新能源汽車和可再生能源融合商業(yè)化應(yīng)用示范的上海實踐

劉惠萍 宋天琦 趙鳳超 李成蹊 徐文哲 姚雯

在碳達峰碳中和戰(zhàn)略背景下，“新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用”這一融合領(lǐng)域正受到越來越廣泛的關(guān)注。為促進我國新能源汽車與可再生能源產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展和綜合應(yīng)用，提升新能源汽車全生命周期的節(jié)能減排效益，減少交通運輸領(lǐng)域的溫室氣體排放量，本文重點關(guān)注已經(jīng)工程化示范并具有可推廣復(fù)制性的領(lǐng)域技術(shù)和商業(yè)模式，基于全球環(huán)境基金（GEF）“中國新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用商業(yè)化推廣”與GEF上海示范項目辦公室項目合作過程中的相關(guān)案例情況，進行梳理分析。以期為深入了解新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用情況提供多元視角，并形成綠色能源與綠色交通跨界融合發(fā)展的參考資料。

一、研究背景

本文研究基礎(chǔ)主要基于由中國汽車工程學(xué)會負(fù)責(zé)具體實施，為期3年，于2018年8月啟動全球環(huán)境基金（GEF）“中國新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用商業(yè)化推廣”項目。該項目由GEF、聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織（UNIDO）、工業(yè)和信息化部共同支持，旨在通過推動新能源汽車與可再生能源的融合應(yīng)用，充分實現(xiàn)新能源汽車全生命周期的節(jié)能減排效益。主要內(nèi)容包括：組織制定新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用的政策和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)；制度能力建設(shè)，提高國家和地方政府對電動汽車與可再生能源融合領(lǐng)域的認(rèn)知度、知識儲備和管理能力；開展技術(shù)示范和驗證、研究商業(yè)化發(fā)展模式；開展信息傳播與交流，提升行業(yè)、消費者能力和認(rèn)知度。由GEF6上海示范項目辦公室組織、上海市交通工程學(xué)會支持，上海國際汽車城（集團）有限公司具體負(fù)責(zé)在上海開展中國新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用商業(yè)化推廣項目，促進和擴大新能源汽車與可再生能源在我國的協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、應(yīng)用實踐

上海在新能源汽車推廣方面具有較好的基礎(chǔ)，且相關(guān)政策配套完善，區(qū)位優(yōu)勢可更好放大示范效應(yīng)，是全國示范項目亮點與領(lǐng)頭軍。相關(guān)案例中的技術(shù)和商業(yè)化示范驗證內(nèi)容涵蓋了千輛級新能源汽車和可再生能源綜合示范應(yīng)用、智能充電系統(tǒng)、可再生能源微電網(wǎng)、移動充電系統(tǒng)、退役電池梯次利用等豐富元素。以下將從技術(shù)和商業(yè)模式兩大方面進行梳理分析。

（一）技術(shù)應(yīng)用

一是光儲充微電網(wǎng)應(yīng)用了光儲充換、光儲充檢等新技術(shù)。光儲充換技術(shù)實現(xiàn)了充電站和換電站容量共享，充配電設(shè)備復(fù)用，提升配電設(shè)備利用效率。光儲檢技術(shù)實現(xiàn)了電池?zé)o需拆解，即充即檢，有效解決了市場上現(xiàn)有的電池檢測方程序復(fù)雜、檢測周期長的問題。

二是智能充電體系應(yīng)用了有序充電、V2G等新技術(shù)。發(fā)揮動力電池儲能特性，實現(xiàn)儲存調(diào)度，探索利用電動汽車參與調(diào)峰等新型商業(yè)模式，促進了上海地區(qū)可再生能源與電動汽車的結(jié)合，提高了清潔能源的消納水平，讓更多的電動汽車用戶實現(xiàn)充新能源電、實惠電、愛心電。

三是能源管理中心應(yīng)用了智慧能源管理平臺等新技術(shù)。平臺集運維管理和能源管理雙重管理，有效提高能源系統(tǒng)運行安全水平和效率，減少用能運營成本。同時，平臺創(chuàng)新性提出數(shù)據(jù)分布式彈性接入及邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)接入并高速高效處理。

