電動(dòng)汽車助力我國(guó)能源安全與“碳達(dá)峰、碳中和”協(xié)同推進(jìn)
中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 在全球資源與環(huán)境的制約下,能源形勢(shì)逐漸嚴(yán)峻,能源格局亟須變革,能源安全也深受波及。為了解決經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來(lái)的能源與環(huán)境問(wèn)題,近年來(lái),我國(guó)多次制定國(guó)家性、區(qū)域性和部門性的能源戰(zhàn)略與環(huán)保戰(zhàn)略,如“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略與“碳達(dá)峰、碳中和”(以下簡(jiǎn)稱“雙碳”)目標(biāo)。然而,在能源安全與“雙碳”目標(biāo)共同推進(jìn)的過(guò)程中,快速減排策略也帶來(lái)了一定能源安全風(fēng)險(xiǎn)。黨的二十大報(bào)告進(jìn)一步指出,立足我國(guó)能源資源稟賦,堅(jiān)持先立后破,有計(jì)劃分步驟實(shí)施碳達(dá)峰行動(dòng)。這些重大戰(zhàn)略決策與部署都體現(xiàn)出我國(guó)在積極尋找于不同步調(diào)中保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的最大同步。
汽車行業(yè)作為高污染、高耗能產(chǎn)業(yè),不斷壯大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模導(dǎo)致石油需求量與尾氣排放量迅速增加,成為限制能源安全和增大碳排放的主要因素之一。隨著電動(dòng)汽車取代燃油汽車的變革大規(guī)模開展,在未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),汽車行業(yè)必將經(jīng)歷巨大轉(zhuǎn)變,這對(duì)保障我國(guó)能源安全、降低碳排放量具有積極作用。電動(dòng)汽車能夠推動(dòng)能源多樣化發(fā)展,減少交通行業(yè)對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴,降低國(guó)家能源風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),電動(dòng)汽車零排放特性有助于減少溫室氣體排放,助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。各國(guó)政府出臺(tái)的支持政策為電動(dòng)汽車市場(chǎng)注入活力,全球范圍內(nèi)電動(dòng)汽車銷售量呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。2022年,全球純電動(dòng)汽車銷量達(dá)到780萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)68%;中國(guó)純電動(dòng)汽車銷量536.5萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)81.6%,電動(dòng)汽車的市場(chǎng)占有率持續(xù)增長(zhǎng)。因此,關(guān)注電動(dòng)汽車的發(fā)展歷程對(duì)保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展具有重要意義。
當(dāng)前研究側(cè)重于描述能源安全保障工作與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作的現(xiàn)狀、發(fā)展方向和兩者之間的矛盾,缺少電動(dòng)汽車等產(chǎn)品對(duì)兩者協(xié)同發(fā)展的影響機(jī)制與實(shí)證分析研究。本文在厘清我國(guó)能源安全與“雙碳”目標(biāo)關(guān)系的基礎(chǔ)上,以電動(dòng)汽車的高效能、零排放特征為核心,構(gòu)建雙三角理論,解析其對(duì)保障能源安全和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展的影響機(jī)制。從穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性角度,分析電動(dòng)汽車對(duì)能源安全與“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)作用,該推動(dòng)作用涵蓋政策協(xié)同、技術(shù)協(xié)同和整合協(xié)同3方面。為持續(xù)放大這些推動(dòng)作用,未來(lái)需構(gòu)建以政策網(wǎng)絡(luò)為保障、儲(chǔ)能技術(shù)為立足點(diǎn)的雙邊整合協(xié)調(diào)系統(tǒng),以提升電動(dòng)汽車在助力保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過(guò)程中的同步性、協(xié)調(diào)性,指引電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的重心與方向。
能源安全與“雙碳”目標(biāo)的關(guān)系
