打破不可能三角！车网协同实现碳中和
发布日期：2021/2/25
2020年，我国提出了30-60碳中和的目标，和在2030年前风+光电源总装机容量达到12亿千瓦的规划。一石激起千层浪，电力系统全面低碳化就此开始。
图 1 国网能研院，未来各种电源比例，逐步实现低碳化
与此同时，经过电力全行业多年的努力，2019年，全网平均供电可靠率已达99.843%，每户年度停电小时数平均不到14小时，每年每户停电平均不超过3次。而支撑这个优秀成绩的基础，正是中国碳排放的绝对主力——火电。
图 2 德国风、光出力和负荷波动示意
火电的替代能源——风和光都具有波动性，当其电量占比达到一定水平时，必然在某些时刻——例如风和光同时出力低，负荷需求较高时，影响供电可靠性，就像最近的德克萨斯大停电这样。此时，看起来唯一可行的解决方法，是通过抽蓄、电化学储能等方式补充发电能力。而储蓄能的高成本，又反过来必然导致用户电价上升。
图 3 供电的不可能三角
以上，就是著名的供电的“不可能三角”：也即认为供电的可靠性、清洁性和经济性，同时只能保证两个。这也是最近一段时间，电力能源圈中，对于30-60碳中和的目标，以及12亿千瓦风光装机规划目标的各种争议的源头。这个问题的本质，是今天还无法找到和火电一样规模大、成本低、可靠性高的有功功率调节手段，来抵消负荷、风光电源的波动性。
昨天，看到特来电于德翔总的一篇文章：《电动汽车及充电网是实
现“3060”碳目标的有效路径》，其中一个观点我很赞成：也即用发展的眼光看，全国的电动汽车每天可能为电网提供10亿度量级的调节能力，这虽然仍不如今天的火电，但已经可以解决大部分日调峰问题。而放眼全国，这个数量级的可调负荷/电源，除了未来的电动汽车之外，很难找到第二个。而更关键的是，这个过程中，需要投入的大多数成本——电动汽车本身，甚至包括大多数充电设施，都是本来就要花的钱，边际投入很低。
这也是我为什么一再和朋友们说，和十年前的风电、光伏类似——车网协同，是接下来十年中电力行业最大的风口。
但，理想虽然丰满，现实却极其骨感：
1. 汽车是人们获取行动自由的工具，怎样平衡电网调节和人们出行自由之间的矛盾？对这个问题再深化一点，电网对其调节手段，有很高的可靠性要求，车主的行为则具有发散的特征，怎样在各种场景下都能够保障电网的安全稳定？
2. 电网公司并不是一个纯粹的企业，它同时承担着保障民生的使命，由此造成居民电价峰谷差远低于工商业，这使得今天的居民区有序充电无利可图。该怎样平衡民生和电网调节需求之间的矛盾？
3. 电动汽车行业总量虽然很大，但单个车容量却很小，从电网调度角度细碎到无法调用，怎样平衡调节规模和单体车辆灵活性之间的矛盾？
4. 为了调动车主参与电网服务积极性，很显然需要从用电户对车主进行转移支付，该怎样制定规则，实时平衡电网、电力用户、车主以及第三方的利益？
5. 为了充分发挥电动汽车的调节能力，或早或晚，迟早要允许汽车对电网反供电，这其中的技术问题和利益矛盾该如何解决？
6. 在这么多现实条件约束下，走向车网协同的现实路径是怎样的？我们能在其中扮演什么角色？
还有很多很多，政治因素、跨行业利益博弈、技术标准.......每一个问题，在现实中都可能是难以逾越的高山。
也正因如此，跨越每座高山的过程中，都蕴藏着相应的机会风口。
来吧朋友们，我们一起穿越到山的另一边，去领略未来通过车网协同，打破供电的“不可能三角”，实现碳中和的美景。
来源：车网协同 作者：刘炳
