東北人,又多了一條放棄純電動車的理由。
近日,“限電潮”席卷全國多地省市。9月27日,遼寧、吉林、黑龍江有關(guān)部門先后就當(dāng)前供電形勢作出回應(yīng),稱將全力保障基本民生用電需求,最大可能避免出現(xiàn)拉閘限電情況。
據(jù)新華社的報道稱:對于此次全國多地出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性電力緊缺,總體而言,其背后既有煤炭價格上漲等因素導(dǎo)致的供應(yīng)不足,也有經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇訂單增長導(dǎo)致的需求增長等多方原因。
廣州就有一家充電站企業(yè)表示,其位于廣州海珠區(qū)的南洲路的充電站,從9月24日起執(zhí)行錯峰用電。還有,蔚來車主在App上表示對限電的擔(dān)憂,他準(zhǔn)備去貴州自駕游,但是怕充電受到影響。有義烏的蔚來車主表示,去年12月底的那次“限電潮”,造成了換電站關(guān)閉,但今年未出現(xiàn)類似情況。
針對“限電潮”對蔚來充換電體系的影響,蔚來電源管理副總裁沈斐表示:我們正在持續(xù)推進(jìn)監(jiān)控評估影響。
對于消費者的焦慮和擔(dān)憂,乘聯(lián)會秘書長崔東樹也表示:“這樣的擔(dān)心是合理的,但不必過度擔(dān)心。8月電動車充電僅用0.2%的電力消費總量。目前600萬電動車發(fā)展沒有帶來停電壓力,未來,即使增長到6000萬臺的電動車保有量,其電力的結(jié)構(gòu)影響也是不足2%的低風(fēng)險狀態(tài)。”
“拉閘限電”發(fā)生后,出現(xiàn)了一些公眾不太熟悉的新詞,比如“電網(wǎng)負(fù)荷”、“煤電供應(yīng)緊張”、“能耗雙控”。這不禁讓我們思考一個問題:電不夠用,為什么還要大力發(fā)展電動汽車?
此前,豐田汽車掌門人豐田章男,就曾公開表示純電動車被過度炒作,日本政府沒有考慮到純電動車的二氧化碳排放量、對用電荒的影響、對消費者權(quán)益的損害以及對傳統(tǒng)汽車行業(yè)的沖擊。
誠然,在“碳減排”、“能耗雙控”的大趨勢下,有一個最根本的問題急需被重視和解決:燒著煤炭發(fā)的電,電動車還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及零排放。
制造電動車,是污染的源頭
首先要知道,電動汽車也好,新能源汽車也好,根本是為了解決什么問題?
從能源角度來看,一是擺脫對石油的依賴。有數(shù)據(jù)表明,中國石油對外依存度已達(dá)到70%。而隨著汽車保有量的快速增長,汽車所消耗的燃油占到整個中國石油消耗總量的70%。中國石油有70%到80%的進(jìn)口量需經(jīng)過馬六甲海峽。中國消耗的石油有70%被交通業(yè)消耗,中國石油儲存量只夠使用28天。
另一方面就是節(jié)能減排。2020年,我國在聯(lián)合國大會上明確提出二氧化碳排放量力爭于2030年前達(dá)到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和——碳達(dá)峰、碳中和,簡稱“雙碳”。
化石燃料燃燒帶來的溫室氣體排放規(guī)模巨大。溫室氣體排放過多導(dǎo)致地球平均氣溫過高,就會導(dǎo)致全球氣候異常。今年8月中國交通領(lǐng)域二氧化碳排放占比10%,純電動汽車保有量達(dá)到500萬輛,可減少二氧化碳排放510萬噸。
但這只是理論,殘酷的事實是——電動汽車在制造階段的碳排放,就比同類型燃油車要高。
綠色和平污染防治項目主任鄭名揚告訴虎嗅:“電動汽車在車輛周期的碳排放是所有類型汽車中最高的,占其全生命周期的45.2%。車輛周期主要包含原材料獲取、整車生產(chǎn)、維修保養(yǎng)等階段。其中的主要原因在于電池?!?/p>
在動力電池的生產(chǎn)過程中,原材料的獲取和加工階段依然是碳排放的主要來源,約占其全生命周期碳排放的70%。相比于制造車身的主要材料——鋼鐵,生產(chǎn)單位質(zhì)量鋰、鈷、鎳和石墨的碳排放,普遍更高。
