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            產業資訊

            汽車儲能、無人駕駛和空中的士,未來出行的低碳遐想

            來源:創新產業融合促進會  時間:2024-02-01

            2023年是全球新能源汽車快速發展的一年,根據國際能源署(IEA)《2023年全球電動汽車展望》和分析機構Canalys的最新報告,去年全球電動汽車銷量預計達到1400萬輛,年銷量增長近30%。

            而中國繼續成為全球最大的新能源汽車市場。據中汽協數據,我國新能源汽車近年來高速發展,連續9年產銷位居全球第一。在政策和市場的雙重作用下,2023年新能源汽車持續快速增長,產銷分別完成958.7萬輛和949.5萬輛,同比分別增長35.8%和37.9%,市場占有率達到31.6%。換句話說,大約每賣出三輛車就有一輛是新能源。

            隨著氣候變化危機的迫近,轉型到以低碳和可再生能源為動力的交通方式已是大勢所趨,以純電動汽車為代表的新能源車已成為未來的發展方向之一。然而交通零排放的轉變遠遠不只是如此。

            新能源汽車芯片開發


            新年伊始,國家發改委等部門聯合印發了新能源汽車與電網融合互動的實施意見,通過推出車網互動新政,推動智能有序充電和雙向充放電。目前已有多地開始推動試點電車和電網的“互動”實踐。

            另一方面,專家預測,新能源汽車與自動駕駛技術將會有更多的聯結。未來汽車也不再只是一輛交通工具而是一個終端平臺。汽車將迎來更為廣闊的應用形態與場景,為包括殘障人士在內的更多用戶提供更為舒適便捷的出行途徑, 曾經在科幻片中出現的“空中飛車”也將不再遙遠。

            在新的一年來臨之際,澎湃新聞(www.thepaper.cn)《臨界點》采訪了國內外交通行業的專家,新能源汽車會有怎樣的發展前景?在“雙碳”目標(2030年前碳排放達峰,2060年前碳中和)的指引下,以汽車為代表的交通領域又會有著怎樣的轉變?未來,我們的交通出行會有哪些驚喜與期待?

            電車成大型充電寶“賺錢”

            1月4日,國家發展改革委等中央部委聯合發布了《關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》,車網互動新政出臺,推動智能有序充電和雙向充放電,在汽車領域推動國內分布式能源的發展。

            新能源汽車目前主要通過V2G技術(Vehicle-to-grid,指車輛到電網的互動),通過充放電裝置實現電動汽車與電網進行能量和信息的互動,可分為智能有序充電和雙向充放電。當電網需要能量時,電動汽車可以通過V2G系統向電網供應電能,運營商和車主還能獲得充放電價差收益,幫助電網削峰填谷,平穩電力負荷。

            中科院院院士、清華大學學術委員會副主任、新能源汽車專家歐陽明高告訴澎湃新聞,新能源車與新能源電力是互補、互動、互促的關系。因為光伏、風電等新能源電存在波動性及不確定性,如果直接進入電網會破壞電網的穩定性,打破供需平衡,所以需要讓電網更有“柔性”以應對這種波動。柔性電網消納新能源電主要靠儲能實現,其中一個重要方式,就是利用電動車作為儲能裝置建立虛擬電廠,也就是分布式大規模儲能。

            歐陽明高表示,當新能源車作為一種儲能裝置,可以起到平衡電網的作用,并使可再生能源電比例快速增加。在負荷側,新能源車儲能可能會在將來成為最重要的儲能方式。電動車總儲能容量非常大,如果按將來3億-4億輛電動車來算,可儲幾百億度電,幾乎可以供整個中國24小時的用電量。如果新能源汽車將來進一步發展到雙向充放電,電動車就可成為電網的儲能裝置,這不僅不會對電網帶來問題,反而是穩定電網的“蓄水池”。

            2023年9月3日,江蘇常州,國家電網所屬的新能源汽車充電站。


            目前,北京、上海、四川、安徽等地都在積極探索V2G試點。據《中國汽車報》的報道,安徽合肥一座剛剛投運的雙向充放電站,一輛電動汽車1.5小時可以向電網反向放電近30度,獲取30元左右的收益。位于粵港澳大灣區的廣州市海珠區首個光儲充放一體化智能超充站,可將新能源汽車作為大型移動“充電寶”,通過站場的雙向充電樁,給充電站反向充電。

            能源基金會交通項目主管楊佩佩說,大家對于車網互動寄予了很大的期望,分開來看,對于用戶側來說可以解決經濟性的問題,未來新能源車車主參與電網的需求響應,可以通過市場機制保障一定的收益,甚至所有充電需要的費用可以通過放電平衡掉,這對于用戶而言可以得到經濟上的實惠。

