推廣新能源汽車 助力綠色交通發(fā)展

文 劉 堅(jiān)

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)歷了快速的道路交通機(jī)動(dòng)化過(guò)程，汽車銷量和保有量增長(zhǎng)迅速。2017年我國(guó)汽車銷量接近2900萬(wàn)輛，幾乎是全球近三分之一的市場(chǎng)，連續(xù)九年位列全球首位。車用能源已經(jīng)成為石油消費(fèi)和城市能源消耗的主要部分，機(jī)動(dòng)車也成為溫室氣體排放和城市空氣污染的重要來(lái)源。推廣以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車也因此與調(diào)整交通結(jié)構(gòu)一起成為推動(dòng)綠色交通發(fā)展的關(guān)鍵措施。

為應(yīng)對(duì)各國(guó)日益嚴(yán)苛的能耗及排放標(biāo)準(zhǔn)，歐美和日本等傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國(guó)近年陸續(xù)投放電動(dòng)汽車產(chǎn)品，技術(shù)日臻成熟，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)，2016年全球電動(dòng)乘用車保有量已超過(guò)200萬(wàn)輛，電動(dòng)汽車已成為當(dāng)前發(fā)展最快的新能源汽車技術(shù)。德國(guó)、英國(guó)、荷蘭、法國(guó)、挪威、印度等國(guó)及部分汽車企業(yè)更是提出燃油汽車禁售目標(biāo)，為電動(dòng)汽車的持續(xù)發(fā)展?fàn)I造了有利的政策環(huán)境。在我國(guó)，2017年9月，工業(yè)和信息化部表示已啟動(dòng)燃油汽車退出時(shí)間表研究。同月，工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局聯(lián)合公布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，要求2019-2020年，汽車企業(yè)新售電動(dòng)乘用車積分占比分別達(dá)到10%和12%?！半p積分”政策也是當(dāng)前全球唯一一個(gè)國(guó)家層面的新能源汽車配額政策，其政策信號(hào)不言而喻。

截至2017年，全球電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)銷量突破340萬(wàn)輛，中國(guó)占比超過(guò)50%，率先步入對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車規(guī)模替代階段。充電基礎(chǔ)設(shè)施方面，目前中國(guó)已建充電樁突破45萬(wàn)個(gè)，超過(guò)歐洲、美國(guó)和日本數(shù)量總和。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2018年1-5月，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量達(dá)到32.8萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)超過(guò)120%，其中純電動(dòng)汽車銷量25萬(wàn)輛，插電式混合動(dòng)力汽車銷量7.8萬(wàn)輛?？梢哉f(shuō)中國(guó)現(xiàn)已形成完備的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈，在部分動(dòng)力電池技術(shù)路線和充電基礎(chǔ)設(shè)施方面甚至處于全球領(lǐng)先地位。

電動(dòng)汽車的快速發(fā)展可有效降低溫室氣體排放和城市空氣污染。電動(dòng)汽車能源能耗及排放主要取決于發(fā)電燃料開(kāi)采與運(yùn)輸、發(fā)電結(jié)構(gòu)、各類發(fā)電技術(shù)排放強(qiáng)度、輸配電損耗、充電效率以及車輛能效等因素，其中影響其全生命周期能耗及排放的核心因素為上游發(fā)電環(huán)節(jié)的電源結(jié)構(gòu)。2015年全國(guó)發(fā)電量為5.6萬(wàn)億千瓦時(shí)，其中火電發(fā)電量為4.1萬(wàn)億千瓦時(shí)，核電1695億千瓦時(shí)，水電、風(fēng)電及太陽(yáng)能發(fā)電量分別為1.1萬(wàn)、1851和383億千瓦時(shí)，非化石能源發(fā)電占比為26.7%，全國(guó)輸配電平均線損為6.6%，此時(shí)電動(dòng)汽車全生命周期能耗強(qiáng)度為1760千焦/千米，為同等燃油汽車50%，同時(shí)也低于包括生物燃料在內(nèi)的幾乎所有替代燃料技術(shù)路線。同理，目前電動(dòng)汽車全生命周期溫室氣體排放強(qiáng)度為123克CO2e/km，雖然高于油電混合動(dòng)力汽車排放強(qiáng)度，但僅為同等燃油汽車的80%。通過(guò)各類替代燃料汽車的全生命周期單位運(yùn)行里程的能耗及溫室氣體排放水平統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)，采用可再生能源作為充電電源后，電動(dòng)汽車的能源與環(huán)境影響都將明顯低于燃油汽車。特別是在溫室氣體減排方面，電動(dòng)汽車與可再生能源的結(jié)合將使其全生命周期排放趨近于零。

