智能電網(wǎng)(Smart Grid)是由美國人提出來的一個概念,指的是一種新型的供電網(wǎng)絡。這個網(wǎng)絡從發(fā)電設備開始,到用電設備為止,在網(wǎng)絡中接入有具備人工智能和通訊機能的計測儀器,以及控制設備,共同構筑成一個電力系統(tǒng),這個系統(tǒng)的優(yōu)點在于電力的供需可以自動調(diào)整,從而始終保持一個很好的平衡。這里面的關鍵詞在于“智能”和“自動”,因此美國人提出這個概念時使用了“Smart”(聰明)這個詞。
去年7月份時,中國國家電網(wǎng)就提出一個規(guī)劃,至2020年中國在智能電網(wǎng)上的投資規(guī)模將達到4萬億元。而美國奧巴馬政府的經(jīng)濟刺激政策中提出,在未來幾年會有超過40億美元投入到智能電網(wǎng)建設中,F(xiàn)在,中、日、美、歐各國關于智能電網(wǎng)都有大手筆的規(guī)劃,其中包含的巨額投資,使得這個領域被無數(shù)的相關企業(yè)看作一個巨大的商機。
智能電網(wǎng),是隨著計算機、自動控制、通信網(wǎng)絡、可再生能源發(fā)電等相關技術的提高,而被提出來的全新概念;而電動汽車是一種舊事重提的產(chǎn)品。那么,智能電網(wǎng)關電動汽車什么事?或者說,除了給電動汽車充電,還跟電動汽車有什么關系。
先看一個例子,“風車王國”。
從風力發(fā)電的實際應用上講,當之無愧的“風車王國”是丹麥,而不是大家熟悉的荷蘭。丹麥全國全年平均風力7.6m/s;并且是世界上出口風力渦輪電機最多的國家(丹麥駐華大使館網(wǎng)頁),F(xiàn)在丹麥全國使用電力的20%以上是由風力發(fā)電提供。因為國土面積小,所以丹麥的風電系統(tǒng)不僅建在陸地上,同時還有大規(guī)模的海上風電場。
丹麥的風車
但是風力發(fā)電純屬是靠天吃飯的類型,發(fā)電能力不穩(wěn)定,所以現(xiàn)在丹麥還有火電,還有與鄰國之間的電力買賣等手段,作為風電的后盾,確保整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。所以如果想將風電所占的比例進一步提高的話,如何能夠擺脫氣候的制約,確保穩(wěn)定、可靠的供應是一個關鍵問題。
從去年3月份,丹麥政府在博恩霍爾姆島(Bornholm)開始了一個智能電網(wǎng)的檢證項目,就是將島上各家庭的電動汽車作為一個終端接入電力網(wǎng),使之在作為交通工具的功能以外,還可以作為家庭儲電設備來使用。
具體說就是,在風力強的時候,發(fā)電能力超過用電需要,這時把電動汽車作為儲電設備,存儲一部分電力;而在風力弱的時候,發(fā)電能力滿足不了用電需要,則將電動汽車作為供電設備使用,作為風力發(fā)電的補償;這樣實際上,電動汽車是作為風力發(fā)電能力的一個調(diào)劑,使得整個島上的風電供需保持了一個平衡,供電的穩(wěn)定不再受風力變化的影響。
因為風力發(fā)電在丹麥的能源供應體系中的重要地位,所以政府也將電動汽車的普及作為一項工作重點。2008年時,出臺了電動汽車購置稅免稅的政策;并且還提出有在2012年為止,在全國范圍內(nèi)設置20萬處充電場所的計劃。所以對于丹麥來說,智能電網(wǎng)能夠更有效地利用風力發(fā)電(可再生能源發(fā)電);而電動汽車作為智能電網(wǎng)的重要一環(huán),使得政府同時又大力推廣電動汽車的普及。智能電網(wǎng)與電動汽車是相輔相成,互為促進的關系。而丹麥的終極目標是:全國零排放。從發(fā)電到電力使用,包括交通出行,沒有二氧化碳,沒有任何污染物質。從而使丹麥可以成為它最為有名的一個稱號:童話王國。這是有很強烈的現(xiàn)實可能性的,通過電動汽車與智能電網(wǎng)的結合。
