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深度解析:大力推進「電源側儲能」建設與新能源汽車的關係

  • 由 天和Auto 發表于 垂釣
  • 2022-02-03
簡介而這些領域的側儲能都需要新能源汽車產銷量的增長,因為只有越來越多的電驅汽車被使用,才能有越來越多的動力電池進行梯次利用的迴圈

側的讀音是什麼意思

提到【新能源】這三個字相信第一個聯想詞必然是“新能源汽車”,很多汽車愛好者或相關領域愛好者不能理解汽車如何成為推動能源轉型的重要載體,即便用電動汽車似乎也是在耗能,電能似乎只會因車輛的消耗而被迫增加發電量,目前仍然火電為主的電力結構又如何談到清潔的新型電能呢?

這就要從「動力電池」的梯次利用的角度來解讀了。

圖1:溯源平臺。

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汽車的動力電池(從電芯到電池包)均需要在溯源平臺的監控中使用,從裝車使用到檢測更換,再到分揀重組均要經過系列的編碼,這些電池要先進行梯次利用再到二次製造,核心材料的二次利用率可超過90%。

圖2:梯次利用。

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汽車使用的動力電池之所以需要更換,原因多見於部分串聯電芯或模組出現少數電芯的容量衰減,造成充電時無法達到標準電壓與容量,放電時問題電芯電壓快速降低造成整體容量下降從而影響續航里程。此時就要更換掉問題電芯才能恢復車輛的續航,不過電池包實際都是整組更換全新電芯;因為拆解和封裝(PACK)電池組的工藝要求非常嚴苛,要透過高標準自動化生產線來實現,汽車用動力電池包的拆裝可不像電動車的鉛酸電瓶那麼簡單。

於是直接更換新的電池包就成為了成本最可控的方式,而原電池包的絕大多數的電芯還沒有問題;那麼這些電芯就可以重新成組並用於儲能領域,可以擴充地包括光伏、水力、風能、地熱、潮汐能與核電等多個類目的電力領域,其次還包括通訊領域。最終在這些電池使用數年到數十年不等的週期之後,再次進行二次製造電芯。

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【側儲能】是什麼意思呢?

解釋這個名詞要綜合“峰谷電價”,不論工業用電還是民用電,白天都是用電的高峰期、夜間則是用電的低谷期;然而多個種類的發電方式都要求24小時恆定發電量,風能等發電模式的夜間發電量更大,即便是能夠調整夜間發電量但發電機組高頻率的啟停也會帶來巨大的損耗,對於機組的穩定性和使用壽命也會有很大影響。

這是很頭疼的問題,早期的解決方式只能透過“電價”來調整;比如高峰期的電價偏高,谷期的電價降低,懸殊平均為0。4-0。9元/1kwh(度)。然而工業生產還是以白天為主,那麼如何才能有效均衡峰谷電耗呢?這時候就要看新能源汽車了。

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每臺電動汽車和混合動力汽車都是一個“側儲能終端”!

側儲能的概念就是在谷期為儲能單元充電或發電,將電量用於高峰期來消耗。

電動汽車電池組容量,平均50kwh

插電混動與增程汽車,平均15kwh

正常的生活用電量總不會很大,即便是在夏季和冬季使用空調,一天開啟時間按照20小時計算,綜合先進的變頻技術又能消耗多少電?而且很多使用者都還有勤儉節約的好習慣,空調的使用時長遠沒有這麼高;所以生活用電量並不高,均衡峰谷電耗也是杯水車薪。

但是電動汽車的效果就很好了,目前兩類新能源車的保有量達到603萬輛;那麼即便按照每天有五分之一的車輛在充電,單車充電量按照40kwh計算,耗電量就是1200000×40=4800萬kwh。由此可見電動汽車的巨大意義,一旦電動汽車最終全面替代燃油汽車,以夜間充電為主的汽車就能夠有效均衡峰谷電耗,讓“棄電”成為過去式的名詞了。

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側儲能的應用領域分析

近日發改委提出鼓勵側儲能的建設,類目包括五大領域。

新能源

微電網

資料儲存

5G基站

充電裝置等

工業製造領域當然是不會例外的。

也許這樣的佈局可能會有些難以理解,但透過河南洪災造成的通訊中斷就能看出側儲能假設的重要性了,這次是依靠「翼龍無人機」來實現應急通訊覆蓋,技術先進但代價太高;此時如果位於高處的基站有側儲能電源的話,通訊中斷的問題就不會出現了。

也許這個問題對於無委認證的無線電應急通訊愛好者而言更容易理解,個人持有B級操作證,UV與短波段電臺是應急救援的唯一選項;因為在這些區域內有很大的可能性出現基站損壞,通行主要依靠假設中繼器的U段手持電臺或車載電臺,長距離通訊依靠短波段。然而這個效率還是遠不如依靠基站的通訊,而且無線電畢竟讓普通智慧終端裝置的使用者使用,這也印證了側儲能電源與5G和資料儲存領域的重要性——不僅能應急保證使用,同時也實現了新能源發電的增長(火電佔比的縮減)。

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「微電網」也是很有意義的,小範圍實現自行發電與自給自足,側儲能單元只要不受損,那麼在大水退去之後即可快速恢復正常生活與工業生產;而這些領域的側儲能都需要新能源汽車產銷量的增長,因為只有越來越多的電驅汽車被使用,才能有越來越多的動力電池進行梯次利用的迴圈。

重點在於梯次電池的成本要遠低於全新儲能電池的投入,新能源發電增長的瓶頸就在於儲能成本太高;那麼有了這些汽車淘汰的、成本低很多的動力電池用於側儲能,不論基站還是微電網都能夠實現側儲能了。

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結語:現階段的側儲能單元是數百萬臺的電動和插電混動汽車,不過主要用途還是基於每個終端的通勤;而只要加速新能源汽車的增長,動力電池形成高效率的“足量迴圈”,那麼透過這些電池則能夠將側儲能電源從車輛變成“微儲能電站”,面向的從個人到家庭為單元、再到社群、再到工業生產園區的一點到面的覆蓋。

新能源汽車與側儲能建設相輔相成,電驅會是未來汽車與各個領域的核心話題。

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編輯:天和Auto-汽車科學島

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