我國電動汽車產業發展及其對電網的影響分析

1.張瑞娟 2.楊占剛

1.銀川市規劃建筑設計研究院有限公司 2.國網重慶江北供電公司

0 引言

早在1873年，英國人Robert Davidson制造出了世界上最早的可實用蓄電池電動汽車[1]，比卡爾·奔馳發明的內燃機汽車早十余年。但由于缺乏成熟、經濟的儲能技術，此后電動汽車發展緩慢。十九世紀末和二十世紀初，以內燃機為動力的傳統汽車取得快速發展，并占據統治地位至今。

1996年12月，第一代現代電動汽車EV1由美國通用汽車公司推出，它由32塊鉛酸電池作為主能源，續航里程為144公里。1999年通用汽車公司研發的第二代電動汽車以鎳氫電池為動力源，續航里程是前者的1.5倍，但同樣因無競爭力而退出市場。

同期，日本豐田汽車公司利用鎳氫電池技術制造了將內燃機和電動機相結合的第3 代電動汽車，即混合動力車[2]。

進入二十一世紀后，隨著鋰電池及其管理技術的日趨成熟，以特斯拉、比亞迪為代表的純電動汽車又一次回歸歷史舞臺，電動汽車以其低廉的使用成本、優秀的環境友好性能、代表了未來汽車的發展趨勢。

1 我國電動汽車發展現狀

1.1 我國電動汽車產業發展階段分析

根據產業發展規律，新興產業的發展一般要經過醞釀期、培育期、快速發展期與成熟期四個階段.

醞釀期是從產業萌芽到形成較為清晰的技術路線。其標志是技術路線的基本確定。

培育期的主要標志是產業的發展主要依靠由政府推動。在這一階段，純電動汽車技術趨向成熟，但經濟性仍不具有優勢；發展模式以政府主導的推廣模式為主，依靠政府補貼和政策傾斜，應用數量相對較少。

快速發展期的主要標志是進入到市場自發推動的階段。在這一階段，純電動汽車的技術經濟綜合性能優于傳統汽車，電動汽車產業的發展主要由市場來推動。預計在將2020年左右出現。

成熟期的主要標志是電動汽車銷量超過傳統汽車，成為市場主流。隨著電動汽車的發展，電動汽車的各項指標全面優于傳統燃油汽車，成為市場主流。預計將在2030年出現。

目前，我國已經將純電驅動作為電動汽車發展方向，確定了技術路線。但相當大比例的電動汽車購買者依然是由于政策激勵驅動，因此我國電動汽車產業仍處于行業培育期。

1.2 我國電動汽車產業發展現狀

目前中國電動汽車保有量已經突破100萬輛，在全球占比達50%，成為世界電動汽車保有量和產銷量最大的國家。到2020年，我國計劃新能源汽車年產銷達到200萬輛，保有量達到500萬輛。到2030年，我國計劃新能源汽車保有量達到8000萬輛。

2 電動汽車產業發展對電網的影響

2.1 電動汽車用電量分析

根據規劃，2020年我國電動車保有量將達500萬輛，到2030年達8000輛?？紤]每輛車平均年行駛里程為15000公里，平均能耗為15度/百公里，則2020年和2030年的用電量分別為150億度和2400億度。

2020年和2030年，電動汽車用電量預計分別占當年我國全社會用電量的0.16%和1.76%。因此，從用電量角度看，2030年前電動汽車對電網的影響較小。遠期(2050年)，考慮我國汽車全部為純電動汽車，則屆時純電動汽車年用電量占當年全社會用電量的8.71%。

2.2 成為電網儲能單元

電動汽車本身是用電設備，但同時也是儲能單元?？紤]每車平均電池容量為100千瓦時，則2020年和2030年電動汽車的理論存儲容量為5億度和80億度，相當于目前抽水蓄能電站的5000倍和80000倍。采用合適的政策、策略加以引導，可以成為電網重要的調峰、調頻手段。

同時，電動汽車退役電池的梯次利用可為未來電網提供大量儲能設備。電動汽車對車載動力電池的容量、比能量等性能參數有較高的要求，當動力電池性能難以滿足車用標準時必須對電池進行更換。從電動汽車上退役的動力電池通常還保有初始容量70%～80%的剩余儲能容量，可以用在對能量密度要求不高的固定儲能應用場景。對退役動力電池進行梯次利用有助于降低電動汽車用戶及電力系統的儲能成本，同時提高電網負荷調控能力。

2.3 促進可再生能源消納

目前存在的棄風棄電問題，主要是由于消納問題導致。電動汽車的充放電時間具有很強的可調節性，對電動汽車充放電行為進行分析、研究和引導，可以很好解決可再生能源消納問題，促進可再生能源產業發展。

3 結論

(1)中國電動汽車產業仍處于培育期，和傳統的燃油汽車相比，電動汽車的在經濟性、續航里程、充電時間和充電便利性等方面仍然存在差距，但電動車具有低噪音、加速能力強、使用維護成本低和零排放等優異性能；

(2)對電動汽車的充電行為進行有序引導，可以有效降低電網壓力，減少和延緩電網改造需求。

[1]Hender B S.Recent developments in battery electric vehicles[J].Proceedings of the IEE：London，1965，112(12)：2297.

[2]宋永華，陽岳希，胡澤春，等.電動汽車電池的現狀及發展趨勢[J].電網技術，2011，35(4)：1-7.Song Yonghua，Yang Yuexi，Hu Zechun，et al.Present status and development trend of batteries for electric vehicles[J].Power System Technology，2011，35(4)：1-7(in Chinese).

[3]2016年新能源汽車增速超過50%。http：//www.miit.gov.cn/n1146312/n1146904/n1648362/n1648363/c5462628/content.html