清华大学教授何继江：电动汽车的能源互联网

能见App讯：第八届中国电池技术创新（上海）论坛暨充换电技术高峰论坛于8月23-24在上海举行。本次论坛的主题为“新能源、新技术、新模式”。清华大学教授何继江先生发表讲话。

以下为发言全文：

大家好，我来自清华大学能源互联网创新研究院。我们研究院是去年4月份才正式成立的，当时清华大校长给了很大的支持。后来他去了环保部当部长，现在仍然担任我们研究院的理事长。我在里面从事政策发展方面的研究工作。最近国家能源局，2月份发布了一个能源互联网的文件，最近6月份发了一个能源互联网的示范文件，我们研究院都是这个文件的主要研究单位。我本人也参加了文件的起草工作。

刚才褚院士已经介绍了能源互联网，褚院士介绍得已经非常清楚了，我补充一下。里夫金说未来的能源体系是向可再生能源转型，以风电和光能为主。我带了一个实物，8瓦的充电器，8瓦我们用5个小时可以把一个普通的充电宝充满。它的用处是可以有一个挂钩挂在背包上，出去旅游的时候可以背着它充电。到了下午手机没有电了，就拍不了照片了，发不了朋友圈了，就白旅游了。所以当这样一个发电产品进入了消费端以后，能源的生产和消费就可以融合在一起。这给我们带来了巨大的变化。因为以前电厂都是在遥远的发电厂，通过发电才能到用户端。而现在能源的生产和消费结合在一起了，这样的结合一定要通过互联网的技术，实现我们通讯技术和能源系统的深度融合。

在我们2月份的这个文件当中是这样写的，能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，是推动我国能源革命的重要战略支撑。怎么融合？两个方面，一个要通讯技术，第二是互联网+的思维。

左边的图是特斯拉的大屏幕，特斯拉的这个车是可以通过手机，通过大屏幕对车辆进行遥控的，可以设定车辆是什么时候充电，而不是充电桩接上了就马上开始充电。右边的图是上海的新能源汽车的监控，可以看到领了补贴的新能源汽车的充电量。下面的照片是厦门市的，所有的充电桩可以监控的，充电桩现在的状态，已充的电量，充电的电流，已充的时间，剩下来还要几分钟，都可以显示，非常精确。也就是说所有的充电桩和所有的汽车，以后都要有互联网的芯片，都要接入互联网，这是过去的电网系统不具备的。

下面我们看这个车，电动汽车首先是一个交通工具，比如特斯拉最近推出的新车，续航里程可以达到613公里。其次它是一个用电设施，因为它要充电。慢充，我们的国标是7千瓦，快充，30千瓦、60千瓦为主了。它还是移动式的分布式的储能设施，特斯拉最新的车可以达到100度电。

电动汽车作为移动式能源的特点，我们分析一下北京，2015年用电量不到一千亿，其中居民用电量174亿。如果北京有500万辆电动汽车，每辆车平均存储20度电，总量就是一亿度电。这一亿度电，如果能够从车里面放出来的话，就足以保障北京市的全部用电八个小时。如果不考虑工业，只保障生活用电，可以保障两天。这里面有可能还不只20度电，下面这张图是日产公司的一个，把电动汽车里面的电放出来的技术，6千瓦的放电柜。

这是比亚迪唐的一个简易的放电装置，装一个小的插头进去，就可以把电动汽车里面的电放出来，放3.3千瓦，直接加一个插线板就可以用了。这个出去旅行非常有用，放个电影煎个鸡蛋。这个体验就跟以前开燃油车的体验很不一样。而且这个3.3千瓦不是技术的障碍，做到10千瓦甚至30千瓦都是可以的，今天上午在展会上看到一家公司，说他们储能可以到60千瓦、30千瓦，都没有问题，主要是车的技术，以后要有一个接口把它放出来。

咱们以输出功率10千瓦为例，北京市今年8月份最大符合2077万千瓦，如果车辆10千瓦的功率，210万辆车就可以给全城保供电。这样电力系统的安全、可靠性和运作方式就和以前发生了很大的变化。