現(xiàn)階段我國(guó)能源安全保障工作已不再是簡(jiǎn)單地保障能源供應(yīng)安全,同時(shí)還關(guān)注生態(tài)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題。隨著新型能源安全觀深入人心,節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)、“雙碳”目標(biāo)等可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略也逐漸被納入能源安全保障工作中。在保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同推進(jìn)過(guò)程中,由于兩者的目標(biāo)、定位等方面不盡相同,無(wú)法做到完全協(xié)同并進(jìn),因此,理順兩者之間復(fù)雜的關(guān)系顯得尤為重要。
能源安全是“雙碳”目標(biāo)的重要基石
聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)發(fā)布的《全球升溫1.5℃特別報(bào)告》分析指出,全球到2050年左右將實(shí)現(xiàn)碳中和,實(shí)現(xiàn)綠色低碳已經(jīng)成為全球發(fā)展不可阻擋的趨勢(shì)和共識(shí)。碳排放主要來(lái)源于化石能源的燃燒,為達(dá)成“雙碳”目標(biāo),我國(guó)勢(shì)必要走由化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源的能源轉(zhuǎn)型之路。我國(guó)資源稟賦決定了當(dāng)前階段我國(guó)的能源供給與消費(fèi)均以煤炭為主(表1),為了保證社會(huì)穩(wěn)定與國(guó)家長(zhǎng)治久安,以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)暫時(shí)難以改變,“雙碳”目標(biāo)也不是摒棄煤炭,而是不斷開創(chuàng)高效技術(shù),推動(dòng)煤炭的高效、科學(xué)、綠色使用,鞏固煤炭的兜底地位。
為保障煤炭兜底、能源供應(yīng)安全,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)仍需以能源安全為基石,以妥善利用煤炭為主要途徑。煤炭清潔高效利用模式有2種:煤炭清潔化利用。煤炭高效清潔利用貫穿“雙碳”目標(biāo)的整個(gè)實(shí)現(xiàn)途徑——碳替代、碳減排、碳封存、碳循環(huán),涉及煤炭的安全、高效、綠色開采利用。預(yù)計(jì)到2050年,煤炭替代碳減排貢獻(xiàn)率占全球碳中和的47%,碳減排、碳封存和碳循環(huán)貢獻(xiàn)率分別占21%、15%和17%。煤炭替代化應(yīng)用。大力發(fā)展電動(dòng)汽車等使用清潔能源的產(chǎn)品,降低化石能源使用比例,提高清潔能源使用比例。這充分表明綠色低碳與煤炭兜底并不相悖,能源安全保障工作同時(shí)也是推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)穩(wěn)定前行的基石。
“雙碳”目標(biāo)下保障能源安全工作面臨風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)
保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)之間關(guān)系復(fù)雜,我國(guó)在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)道路上面臨起步晚、任務(wù)重、窗口期短等諸多問(wèn)題,進(jìn)一步加大了我國(guó)能源安全保障工作的預(yù)期目標(biāo)與供給穩(wěn)定壓力。預(yù)期目標(biāo)無(wú)法兼顧最優(yōu)。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作側(cè)重環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,而能源安全保障工作側(cè)重為國(guó)家穩(wěn)定提供能源供給支撐。在資源有限性條件的制約下,兩者很難同時(shí)達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)。能源供給的穩(wěn)定性。若要如期完成“雙碳”目標(biāo),需要立即改變以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。然而,對(duì)煤炭的清潔與替代使用也需要大量資金、技術(shù)與時(shí)間才能完成,這些都會(huì)給能源供給穩(wěn)定性帶來(lái)威脅。
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有資料的梳理歸納,本研究發(fā)現(xiàn)不同階段我國(guó)能源安全保障工作與“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑的側(cè)重點(diǎn)并不相同(表2),快速推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)加劇了能源安全保障的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能源安全風(fēng)險(xiǎn)。政府強(qiáng)調(diào)減排政策,化石能源生產(chǎn)和投資需求受影響、被抑制,化石能源產(chǎn)品產(chǎn)能下降、價(jià)格激增,導(dǎo)致我國(guó)傳統(tǒng)能源供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)。電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。能源低碳轉(zhuǎn)型使能源安全保障工作的重心轉(zhuǎn)向電力系統(tǒng),以化石能源為底色的能源安全問(wèn)題將演化為電力系統(tǒng)的安全保障問(wèn)題。我國(guó)擁有全球60%—70%的光伏產(chǎn)業(yè)鏈資源發(fā)電系統(tǒng)和40%的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈資源,但當(dāng)前可再生能源在發(fā)電過(guò)程中自身的波動(dòng)性與不可調(diào)度性等缺點(diǎn)未能合理解決,大規(guī)模應(yīng)用與并網(wǎng)增加了當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)不穩(wěn)定性情況的幾率,提高了能源供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)。