（二）商業(yè)模式

對上海示范項目場景和商業(yè)模式進行梳理分析可以發(fā)現(xiàn)，每一個都有自身的特點，并兼具產(chǎn)業(yè)或場景的代表性，囊括鄉(xiāng)村振興、商務(wù)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、港口港區(qū)、軌交公交綜合服務(wù)站、主題公園、整縣（區(qū)）分布式光伏等主題（見表）。

表 GEFG6上海示范項目案例匯總表

一是基于電動汽車公共充電樁、電動汽車分時租賃、電動公交車租賃示范商業(yè)化推廣。截至2021年10月底，已接入全市的公共及專用充換電設(shè)施共計124134個，其中公共充電樁74839個、專用充電樁49325個，公共充電樁中有17114個直流充電設(shè)施、專用充電樁中有8022個直流充電設(shè)施。截至2021年11月，共計投放運營車輛8000臺，建設(shè)分時租賃網(wǎng)點250個、充電樁3593個，累計注冊會員超260萬人。截至2021年11月，基于新能源電動客車的定制巴士商業(yè)模式的探索，通過企業(yè)定制班車與會員定制專線的方式探索新能源電動客車商業(yè)化途徑，上海電動公交租賃車隊（驛動微鐵）車輛數(shù)達1084輛（其中，250輛電動大巴用于定制巴士業(yè)務(wù)），擁有64個充電場站，手機APP用戶超過17萬人，共計開通并在運行專線35條，合作園區(qū)超23個。

二是基于商務(wù)園區(qū)、辦公樓宇等場景的智能充電體系示范商業(yè)化推廣。聚焦商務(wù)園區(qū)、辦公樓宇等場景，開展智能充電體系建設(shè)，利用V2G技術(shù)，實現(xiàn)電動汽車充電微網(wǎng)與電網(wǎng)雙向互動，探索利用電動汽車參與調(diào)峰調(diào)頻等新型商業(yè)模式。充分消納清潔能源，使用戶在獲得清潔綠色電力供應(yīng)基礎(chǔ)上，節(jié)省用戶用能費用。目前，智能充電體系示范已開展建設(shè)75個站點，約761個智能充電樁。

三是基于產(chǎn)業(yè)園區(qū)、校園等場景的光儲充微網(wǎng)示范商業(yè)化推廣。光儲充微網(wǎng)集光伏發(fā)電、儲能、充電樁等多項技術(shù)，既能為電動汽車供給綠色電能，又能實現(xiàn)電力削峰填谷等輔助服務(wù)功能，可有效提高系統(tǒng)運行效率。其可根據(jù)需要與公共電網(wǎng)靈活互動，亦可相對獨立運行，直接使用儲能電池給動力電池充電，提高能源轉(zhuǎn)換效率，同時緩解充電樁用電對電網(wǎng)的沖擊。未來隨著新能源汽車的普及，以及用戶對快充的體驗要求，城市的用電負(fù)荷會遠遠超過現(xiàn)有供電容量，而城市擴容難，已成為現(xiàn)實，未來電動汽車集中充電很有可能導(dǎo)致城市用電荒現(xiàn)象，分布式儲能不但可以解決城市擴容問題，還可以為商業(yè)綜合體及智能樓宇提供備用電源，避免在用電高峰時段出現(xiàn)臨時停電現(xiàn)象。光儲充一體化系統(tǒng)可以解決新能源汽車充電站配電容量不足的問題，光儲充在夜間電價低谷時儲能，在充電高峰期通過儲能和市電一起為充電站供電，既實現(xiàn)了削峰填谷，又節(jié)省了配電增容費用，增加新能源的消納，彌補了太陽能發(fā)電連續(xù)性不足的問題，是一種可持續(xù)發(fā)展的能源利用方式。目前，光儲充微電網(wǎng)示范已開展建設(shè)13個站點，覆蓋了大型工廠、辦公樓宇、商務(wù)園區(qū)、高校、公園、農(nóng)村、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等場景。