那么北京市什么时候有可能达到500万辆电动汽车？2015年北京市发放的车牌量是15万辆车牌，其中6万辆电动汽车9万辆燃油汽油。据我们了解，明年9万辆就会变成6万辆，后年再减少3万辆。也就是到2020年，北京市很可能会禁止燃油汽车销售。现在之所以没有宣布，原因是我们还是担心电动汽车有点不靠谱的事。如果你们电池的效率确实能够不断的提高，安全性又能够得到保障，在这样的情况下，2020年北京市绝对会干这件事情。其实在国际上，荷兰已经宣布2025年将会禁止燃油车的销售。所以这并不意外。

到了不能卖燃油汽车的时候，北京市还有一个政策工具，燃油汽车单双号限行。怎么办？你就只好把你的车换成电动汽车，没有别的办法。那么为什么北京市必须要这样做？除了我们大家都熟悉的电动汽车产业相关发展的原因之外，非常重要的一件事情是雾霾的问题。右边这张图是去年的9月3号，北京和周边的9个城市的空气质量数据，目前北京的空气质量平均11，PM2.5上午11点的时候是6微克每立方米，北京在阅兵的两个星期之间，北京的PM2.5是北京有纪录以来最低的水平。北京宣布原定的单双号限行，阅兵结束，明后两天随便开。然后PM2.5达到67微克每立方米，仅仅隔了24个小时，也就是说北京的燃油汽车和蓝天不可兼得。怎么办？把燃油汽车淘汰掉。我可以非常明确的说，中央下了很大的决心，原因也很直白，中南海的领导曾经把北京市的领导叫到中南海去，指着天对北京市的领导说，这咋整？老爷子们还想多活几年。不光老爷子们想多活几年，我们都想多活几年。所以就要把燃油汽车干掉。以前结论不清晰，现在结论明确了，那就必须这么干了。

下面看电动汽车在能源互联网当中的情境。第一个，互联网+的手段要用app体现，我们打开一个app就能找到我们附近的充电桩，每个充电桩的价格不一样，每个充电桩的时间，距离不一样、抵达的时间、充电的时间不一样，第三付款的方式不一样。我们根据综合的因素来决定我们想选哪一个充电桩。这里面关于价格，我再做一点说明。对电网来讲，他们希望价格不同是变压器的负荷不一样，它的价格就希望不一样。重载变压器，定价定得高一点，避免把变压器冲毁了。如果是轻载变压器，就希望电动汽车可以过去给它充电，他可以促销，定价定低一点。还有光伏，单位装了光伏，9点上班，负荷就比较高。8点还没有上班，负荷比较低。单位就说如果你们8点上班，我们就可以非常便宜，免费让你们充电。这样又吸引你们早一个小时到单位加班。非常好的政策。

第二个情境，夜间充电的问题。现在采取的主要是在充电站里面用30千瓦或者60千瓦的方式快充，但是这种方式显然带来了很大的麻烦，比如说以60千瓦为例，如果北京市有30万个直流快充桩同时充电，负荷就是1800万。刚才说了北京的最大负荷是两千刚过，这样可能会把整个北京电网击溃。显然，大量的直流快充桩不符合电力的现状。我们想办法在晚上充电。现在小区里面碰到一个情况说，容量不足，怎么办？物业公司也不积极，这个办法其实并不难，怎么解决？用峰谷电价来解决。比如北京电力公司已经出台了峰谷电价，北京电力的充电桩，峰时1块钱，平时6毛9，谷时3毛9。而且互联网+之后，车回到家里面插上充电桩，并不马上开始充电，而是用互联网的方式遥控让它晚上11点才开始充电。而所有的车都是11点开始充电不还是麻烦吗？我们还有智能的调控手段让大家排队，不造成拥堵的状况。我们有了峰谷电价，加上互联网的手段，可以有效调节用电负荷。晚上你睡你的觉它充它的电，那么在小区不新增用电量的情况下也可以装很多充电桩。这个我们跟发改委价格司的同志也在商议，下半年阶梯电价要修订，会把充电桩的事情也考虑进去。

北京市的政策，现在居民还是没有考虑的，居民在小区里面，所以居民也要考虑。上海就考虑了，上海的居民的家里面的充电，谷电是3毛3，峰段是6毛4。我们把这些政策组合在一起，全国以后想办法来推行一个政策，就是峰谷电价。而且无论是商场，工业用电、商业用电和居民用电都要统一起来，这样就可以使智能化水平大幅度提高。