傳統(tǒng)的燃油汽車依賴于石油資源,而石油資源的采集、運(yùn)輸和使用會(huì)產(chǎn)生大量的碳排放和環(huán)境污染,因此燃油汽車難以同時(shí)兼顧保障能源安全和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。為了解決這道難題,我國(guó)政府推動(dòng)電動(dòng)汽車代替燃油汽車的變革。一方面,電動(dòng)汽車作為清潔產(chǎn)品,使用電能代替化石能源燃燒,因此具有較低的碳排放量。另一方面,電動(dòng)汽車使用電池儲(chǔ)存能量,不需要燃料,減少對(duì)石油的依賴,從而提高能源供給的安全性。因此,電動(dòng)汽車有望成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和保障能源安全的重要手段之一。
電動(dòng)汽車助力保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展的理論機(jī)制
電動(dòng)汽車的未來(lái)市場(chǎng)空間巨大,深入分析其對(duì)保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展的理論機(jī)制,對(duì)規(guī)劃電動(dòng)汽車市場(chǎng)擴(kuò)散重心、技術(shù)提升、降低風(fēng)險(xiǎn)具有重大意義。雙三角理論由“可持續(xù)發(fā)展三角”和“能源不可能三角”共同組成,分別從“能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境”3個(gè)維度(以下簡(jiǎn)稱“‘3E’系統(tǒng)”)和“能源價(jià)格—能源供應(yīng)—能源生態(tài)”3個(gè)維度(以下簡(jiǎn)稱“能源子系統(tǒng)”)描述可持續(xù)發(fā)展。電動(dòng)汽車對(duì)能源安全和“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展的影響貫穿“3E”系統(tǒng)與能源子系統(tǒng),涉及實(shí)現(xiàn)路徑、短期現(xiàn)狀與長(zhǎng)期目標(biāo)3個(gè)層次。基于此,本文構(gòu)建了“兩系統(tǒng)三層次”的理論機(jī)制分析框架(圖1)。
“3E”系統(tǒng)下:電動(dòng)汽車的穩(wěn)定性推力
在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率調(diào)整的過(guò)程中,能源系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)變化被稱為“3E”系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。“可持續(xù)發(fā)展三角”理論認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的當(dāng)下,能源消耗與環(huán)境污染等問(wèn)題的出現(xiàn)是不可避免的。為了緩解環(huán)境問(wèn)題,政府應(yīng)推行“雙碳”政策,這類減排策略主要從能源領(lǐng)域切入,把握機(jī)遇轉(zhuǎn)型,也就是說(shuō),環(huán)境問(wèn)題與能源問(wèn)題往往息息相關(guān)。盡管如此,能源轉(zhuǎn)型也理應(yīng)以維護(hù)能源安全為主要前提。然而,“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要技術(shù)、資金與時(shí)間成本來(lái)高效清潔化利用煤炭,且基于能源安全保障考慮,短期內(nèi)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整難以完成,這些都使得能源供給與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到威脅。
“3E”系統(tǒng)下的電動(dòng)汽車對(duì)保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展具有推力作用,其主要表現(xiàn)為電動(dòng)汽車行業(yè)能跨越短期現(xiàn)狀和路徑層次的缺陷,維持能源供給與電力系統(tǒng)穩(wěn)定。就能源供給穩(wěn)定性而言,電動(dòng)汽車使用電能替代燃料作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng),而電能由化石燃料、水電、風(fēng)電、核電和太陽(yáng)能發(fā)電等多種不同動(dòng)力來(lái)源供應(yīng),保障了能源供應(yīng)的多元化,減少對(duì)單一能源的依賴,降低了能源系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn),提高了能源系統(tǒng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。就電力系統(tǒng)穩(wěn)定性而言,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)要求社會(huì)整體廣泛使用清潔產(chǎn)品與清潔能源,進(jìn)一步將能源消耗壓力聚焦到電力系統(tǒng)上。而電動(dòng)汽車由于自身具備儲(chǔ)能裝置,因此其充電時(shí)間和充電方式也較為多樣化,充電樁等配套基礎(chǔ)設(shè)施可以在電網(wǎng)壓力大時(shí)提供儲(chǔ)能支持,為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