電動(dòng)汽車推動(dòng)交通減排

發(fā)展電動(dòng)汽車（包括純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車及燃料電池汽車等以驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為主要?jiǎng)恿?lái)源的車輛）是道路交通部門(mén)節(jié)能減排的根本途徑，大規(guī)模電動(dòng)汽車發(fā)展更是推動(dòng)能源系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)型的重要契機(jī)。發(fā)展可再生能源是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源體系綠色轉(zhuǎn)型的根本途徑，但當(dāng)前風(fēng)電、太陽(yáng)能作為波動(dòng)性能源難以被電力系統(tǒng)大規(guī)模利用，特別是隨著新能源發(fā)電的比重不斷提升，火力發(fā)電等傳統(tǒng)調(diào)峰資源將日漸退出。發(fā)展儲(chǔ)能是支撐高比例可再生能源的必要保障，但我國(guó)已建儲(chǔ)能裝機(jī)容量?jī)H占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)的不足1.5%，考慮到國(guó)內(nèi)天然氣發(fā)電、庫(kù)容式水電等傳統(tǒng)調(diào)峰資源貧乏，有限的抽水蓄能資源無(wú)法滿足未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的巨大儲(chǔ)能需求。雖然近年來(lái)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)（如鋰離子電池、液流電池等）得到一定發(fā)展，但其裝機(jī)規(guī)模僅占全部?jī)?chǔ)能裝機(jī)的1%，仍不足以在短期內(nèi)實(shí)質(zhì)彌補(bǔ)儲(chǔ)能供應(yīng)的不足。

電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能存在巨大融合發(fā)展?jié)摿?。隨著電動(dòng)汽車數(shù)量不斷增加和電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)日益成熟，電動(dòng)汽車可作為分散式靈活負(fù)荷和儲(chǔ)能設(shè)施，從而大幅提升電力系統(tǒng)靈活運(yùn)行能力，平抑用電負(fù)荷峰谷波動(dòng)，破解能源系統(tǒng)可再生能源消納難題。另一方面，提高可再生能源滲透率將從根本上解決長(zhǎng)期困擾電動(dòng)汽車發(fā)展的全生命周期排放問(wèn)題。特別是隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)，我國(guó)已具備電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能融合的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，利用電動(dòng)汽車進(jìn)行儲(chǔ)能可極大彌補(bǔ)傳統(tǒng)儲(chǔ)能資源不足的制約，為我國(guó)能源生產(chǎn)消費(fèi)革命和低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型提供保障。

綜合市場(chǎng)潛力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、基礎(chǔ)設(shè)施等影響因素，若2030年我國(guó)電動(dòng)汽車年銷量占汽車總銷量50%以上，則保有量將超過(guò)1億輛。考慮動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步及車型差異，屆時(shí)全部電動(dòng)汽車?yán)碚搩?chǔ)能容量接近9億千瓦，理論儲(chǔ)電能力約42億千瓦時(shí)。到2050年電動(dòng)汽車保有量有望達(dá)到5億輛，理論儲(chǔ)能容量超過(guò)42億千瓦，理論儲(chǔ)電能力高達(dá)360億千瓦時(shí)。若2050年風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量分別達(dá)到24億千瓦及27億千瓦，則2050年全國(guó)電動(dòng)汽車可滿足波動(dòng)性可再生能源連續(xù)33小時(shí)發(fā)電存儲(chǔ)，切實(shí)保障高比例可再生能源并網(wǎng)需求。

除鋰電池電動(dòng)汽車外，氫燃料電池汽車憑借儲(chǔ)能介質(zhì)高能量密度的優(yōu)勢(shì)，可彌補(bǔ)鋰電池電動(dòng)汽車在重型貨運(yùn)領(lǐng)域輸出功率不足、續(xù)航能力有限的短板，進(jìn)一步提升綠色能源在交通部門(mén)的應(yīng)用規(guī)模（圖1）。遠(yuǎn)期而言，由于氫能具備能量型儲(chǔ)能、儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)、自放電率低的特點(diǎn)，基于氫能體系的燃料電池汽車技術(shù)有助實(shí)現(xiàn)未來(lái)更長(zhǎng)時(shí)間尺度的儲(chǔ)能需求。此外，當(dāng)前的能源網(wǎng)絡(luò)由熱網(wǎng)、電網(wǎng)、油氣管網(wǎng)構(gòu)成，各自分離運(yùn)行，彼此間幾乎沒(méi)有內(nèi)在關(guān)聯(lián)，能源系統(tǒng)的優(yōu)化往往也局限在各自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。憑借燃料電池技術(shù)，氫能可以在不同種類能源介質(zhì)（天然氣、甲醇、可再生能源、電力、熱力）之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，基于氫能的燃料電池汽車為實(shí)現(xiàn)不同能源網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同優(yōu)化提供了可能性，未來(lái)能源體統(tǒng)的優(yōu)化空間也可大幅提升。