四是基于美麗鄉(xiāng)村的新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用商業(yè)化推廣。聚焦雙碳目標(biāo)下的鄉(xiāng)村振興場景，利用農(nóng)村地區(qū)屋頂晶硅光伏、薄膜光伏、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)電豐富的優(yōu)勢，結(jié)合電動汽車退役電池儲能利用，提供多能互補，形成局部微網(wǎng)，為新能源汽車提供多種能源供應(yīng)方式，合理利用儲能電池和退役汽車動力電池建設(shè)儲能模組，儲存光電、風(fēng)電，為農(nóng)村地區(qū)的充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供多元化的新能源綠電來源。項目以崇明三星鎮(zhèn)新安村為試點，目前已成功復(fù)制推廣。

五是基于園區(qū)等綜合能源服務(wù)場景的智慧能源管理運營服務(wù)示范商業(yè)化推廣。通過智慧能源云平臺開展綜合能源系統(tǒng)管理，為園區(qū)內(nèi)用能客戶提供安全高效的運維服務(wù)的同時，結(jié)合光伏、儲能、新能源車充電等能源場景提供各類能源綜合運營管理服務(wù)，打通了源、網(wǎng)、荷、儲的數(shù)據(jù)通道，同時通過運營中心打通能源調(diào)度通道，將光伏發(fā)電、儲能等源頭能源高效高價值的使用，充分發(fā)揮新能源的節(jié)能減排社會價值，同時通過區(qū)域調(diào)控，降低高峰需量，削峰填谷降低電力使用成本，為能源用戶帶來可觀的經(jīng)濟價值。目前，僅上海就有3700多個各類型產(chǎn)業(yè)園區(qū)，通過安全、節(jié)能、提效等服務(wù)實現(xiàn)各類收益的盈利方式，得到了客戶的認(rèn)可，借助地方政府節(jié)能辦和地方綜合能源服務(wù)企業(yè)在各地實現(xiàn)商業(yè)模式的復(fù)制和業(yè)務(wù)的推廣，市場前景可期。

六是基于園區(qū)、企業(yè)的新能源客車的規(guī)模化示范商業(yè)化推廣。其一，企業(yè)定制班車。通過前端調(diào)研，了解園區(qū)、企業(yè)所需，對園區(qū)共享，企業(yè)員工的上下班路線進行合理性優(yōu)化，實現(xiàn)車輛高效運轉(zhuǎn)和成本降低。項目通過APP等信息化手段，實時查詢每條線路的運行信息，公司也可以按需適時動態(tài)調(diào)整車輛大小和線路站點時間，實現(xiàn)園區(qū)、企業(yè)通勤定制班車智能化運營和平臺化管理。其二，會員定制專線，公司前期通過對常行駛區(qū)域的調(diào)研，了解大部分職工對交通出行的需求，根據(jù)運行情況進行彈性調(diào)整，對線路發(fā)車時間、停靠站點做出動態(tài)優(yōu)化，定制固定點對點專線。乘坐人員可通過手機APP選擇所要乘坐的線路，實現(xiàn)“點菜式”動態(tài)發(fā)車、精準(zhǔn)服務(wù)。

三、展望

截至2021年10月，納入上海新能源汽車和可再生能源平臺的項目，可再生能源發(fā)電量累計26.75億千瓦時，峰谷差存儲電量1500余萬千瓦時，減少二氧化碳排放量約14萬噸。基于可再生能源電力的電動汽車，有效減少了化石燃料供電產(chǎn)生的污染物排放量，使新能源汽車高綠度、高綠值的協(xié)調(diào)發(fā)展路徑得到進一步印證。

展望未來，“0138”技術(shù)手段和商業(yè)化路徑必將是未來發(fā)展的重點借鑒方向。以“0”碳為時代使命，促進新能源汽車與可再生能源融合發(fā)展；區(qū)域內(nèi)項目匯聚“1”個中心平臺，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)資源功效和整合調(diào)度功能；智能充電、光儲充微電網(wǎng)、V2G充放電“3”類技術(shù)齊頭并進；結(jié)合城市更新、鄉(xiāng)村振興，服務(wù)于校園校區(qū)、商務(wù)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、港口港區(qū)（結(jié)合岸電）交通樞紐、軌交公交綜合服務(wù)站、自由貿(mào)易區(qū)（保稅區(qū)）、整縣（區(qū)）分布式光伏推進項目、美麗鄉(xiāng)村等“8”大類場景。