能源子系統(tǒng)下:電動(dòng)汽車的協(xié)調(diào)性推力
實(shí)現(xiàn)供應(yīng)安全、清潔低碳、價(jià)格可及的能源供應(yīng)是全球能源轉(zhuǎn)型的終極目標(biāo),在現(xiàn)有技術(shù)條件下,三大目標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展被業(yè)界稱為“能源不可能三角”難題,即能源子系統(tǒng)下的不可能三角矛盾。在能源價(jià)格低廉可及的前提下,能源供應(yīng)與能源生態(tài)無(wú)法同時(shí)達(dá)到最優(yōu),國(guó)家或政府必須對(duì)能源系統(tǒng)上述目標(biāo)進(jìn)行綜合平衡和協(xié)調(diào)。保障國(guó)家能源供應(yīng)穩(wěn)定是能源安全的主要目標(biāo),而維持能源生態(tài)穩(wěn)定也勢(shì)必需要推行“雙碳”政策。因此在技術(shù)與資源條件限制下,保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)也面臨同種不可能難題。
能源子系統(tǒng)下的電動(dòng)汽車對(duì)能源安全與“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展的推力主要表現(xiàn)為長(zhǎng)期來(lái)看兩者在預(yù)期目標(biāo)上的同步調(diào)發(fā)展。電動(dòng)汽車作為一種以清潔能源驅(qū)動(dòng)的交通工具,可以減少傳統(tǒng)燃油汽車對(duì)化石燃料的依賴,從而降低我國(guó)能源對(duì)國(guó)際原油市場(chǎng)的依賴,保障能源安全。同時(shí),電動(dòng)汽車的推廣可以促進(jìn)清潔能源的使用,電動(dòng)汽車的電能來(lái)源可以是太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源,進(jìn)一步促進(jìn)了清潔能源的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)創(chuàng)新,減少車輛行駛帶來(lái)的尾氣排放量,為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了巨大潛力。
電動(dòng)汽車是助力保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展的有效路徑
電動(dòng)汽車是保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要推手。基于上述電動(dòng)汽車對(duì)兩者協(xié)同發(fā)展的理論機(jī)制分析可知,要明確電動(dòng)汽車助力兩者協(xié)同發(fā)展的實(shí)現(xiàn)路徑,則需要準(zhǔn)確判別分析電動(dòng)汽車協(xié)同作用的落腳點(diǎn),這些協(xié)同作用可歸結(jié)為政策協(xié)同、技術(shù)協(xié)同和整合協(xié)同3個(gè)方面。
政策協(xié)同
政策協(xié)同指的是電動(dòng)汽車推廣下的政策靈活協(xié)同與政策宏觀調(diào)控協(xié)同。我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)工作會(huì)影響能源供應(yīng)安全的穩(wěn)定性,電動(dòng)汽車的發(fā)展從源頭上為緩和兩者沖突提供了可能(圖2)。政策靈活協(xié)同。電動(dòng)汽車的推廣可以直接減少不可再生能源損耗,為政策制定提供更廣闊的選擇空間。電動(dòng)汽車使交通運(yùn)輸動(dòng)力從高污染的化石能源轉(zhuǎn)向以電能為主的清潔能源,進(jìn)而降低石油等化石能源的消耗,延長(zhǎng)能源儲(chǔ)量的可開采年限。在能源儲(chǔ)備充足、能源供應(yīng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,政府工作重心可以偏移至能源安全保障工作中的氣候變化或環(huán)境安全等其他領(lǐng)域,以此推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)進(jìn)程。政策宏觀調(diào)控協(xié)同。電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用可以間接影響能源價(jià)格,充分發(fā)揮政府宏觀調(diào)控作用。“雙碳”政策下,減排策略提高了化石能源成本,傳統(tǒng)能源生產(chǎn)和投資需求受到抑制,供給彈性降低,能源價(jià)格飆升,加劇了能源供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用降低了對(duì)傳統(tǒng)能源的需求,根據(jù)市場(chǎng)供求定理可知,需求變動(dòng)導(dǎo)致均衡價(jià)格與數(shù)量同方向變化,市場(chǎng)均衡價(jià)格和均衡數(shù)量將下降,弱化了能源安全的風(fēng)險(xiǎn)。