從丹麥的這個例子可以看出,電動汽車在智能電網(wǎng)中的作用:不再僅僅是一個電力使用者,而是一個積極的參與者。除了使用電力,還可以儲存、提供電力,作為整個電力網(wǎng)絡供需平衡間的一個調(diào)劑者,使得電力供應系統(tǒng)更穩(wěn)定、更可靠。
具體說就是,電動汽車的大量普及,以及大量的蓄電池產(chǎn)生之后,將作為一股參與勢力接入智能電網(wǎng)。充電中的電動汽車,電池,太陽能發(fā)電/風力發(fā)電等發(fā)電裝置(發(fā)電量變化大、且無法控制),電網(wǎng)中的監(jiān)測、控制裝置,配電網(wǎng)絡,各個家庭的用電電器等結合起來:哪些電動汽車/電池需要充電,哪些需要放電,自動進行調(diào)節(jié)和控制,使整個網(wǎng)絡常時性的保持穩(wěn)定和平衡。
因為這個參與作用,很自然地,在給予智能電網(wǎng)的巨額投資中,會有相當一部分用于推動電動汽車普及。例如丹麥那樣的大量的充電站建設,非常有助于電動汽車的普及。而與此同時,電動汽車價格的重中之重的部分,電池,也能找到一個新的買單者——電力公司。
現(xiàn)在的電動汽車價格過高,是制約其普及的重要原因之一。而其中,電池價格占了全車的一半(以上)。在以前的模式中,這筆費用是由消費者承擔;或者廠家讓利,與消費者共同承擔。但是在智能電網(wǎng)系統(tǒng)得到應用之后,電力公司成為了電動汽車的新的使用者。所以現(xiàn)在關于電動汽車的普及模式的討論中,又提出一種新方案:電池價格由電力公司承擔,租用給消費者,并且這筆租金加上日常行駛的電力費用,要低于使用汽油的費用。這樣使得電動汽車無論是購買價格還是使用價格均優(yōu)于汽油車,從而使售價不成為電動汽車普及的制約。
這么做的另一個優(yōu)勢是,電池使用更加有效,杜絕浪費。打個比方,一輛全新的電動汽車,全新的電池,充滿電以后可以行駛160km;而在使用5年以后,可能會下降到120km。這樣你在這五年中培養(yǎng)的許多駕駛習慣需要調(diào)整,或者你不滿足于這個120km,你會換一套新電池。這樣做等于是增加了你的電動汽車使用費用;同時也增加了電池浪費和污染。但是在新的模式下,五年后會由電力公司向你提供一套新電池,對你而言,沒有任何新增的費用負擔,也沒有電池性能降低的困擾。那么電力公司把舊電池怎么辦呢?集中管理,作為儲電設備,具體說就是作為智能電網(wǎng)的儲電環(huán)節(jié)使用。當然,這時的電池性能比剛出廠時己經(jīng)有顯著降低,但是仍然可以使用,比如三年。那么三年后將這套電池報廢,同時電力公司會使用新回收的舊電池。這樣形成一個良性循環(huán)。
MiEV House
“把車開進房間”,這是去年東京車展上,三菱汽車公司的提案。上面的兩張圖,開進房間的這輛車就是三菱的電動汽車i-MiEV。在東京車展時,這款電動汽車己經(jīng)是量產(chǎn)車,而當時三菱又提出了這個“概念家”。實際上就是把電動汽車作為智能電網(wǎng)的一個重要參與者,可以和電視機、冰箱這樣的家用電器一樣,融入我們的生活。
電動汽車與智能電網(wǎng)融合之后,可以讓我們的電力供應系統(tǒng)更穩(wěn)定、更高效率,讓可再生能源發(fā)電供應更好地被利用。所有的一切,都是為了達到一個目的:讓現(xiàn)在的科技得到更充分的利用,讓我們的生活更美好。也讓地球更美好。電動汽車有這個可能。