用电需求较低的西北地区,离东部电力负荷中心距离较远,长期以来存在消纳难题。

一位从事能源大数据中心项目的人士告诉虎嗅:“光伏发电,风力发电,潮汐发电等有利用价值的清洁能源,都存在随机性、波动性,以及分布式的特点。而且光伏电站的规模可能都不大,和传统的水电厂、火电厂的发电量比起来,小巫见大巫了。”

盛世景资本智造中国投资总监吴川也表达了类似的看法:“譬如,东部地区的用电晚高峰,恰逢区域光伏退出生产时间,这就必然需要大量的西部电力调入,甚至作为主力电源调入。”

风电和太阳能发电代替煤电,是符合我国国情的发展路径。

今年7月,《经济日报》曾刊发《加快建设新型电力系统助力实现“双碳”目标》文章,其中提到:截至2020年底,我国风电、太阳能发电装机约5.3亿千瓦,占总装机容量的24%。未来新能源仍将保持快速发展势头,预计2030年风电和太阳能发电装机达到12亿千瓦以上,规模超过煤电,成为装机主体;到2060年前,新能源发电量占比有望超过50%,成为电量主体。

所以,只有解决电的环保,才能彻底解决电动汽车的环保。

三、储能,下一个风口

电力——主要分为生产、运输、利用三个关键步骤。

我国的电力生产和运输都不落后。截至2020年底,我国可再生能源发电装机总规模达到9.3亿千瓦,占总装机的比重达到42.4%,较2012年增长14.6个百分点。可再生能源装机已经是世界第一。

而我国的高特压技术,具有输送距离远、容量大、损耗低和效率高等优势。比如,在特高压等新技术的加持下,甘肃的光伏“弃光率”(发电浪费量)从2015年的40%降到了如今不到10%。所以,把西部的“绿电”运输到东部沿海城市、北上广等一线城市并不难。

在利用环节,是一个大问题。前面说到,电力即产即用的特性,任何时候生产量和需求量都需要严格匹配。比如,光伏在白天发的电太多,不能及时存储下来并网就只能白白浪费,这也是“弃光”严重的原因之一。而要解决“弃光”的问题,很重要的一个手段就是储能。

储能的分布位置通常也有几种:发电侧储能、电网储能、供电端储能。而在国内,常见的储能方式有几种:机械类储能、电磁储能、热储能、化学类储能、电化学类储能。其中,电化学类储能是新型储能方式之一,也是当下的风口。

宁德时代方面向虎嗅表示:“以电化学储能+可再生能源发电为核心,实现对固定式化石能源的替代,摆脱对火力发电的依赖,是宁德时代的三大发展方向之一。公司将持续推进储能系统在发电侧、输配电侧及用电侧的广泛应用。”

对于宁德时代的储能业务,业内早已开始关注。据外媒Teslarati报道,特斯拉在加州的Megafactory电池工厂破土动工,这家工厂将用于生产大型储能电池Megapack。有知情人士透露称,Megapack采用的是宁德时代的铁锂电池。

锂电池储能无疑是最方便的,但缺点到也很明显:贵。每度电储能成本高达0.6~0.8元,这个价格比电价还高了一倍。这就直接导致多发出来的电与其存起来,还不如弃掉划算。但如果能够大幅降低储能成本,“弃光”就可以得到解决。现在业内用得比较多的是,在成本和安全性方面有一定优势的磷酸铁锂储能方式。但成本战,仍未停止。

此前,宁德时代推出了第一代钠离子电池,官方表示:其具备高能量密度、高倍率充电、热稳定性优异、低温性能好、集成效率高等优势。其电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;热稳定性超国家强标的安全要求;在-20°C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上。

钠离子电池,因为原材料在地壳中储量更丰富、更易获取,使用成本更低,据英国钠离子电池公司FARADION预测,在规模生产后,钠离子电池成本比锂离子电池成本低30%。虽然成本下探空间很大,但与锂电池相比,钠离子虽然在低温、高功率下具备优势,但在最重要的能量密度一项,钠离子电池与锂离子电池的差距较大,所以在储能行业会有更好的发展前景。

另外,也是最容易忽视的一点,电动车可以作为移动的储能单元。

崔东树表示,每一辆新能源汽车都是一个智能的移动终端,都是储能单元。汽车电动化是能源体系的重要组成。尤其是有利于平衡电网负担,实现电能均衡有效利用。

这主要得益于V2G功能,Vehicle-to-grid(车辆到电网)。它指的是电动汽车与电网之间的双向流动,大量的电动汽车可以作为电网与可再生能源之间的缓冲,起到电力动态平衡蓄水池的作用。在电力低成本、非用电高峰时段,电动汽车利用电网充电,在用电高峰时期,电动汽车可将电力返销给电网。甚至,用户还可以通过V2G来赚钱。

与V2G技术相辅相成的,是一种叫“有序充电”的技术,简单的说就是“定时充电”,主要作用就是“削峰填谷”。本质上,就通过智能充电,将80%以上的充电负荷转移到电网低谷时段,并100%满足用户充电需求,实现社会整体充电成本最低,降低电网负荷。

很多人可能对峰谷电价没什么概念。举个例子,像北京朝阳公园国家电网充电桩,早上7点前的电价为0.3342元/度(不含服务费),而早上10点至下午3点的电价为0.944元/度,两者相差约0.61元/度。以蔚来汽车最新的100度电池包为例,在谷时电价充电和峰时电价充电,最大差额能达到61元。

写在最后

“能源转型的程度对电动汽车的清洁程度影响巨大。尤其对于以煤炭作为主要电力来源的中国,如果想要实现交通领域提前实现碳达峰,改善电力供应结构、提高发电环节中可再生能源使用比例是关键。”郑名扬向虎嗅表示。

从趋势上来看,“碳中和”已成为全球共识,我国能源低碳化转型的步伐日益加快,其关键就是在于提升可再生能源的开发和使用效率,但这恰巧也是符合电动车发展的路径。所以,越是限电,就越应该加速发展新能源汽车,但也决不能忽视配套的新能源基础设施建设。

正如崔东树所说,对汽车行业来说,电动化是实现汽车行业可持续发展的关键,是能源革命。马斯克曾多次强调特斯拉的使命是,加速世界向可持续能源的转变。

本质上,电动汽车市场的竞争,最终会是一场能源之争。

作者 | 王笑渔