編者按:通過綠色生產、啟用儲能系統(tǒng),該工廠形成“光伏發(fā)電-儲能-再利用”的閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng),成為全球首個能源綜合利用生態(tài)工廠。光伏板收集到的太陽能如果沒有第一時間被使用掉,便可以儲存在儲能系統(tǒng)中,需要時再釋放出來,不會浪費。
實現儲能1000千瓦時,為20輛電池容量為50千瓦時左右的純電動車充滿電,不會耗費電網一絲的電量……去年底,廣汽新能源智能生態(tài)工廠在廣汽智聯新能源汽車產業(yè)園內建成投產,“智能”、“互動式定制”、“鋼鋁車身混線柔性”、“數字化自主決策”成為關注的焦點,其中,有一個亮點卻容易被忽視,那就是“生態(tài)”。
通過綠色生產、啟用儲能系統(tǒng),該工廠形成“光伏發(fā)電-儲能-再利用”的閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng),成為全球首個能源綜合利用生態(tài)工廠。“綠色生產”可以理解,那么,“儲能系統(tǒng)”又是什么?它如何實現能源利用效率的最大化?讓我們來了解一下這個可以儲存電能的“電力銀行”。
【知多點】
儲能系統(tǒng)
儲能系統(tǒng)就是儲存電能,其角色就像是“電力銀行”。通俗點說,銀行是用來存錢,儲能系統(tǒng)則是用來“儲存能量”。光伏板收集到的太陽能如果沒有第一時間被使用掉,便可以儲存在儲能系統(tǒng)中,需要時再釋放出來,不會浪費。社會電網的用電量有高峰、有低谷,儲能系統(tǒng)能夠“削峰填谷”:高峰時“放電”,低谷時“存電”,減輕電網壓力。
可能大伙不知道,儲能系統(tǒng)在我國能源產業(yè)中,扮演著重要角色。國家能源局2017年印發(fā)的《關于促進儲能技術與產業(yè)發(fā)展的指導意見(征求意見稿)》,制定了長達十年的儲能領域的發(fā)展目標。
日本儲“氫”
推進氫燃料電池車量產
重力勢能、電勢能、太陽能、電力、潛熱和動力……能量有很多形式,儲能系統(tǒng)是將難以儲存的能量轉換成更便利、經濟并可存儲的形式。如今,最新的儲能方式有兩種:一是儲“氫”,二是儲“電”。
在日本橫濱海灣,能清晰看見一座巨大的風力發(fā)電站。該發(fā)電站歸屬于豐田汽車,發(fā)電站將風力產生的電,通過一套龐大的電池系統(tǒng)進行短暫儲存、梳理,形成穩(wěn)定的電量輸出,再用于電解水,得到氫氣再進行儲備,用于港口的氫能叉車或通過氫能汽車運輸到其他地方使用。
在這套儲能系統(tǒng)中,豐田汽車選擇氫氣作為儲存的形式,與其“汽油-混動-氫燃料電池車”的新能源汽車戰(zhàn)略一脈相承。盡管豐田汽車開始研發(fā)純電車型,但在他們看來,氫——才是能源的終極解決方案。這也就可以理解,日本車企們擁有數量龐大的混合動力車型,并實現氫燃料電池車的量產。
“數字”智能微電網
純電動汽車勢頭正旺儲“電”更合適
實現儲能1000千瓦時,為20輛電池容量為50千瓦時左右的純電動車充滿電,不會耗費電網一絲的電量……在番禺化龍廣汽新能源智能生態(tài)工廠里,可以看到正在緊鑼密鼓建設的儲能系統(tǒng)。這是廣汽新能源選擇的、與豐田汽車截然不同的道路,以“電”作為能量的儲存方式。據了解,落成之后,全廠將采用5.2萬塊(8.5萬平方米)光伏板,年發(fā)電1671萬度,約占工廠滿負荷耗電量的15%。廣汽新能源副總經理席忠民表示,“在關鍵的‘儲能’方面,儲能系統(tǒng)一期能夠實現儲能1000千瓦時,后面還會根據實際使用情況進行擴容。”