在推廣電動(dòng)汽車過(guò)程中,不同地方政府之間的政策協(xié)同一致性較低。各地政府制定和實(shí)施的電動(dòng)汽車激勵(lì)政策標(biāo)準(zhǔn)不一,不同地區(qū)的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模不同,可能造成市場(chǎng)失衡和資源浪費(fèi),導(dǎo)致協(xié)同發(fā)展的效果不理想。此外,不同政策之間的協(xié)同作用不強(qiáng)。在政策調(diào)整過(guò)程中,政府很難根據(jù)管轄區(qū)域的能源安全保障工作和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作之間的矛盾級(jí)別制定相適宜的政策,這也可能對(duì)電動(dòng)汽車的推廣和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型產(chǎn)生不利影響。
技術(shù)協(xié)同
技術(shù)協(xié)同指的是電動(dòng)汽車與電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行下的儲(chǔ)能技術(shù)升級(jí)、充放電技術(shù)優(yōu)化。電動(dòng)汽車與電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的“車輛到電網(wǎng)”(V2G)模式允許電動(dòng)汽車將其電池存儲(chǔ)的電能釋放到電網(wǎng)中,以便于穩(wěn)定電力系統(tǒng)的供需平衡、響應(yīng)電力市場(chǎng)的需求變化。本文在按照電動(dòng)汽車在V2G模式下參與電網(wǎng)服務(wù)的“成本—收益測(cè)算方法”,根據(jù)峰谷電價(jià)差構(gòu)建了峰谷電價(jià)差(Pgap)為0.3元、0.4元、0.5元、0.6元、0.7元和0.8元共6種情景分析V2G模式下的單車用電調(diào)節(jié)總收益與凈收益情況(表3)。結(jié)果表明,V2G模式下蓄能—儲(chǔ)能總收益與凈收益均隨著峰谷電價(jià)差增大而增大,即在峰谷電價(jià)差距較大的地區(qū)投入電動(dòng)汽車往往能調(diào)節(jié)電網(wǎng)用電波峰波谷,且能帶來(lái)更高的收益。數(shù)據(jù)支撐下的實(shí)證表明引入V2G模式的電動(dòng)汽車對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有正效應(yīng)。
電動(dòng)汽車與電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展主要依賴V2G模式下儲(chǔ)能技術(shù)與充放電技術(shù)的緊密聯(lián)合,已實(shí)現(xiàn)能量高效利用和電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度。實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。在電動(dòng)汽車停車充電時(shí),電池可以作為電網(wǎng)的儲(chǔ)能設(shè)備,將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái);而在電動(dòng)汽車需要行駛時(shí),電池可以作為移動(dòng)式儲(chǔ)能設(shè)備,將儲(chǔ)存的電能釋放出來(lái)供電動(dòng)汽車使用。儲(chǔ)能技術(shù)可以將電動(dòng)汽車的電池作為移動(dòng)式儲(chǔ)能設(shè)備,放置在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè),與電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng),這種基于儲(chǔ)能技術(shù)的雙向能量流動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展。優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)荷管理。通過(guò)充放電技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電智能化控制,避免電動(dòng)汽車集中充電對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊;同時(shí),電網(wǎng)可以通過(guò)充放電技術(shù),對(duì)峰谷電量進(jìn)行平衡,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的優(yōu)化調(diào)度。
整合協(xié)同
整合協(xié)同指的是電動(dòng)汽車對(duì)能源安全與“雙碳”目標(biāo)達(dá)成最優(yōu)的有效推力,具體表現(xiàn)為依托政策與技術(shù)推動(dòng)的電動(dòng)汽車節(jié)能減排雙效用協(xié)同發(fā)展。電動(dòng)汽車兼具良好的節(jié)能和減排效益,有利于保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的同步調(diào)發(fā)展。本文通過(guò)能源消耗與碳減排測(cè)算模型,并按照電動(dòng)汽車(EV)與燃油汽車(FV)市場(chǎng)占有率比例構(gòu)建了道路上行駛的汽車中電動(dòng)汽車與燃油汽車不同占比的情況,即電動(dòng)汽車占比0%、20%、40%、60%、80%和100%對(duì)應(yīng)燃油汽車占比100%、80%、60%、40%、20%和0%共6種情景,分析了2015—2022年,電動(dòng)汽車的能源消耗與碳排放情況(圖3)。