充电桩的建设就经过三个阶段，第一个阶段是快充桩，一个60千瓦。第二个阶段是夜间充电，第三个阶段是光伏充电。如果要在单位充电，就会增加单位的负担。单位不但要付电费，还要增容，30千瓦要几十万了，单位这么干不划算。我们就在单位的屋顶上铺上光伏，用光伏来给电动汽车充电。现在在北京，光伏充电已经可以赚钱了。

情境三，光伏充电站将来会普及。一平方公里光伏充电站可以对应4万辆电动汽车，那么上海可以有多少屋顶面积做光伏呢？我想是一个非常大的数。

这里面三张图都是光伏充电站，有两张是北京一家公司，富电科技（音译），右上角是特斯拉的。可以预测，未来在城市里面，所有晒着太阳的停车一定会变成光伏充电站。

而且我们的建筑里面，屋顶上贴光伏，立面上贴上光伏。另外还有交通光伏，左上角是荷兰的一条自行车道上铺的光伏，坐下角是法国政府今年1月份发的标书，要在高速公路上铺光伏。右下角是盐城经济开发区正做的项目，道路上访加高四米五做的光伏。大胆预测一下，如果中国所有的道路，无论是室内的，园区的，还是高速公路的道路，拿出一部分做成光伏，如果铁路能够加上顶棚做成光伏，这一块我不懂技术，今天见到褚院士也非常高兴，希望褚院士能够给予支持。

第四个情境是换电，换电之前做过一些尝试，但是碰到很大的挫折。其中一个原因是，如果电池有五百公斤，那么需要机器人来换。我构思了一个情况，我们在屋顶光伏发了电，存到楼下的电池，每个电池20公斤，每个电池都配备了互联网芯片接入了互联网当中，电池充满之后，换电公司得到了信息，app上可以查到，然后通知物流车，因为物流车在城市里面到处走，送货，通知物流车，你这个车没电了，附近的楼下面正好有一个电池，你去把这个电池换上。把旧电池往楼下一送，把新电池换上，20公斤，手动可以完成，正好是在小的物流车使用的范围。这种情况下，城市的屋顶和楼下电池的插孔，和送货的小车之间构成了非常好的耦合关系。

第五个情境，能源互联网加高速公路。这个是贵阳到遵义高速公路上建的光伏充电站，计划建设38座。我们用光伏充电，给电动汽车。未来车辆越来越多，光伏面积就不够了，没关系，我们可以把服务区全部的面积用来做光伏，不够，我们可以把高速公路的护坡加上光伏。同时光伏要装充电设施，而且分享给道路使用，可以解决移动支付的问题，以后不用ETC了，用手机就可以把高速公路费给付了。摄像头一扫，问你是否驾驶托管。驾驶托管，你上了路不用你开车了。我也可以移动办公，刷微信也是移动办公的一个表现方式了。

第六个情境，充放电。现在单位鼓励发展电动汽车，假如某个单位发福利，建几个充电桩给大家免费充电。免费的多好，买电动汽车，回了家以后，在家里面再建一个充放电桩就可以满足家里面所有的用电需求，多好。车不在，供不了电，刚才褚老师推荐了自发电，每天走20度电回来，自己用不完还可以给邻居。这样白天充电的时候，单位的负荷吃不消了，所以还得峰谷电价独立计价，不能和建筑捆绑在一起。搞了峰谷电价以后，家里用电就便宜到三毛钱了，晚上在家里把电充满了，第二天到单位，接到单位的充电桩上，1块2卖给单位。

第七个情境，我们正在这儿开会，突然停电了，这怎么办？多着急。你打电话让供电局来修也要时间，打电话让供电局派发电车来，供电局说发电车在别除发电了。那么现在有新的办法，打开手机app，邀请100辆充电车到楼下来供电。一个十千瓦，一百个就一千千瓦了，基本上负荷就应急供住了。这个方式不光是供大楼，也可以给小店供。比如一个小店，卖冰激淋的，要停电，现在用互联网摇一个车过来，让电动汽车来保供电。价格可以商量，一块钱一度电，没人理你，三块钱一度电，没有活的人就愿意接你的单了。十块钱一度电，那大家都抢着来了。而且还有一个特点，我们不用等到出了问题再去叫电动汽车，我们可以在楼下有十个桩要求备用，我给你停车费便宜充电费便宜，但是你不能随便离开。如果我们把城市里面的停车、备用这些事情都综合在一起，整个城市的电网的建设就会发生巨大的变化。偶然的可靠性高了，花的钱少了，不需要搞那么多的第二回路第三回路。除了直接给负荷使用之外，我们还可以向电网去提供调峰调频服务，让整个电网更加安全。我们可以用互联网调度车辆到哪里去，价格可以用互联网的方法来商量。