新能源汽車發(fā)展面臨三大挑戰(zhàn)

著眼未來(lái)，新能源汽車的持續(xù)健康發(fā)展還面臨基礎(chǔ)設(shè)施、充電價(jià)格、技術(shù)突破方面的挑戰(zhàn)。電動(dòng)汽車的健康發(fā)展取決于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展，此前的示范推廣和購(gòu)置補(bǔ)貼政策有效開(kāi)啟了早期市場(chǎng)，我國(guó)未來(lái)電動(dòng)汽車推廣政策也將逐步從“購(gòu)置補(bǔ)貼”向“生產(chǎn)積分”過(guò)渡，政策發(fā)力點(diǎn)逐漸從消費(fèi)側(cè)過(guò)渡到生產(chǎn)側(cè)，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)下游激勵(lì)力度減弱。特別是當(dāng)前電動(dòng)汽車末端消費(fèi)市場(chǎng)仍未充分開(kāi)啟，充電設(shè)施不足等問(wèn)題將嚴(yán)重阻礙電動(dòng)汽車應(yīng)用。免限行、免限號(hào)等扶持政策雖然在短期可以起到立竿見(jiàn)影的作用，但終究無(wú)法解決電動(dòng)汽車充電難題。住宅及辦公地交流充電為主、公共場(chǎng)地快速應(yīng)急充電為輔，應(yīng)成為未來(lái)絕大多數(shù)私人電動(dòng)汽車的基本充電形態(tài)，但兩者的發(fā)展都面臨投資高、效率低、用地少、協(xié)調(diào)難等問(wèn)題，亟待通過(guò)商業(yè)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)價(jià)格機(jī)制突破。

其次，充放電價(jià)格是影響充電運(yùn)營(yíng)效益與電動(dòng)汽車電力系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值的決定性因素。目前我國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車充電征收目錄電價(jià)和充電服務(wù)費(fèi)，而實(shí)際操作中充電服務(wù)商往往執(zhí)行固定充電價(jià)格。電動(dòng)汽車用戶具有相對(duì)較強(qiáng)的電價(jià)承受能力，且充電和用車時(shí)間分離，用電負(fù)荷可調(diào)節(jié)性較高，實(shí)行固化的價(jià)格政策顯然難以發(fā)揮電動(dòng)汽車儲(chǔ)能潛力。因此，建議加快研究制定電動(dòng)汽車專用充電價(jià)格政策，具體機(jī)制設(shè)計(jì)可基于當(dāng)?shù)刎?fù)荷及新能源發(fā)電特性，也可給予充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商一定靈活定價(jià)空間。對(duì)于車電互聯(lián)（V2G）及退役電池儲(chǔ)能等具有放電能力的并網(wǎng)方式，建議參考用戶側(cè)峰谷電價(jià)設(shè)計(jì)制定放電價(jià)格，以引導(dǎo)合理放電行為。

最后，當(dāng)前電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航水平總體上與同級(jí)別燃油車型仍有一定差距，因此：第一，需要進(jìn)一步提高鋰電池能量密度，研究采用高容量正極和負(fù)極材料，提前布局全固態(tài)鋰電池技術(shù)，盡快推動(dòng)固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化。第二，目前動(dòng)力電池編碼制度已經(jīng)發(fā)布，未來(lái)將圍繞該編碼形成覆蓋動(dòng)力電池全生命周期的可追溯管控，相關(guān)部門(mén)可在政策扶持、技術(shù)開(kāi)發(fā)、商業(yè)模式方面引導(dǎo)廢舊電池回收、拆解、評(píng)價(jià)、資源化利用，落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任制度和危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證制度，建立完善動(dòng)力電池回收網(wǎng)絡(luò)及有效回收模式?？焖俪潆姾椭悄艹潆娛潜Ｕ细哔|(zhì)量電動(dòng)汽車充電服務(wù)和參與電力需求響應(yīng)的基礎(chǔ)，特別是在共享經(jīng)濟(jì)、自動(dòng)駕駛等新業(yè)態(tài)、新技術(shù)的推動(dòng)下，快速充電和智能充電需求將不斷提高，應(yīng)在政策及價(jià)格機(jī)制上有所創(chuàng)新，探索反映新技術(shù)市場(chǎng)價(jià)值的靈活商業(yè)模式及價(jià)格體系。