DQZHAN技術(shù)訊：基于三種儲能應(yīng)用形式的“新能源應(yīng)用小區(qū)”的新模式
【作者按語：“新能源應(yīng)用小區(qū)”，區(qū)域面積16平方公里，包含“壓縮空氣罐充氣站、基于壓縮空氣罐發(fā)電的增程式電動汽車、退役鋰電池儲能電站、液氮液氧制備廠、基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站、微電網(wǎng)控制中心、社區(qū)的電動微公交、充電塔、光伏電站、大電網(wǎng)谷電的儲能”等建設(shè)內(nèi)容。】
一、引言
當(dāng)前充電設(shè)施的建設(shè)陷入了困境。一方面，充電設(shè)施盈利模式不佳，電網(wǎng)公司和民間資本的積極性都不高;另一方面，充電設(shè)施使用不方便，電動汽車的用戶多有抱怨。所以，急需構(gòu)建“能夠盈利的、集成了多種應(yīng)用內(nèi)容的、新能源應(yīng)用小區(qū)”的新模式。
二、新能源應(yīng)用小區(qū)(16平方公里)的建設(shè)目標(biāo)
1、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，利用光伏發(fā)電的電力，建設(shè)(電動汽車的)小型壓縮空氣罐的充氣站，為新能源應(yīng)用小區(qū)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益;
2、基于壓縮空氣罐，積極發(fā)展“基于壓縮空氣罐發(fā)電的增程式電動汽車”的應(yīng)用;
3、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)“集中充電塔”，大力推動電動汽車的集中輪流充電;
4、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)與普及“社區(qū)電動微公交”，充分提高電動汽車的用戶使用社區(qū)內(nèi)的充電設(shè)施(主要是：充電塔)的便利性;
5、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，與電網(wǎng)公司合作，成立“充電設(shè)施(充電塔、充電樁)的統(tǒng)一運(yùn)營公司”，推動電動汽車的規(guī)模應(yīng)用;
6、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)分布式的光伏電站;
7、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)大電網(wǎng)谷電的儲能;
8、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)退役鋰電池的儲能電站;
9、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，利用光伏發(fā)電，建設(shè)“液氮液氧制備廠”。
【備注：在新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)環(huán)保的“液氮液氧制備廠”。一方面，為基于液氮的高溫超導(dǎo)儲能電站提供液氮，另一方面通過出售部分液氮，來提高小區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。】
10、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)“基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站”;
11、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)三種模式的組合儲能應(yīng)用，即：小型壓縮空氣罐充氣站的輔助儲能、退役鋰電池的儲能電站、基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站;
12、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)“微電網(wǎng)控制中心”，管理新能源應(yīng)用小區(qū)內(nèi)的各部分的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
三、項(xiàng)目的具體實(shí)施內(nèi)容(簡介)