            對電網而言,如果電網能夠實現雙向互動,通過新能源車的充放電實現削峰填谷,社區的變壓器不需要增容,節省了電網的投資,另外也可以很好地解決新能源消納的問題。

            以深圳為例,作為電動車占有率較高的城市,已經開始補貼車網互動和虛擬電廠建設。深圳市協力新能源與智能網聯汽車創新中心主任謝海明告訴澎湃新聞,深圳市目前已經在打造數字電網“一張網”,接入了很多分布式能源資源,包括充電樁、儲能站、光伏站、V2G車網互動站等,可以靈活調控電力資源。未來電動車和能源系統的雙向互動是必然的發展趨勢。

            不過專家也表示,各地雖然已進行不少小規模的試點和驗證,但還有不少問題,解決后才能打通整條路徑,比如V2G技術需要與電網緊密配合,目前缺乏統一標準與管理體系,此外,還需要進一步加速電力市場的改革,盡快增加清潔能源的占比。

            能源基金會交通項目主管陳健華指出,未來在高比例可再生能源接入電網的情況下,電網可能出現由于可再生能源不穩定帶來的波動,因此新能源汽車用來平衡電網的波動性是有潛力的,但這個路徑如何實現還有很多問題需要解決?!半娋W肯定是希望需要電動車放電的時候,電動車就能放出電來,需要把多余的電存著的時候電動車就能蓄電;但對于電動車使用者來講,電動車的交通出行功能是首要的。智能有序的調控是需要的?!彼f。

            此外,還有經濟性的問題。電網要能源調度的時候,需要靠經濟刺激或杠桿驅動,比如在電價便宜的時候車主把電池蓄滿電,等用電高峰的時候,電價比較高,車主再把電放出去,這樣能夠形成電價差,讓新能源車主有盈利空間,但這個盈利空間達到多少才能調動車主的積極性去做這件事是需要進一步研究的。

            歐陽明高表示,車網互動預計爆發點在2030年左右。未來如果要真正實現車網互動,電動車與充電樁的比例要達到1:2,要做到只要停下車,無論是在家還是在辦公場所,就能夠跟電網連接。

            隨著我國車網互動實現規?;瘧?,智能有序充電全面推廣,電動汽車成為未來的分布式儲能和新型電力系統的一部分,廣大電動汽車車主能利用汽車電池反向放電賺錢的時代或許很快就會到來。

            自動駕駛助力交通低碳化

            2023年以來,自動駕駛賽道不斷傳來企業IPO的消息。專家預測,2024年仍是國內自動駕駛企業密集排隊上市的一年。根據麥肯錫發布的報告,到2030年能達到高級別自動駕駛技術的汽車將達到整體銷量的50%,最高級別的全自動駕駛汽車很可能在本世紀20年代中期開始上路。

            自動駕駛汽車不僅可以提高行車安全性,還可以實現更加高效的駕駛方式。通過車聯網技術,自動駕駛汽車之間可以實時通信,協同行駛,減少了不必要的急剎車和加速,從而降低了能源消耗。此外,自動駕駛技術還可以更加精準地計算最佳行駛路線和速度,最大限度地提高能源利用率,實現節能減排。

            雖然自動駕駛技術未來很可能會得到大范圍的應用,但當前自動駕駛在技術、效率、體驗、安全性層面仍面臨巨大挑戰,全面實現真正的“無人駕駛”目前看依然有數十年甚至更長的過程。

            謝海明指出,2030年前主要還是L2級(部分自動化)到L3級(有條件的部分自動駕駛)應用過渡,2050年前應該是L3級到L4級(高度自動化)的應用過渡。不過在很多特定應用場景,會率先實現完全無人駕駛的普及,比如港口、倉庫、公路干線運輸。

            2024年1月16日,杭州市民中心附近試運營的無人駕駛出租車RoboTaxi。


            自動化駕駛在很多商用車場景上有先天的優勢,比如很多港口在封閉場景下,集裝箱倒運車輛已經有了自動化的實踐案例。另外在一些礦山等作業環境比較惡劣的地方,智能化電動車輛未來也有非常大的潛力去代替人工操作,實現更高效的運作。

            不過總體上,在自動駕駛走得最快的一些地區,目前仍不是一帆風順。美國舊金山市交通局公布的數據,從2022年5月至12月,舊金山的自動駕駛汽車出現了92次意外停車,其中88%是在有交通服務的街道上。目前各國對放開高級別自動駕駛車輛的限制普遍持謹慎與保守態度,主要原因也是現在的技術水平難以應對復雜的交通和路況。

