江亿院士：发挥电动车“充电宝”功能，助力城市更新

“电动车快充电桩是对电网的极大冲击。”中国工程院院士、清华大学教授江亿表示。

在上海市科学技术协会2024学术年会的开幕式上，江亿以“新能源系统的基础设施建设——城市更新的重要任务”为主题进行了报告分享，指出能源系统的全面低碳转型需要电力系统和用能终端的低碳变革。

江亿。图片由主办方提供

在全球能源革命背景下，城市更新已成为推动能源基础设施转型的关键任务。“零碳排放的长期目标，要求能源系统转向以非化石能源、清洁能源为主导的能源结构，逐渐实现风、光、水、核等非化石能源对煤、油、气等化石能源的替代。”江亿表示。

零碳能源具有3个特点：能源密度低，即单位面积的发电量较小，需要更多的空间资源进行支撑；供需不匹配，如风电和光电都依赖于自然条件，属于波动性能源，无法与用电负荷完全匹配，储能和用电调节问题仍待解决；能源呈现分散分布的特点，而非传统的大锅炉、大电厂，因此基础设施也需要同步改造。

结合以上特点，首先需要充分利用空间资源。以光能为例，即便是在寸土寸金的上海，也有至少800万千瓦光伏的安装空间，一年能发100亿度电。江亿说道：“比如屋顶、零星的空地和堤岸等空间都待开发利用，在未来城市更新的过程中，应考虑如何利用好每一寸空间。”

另一个问题是，如何把夏天多余的太阳能和热能等采集存储起来，等到冬天再用。其中储能是关键的环节。

“通过利用空调制冷、制热和电力之间的协同，建筑可以在其中发挥重要的作用。”江亿表示。

冰浆储能技术是一种用冰浆作为热储存介质的储能技术。冰浆在凝固时可释放大量热量，融化时则能吸收的大量潜热，从而实现能量在物理和化学两个方面的转化，达到储能的目的。由此，夏天就可以将储存的冰浆置换成热水，空调的冷源问题就被解决了。等到秋冬季节，水电开始变多，则再将冰浆凝固，释放的热量用于制备90℃的高温水，解决冬天的供热问题。

“结果就是利用秋天、春天富余的电力，解决了夏天的冷源和冬天的热源制备，用储热替代储电。”

江亿在报告中特别指出，充电桩系统+电动车是城市的巨大储能资源。上海未来预计将有500万辆私家电动车，平均储电容量为每辆车70千瓦时，意味着有35000万千瓦时的储电能力。如果有70%电动车与充电桩连接，每个桩充电功率为10千瓦，放电功率为7千瓦，则充电3500万千瓦、放电2450万千瓦，几乎可以满足上海地区风电和光电消纳的需求。

“用电负荷是有好坏之分的，比如工厂里的电锤，需要在瞬间提供大量电力，就是非常差的负荷。而电动汽车则是一类很好的负荷，在任何时候都可以充电，电流十分稳定，因此可以通过慢充电桩系统帮助平衡电网负荷，起到对电网的‘削峰填谷’作用，而快充电桩则会破坏这个平衡作用，更适合在高速公路服务区场景中使用。”江亿表示，这不仅需要基础设施的完善，也需要改变充电文化，鼓励电动汽车的使用者养成使用慢充电桩充电的习惯。

江亿呼吁，将慢充电桩作为新的基础设施建设，让用户养成即停即接的习惯，实行双向充电的模式。此时，电动车起到了城市电网“充电宝”的作用，在电动车需要电的时候，从充电桩中取电，消纳建筑光伏转换的富裕电力；在用电高峰期，则可以反向为建筑供电，降低电网的压力。

“如果每年的连接时间超过了6000小时，可以实行免费充放电，因为这是在为电网做贡献。”江亿补充。