1、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)“充電塔”。內(nèi)容如下：
①充電設(shè)施的統(tǒng)一運(yùn)營公司，是“充電塔”的運(yùn)營主體，充電塔，為電動汽車的“簽約用戶”提供充電服務(wù);
②充電塔，都帶有駛?cè)腴T禁，簽約用戶IC卡準(zhǔn)入，充電塔只供簽約用戶使用。
③簽約用戶使用充電塔，每年需要另行支付2000元的充電設(shè)施使用年費(fèi)。
④充電塔，都帶有24小時值班的充電服務(wù)與設(shè)施維護(hù)的工作人員;
⑤充電車輛，如果不在“充電塔”過夜(車主在夜間12點(diǎn)前取車)，則不收停車費(fèi);
充電車輛，如果需要在“充電塔”過夜，則要收停車費(fèi)。
⑥當(dāng)充電塔沒有空閑的充電車位時，車主也可以辦理“委托充電”，委托值班員代為充電，并向值班員繳納“代客充電服務(wù)費(fèi)”;
⑦充電設(shè)施統(tǒng)一運(yùn)營公司，為簽約用戶的車輛提供“統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)充電接口”;
⑧社區(qū)的充電設(shè)施的建設(shè)思路，應(yīng)堅(jiān)持“以充電塔為主、分散的充電樁為輔”;
【備注：私人固定停車位的“分散式的充電樁”，容易產(chǎn)生物業(yè)糾紛，建設(shè)效率低下;而且不利于充電設(shè)施的集中統(tǒng)一的管理和維護(hù)，也不利于推動充電設(shè)施的共用。 】
⑨簽約用戶的車輛，不用天天充電，用戶每周只需到充電塔充電一次至兩次即可。
⑩充電塔，可以設(shè)計(jì)成“可加層擴(kuò)容的層級結(jié)構(gòu)”的比亞迪公司圓形充電塔形式，根據(jù)實(shí)際用戶數(shù)量靈活擴(kuò)容，減少充電設(shè)施建設(shè)的盲目性。
2、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，優(yōu)先普及“社區(qū)電動微公交”;
即：
①“充電設(shè)施的統(tǒng)一運(yùn)營公司”，聯(lián)合公交公司，共同建設(shè)與普及“16平方公里社區(qū)范圍內(nèi)的電動微公交”(參見附圖2)。社區(qū)的電動微公交的線路長度為8公里，經(jīng)過居民區(qū)內(nèi)的各充電塔、公交站點(diǎn)、地鐵站點(diǎn)、菜市場等處;
②社區(qū)的“電動小巴的微公交”(分為三個時段運(yùn)營，即：每天早晨5點(diǎn)至上午8點(diǎn)、下午5點(diǎn)至晚上8點(diǎn)、夜間11點(diǎn)至凌晨1點(diǎn))班次密集，票價低廉。
③“電動小巴的微公交”，一方面，快速地接送居民區(qū)內(nèi)的充電用戶抵達(dá)各充電塔;另一方面，也為普通市民的日常出行提供了方便。
④社區(qū)的“電動小巴的微公交”(經(jīng)過各個充電塔)，是社區(qū)的重要配套設(shè)施，也是支持電動汽車充電應(yīng)用的二元充電設(shè)施體系的重要一環(huán)。
3、基于壓縮空氣罐，積極發(fā)展“基于壓縮空氣罐發(fā)電的增程式電動汽車”的應(yīng)用;
要點(diǎn)如下：
①增程式電動汽車，普遍地采用“鋰電池+壓縮空氣罐”的組合應(yīng)用模式。借助壓縮空氣罐，可以輔助發(fā)電實(shí)現(xiàn)電動汽車的增程。
②電動汽車采用“鋰電池+壓縮空氣罐”的組合應(yīng)用模式，可以減少電動汽車的鋰電池?cái)?shù)目，降低電動汽車的造價，有助于推動電動汽車的快速普及;
③電動汽車普遍地采用“鋰電池+壓縮空氣罐”的組合應(yīng)用模式，用“壓縮空氣罐的快速更換”來代替“快速充電模式”，可以減少快速充電站的建設(shè)數(shù)目，大大減少充電設(shè)施的投資;
④壓縮空氣罐的充氣，可以采用傳統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)的方案，也可以考慮采用“液氮注入”的方式來實(shí)現(xiàn)快速充氣;
⑤借助電動汽車的壓縮空氣罐的充氣，可以幫助新能源應(yīng)用小區(qū)實(shí)現(xiàn)一部分的儲能，產(chǎn)生一些經(jīng)濟(jì)效益;
4、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)光伏電站;
5、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)大電網(wǎng)谷電的儲能;
