黄焘:《新一轮交通运输电力化发力点——重卡换电的机遇与挑战》

发布日期:2020-07-15

核心提示:新基建、新机遇、新发展,7月9日,由中国充电桩网主办的2020第六届中国国际电动汽车充换电产业大会(简称:金砖充电论坛)在上海

新基建、新机遇、新发展,7月9日,由中国充电桩网主办的“2020第六届中国国际电动汽车充换电产业大会”(简称:金砖充电论坛)在上海大华虹桥假日酒店隆重开幕。来自政府、院校、协会、企业、采购商、金融、媒体等850位代表出席本次大会,大会以“洞见当下、预见未来、聚力发展、合作共赢”为主题,推动产业交流发展。

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新基建引领发展新浪潮

南方电网电动汽车服务有限公司 智能互联事业群副总经理 黄焘发表了《新一轮交通运输电力化发力点——重卡换电的机遇与挑战》的主题演讲,以下是演讲嘉宾未删减实录:

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南方电网电动汽车服务有限公司智能互联事业群副总经理黄焘


演讲实录如下:

感谢吴教授,在国网老大哥后面发言,目前正如上一位国网老大哥讲的,国网跟南网,包括中电联和相关国家部门指导下,我们跟星星、特来电正在推动整个全国一张网的服务。我是南方电网电动汽车服务有限公司智能互联事业群副总经理 黄焘。

感谢大会的主办方邀请,此次论坛正式响应国家的号召,在国内经济复苏的大背景之下凝聚产业生态各方,从各方面赶来共同探讨产业发展的当下和未来,这么多人相聚在一起,让我感受到疫情之下充电桩行业浓浓的生机与活力。

南方电网公司是国有大型央企,负责投资建设经营南方区域的电网,服务广东、广西、云南、贵州、海南省区和港澳地区,在阙总分享的PPT里面,国网负责建设国内主要的高速主干网络,其他省区的高速主干网络,下面大家发现有一部分是空白的地方,南部分空白的地方由南方电网公司负责的建设的,目前南方电网公司区域范围内建成了相应高速充电主干网络。

在国资委和各部门的指导下,南方电网公司非常重视新能源汽车的服务产业,2019年成立的南网电动全资子公司,专门从事新能源电动汽车服务业务,完成了南方电网区域内的充换电设施大部分的直联,并完成整个南方电网区域内主要充电APP的统一,让南方电网区域内的用户用一个APP,也就是后面看到的顺易充在南方电网区域内实现一个APP走遍南网区域。

目前南网电动统一用的南方区域最大规模的充换电设施网络,自营的充换电设施达到3.4万个,五个省区里面相对规模是密度最大的,统一充电服务平台“顺易充”有效注册用户数超过50万,目前日活跃用户超2万,日均充电电量即将突破100万度,是南方区域影响力最大的充换电服务平台。

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南方电网积极响应国家加快“新基建”号召,计划在未来4年投资251亿元投建充换电设施,建成大规模集中充换电站150座,充电桩38万台。南网电动秉承“能者无疆,相融共赢”的合作理念,搭建产业生态平台,一起携手助力国家“新基建”。

目前南网电动完成了重卡换电、两轮换电、港口的搭建,希望通过这个平台为产业提供便捷、高效的基础,降低行业生态链各方加入整个充换电行业数字化的门槛。

看一下为什么说重卡换电是机遇与挑战并存的阶段,另外一起看一下在政策背景、应用场景、安全性能和经济成本各方面在重卡换电这里面面临的问题。

深圳是国内第一个实现公交电动化和出租电动化的城市,在2018年开始实现了物流车的电动化,目前物流车电动化率达到50%以上,在2019年开始深圳市政府主要推进大型车辆,也就是重卡的电动化,在今年上半年深圳运营的泥头车4200辆,运营下来的效果,在城市里面比较集中的场景里面,泥头车非常有利于城市的蓝天保卫。

接下来从几个层面,首先是政策层面上分享一下深圳的一些做法。第一个方面,出台了《深圳市2020-2025年新能源汽车充电基础设施建设实施计划(征求意见稿)》至2025年底,全市形成充电基础设施体系,累计建成充电桩约 81 万个,另外对新能源泥头车的示范进行推广和总结,包含公交车、物流车、环卫车、泥头车、出租车、个人乘用车等充电设施。