“各種能量儲存形式中,儲‘電’的能量利用效率最高,約為85%。相比之下,用電制氫、儲氫,再用于發(fā)電,能量轉化效率在40%~60%之間。”席忠民接受采訪時表示。當然,從使用便捷性上,加氫時間短,充電耗時長,氫燃料電池要高于純電動車,但前提則需要保證加氫站能像加油站那么多。據記者了解,截至目前,國內幾乎沒有加氫站,卻有數量龐大的充電樁。顯然,直接儲存“電能”,更加適合當下的中國汽車社會。
如果只是在工廠的屋頂鋪建太陽能光伏板,那廣汽新能源智能生態(tài)工廠遠遠談不上是“全球首個”,因為過去數年,新落成的汽車工廠都已經考慮到這點,并付諸行動。而廣汽新能源創(chuàng)新之處是在光伏發(fā)電基礎上,與南方電網合作建立直接儲“電”的“儲能系統(tǒng)”,形成“光伏發(fā)電-儲能-再利用”的閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng),不僅實現能源利用效率的最大化,還為后來者開辟出一條切實可行的發(fā)展方向。
鋰電池儲“電”或是最終的技術發(fā)展路線
市場前景決定發(fā)展?jié)摿?。據專家預測,未來五年,中國儲能產業(yè)的市場成長空間逾500億元。且儲能與電動汽車、動力電池等上升為“十三五”規(guī)劃中的“國家戰(zhàn)略”,明確將儲能與造車、節(jié)能系統(tǒng)相結合,構建可持續(xù)發(fā)展新模式。
同是儲“電”,儲能系統(tǒng)可以分為電池儲能、電感器儲能、電容器儲能和重力勢能儲能。電池儲能中,又根據電芯材料的不同,分為鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池、全釩液流電池、鈦酸鐵鋁電池等。不同的方式和組合之間,會有不同的優(yōu)缺點。但毫無疑問,諸多技術路線中,鋰電池儲“電”沖在了前面——這,也是廣汽新能源智能生態(tài)工廠儲能系統(tǒng)采用的方式。
為什么會是鋰電池儲“電”?這得益于中國純電動車保有量呈現井噴式的增長,更與純電動車絕大部分采用鋰電池有著直接的聯系。汽車動力電池的能量密度大、安全系數高,在汽車上“退役”之后,完全可以“梯次利用”,用在儲能系統(tǒng)中。
席忠民表示,“如此一來,就可以實現‘一舉多得’:一方面,儲能系統(tǒng)解決了最頭疼的‘電池來源’問題,降低了成本;另外一方面,汽車企業(yè)則拋掉了‘電池回收與處理’的包袱,變廢為寶;更為重要的是,儲能系統(tǒng)的出現,讓快充技術的普及變成可能,擁有完全超越之前的充電能力,整體充電效率不降反增。”
這其中自然少不了技術的戲份:比如,對廢舊電池不同電量輸出能力的統(tǒng)一,讓海量電池在合適溫度下工作的溫控系統(tǒng);又比如,讓整體調度變成可能的通信技術,能源綜合利用系統(tǒng)關鍵的“大數據”分析以及電池運行過程中的穩(wěn)定性和安全性的研究。
電池“梯次利用”即將走進現實
作為后來者,廣汽新能源用實際行動證明了兩件事:一、節(jié)能減排,可以要對現有能源的最大化地綜合利用;二,鋰電池儲能系統(tǒng)是更實際,而且是確實可行的減排之路,儲能系統(tǒng)的規(guī)??纱罂尚?,初期儲能系統(tǒng)的電池可能是全新,但隨著愈發(fā)多的汽車動力電池“退役”,被應用在儲能系統(tǒng)上,建設儲能系統(tǒng)的成本會大幅降低。按照廣汽新能源預測,從2022年開始,儲能系統(tǒng)便能使用“退役”電池進行儲能,電池的“梯次利用”不再停留在紙面上,而是走進現實。
為展現“儲能系統(tǒng)”的更多應用場景,園區(qū)在智能生態(tài)工廠附近,數百個停車位都配有充電樁,有慢充,也有快充。為這些充電樁提供電力供應的,便是這套儲能系統(tǒng)。
“在廣汽智聯新能源產業(yè)園落成之后,以產業(yè)園為圓心,方圓10平方公里之內,將會建成自動駕駛的示范區(qū),不僅提供封閉道路,還包括開放道路,甚至可能包括一部分的高速路。”席忠民介紹,“要實現這點,‘示范區(qū)’中的所有通信設備,需要實現‘物聯網’,從信號燈到道路,再到其他城市空間的各類設施,需要發(fā)出信號,讓車輛接收。而整個‘物聯網’的電力供應也許都和儲能系統(tǒng)密切相關。”
