换电+绿电=？看国家电投的解题思路

4月15日，国家电投启源芯动力与国家电投重庆公司、重庆东穗新能源公司签订‘万达开’川渝统筹发展示范区绿电交通项目，三方将围绕重庆市沙石、煤炭产业，在重庆长江沿线进行换电站整体布局，建设国内首组省际换电重卡干线网络。作为五大发电集团之一的国家电力投资集团，缘何跨界交通？又为何选择换电模式？

“电代油+氢代油”战略

自国家碳达峰、碳中和的目标提出之后，国家电投在央企中第一个提出在2023年实现碳达峰。如何实现雄伟目标？作为一家以发展新能源为特色的主要央企，国家电投很早就进行了电力能源结构转型和用电侧的“电能替代”布局。

在发电端，截至2021年底，国家电投的清洁能源装机占比61.5%，光伏、新能源、可再生能源装机规模均位列全球第一。

而在用电侧，国家电投也积极探索综合智慧能源领域推进减碳工作，尤其在2021年正式宣布踏足交通领域，如今也已经取得了显著。国家电投绿电交通产业创新中心主任、启源芯动力副总经理郭鹏介绍，国家电投的“绿电交通”布局主要分两个主战略：一个是“电代油”，另一个是“氢代油”。

2021年以来，国务院多次会议和国家层面的多个政策文件都曾提出要保障“能源安全”，由于中国石油进口率占比较高、达到70%以上，近期受国际影响、国内石油天然气等能源价格显著上涨，直接影响用户出行，更令我们感受到能源安全问题不容忽视。国家电投在“绿电交通”层面的布局在此关键时期显得尤为重要。

从全球碳排放量来看，交通行业占14%左右、是碳排放重要来源，推动交通领域清洁化转型，发展电动化是实现双碳非常重要的路径。作为一家电力央企，国家电投发展“绿电交通”也主要基于其强大的绿色电力发电站资产，希望为用电侧“绿电交通”持续不断地供应绿色电力。

换电模式+绿电交易

打通能源消纳

2021年我国新能源汽车实现较大突破，直到2022年2月每个月的产销量都在逐级攀升，交通的新能源化已经是大势所趋。数据显示，去年新能源汽车渗透率已经达到了20%，但在整个交通行业碳排放占比非常高的重型商用车环节，其电动化渗透率只有大概1%。郭鹏表示，据预测重型商用车到2030年的新能源渗透率能够达到20%、甚至到30%，但仍需要大量的基础设施的完善和布局。

因光照和风电资源丰富，目前光伏风电项目大部分都聚集在“三北地区”，而“三北地区”又是国家重型商用车使用场景最为密集的地区，特别是煤矿和钢铁、铝业、有色金属等大型的大宗商品的生产基地恰好都集中在这类区域，这些场景运输需求高、因而重型车辆本身的应用场景非常丰富，矿区就近大部分都有新能源电厂，这样电动车型可以跟电力源头的场景紧密结合，促进新能源的消纳、实现自发自用。此外港口周边也基本上都有电厂。

尤其是目前隔墙售电、绿电交易市场政策逐步放开，郭鹏认为，国家电投的大量绿电资产，包括分布式光伏发电、分散式风电等将可以为交通用电端直接提供绿色电能供应，在市场端实现直接绿电交易，同时也促进了自身绿电消纳。

其次，伴随新能源发电的持续大规模开发，电力系统对储能产生了非常强的技术和产品需求。而换电模式下的电池通过很好的周期管理，在动力侧使用之后、还有进一步在储能侧应用的空间。

相对充电来讲，郭鹏认为换电模式下电池资产是采用集中式充电管理，其安全有效性更有保障。而且这种集中式的充放管理，也可以有效提升电池的使用寿命，可以推进梯次储能应用，还可以V2G的方式、平抑电网的电力输入输出的需求。

早在2018年之前国家电投就跟多家主机厂联合牵头开展重卡电动化相关的研发工作，并推出了换电模式的解决方案。到目前为止，国家电投在国内已经铺设了超过100座电动重卡换电站，联合主机厂推广了超过1万台的换电重卡，使得重型卡车得以实现规模化推广，实现“电代油”的目的。

其次在氢能领域，国家电投氢燃料电池方面取得了很多突破性的进展，今年也在冬奥会氢能汽车实现了规模化的应用。郭鹏认为，在未来远期，电和氢是相对在不同的应用场景、不同的工况下可以综合起来解决燃油替代的技术手段。

未来发展建议

不过，即使在使用侧实现了“用电替换油”，确实做到了碳减排的目标，但目前用电端还是火电为主，降低源头碳排放是我们的终极目标。郭鹏认为：2030年的交通领域碳中和应该是双向发力：在发电侧结构性调整要加快新能源发电的资产投入，逐渐地降低火电和传统能源的占比，另外新能源电动车或氢燃料汽车也要迅速发展，促进新能源车使用新能源电力。为促进换电行业发展，郭鹏提出了几点建议。

第一，加快清洁能源产业和交通产业深度融合，在我国正在推动建立清洁能源为主的新型电力系统，而通过“绿电交通”基础设施能够有效连接能源端到网端、到用户端，能够促进分布式清洁能源就地消纳。以唐山地区为例，目前一个重卡换电站每年能够消纳600-800万度电力，相当于完全消纳一个4.5-6MW分布式光伏发电站的发电量。做好新能源项目和“绿电交通”基础设施建设的协同和互动是未来整体推进的新的方向。

第二，建议做好新能源基础设施和“绿电交通”产业推广的协同，两者是相互依存、相互制约的。目前来看，电动汽车已经越来越受到用户的青睐，但由于用地、扩容的限制等，充电桩却没有办法得到充分的匹配和建设，这在一定程度上已经影响了交通电能替代的进展。因而，郭鹏表示希望各级政府能够加强交通能源基础设施的统筹规划，在用地、电力扩容方面能够给予保障。

第三，建议尽快统一的商用车共享换电技术标准，为产业发展打造良好的生态。换电站和电池银行作为基础设施的共享和流通是需要标准化来保证统一的，但不同换电技术路径之间的电箱、连接器、通讯方式互不兼容，会影响电箱的互换共享。就目前来看，相关的主管单位和牵头企业正在推动行业在标准上形成共识，但郭鹏表示，还是希望能够加快推行换电标准的立项、制定以及审批流程，以引导行业相对有序和健康的发展。

此外，受行业需求波动的影响，目前电动汽车行业主要动力源锂电池及原材料价格有非常大的波动。因而，郭鹏提出，为了促进整个行业的健康发展，建议从政策层面能够实行一些保障措施，以避免原材料有太大的波动、对行业发展造成不利的影响。

畅想未来，我国西部锂资源得到有效开发，锂原材料供应给向外运输的换电重卡动力电池，而电池银行中的电池又可作为储能设备，消纳当地绿色电力、平抑电网波动，锂电池产业链可以实现循环利用，新能源车辆也可以真正用上新能源电力。