《深圳市大气环境质量提升计划(2017-2020年)》2020年底前,通过强制报废、财政补贴、限行等手段,基本淘汰国Ⅰ、国Ⅱ汽油车及使用10年以上国Ⅲ排放标准的柴油车。那么,深圳市从2019年开始对泥头车进行补贴,特别是在泥头车配件直流设备给予400元每千瓦的补贴,对于泥头车给予总额达到80万元的补贴。同时,由于这些政策的助推,包括两会的时候,有关的委员提出泥头车和重型卡车相关提案在国家层面上引起高度重视,现在重卡换电在国内是一个比较热门的话题,这个话题热门的原因是因为底盘技术有待突破,电池也达到临界点。

《深圳市纯电动泥头车推广使用实施方案》力争到2019年底,全行业投入营运的纯电动泥头车保有量达到3000辆。推动在2年内形成完善、便捷的纯电动泥头车充电网络;中长期桩车比不低于1:2。

同时,80万的补贴基本上覆盖了整个泥头车的生产跟初期运营的成本,为什么要在这里说泥头车换电,我们在做纯电动泥头车充电的过程中发现泥头车电池燃料很大,基本上在240-300,由于它们这么大的电量,充电时间较长,目前我们的充电水平在在1C到2C之间,为了充满一台300度电的泥头车,充电时间至少2个小时左右,同时必须是60千瓦双枪去充,导致泥头车占地面积大,时间长,运营效率降低,影响了运输企业的效益。

从国家层面上今年一直推动的多少车电分离,特别是在重型车辆上面。

泥头车有这么几个主要应用场景,第一方面在短途公路运输;第二个在港口、矿山;第三个在物流园区。为什么是这样的场景?泥头车即便是300度电,它的行驶里程也有限,满载的话大概也就在150-200公里之间,这样的行驶里程比较符合短途动力纯电动牵引的场景。

第二个是纯电动自卸车,服务城市的渣土运输;第三个就是纯电动专用车,包括城市的洒水车、工程作业车、道路作业车、垃圾环卫车。

第三个方面讲一下为什么说专用车的电动化比较有益的,第一个是安全问题。原来电池最大的安全隐患有三类,第一类是机械的滥用、电的滥用,第三类是热的滥用,由于这几类的问题,我们在行驶过程中危险系数比较大,特别是泥头车、重型卡车它们运营的工况相对比乘用车更差。

在控制电池安全的时候,我们对比了一下现有泥头车充电,由于电池包的布置方式更多在驾驶方下方和泥头的背后,由于是充电的方式,在我们生产和集成过程当中,电池的结构安全性能没有换电的强度那么高,所以说换电由于针对每一块电池重新设计了电池的支撑结构,相对的体积比充电的电池包相对较大,但是结构性的安全、耐冲积和结构的强度会比充电车辆有优势,同时在行驶过程当中对于电池的支撑也是有优势的。

从充换电车辆的成本来对比,我们发现一辆充电的泥头车大概充电150分钟,电池电量虽然很大,续航历程220公里。

在深圳的规模预计完成深圳市基础设施建设,包括城市运输的规模,去到将近2万辆,换作换电的话,这样的车数量明显减少,换电的时间比较短,比起充电缩短了96%的时间。第二,换电的时候,电池因为换电快,可以让电池相对较小,目前换电车辆所用的电池282千瓦就能服务平时重型卡车的运营,每天它的运营效率反而是提升的,每天可以达到7趟,420公里每天,运营时间的缩短。

由于这些缩短,车电分离以后,用车成本尽量降低,因为电池可以由其他的资产方持有,而不是由运营企业持有,电池作为我们一个基本的能源服务的包,像充电宝一样,未来可以由第三方持有,直接降低运营企业的成本。这是从车辆方面来看。

从充换电设施方面来看,目前正常的泥头车占用土地是15平方,车桩比大概是一个120千瓦双枪的充电桩服务的车辆是5个泥头车,所需要占用的配件资源是52千瓦,电池寿命是相同的,建设周期比换电长。从这样的对比我们可以发现,如果使用相应换电站的话,土地相对减少60%,但是服务能力提升12倍,配电的需求降低20%,因为是换电的模式,所有电池可以用有序充电的技术,也可以用柔性充电的技术给电池做主动均衡,按照电池的程度去适当快或者适当慢的充电,有效保护电池,虽然电池寿命按照常规5年来算,但是实际是比它长的。

