江億院士：發揮電動車“充電寶”功能，助力城市更新

“電動車快充電樁是對電網的極大沖擊。”中國工程院院士、清華大學教授江億表示。

在上海市科學技術協會2024學術年會的開幕式上，江億以“新能源系統的基礎設施建設——城市更新的重要任務”為主題進行了報告分享，指出能源系統的全面低碳轉型需要電力系統和用能終端的低碳變革。

江億。圖片由主辦方提供

在全球能源革命背景下，城市更新已成為推動能源基礎設施轉型的關鍵任務。“零碳排放的長期目標，要求能源系統轉向以非化石能源、清潔能源為主導的能源結構，逐漸實現風、光、水、核等非化石能源對煤、油、氣等化石能源的替代。”江億表示。

零碳能源具有3個特點：能源密度低，即單位面積的發電量較小，需要更多的空間資源進行支撐；供需不匹配，如風電和光電都依賴于自然條件，屬于波動性能源，無法與用電負荷完全匹配，儲能和用電調節問題仍待解決；能源呈現分散分布的特點，而非傳統的大鍋爐、大電廠，因此基礎設施也需要同步改造。

結合以上特點，首先需要充分利用空間資源。以光能為例，即便是在寸土寸金的上海，也有至少800萬千瓦光伏的安裝空間，一年能發100億度電。江億說道：“比如屋頂、零星的空地和堤岸等空間都待開發利用，在未來城市更新的過程中，應考慮如何利用好每一寸空間。”

另一個問題是，如何把夏天多余的太陽能和熱能等采集存儲起來，等到冬天再用。其中儲能是關鍵的環節。

“通過利用空調制冷、制熱和電力之間的協同，建筑可以在其中發揮重要的作用。”江億表示。

冰漿儲能技術是一種用冰漿作為熱儲存介質的儲能技術。冰漿在凝固時可釋放大量熱量，融化時則能吸收的大量潛熱，從而實現能量在物理和化學兩個方面的轉化，達到儲能的目的。由此，夏天就可以將儲存的冰漿置換成熱水，空調的冷源問題就被解決了。等到秋冬季節，水電開始變多，則再將冰漿凝固，釋放的熱量用于制備90℃的高溫水，解決冬天的供熱問題。

“結果就是利用秋天、春天富余的電力，解決了夏天的冷源和冬天的熱源制備，用儲熱替代儲電。”

江億在報告中特別指出，充電樁系統+電動車是城市的巨大儲能資源。上海未來預計將有500萬輛私家電動車，平均儲電容量為每輛車70千瓦時，意味著有35000萬千瓦時的儲電能力。如果有70%電動車與充電樁連接，每個樁充電功率為10千瓦，放電功率為7千瓦，則充電3500萬千瓦、放電2450萬千瓦，幾乎可以滿足上海地區風電和光電消納的需求。

“用電負荷是有好壞之分的，比如工廠里的電錘，需要在瞬間提供大量電力，就是非常差的負荷。而電動汽車則是一類很好的負荷，在任何時候都可以充電，電流十分穩定，因此可以通過慢充電樁系統幫助平衡電網負荷，起到對電網的‘削峰填谷’作用，而快充電樁則會破壞這個平衡作用，更適合在高速公路服務區場景中使用。”江億表示，這不僅需要基礎設施的完善，也需要改變充電文化，鼓勵電動汽車的使用者養成使用慢充電樁充電的習慣。

江億呼吁，將慢充電樁作為新的基礎設施建設，讓用戶養成即停即接的習慣，實行雙向充電的模式。此時，電動車起到了城市電網“充電寶”的作用，在電動車需要電的時候，從充電樁中取電，消納建筑光伏轉換的富裕電力；在用電高峰期，則可以反向為建筑供電，降低電網的壓力。

“如果每年的連接時間超過了6000小時，可以實行免費充放電，因為這是在為電網做貢獻。”江億補充。