結(jié)果表明隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)占有率比例上升,道路汽車能源消耗與碳排放均有所下降,電動(dòng)汽車節(jié)能減排雙效應(yīng)明顯。隨著電動(dòng)汽車的技術(shù)升級(jí),能源消耗在2018年達(dá)到高峰后漸趨下降;隨著時(shí)間推移,提高電動(dòng)汽車市場(chǎng)占有率對(duì)減排的邊際效果逐漸減弱,但汽車碳排放總體上仍然呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)。實(shí)證表明電動(dòng)汽車兼具良好的節(jié)能和減排效益,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的不斷優(yōu)化,電動(dòng)汽車將會(huì)在未來(lái)成為推動(dòng)能源可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要力量。
由于油耗與電耗單位指標(biāo)不一致,故計(jì)算能源總消耗費(fèi)用時(shí),統(tǒng)一折合成費(fèi)用度量;EV指電動(dòng)汽車,當(dāng)EV=0時(shí)表示道路上行駛的汽車中電動(dòng)汽車占比為0%、燃油汽車占比為100%,其他同理
電動(dòng)汽車可以依托政策與技術(shù)推動(dòng)節(jié)能減排雙效用協(xié)同發(fā)展。政策層面。政府可以制定購(gòu)車補(bǔ)貼、減免車輛購(gòu)置稅、制定排放標(biāo)準(zhǔn)等政策,刺激市場(chǎng)需求和企業(yè)技術(shù)升級(jí),擴(kuò)大電動(dòng)汽車市場(chǎng)占有率,提高電動(dòng)汽車的能源利用效率和減排效益。技術(shù)層面。節(jié)能減排技術(shù)具有多階段、多樣性等特點(diǎn),貫穿電動(dòng)汽車的生產(chǎn)至回收階段。節(jié)能減排技術(shù)包括車身輕量化技術(shù)、高效驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)、智能充電和管理技術(shù)、能量回收技術(shù)等。例如,采用輕量化鋁合金車身和碳纖維增強(qiáng)材料可以降低車身自重,提高能源利用效率和行駛里程;采用永磁同步電機(jī)、變速器無(wú)級(jí)變速技術(shù)等可以提高電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。這些技術(shù)手段均可避免能源浪費(fèi)、降低碳排放,為電動(dòng)汽車節(jié)能減排雙效用協(xié)同發(fā)展提供支持。然而,電動(dòng)汽車在推廣過(guò)程中也存在技術(shù)瓶頸難以突破、安全事故頻發(fā)、配套設(shè)施不足等問(wèn)題,這影響了電動(dòng)汽車的發(fā)展,為保障能源安全與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作的協(xié)同發(fā)展帶來(lái)了一定的阻礙,還需要進(jìn)一步研究和解決。
政策建議
當(dāng)前,我國(guó)政府應(yīng)建立以政策網(wǎng)絡(luò)為保障儲(chǔ)能技術(shù)為立足點(diǎn)的雙邊整合協(xié)調(diào)系統(tǒng),以緩和能源安全保障工作與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作之間的潛在矛盾。基于此,提出以下3點(diǎn)建議。
充分發(fā)揮電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)在構(gòu)建兼容性政策網(wǎng)絡(luò)中的保障作用
電動(dòng)汽車規(guī)模化發(fā)展對(duì)能源安全政策和“雙碳”政策間的沖突有緩和作用,但從政策制定源頭解決兩者間的矛盾則更為重要。
預(yù)防政策沖突。應(yīng)有針對(duì)性地制定以電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展為抓手的政策,分時(shí)、分段優(yōu)化政策目標(biāo),融合能源與環(huán)境政策沖突點(diǎn),充實(shí)頂層規(guī)劃的政策儲(chǔ)備工具箱。
構(gòu)建層級(jí)網(wǎng)絡(luò)。以電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)為橋梁,優(yōu)先制定能源安全與“雙碳”目標(biāo)兼容發(fā)展的政策,如加快電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、電氣化、儲(chǔ)能化進(jìn)程等。通過(guò)健全電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)內(nèi)自上而下的政策體系,從供應(yīng)端、技術(shù)段、回收端共同建立政策網(wǎng)絡(luò)機(jī)制,從政府側(cè)、企業(yè)側(cè)等外部協(xié)同發(fā)展構(gòu)建政策網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),擴(kuò)大政策可選擇空間。
地方因地制宜。地方政府應(yīng)當(dāng)針對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境與能源系統(tǒng)的實(shí)際情況,把發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)作為政策工具之一,在目標(biāo)制定、政策執(zhí)行和施行反饋中吸取經(jīng)驗(yàn)、因地制宜、動(dòng)態(tài)調(diào)整政策方向。