以太陽能、風能、儲能為核心,智慧微電網為輔、自循環(huán)利用系統(tǒng)的能源綜合利用,為“物聯網”的實現,為自動駕駛示范區(qū)的運行,提供更多的想象空間。
而在以“融合”為核心的未來交通體系中,起到基石作用的能源產業(yè)同樣需要引入全新的設計理念。鋰電池儲“電”系統(tǒng)的出現,為這設計理念,提供一種全新的方向。
能源綜合利用
回應“Well-to-Wheel”質疑
能源綜合利用的閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng),是新能源汽車企業(yè)對“Well-to-Wheel”質疑強有力的回應。所謂“Well-to-Wheel”,是指“油井-車輪”。部分傳統(tǒng)車企(比如馬自達)認為,真正環(huán)保理念不止是車輛使用環(huán)節(jié),還應該考慮從“油井”到“車輪”的全過程能源消耗和碳排放。
從“Well-to-Wheel”角度來看,電動車根本不是什么零排放,因為火力發(fā)電仍然是世界上最主要的發(fā)電方式。在各種火力發(fā)電方式中,燒煤炭每生產1kWh電量,會排放943克二氧化碳,燒石油則是738克——無論哪一種,都比汽車直接使用汽油要來得高。
這一質疑基于真實且翔實的“大數據”,讓許多新能源汽車企業(yè)難以反駁。除非能夠使用“清潔”的電力來源,否則新能源汽車企業(yè)只能選擇視而不見。
據美國環(huán)保署EPA公布的數據顯示,世界上每年發(fā)電環(huán)節(jié)產生的二氧化碳排放是大約4.3億噸,而使用化石能源的汽車的排放大約是2億噸。改變發(fā)電方式,對已經產生的電能進行高效的“綜合利用”,才能真正達到減少二氧化碳排放的目的。
新能源汽車要取代傳統(tǒng)汽油車,就需要直面“Well-to-Wheel”質疑。而唯一解決方法,就是在電力來源上下功夫,“清潔”的電力可以是太陽能、風能、地熱、水利,更可以是原本會被在電網低谷期被浪費的電能,盡管這些電能是通過火力發(fā)電產生的。
席忠民表示,“智能生態(tài)工廠全球首創(chuàng)儲能系統(tǒng),目的只有一個——‘使用綠色能源生產綠色車型’‘使用綠色能源驅動綠色車型’。這當然是一個挑戰(zhàn),但是儲能系統(tǒng)的一期工程已經能夠確保新工廠15%的生產用電,并能為停放在工廠內的電動車進行充電。”第一次,新能源汽車企業(yè)對“Well-to-Wheel”質疑進行了強有力的回應。
席忠民同時認為,在較長一段時間里,節(jié)能減排應該“雙管齊下”,一方面推廣純電動車,實現綠色出行;另外一方面,推廣儲能系統(tǒng),采用清潔電力。他介紹,智能生態(tài)工廠使用的這套儲能系統(tǒng)已經經過一系列的可靠性驗證,可以大面積普及。工廠可以利用儲能系統(tǒng)進行生產,企事業(yè)單位、景區(qū)、游樂園以及大型社區(qū)可以采用儲能系統(tǒng)進行供電。
記者觀察
汽車“新四化”正在加速到來。純電驅動、自動駕駛、汽車共享……對于汽車未來形態(tài)乃至應用場景,我們已經有許多新設想。但卻也必須認識到,將這些變?yōu)楝F實,要以“節(jié)能減排”為大前提。假如這一系列變革的實施,不能減少全球的二氧化碳排放,反而有所增加,那等于本末倒置、緣木求魚。使用清潔電力,這是擺在我們面前的第一關。一個老生常談的話題:這個地球是我們從祖先那里繼承來的?還是從我們后代子孫手中借來的?無論是前者還是后者,地球是我們的,我們都要謹小慎微。
原標題:零存整取 廣州有家電力銀行可以儲存電能