因此,在整体对比上来看,我们可以发现,以深圳市为例,将深圳市所有泥头车进行电动化的话,换电模式和车辆容量来比,换电模式是显著下降的,服务能力显著上升,上升的不止是一倍。另外,从整个充电桩的占地规模来看,换电的占地规模只有充电占地规模三分之一不到。

因为所有的换电都是需要给运输企业服务的,只有他们挣钱了,我们整个行业才有发展的潜力,所以从运输企业的角度来看,传统油车电池成本是0,但是换电车辆跟充电车辆电池成本基本上是相同的,充电车辆电池成本还可以第三方持有,泥头车充电已经上升到了国家目录,接下来换电也是得到国家支持。从日行驶里程来讲,换电车比充电车运力提升40%,和传统燃油车运力是基本相同的,行驶里程相同。

在此情况下我们做全生命周期测算的话,在使用过程当中,我们换电车辆模式比起充电的车辆在能源使用上面有显著节约的,因为我们有这样的模式创造了这样的价值,换电才能在后续深圳产业化的过程当中实现我们初步的盈利。

这个是按照在充换电设施整体的对比,这是我们今年在深圳推出的标准化的解决方案,也就是说一个标准的电池仓占地大概140个平方米,能够单次换电的时间5分钟,服务50辆换电重卡,每个仓里面涵盖了7块电池包,以顶换的方式进行重卡的换电,这样整体的解决方案还加上整个南网电动为相关运营方和电池方提供的重卡换电的平台,这样四位一体的解决方案就能够实现刚才所说的为运输企业显著降低它的成本。

接下来以深圳为例,我们具体看一下如果将深圳的电动车全电动化的话,我们在深圳需要多少个换电站,这是我们在今年主要的研究课题。在深圳如果服务深圳现在近2万辆的泥头车,现在已经换了4200辆,未来还要逐步替换,替换的过程中我们发现如果建充电站的话,需要在箭头内的地方建相应的充电站,这些充换电站要建在相应枢纽的地方才能服务充电的泥头车和卡车。如果建换电站的话,可以聚集在几个中心(见图),这些枢纽可以有效辐射周边泥头车的运营。

这是我们今年做的课题,以深圳市14000台泥头车做的话,总共只需要建25个换电枢纽就可以解决所有泥头车换电的问题,这25个可以算一下占地规模,是非常显著节约用地成本。大家在座的知道,特别是泥头车充电最大的问题是占地面积太大,即便是这个场站在广东地区一个泥头车充电站一年可能就会回本,但是这个充电站的建设非常困难,因为这块地很难找,这块地需要非常大,像我们今年在深圳光明区新建的充电站是160个桩的快充电,每个车位25个平方米,这个占地面积非常大,如果换成换电模式的话,只要三分之一的用地规模,可以显著节约大家的成本。

如果把深圳打造成全球重载换电最大规模的示范城市的话,其实这里给出来未来可能需要行进的路线方向,也是南方和深圳市政府共同推进的一个示范,我们希望以深圳的示范去提出南方电网在重卡换电这个领域,有效解决社会用能以及有效保护环境的换电模式的解决方案。

最后就是简单介绍一下,目前南方电网可以和交通运输企业、换电站、投资企业、包括三电厂家、车企等,我们以“能者无疆、相融共赢”的理念生态合作方共同合作,我们可以跟交通运输企业、换电站、电池的投资,包括车企等,来携手推进整个重型专用车辆电动化的进程,真真实实降低社会用人成本,同时为社会的发展和城市的迭代更新降低它的用地规模,为社会的经济发展亮出新的发展空间。

最后介绍两个示范项目。

第一个,南网电动在福永码头新建的换电枢纽,占地规模2000平方米,建设2座换电站,日均服务车次500车次,预计在今年下半年第三季度投运。

第二个项目是在深圳大铲湾换电枢纽示范站,面积达一些,占地规模1000平方米,建设规模2座换电站,服务能力500车次/日。

大铲湾2号换电枢纽示范站,占地规模5000平方米,建设规模16座换电站(分期建设),服务能力3200车次/日。

两个加起来6000个平方米,18座换电站,服务车次一天达到将近4000辆车次。这两个换电站都会在今年三季度投运,届时邀请产业链上下游的合作伙伴到深圳考察调研,希望通过这样的一种方式能够跟大家一起共同推进整个交通运输行业的电动化,为城市的绿水青山留下更多空间。

今天的分享到此结束,谢谢!



 
 
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