这是去年国家发改委发了文件之后，北京市想做的一个事，需求响应负荷集成商。特斯拉做了一个方案，用互联网+的方法让所有的车辆响应北京电力公司发出的需求响应。比如正在充电，发一个通知，不要充了，现在负荷紧张。这个远景大家觉得挺好，去年这个事没有办成，因为很多的原因。今天北京市，还有特斯拉，还有国家能源局，都在促成这个事，一起来探索。有些困难我们想办法克服。在美国PJM电力市场，用三万七千五百辆电动车满足900兆瓦的调频需求。这是已经发生的事。

第八个情境，新能源电气化停车场。车棚上有光伏，停车位智能停车，智能充电，同时还是一个储能电站。很多大楼下面可能有这样的停车场，它需要的政策是峰谷电价。当然，我们现在虽然峰谷电价还没有完全成功，但是随着电力体制改革，接下来就会有现货市场就会有实时电价，这个系统就能实现，并不遥远。

第九个情景，在这个上面加两个功能，一个是充电机器人，一个是无人驾驶，车到了门口，用摄像头一扫，你就不用停车了，你下车之后，车自己找车位停车充电。这样的车由租赁公司来运营，同时也是一个电动汽车的租赁站。我们把车放在这儿，去办事，回来后取车。这样的案例对无人驾驶的要求简单多了，就在一个停车场里面实现。客人来了以后，去机场接了人，再到停车场走半天，多不好意思。搞一个无人驾驶的停车场，多有面子。

第十个情景是无人驾驶的发展。最近我们也知道特斯拉的无人驾驶取得了重大的突破。这里有一个案例，特斯拉的车出了事故，但是这个事故的解决方案在我看来也不难，以后的道路要有通信功能，道路与车联网的话，这个交通事故的概率就大幅度下降。现在除了特斯拉和谷歌以外，中国的无人驾驶汽车也取得了巨大的突破，百度的无人驾驶车辆，去年在路测，在北京，室内出发，上了北五环，然后下来，经历了各种复杂的路况。他们说三年商用化五年量产。无人驾驶将对我们的生活带来巨大的变化，比如你到单位去上班就不是开车去上班，而是坐车去上班。而且到了单位，以前要把车停到停车位上，然后走到大楼。现在不用了，到了门口直接下车就可以了。这样停车位的远近不再像以前那么敏感了，远一点就远一点，整个城市的停车位就可以优化组合，这给城市规划会带来非常大的变化。

而且大量的车，也不是随随便便找一个地方就停，那多没意思。人家装了一个滴滴打车软件就出去拉活了。无人驾驶的汽车，它可以出去拉活，到了制定的地点，你用手机就可以把车辆打开，然后你在车上送达了指定的地点，百度导航就到了，到了地点钱一付就让你下来出来了。多好的生活。这个车就很忙了，要拉活，哪个地方要保供电，哪个地方发生了电网阻塞，到处忙。那个就充电去了，找个地方自己充电。一边充电一点动脑筋了，充了一半突然来一个订单是去机场的，看一下充电已经够机场用了，果断停止充电，然后拉人去机场。到了下午你下班，到门口把你接上送你回家。你回家休息了，人家又去机场了，多好。

最关键是这个车非常智能，可以在我们的电网的低谷期找地方充电。充电找便宜的时候充电，然后放电专门找贵的时候放电，电动汽车，现在整个电力系统当中，它不添乱只帮忙，能源系统跟电力系统就非常好的融合在一起。

第十一个情景是关于碳市场的。如果我们上海市的充电桩有一万个乃至十万个，或者未来有一百万个，我把它集合成一个输电公司，同时也是一个减排集成商。

小结一下，电动汽车呈现能源互联网的最核心特征，第一它是移动式能源，第二实现了通信设施的全覆盖，有物联网有互联网。第三可以消纳可再生能源，第四它非常适合互联网+，无论是充电、放电、辅助服务还是应急发电。第五，可以激活电力市场。另外也可以用互联网+的方法，用电池云的方法对这些电池进行智能的管理。

