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陈清泉院士:现在是智慧能源项目推广的最好时机

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新能源汽车充电桩被纳入新基建,成为国家基础设施建设的重点。这对新能源汽车及其相关配套产业的长期发展具有极为重要的意义。我们应当如何以此为契机,围绕基础配套设备的建设,做好规划部署,为产业的可持续发展打下坚实基础?记者采访了中国工程院院士、世界电动车协会创始主席陈清泉。


充电网只有融合到微网才具有意义


近年来,在国家政策的扶持之下,我国新能源汽车产业呈现快速发展态势,越来越多的车企进入该行业并开发制造新能源汽车。新能源汽车的出现和发展大大促进了我国从汽车大国向汽车强国的转变。但是,与此同时,我国新能源汽车产业中存在的问题也很多,如电池续航里程不够、充电桩等基础设施不足等。我们应当如何解决存在的问题,进一步推动相关产业的可持续、健康发展?

对此,陈清泉院士指出,现在新能源汽车发展的最大障碍是续航里程以及与传统汽车的性价比比较的问题。其中一个是充电站不够,还有电池的性能与价格还不能满足大众的需求。对于充电站不够的问题,其实我们需要建的不是充电桩,而是充电网。充电桩和充电网的区别在于前者是配网下面的设备,受配电网的控制;而充电网,是一群充电桩形成的网络,是微网的组成部分,充电网可以和配电网交互,利用晚上电网低谷充电,即使不用电网高峰充电,也可以利用太阳能、风能、储能设备充电。

充电网只有融合到微电网中才有意义。新能源汽车跟传统能源最大的区别是,电力是二次能源,不是一次能源。对电网来说,新能源汽车是柔性的负荷,可以通过新能源汽车削峰填谷,从而调节和改变能源的结构。

至于新能源汽车行驶里程的顾虑,不仅需要靠动力电池技术和燃料电池技术的不断进步来解决,也要靠分析出人的行为、能源和信息三者相互关系的优化,包括能源网格化和超算信息网格化的结合,也包括建设各种充电桩和充电网,固定式、移动式、换电池、无线充电等。动力电池和燃料电池是互补的,并不是相互对立的。短途小型新能源车使用动力电池更加经济,长距离载重汽车则用燃料电池更划算。随着电池技术的不断进步,能量密度、功率密度将不断提高,成本也将不断降低,新能源汽车性价比将越来越高。


汽车革命与能源革命信息革命联动


在谈到应当如何解决产业中存在的深层次矛盾时,陈清泉院士进一步指出,新能源汽车是颠覆性产业,它不仅仅是交通工具,也是能源、信息、人文的载体。因此,我们发展新能源汽车产业,要高瞻远瞩,把目光放长远。实现汽车强国的目标只是第一步,更应充分利用新能源汽车产业的优势,撬动最大的经济效益和社会效益。

当前,中国能源市场结构和市场体系深层次的问题仍很突出,科技创新在能源发展中的作用还不显著,长期形成的粗放发展方式亟待转变。新能源汽车充电桩被列入新基建是一个有利的契机。我们应当以此为抓手,将汽车革命、能源革命、信息革命联动起来,进一步推动能源网、交通网、信息网、人文网的四网融合发展,进而打造我国的智慧能源系统,以科技创新驱动能源事业的高质量发展。

陈清泉院士提出的“四网四流”能源供给侧改革的创新思想,即实现能源网、交通网、信息网、人文网的四网融合以及能源流、信息流、物质流、价值流的四流融合,助力孵化更多融合技术和产业。

据悉,陈清泉院士团队已创立了四网四流融合的理论基础,也就是将废弃的能源变成有用的能源,并提出储能熵的概念,以及智慧能源系统的智慧度指数,开发利用边缘云计算结构的能源操作系统,开发能源币系统以便进行能源更快、更安全、更有效地交易。在此理论基础上,国家能源集团北京低碳清洁研究院建立了示范与验证,开发了能源操作系统,并将在示范的基础上,在一些地区落地试点实践。

陈清泉院士指出,四网四流融合实际上是将能源革命、汽车革命、信息革命联动起来,产生更大的效果。其主要载体是智慧综合能源服务、智能网联汽车和智能网联建筑。

第一,智慧综合能源服务将是实现四网四流融合全新的有效载体,是电力市场改革出现的新空间,也是未来能源服务领域新的增长点和制高点。

第二,智能网联汽车不仅是交通工具,而且是物联网的节点、大数据的源泉、宽带移动的智能终端、5G通信的推动者,智能网联汽车本身又是计算机和移动分布能源。

第三,智能网联建筑不仅是建筑物,因为它采用光伏板,就变成了智能发电厂,除了供给建筑本身的电力外还可以电制氢,成为光、储、氢、充的载体,微网和纳米网的组成部分。

陈清泉院士表示,四网四流的融合发展可以将汽车革命、能源革命、信息革命联动起来,产生更大的效果。汽车革命一定要和能源革命、信息革命联动起来,三个革命的基础建设也要联动起来。能源的网格化和信息的网格化要结合,才能发挥更大的效益。

“四网四流融合可以解决四大矛盾——新能源和化石能源的矛盾、一次能源和二次能源的矛盾、集中能源和分布能源的矛盾、电力能源和化工能源的矛盾。不同能源结构间的耦合优化,将废弃的能源变得有用,同时达到碳平衡,也就是将能源生产和消费当中产生的二氧化碳和氢结合产生合成燃料。”陈清泉院士说。


现在是智慧能源项目推广的最好时机


目前,国家已经建立了55个智慧能源示范项目,23个多能互补项目。不过,根据陈清泉院士的标准,这些项目还不是真正的智慧能源,因为它们注重的是信息化,而智慧能源是要看它能不能把没用的能源变成有用的能源。“一定要有能源和物质的融合与耦合。另外,在智慧能源系统里面,一定要能够把能源转化为物质来储存。这种储存不仅仅是依靠电池,而是靠各种能源交互优化,包括把能源变成物质(电制氢),要下苦功夫分析出其机理。”陈清泉院士指出。

陈清泉院士还指出,做好能源与互联网的融合发展,现在是最好的机遇。因为中国有巨大的市场,国家层面也有一系列的政策支持。因此,我们要抓住机遇,把智慧能源产业真正做起来。

“新能源汽车的网格化和信息的网格化需要结合,分布式能源和分布式超算需要结合,形成绿色产业链和生态链新的增长点。建议在国内外有条件的地方,在演示项目的基础上放大,建设示范项目,再逐步推广。”陈清泉院士说。


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