            當然,這并不意味著無人駕駛的未來將遙遙無期。在主管部門的鼓勵和支持下,越來越多的企業正在加入到推動自動駕駛技術發展的大軍中來。

            美國Waymo公司宣布,將于2024年1月中下旬開始,在高速公路進行沒有安全員參與的自動駕駛測試。美國自動駕駛公司Aurora計劃通過與德國汽車供應商大陸集團的合作,到 2027 年生產數千輛無人駕駛運輸卡車。目前該公司已有約 30 輛自動運輸卡車在得克薩斯州的道路上運行。到 2024年底,Aurora計劃讓19 輛無人駕駛卡車在從休斯敦到達拉斯的 240英里(約 386.24 公里)路段上行駛。

            而在政策法規層面,我國江蘇省率先出臺了2024年“無人駕駛”管理新規,對在上路駕駛、智能網聯汽車數據管理、執法管理等方面進行了詳細的權責劃定。

            自然資源保護協會(NRDC)中國清潔電力項目主管周曉航表示,目前的輔助駕駛技術已極大地提升了駕駛體驗,預計到2030年的時候,自動駕駛技術可能會有質的突破,一些特定區域可能會開始實現真正的無人駕駛運營。

            智能化帶來未來低碳交通

            未來5-10年,以新能源汽車為代表的低碳交通會有怎樣的發展趨勢?在更遠的將來,人們的出行交通可能會出現怎樣的變化?

            比亞迪品牌及公關處副總經理杜國忠表示,按照目前的發展趨勢看,未來的電動汽車智能化程度將會進一步提高。如果說“新能源汽車的上半場是電動化,下半場就是智能化”。

            智能交通是以先進的信息技術為支撐,通過智能化手段,使交通系統更加智能、高效地運行,減少碳排放,提高交通效率和出行的環保性。

            智能交通


            大眾汽車公司在今年的CES消費電子展上展示了首款配備ChatGPT的汽車,該汽車將于今年第二季度初向北美和歐洲的客戶推出。作為全球領先的電動汽車企業,去年12月,特斯拉在美國首發上市了電動皮卡Cybertruck。這款被稱為“能行走在任何星球表面”的電動皮卡上市后令外界再次矚目。而特斯拉CEO馬斯克今年1月3日在社交平臺上與用戶互動時卻表示,特斯拉的定位不僅是一家汽車公司,更是一家人工智能和機器人公司,透露出的是在智能化引領下對未來更大的雄心。

            謝海明認為,未來電動汽車為代表的低碳交通會跟智能化、網聯化技術深度融合,未來的電動汽車既是一個出行的工具,也是一個私人生活和辦公的空間,車機系統肯定會更加智能,功能也會更加豐富,用戶可以在車上實現辦公室和居家的大部分行為。

            對此,美國環?;饡本┐硖幍募夹g創新主任冉澤也表示贊同,他認為就像手機從接打電話的工具已成為生活必不可少的工具一樣,未來電動汽車也會超越交通工具這一功能,成為一個具有各種功能的綜合體。

            “大膽設想一下的話,電動汽車未來就是具有智慧的陪伴人們的伙伴,就像電影里的變形金剛一樣,而且還會超越變形金剛?!比綕烧f。

            交通與發展政策研究所(ITDP)東亞區首席代表劉岱宗則認為,2050年預計會有各種各樣的出行方式,汽車不一定會占主導地位,無人駕駛的公共交通系統會很發達,但肯定都是以可再生能源為動力或者是像自行車這樣以人力為主的,不會再大規模使用化石燃料。

            新型的使用可再生能源的交通工具已經出現。2023年12月28日,中國億航智能公司研發的EH216-S無人駕駛客運無人機在廣州成功實現首次商業飛行,使用電池驅動,續航22英里,時速81英里,這一“空中的士”或成為未來空中交通工具的雛形。

            就在一個月前,一輛名為“空中出租車”的小型直升機在紐約曼哈頓市中心直升機場進行演示飛行前往機場,從曼哈頓飛到肯尼迪國際機場只需7分鐘。這輛由美國電動航空公司Joby Aviation研發的電動垂直起降飛行器(eVTOL)頂部配備6個旋翼,可搭載4名乘客,飛行速度高達每小時200英里,零碳排放、低噪音。

            盡管目前的技術下“空中的士”的成本仍然十分高昂,但是未來預計會隨著技術成熟而下降。更重要的是,類似新型交通工具的出現可能意味著未來大城市交通的游戲規則將被改變,有助于解決未來城市通勤擁堵問題。Joby公司計劃在2025年開始商業客運服務,并已獲得美國聯邦航空管理局的飛行測試認證,紐約市長亞當斯表示,這將重新構建紐約成為可持續交通新樞紐的愿景。

            以2030年和2050年為時間節點展望,汽車電動化的大趨勢不可逆轉,未來必將加速替代燃油車。隨著智能化和人工智能技術的加速發展,未來人們出行交通的想象空間不可限量。


            來源:澎湃新聞? 澎湃世界觀


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