通過(guò)技術(shù)手段強(qiáng)化電動(dòng)汽車在當(dāng)前階段的儲(chǔ)能作用
電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高是能源安全保障工作和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作的共同痛點(diǎn),但負(fù)載V2G模式的電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能的重要工具引起了政府的高度重視,因此需從電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)至回收各階段綜合策劃以降低電動(dòng)汽車儲(chǔ)能裝置成本、提高儲(chǔ)能能力與水平,擴(kuò)大電動(dòng)汽車儲(chǔ)能布局面。
電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)階段。通過(guò)完善電池、電機(jī)、控制系統(tǒng)等部件,設(shè)計(jì)不同的高效儲(chǔ)能系統(tǒng),以實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景訴求為參考標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)具體場(chǎng)景、電池充放電能力、儲(chǔ)能機(jī)的最大功率、負(fù)載的用電時(shí)段等因素詳細(xì)分析、設(shè)計(jì)、挑選合適的儲(chǔ)能系統(tǒng),提高電動(dòng)汽車儲(chǔ)能能力。
電動(dòng)汽車生產(chǎn)階段。重點(diǎn)利用輕量化技術(shù)制造電動(dòng)汽車車身部件,選擇不同方式產(chǎn)生的能源裝備電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能系統(tǒng),縮減裝備各環(huán)節(jié)的割裂式管理,通過(guò)協(xié)同優(yōu)化整合降低儲(chǔ)能系統(tǒng)裝備成本,避免能源浪費(fèi)。
電動(dòng)汽車使用階段。采用高效電機(jī)、變速器、電子控制系統(tǒng)等高效驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù),提高能源利用效率,將剩余的能源存儲(chǔ)起來(lái)以保證后續(xù)行駛時(shí)能源自給自足,同時(shí)可以使用先進(jìn)的電池管理系統(tǒng),監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)和性能,減少電池的壽命損失,提高儲(chǔ)能效果。
電動(dòng)汽車回收階段。運(yùn)用環(huán)保的回收技術(shù)系統(tǒng)化、梯次化地利用退役動(dòng)力電池,提高電池全生命周期的利用價(jià)值,降低儲(chǔ)能裝置成本,為下一階段儲(chǔ)能技術(shù)的升級(jí)節(jié)余資本。
聯(lián)合政策—技術(shù)建立雙邊整合協(xié)調(diào)系統(tǒng)
電動(dòng)汽車節(jié)能減排的雙效益效果使其成為能源安全保障工作與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)工作間協(xié)同發(fā)展的重要推力之一,政策與技術(shù)是其最主要的途徑,構(gòu)建政策—技術(shù)雙邊整合協(xié)同體系有利于并行推進(jìn)能源系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的保障工作。
政策聯(lián)合。與各國(guó)政府聯(lián)合制定統(tǒng)一減排目標(biāo)、統(tǒng)一充電標(biāo)準(zhǔn)的車輛等,從而促進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)互通,擴(kuò)大電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模。
技術(shù)聯(lián)合。企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展電動(dòng)汽車技術(shù)研發(fā)工作,共同解決電動(dòng)汽車的技術(shù)難題,尤其是電池技術(shù)、充電技術(shù)、智能交通系統(tǒng)等與節(jié)能減排息息相關(guān)的技術(shù),從而提高電動(dòng)汽車的節(jié)能效用和競(jìng)爭(zhēng)力。
資源共享。建議各級(jí)政府共享電動(dòng)汽車相關(guān)資源和人才交流庫(kù),鼓勵(lì)企業(yè)公開電池材料、電動(dòng)汽車零部件、充電設(shè)施等制造細(xì)節(jié)與方法,降低電動(dòng)汽車的制造成本;互派專家和工程師進(jìn)行技術(shù)交流和培訓(xùn),從而促進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)的共同進(jìn)步,以期在合作中共同解決安全隱患問(wèn)題,共建共用配套設(shè)施。
(作者:郭劍鋒、張雪美,中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)公共政策與管理學(xué)院;曹琪,中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院 南京理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院;顧復(fù),浙江大學(xué);編審:金婷;《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿)