可再生能源消费侧大规模替代:电动汽车
从2005到2014年的十年间,中国汽车消量年均增长16.9%。国际上一般的经验是:从汽车开始进入家庭到普及大致需要20年的时间。从人均GDP进入1000美元开始;当人均GDP达到3000美元的时候,汽车消费开始成为一种时尚;当人均GDP达到4000和5000美元之间,每千户居民汽车拥有量可以超过200辆,进入汽车大众消费时代。中国2014年人均GDP接近7600美元,但是每千人拥有汽车约为113辆,汽车增长的依然潜力巨大。从存量和增量角度说,在消费侧,可再生能源替代潜力最大的是电动汽车。
为什么需要替代?中国石油对外存已经超过60%,由于国内石油产量已基本达峰值,石油需求增量主要依赖进口,需要通过石油替代保障能源安全。另一方面,中国的城市汽车尾气排放正成为城市最重要的污染源之一,电动车的发展对改善城市环境有重要作用,有益于雾霾治理;电动汽车还是低碳转型的重要一环,与传统燃料汽车相比,电动汽车提供了通过能源结构改变(减少煤炭,增加清洁能源)减少碳排放的可能性。
粗略计算,按电动汽车综合效率85%,2014年汽油柴油消耗换算起来需要电力1.35万亿千瓦时。如果由光伏供电,根据国土部2008年的数据,全国土地中居民点及独立工矿用地面积为26.9万平方公里,其中只需要利用2.6%就可以满足电动汽车的电力需求。
电动汽车发展的问题很多,发展相对缓慢。除了充电设施和其他支持政策问题,储能技术(电池)是主要发展障碍。电动汽车和储能技术将是石油强有力的替代品,长期而言,油价的最大威胁可能来自于电动汽车和储能技术。储能技术将使风电太阳能对传统化石燃料的大规模替代成为可能,因此,电动汽车、储能技术和风电太阳能的结合,可以形成对石油的清洁有效替代,而且同时满足保障能源安全、雾霾治理和低碳发展等多重目标。虽然电动汽车和储能技术的发展目前还没有对石油替代产生实质性影响,但近年来电动汽车和储能技术进步迅速,作为石油替代的威胁越来越明显,长期而言电动汽车发展的石油替代是中国减少石油对外依存的最重要方面。
国际储能技术发展现状和国内政策支持
“可再生能源+储能+微电网“离实现大规模应用,可能还有一定的距离,但并非遥不可及。目前中国已投入运行的储能装机容量大约为23.6GW,排在世界的第二位,当中绝大部分都是抽水储能,但是电池储能的装机容量仅相当于美国的1/6。中国也是一个电池生产大国,锂电池产能占全球的27%。但是,与国外的先进水平还存在差距,就是通常说的整体”大而不强”。电池的上游原材料及下游的系统集成和应用方面,处于相对较低的水平;高附加值的隔膜主要从美国和日本进口;由于电池性能与日本和韩国仍有差距,导致了高端市场的占有率持续萎缩。国内储能发展的技术路径似乎不清晰和缺乏整体规划,今年1-7月仅动力锂电池项目就吸引了超过400亿元的投资,而另一方面,电池行业的亏损面在扩大。
对储能的发展需要有清晰的战略规划和政策措施。政府多个部门已经启动了储能“十三五”规划课题研究,也出台了相关的支持政策。但是,基于目前储能技术发展现状,政府可能需要加大力度,包括考虑对储能投资(包括储能研究)给予直接补贴或税收抵免,以及由政策性银行提供优惠利率的贷款。
政府还需要营造一个支持储能发展的市场环境。目前市场机制存在不足,比如储能的价值没有得到合理的补偿,虽然一些地区实行峰谷电价,但峰谷时间段的划分及相应电价的制定还缺乏经济合理性。因此,政府可以结合目前的电力市场化改革,采用更加灵活的电价机制,用市场化的手段促进储能发展,如扩大峰谷电价实施的范围和优化电价,设定储能电价,允许储能作为电源接入电网等,以及对储能的电网调频给予合适补偿,等等。
在微观层面政府也可以大有作为。对于储能产业链中具有规模经济效应的链条,集中资源做大做强几家优势国有公司。逐步提高可再生能源的接入标准,要求企业必需配置一定的储能容量等方式,来满足供应的稳定性;还可以通过促进微电网的发展来间接促进储能技术发展。此外,在储能技术的研发与应用上,支持企业和高校联手,重视系统集成等薄弱环节的支持力度。鼓励更多的储能投资将有益于推动储能技术突破,降低储能成本。