总结一下，电动汽车与共享经济及首先是能源共享，通过充电app实现能源共享。第二电动汽车找到低谷充电。第三把电通过互联网+的方法放出来，实现效益。第四，无人驾驶成熟了，能源体系和交通体系可以共享。右下角是特斯拉已经实现的产品，充电机器人，车一停自己就把电充了。这些技术并不遥远了。

几个政策建议，充电桩峰谷电价，充电桩电价与建筑脱离，独立定价。第二充电桩建设的后补贴制度，以后把你的数据全部上传到政府的运营中心当中来，把电到真正需求的地方。第三确定输配电价，电动汽车的输电公司成为一个重要的支撑力量。

还有一个，公交普及电动大巴，电动系统第一个在公交系统实现，北京市非常明确，要在最近几年内把所有的公交车全部换成电动的，若干个城市也宣布这样的事情。第二，电动汽车与分布式光伏协同发展的规划研究。第三，充电桩的峰谷电价或者未来实时电价的情况下，充电桩的规划方法研究，第四交通领域的充电、通信、支付一体化的解决方面需要研究。

这是国家发改委能源局6月底刚刚发的文件，中间提出了五种典型创新模式试点示范，第一种是基于电动汽车的能源互联网试点示范，非常荣幸的跟大家汇报，这一段里面大部分是我执笔的，整合了一些专家的观点，由我执笔完成的。第二是基于灵活性资源，第三个是智慧用能，第四个是绿色用能灵活交易，第五是具有行业融合的试点示范。

其中关于电动汽车有这样一些表述，第一，基于新能源发电的充放换电设施，第二，光伏直供电动汽车，第三某些区域电动汽车的充放换电设施建设实现全覆盖，比如北京必须这么干。第四，电动汽车的智能充放电、车网互动，建设电池云平台，高效盘活和利用电动汽车的储电能力。第五，移动式光储一体化充放电桩。第六，电动汽车与充放换电设施不光要充电，还要能够集成旅游、餐饮、无线网络服务。第七，电动汽车要搞短途分时租赁，甚至发展租赁金融。第八是换电模式，讲的是车电分离、电池自主、能量运营。第十，通过能量信息化的手段，发展动力锂电池的梯次利用。

能源互联网试点当中三个要素，第一个要用可再生能源，第二要有通信功能，也是必须的。今天上午看展览，各个公司都注意到这个功能，但是显然对于未来的用电情景考虑的还有很大的差异。有些公司考虑得很短，有些公司考虑得比较长远。第三个要有互联网+的思维。

试点文件当中对于城市能源互联网的综合试点区是这样说的，创新城市规划、综合能源规划、建筑设计方法，集成各类可再生能源、智能电网、电动汽车及充放电设施，建设普及低碳能源、低碳建筑、低碳交通的低碳城市。利用能源互联网的通信功能和各类用能大数据支撑智慧城市建设。电动汽车以后是智慧城市建设的一个组成部分。鼓励综合示范区对可再生能源渗透率、灵活性资源比例等设置挑战性目标，鼓励开展100%可再生能源示范区的研究规划。也就是我们的目标，长远的目标就是100%可再生能源，只不过现在还不要求那么高，慢慢来。

关于能量互联网与交通，以后交通都要用清洁能源，比如铁塔公司想通过基站资源建光伏电站。在自驾游的道路上，结合汽车宿营地和观景台，把充电桩建设了。旅游也是，旅游的时候我们的充电桩有通信设施，光伏有充电设施，旅游车辆就要采用电动汽车开展分时租赁。我们到成都旅行，机场出来之后就有电动汽车租赁，开到三星堆，三星堆有充电，开到金沙遗址，金沙遗址有充电。几个景点旅游完了之后再还到飞机场就可以了。

新型城镇化里面还有一个比较重要，我们提出鼓励电动汽车、低速电动汽车、电动自行车和电动踏板车，均采用电子车牌，安装物联网芯片，接入互联网，鼓励车辆共享。城市交通规划中提倡自行车和步行优先，鼓励建设自行车光伏廊道，加上顶棚装上光伏，又可以遮雨又可以发电。技术上来看目前不是太大的障碍，但是要实现还需要很多的探索，需要在座的各位和我们共同来努力。

这是我的微信公众号，大家可以查看我微信的文章，也可以给我留言。特别是你们有什么想法，能源互联网的试点的想法可以跟我交流。8月31号能源局的这个文件就要交到国家能源局，不出意外会看到所有的试点文件。希望我们跟大家以后还有合作交流的机会。

谢谢大家。

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