6、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)“環(huán)保的、高耗能的、液氮液氧制備廠”;
基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)“液氮液氧制備廠”。一方面，為基于液氮的高溫超導(dǎo)儲能電站提供液氮;另一方面，通過出售部分液氮液氧產(chǎn)品，來提高小區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。
7、基于新能源應(yīng)用小區(qū)，建設(shè)三種模式的組合儲能應(yīng)用，即：小型壓縮空氣罐充氣站的輔助儲能、退役鋰電池的儲能電站、基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站;
三種儲能方式中，退役鋰電池的儲能電站、基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站，是儲能的主力。
四、項(xiàng)目的收益估算
1、項(xiàng)目的收益來源：
①(增程式電動汽車的)壓縮空氣罐的壓縮空氣的充氣收益;
②液氮液氧制備廠的出售液氮液氧產(chǎn)品的收益;
③電動汽車的簽約用戶使用充電塔的充電設(shè)施的年費(fèi)收益;
④電動汽車的簽約用戶在充電塔充電的電費(fèi)收益;
⑤社區(qū)的儲能電站，在峰電階段向大電網(wǎng)售電的收益;
2、項(xiàng)目的投資與折舊：
①社區(qū)的光伏電站的投資與折舊;
②社區(qū)的退役鋰電池儲能電站的投資與折舊;
③社區(qū)的壓縮空氣充氣站、空氣壓縮罐的投資與折舊;
【備注：空氣壓縮罐，可以采取“集中充氣、拖車配送”的應(yīng)用模式，減少投資。】
④社區(qū)的“液氮液氧制備廠” 的投資與折舊;
⑤社區(qū)的“基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站”的投資與折舊;
⑥“微電網(wǎng)控制中心”的投資與折舊;
⑦“社區(qū)電動微公交” 的投資與折舊;
⑧社區(qū)的“集中充電塔” 的投資與折舊;
⑨社區(qū)的儲能電站，在谷電階段向大電網(wǎng)購電的花費(fèi);
五、項(xiàng)目的實(shí)施意義
1、積極發(fā)展(壓縮空氣儲能、退役鋰電池儲能、高溫超導(dǎo)磁場儲能等)三種模式的組合儲能應(yīng)用，為微電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展提供了多元化的儲能形式;
2、電動汽車采用“鋰電池 + 壓縮空氣罐”的組合應(yīng)用模式，可以減少電動汽車的鋰電池?cái)?shù)目，降低電動汽車的造價，有助于推動電動汽車的快速普及;
3、電動汽車普遍地采用“鋰電池 + 壓縮空氣罐”的組合應(yīng)用模式，用“壓縮空氣罐的快速更換”來代替“快速充電模式”，可以減少快速充電站的建設(shè)數(shù)目，大大減少充電設(shè)施的投資;
4、“社區(qū)的電動微公交”，是社區(qū)的重要配套設(shè)施，為廣大市民的日常出行提供了方便;
5、普及“社區(qū)的電動微公交”，也為車企的電動汽車應(yīng)用提供了一個廣闊的新天地;
6、成立“充電設(shè)施統(tǒng)一運(yùn)營公司”，使得充電設(shè)施有了統(tǒng)一的運(yùn)營主體;
7、充電塔，設(shè)計(jì)成“可加層擴(kuò)容的層級結(jié)構(gòu)”的圓形充電塔，堅(jiān)持根據(jù)實(shí)際用戶數(shù)量靈活擴(kuò)容，可以減少充電設(shè)施建設(shè)的盲目性;
8、隨著“新能源應(yīng)用小區(qū)”的快速普及，新能源應(yīng)用小區(qū)有望實(shí)現(xiàn)盈利，電動汽車充電難題有望得解。
六、建設(shè)“新能源應(yīng)用小區(qū)”所需的技術(shù)儲備情況
1、基于壓縮空氣驅(qū)動的小功率發(fā)電機(jī)，已有成熟可用的技術(shù);
2、空氣壓縮技術(shù)、壓縮空氣罐技術(shù)，已經(jīng)成熟;
3、基于壓縮空氣動力的非燃油汽車，法國標(biāo)致汽車公司、印度塔塔汽車公司，有成型的車輛產(chǎn)品，這提供了利用壓縮空氣動力的借鑒思路;
4、“基于液氮的中小容量的高溫超導(dǎo)儲能電站”，中科院電工所，有成熟可用的技術(shù);
5、液氮液氧的制備，已有成熟可用的制冷工程技術(shù);
6、集中充電塔，比亞迪公司有成熟可用的技術(shù)