從電池的類型來看,生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的碳排放強度分別為109.3kgCO2/kWh和104kgCO2/kWh。比如說現(xiàn)在市面上,比較常見的容量約為60kWh的動力電池來說,生產(chǎn)一塊電池的碳排放超過8噸。
吉利汽車旗下極星汽車曾給出過一份全生命周期的碳排放足跡(LCA報告),其中提到:極星2從制造到下線一共產(chǎn)生了26噸碳排放量,略微高于同級別燃油車型。只有擴(kuò)大到全生命周期中,電動車的碳排放才會低于燃油車。
以極星2雙電機(jī)長續(xù)航版為例,在采用全球電力混合充電的環(huán)境下,其材料生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)產(chǎn)生二氧化碳排放量為50噸。在歐洲電力混合充電條件下,產(chǎn)生42噸二氧化碳排放量。如果采用風(fēng)力充電,僅產(chǎn)生27噸二氧化碳排放,這意味著,在使用環(huán)節(jié)的排放幾乎接近零。
那么問題就來了,電動車用的電,夠“干凈”嗎?
又是煤電,拖了后腿
“相比于燃油汽車,電動汽車的全生命周期排放的確更低,但電動汽車并不是凈零排放。”鄭名揚表示,因為電動汽車的燃料周期碳排放比例,占其全生命周期的比例超過50%。
換句話說,電動汽車的電力來源決定了產(chǎn)品本身是否真正綠色。根據(jù)國際清潔交通委員會的分析,按照現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu),以一輛中型乘用車為例,在歐洲,純電動汽車的全生命周期碳排放比燃油汽車低66%-69%,在美國這個數(shù)字是60%-68%,而在中國這個數(shù)字是37%-45%。
以中國,美國和德國三個國家的電力結(jié)構(gòu)為例,德國的可再生能源發(fā)電比例最高,已經(jīng)超過全部電力來源的50%,美國使用可再生能源發(fā)電的比例約為1/3,其余電能主要來自天然氣和煤炭。相比之下中國使用可再生能源發(fā)電的比例接近1/3,但煤電依然是電力的最主要來源,這也是電動汽車行駛每公里碳排放較高的原因。
據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,以燃煤發(fā)電為主的火力發(fā)電量,占全國發(fā)電量比例為71.19%。其次,才是水力發(fā)電,占比達(dá)到16.37%,然后是風(fēng)力發(fā)電、核能。最后,才是太陽能發(fā)電,比重僅為1.92%。
此次限電,煤炭也要“背鍋”。據(jù)國泰君安證券分析,從歷史數(shù)據(jù)來看,煤炭的產(chǎn)能周期大概在4年至6年。本輪產(chǎn)能周期開始于2017年,受疫情影響,2020年煤炭產(chǎn)能一直處于低位震蕩,而真正的拐點出現(xiàn)在2021年初。目前,煤炭產(chǎn)能已經(jīng)處于下行趨勢中,煤炭供給將持續(xù)承壓。
俗話說,雪崩的時候沒有一片雪花是無辜的。除了煤炭要背鍋以外,“風(fēng)”也要背鍋。據(jù)《遼寧日報》9月26日晚間發(fā)布的消息,遼寧省工信廳在當(dāng)日召開全省電力工作保障會議,會議指出,9月23日至25日,由于風(fēng)電驟減等原因,電力供應(yīng)缺口進(jìn)一步增加至嚴(yán)重級別。
煤炭和風(fēng),是兩個極端。前者是不可再生能源,后者是可再生能源。所謂的可再生能源,指能夠重復(fù)產(chǎn)生的天然能源,如太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等,這些能源可以重復(fù)產(chǎn)生,并且碳排放遠(yuǎn)低于化石燃料煤炭。
但是這些可再生能源發(fā)電,都存在著靠天吃飯的特性。在我國,由于大量的綠色新能源電力集中在用電需求較低的西北地區(qū),離東部電力負(fù)荷中心距離較遠(yuǎn),長期以來存在消納難題。
一位從事能源大數(shù)據(jù)中心項目的人士告訴虎嗅:“光伏發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電,潮汐發(fā)電等有利用價值的清潔能源,都存在隨機(jī)性、波動性,以及分布式的特點。而且光伏電站的規(guī)??赡芏疾淮?,和傳統(tǒng)的水電廠、火電廠的發(fā)電量比起來,小巫見大巫了?!?/p>
盛世景資本智造中國投資總監(jiān)吳川也表達(dá)了類似的看法:“譬如,東部地區(qū)的用電晚高峰,恰逢區(qū)域光伏退出生產(chǎn)時間,這就必然需要大量的西部電力調(diào)入,甚至作為主力電源調(diào)入?!?/p>
風(fēng)電和太陽能發(fā)電代替煤電,是符合我國國情的發(fā)展路徑。
今年7月,《經(jīng)濟(jì)日報》曾刊發(fā)《加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)》文章,其中提到:截至2020年底,我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)約5.3億千瓦,占總裝機(jī)容量的24%。未來新能源仍將保持快速發(fā)展勢頭,預(yù)計2030年風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到12億千瓦以上,規(guī)模超過煤電,成為裝機(jī)主體;到2060年前,新能源發(fā)電量占比有望超過50%,成為電量主體。
所以,只有解決電的環(huán)保,才能徹底解決電動汽車的環(huán)保。
儲能,下一個風(fēng)口?
電力——主要分為生產(chǎn)、運輸、利用三個關(guān)鍵步驟。
我國的電力生產(chǎn)和運輸都不落后。截至2020年底,我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到9.3億千瓦,占總裝機(jī)的比重達(dá)到42.4%,較2012年增長14.6個百分點??稍偕茉囱b機(jī)已經(jīng)是世界第一。
而我國的高特壓技術(shù),具有輸送距離遠(yuǎn)、容量大、損耗低和效率高等優(yōu)勢。比如,在特高壓等新技術(shù)的加持下,甘肅的光伏“棄光率”(發(fā)電浪費量)從2015年的40%降到了如今不到10%。所以,把西部的“綠電”運輸?shù)綎|部沿海城市、北上廣等一線城市并不難。
在利用環(huán)節(jié),是一個大問題。前面說到,電力即產(chǎn)即用的特性,任何時候生產(chǎn)量和需求量都需要嚴(yán)格匹配。比如,光伏在白天發(fā)的電太多,不能及時存儲下來并網(wǎng)就只能白白浪費,這也是“棄光”嚴(yán)重的原因之一。而要解決“棄光”的問題,很重要的一個手段就是儲能。
儲能的分布位置通常也有幾種:發(fā)電側(cè)儲能、電網(wǎng)儲能、供電端儲能。而在國內(nèi),常見的儲能方式有幾種:機(jī)械類儲能、電磁儲能、熱儲能、化學(xué)類儲能、電化學(xué)類儲能。其中,電化學(xué)類儲能是新型儲能方式之一,也是當(dāng)下的風(fēng)口。
寧德時代方面向虎嗅表示:“以電化學(xué)儲能+可再生能源發(fā)電為核心,實現(xiàn)對固定式化石能源的替代,擺脫對火力發(fā)電的依賴,是寧德時代的三大發(fā)展方向之一。公司將持續(xù)推進(jìn)儲能系統(tǒng)在發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)及用電側(cè)的廣泛應(yīng)用?!?/p>
對于寧德時代的儲能業(yè)務(wù),業(yè)內(nèi)早已開始關(guān)注。據(jù)外媒Teslarati報道,特斯拉在加州的Megafactory電池工廠破土動工,這家工廠將用于生產(chǎn)大型儲能電池Megapack。有知情人士透露稱,Megapack采用的是寧德時代的鐵鋰電池。
鋰電池儲能無疑是最方便的,但缺點到也很明顯:貴。每度電儲能成本高達(dá)0.6~0.8元,這個價格比電價還高了一倍。這就直接導(dǎo)致多發(fā)出來的電與其存起來,還不如棄掉劃算。但如果能夠大幅降低儲能成本,“棄光”就可以得到解決?,F(xiàn)在業(yè)內(nèi)用得比較多的是,在成本和安全性方面有一定優(yōu)勢的磷酸鐵鋰儲能方式。但成本戰(zhàn),仍未停止。
此前,寧德時代推出了第一代鈉離子電池,官方表示:其具備高能量密度、高倍率充電、熱穩(wěn)定性優(yōu)異、低溫性能好、集成效率高等優(yōu)勢。其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;熱穩(wěn)定性超國家強標(biāo)的安全要求;在-20°C低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上。
鈉離子電池,因為原材料在地殼中儲量更豐富、更易獲取,使用成本更低,據(jù)英國鈉離子電池公司FARADION預(yù)測,在規(guī)模生產(chǎn)后,鈉離子電池成本比鋰離子電池成本低30%。雖然成本下探空間很大,但與鋰電池相比,鈉離子雖然在低溫、高功率下具備優(yōu)勢,但在最重要的能量密度一項,鈉離子電池與鋰離子電池的差距較大,所以在儲能行業(yè)會有更好的發(fā)展前景。
另外,也是最容易忽視的一點,電動車可以作為移動的儲能單元。
崔東樹表示,每一輛新能源汽車都是一個智能的移動終端,都是儲能單元。汽車電動化是能源體系的重要組成。尤其是有利于平衡電網(wǎng)負(fù)擔(dān),實現(xiàn)電能均衡有效利用。
這主要得益于V2G功能,Vehicle-to-grid(車輛到電網(wǎng))。它指的是電動汽車與電網(wǎng)之間的雙向流動,大量的電動汽車可以作為電網(wǎng)與可再生能源之間的緩沖,起到電力動態(tài)平衡蓄水池的作用。在電力低成本、非用電高峰時段,電動汽車?yán)秒娋W(wǎng)充電,在用電高峰時期,電動汽車可將電力返銷給電網(wǎng)。甚至,用戶還可以通過V2G來賺錢。
與V2G技術(shù)相輔相成的,是一種叫“有序充電”的技術(shù),簡單的說就是“定時充電”,主要作用就是“削峰填谷”。本質(zhì)上,就通過智能充電,將80%以上的充電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)低谷時段,并100%滿足用戶充電需求,實現(xiàn)社會整體充電成本最低,降低電網(wǎng)負(fù)荷。
很多人可能對峰谷電價沒什么概念。舉個例子,像北京朝陽公園國家電網(wǎng)充電樁,早上7點前的電價為0.3342元/度(不含服務(wù)費),而早上10點至下午3點的電價為0.944元/度,兩者相差約0.61元/度。以蔚來汽車最新的100度電池包為例,在谷時電價充電和峰時電價充電,最大差額能達(dá)到61元。
“能源轉(zhuǎn)型的程度對電動汽車的清潔程度影響巨大。尤其對于以煤炭作為主要電力來源的中國,如果想要實現(xiàn)交通領(lǐng)域提前實現(xiàn)碳達(dá)峰,改善電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)、提高發(fā)電環(huán)節(jié)中可再生能源使用比例是關(guān)鍵。”鄭名揚向虎嗅表示。
從趨勢上來看,“碳中和”已成為全球共識,我國能源低碳化轉(zhuǎn)型的步伐日益加快,其關(guān)鍵就是在于提升可再生能源的開發(fā)和使用效率,但這恰巧也是符合電動車發(fā)展的路徑。所以,越是限電,就越應(yīng)該加速發(fā)展新能源汽車,但也決不能忽視配套的新能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
正如崔東樹所說,對汽車行業(yè)來說,電動化是實現(xiàn)汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵,是能源革命。馬斯克曾多次強調(diào)特斯拉的使命是,加速世界向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)變。
本質(zhì)上,電動汽車市場的競爭,最終會是一場能源之爭。
烽巢網(wǎng)注:本文來源于微信公眾號“ 虎嗅APP”,作者:王笑漁
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