2021年12月24日下午，中国清洁交通伙伴关系（CCTP）举办了第十五期沙龙研讨会，围绕适应“双碳”目标和全面电动化转型的下一代基础设施，邀请了来自14家机构的20余位专家、学者和企业代表，从能源、城市、交通协同推进交通零排放转型过程中基础设施建设、如何满足全面电动化背景下不同车型、不同应用场景充电的需求以及如何减少充电行为对电网的影响等多个热点问题进行了深入探讨。中国工程院院士、清华大学建筑学院教授江亿先生受邀出席本次沙龙，并作主旨演讲。本文基于江亿院士的发言整理和总结。

电动车是未来最好的储能资源

到2050年，我国的总用电量将达到13万亿度，其中风光预计占比超过60%，总装机量预计超过80%。这意味着大量的主导电源不可调、不可控，导致电源侧和负载侧不匹配，需要储能。在各种储能技术中，抽水蓄能受地理资源条件限制，固定式化学储能投资巨大。但是，根据大数据分析，私人乘用车，包括公务小汽车在90%的时间是停驶状态，那么当实现全面电动化的时候，如果具备接入电网的条件，那么大量的电动车就将成为最好的储能资源。发展电动车，一方面实现油改电解决污染，另一面要对整个能源系统，尤其是为新型电力系统的建设做出贡献。

快充网络不适合大面积发展，换电模式也面临挑战

快充桩可以达到15分钟充电1000公里，然而一个这样的快充桩的配电容量就超过1万平方米的建筑所需的配电容量，这种东西建多了就会给电网系统带来灾难。根据大数据分析，私人乘用车只有大约10%的时间是在路上行驶，因此电动乘用车不应该采取类似于传统燃油车加油的“即充即走” 的充电方式，而是应该利用其充沛的停驶时间进行慢充。

根据充电桩的相关建设标准，停车场要1/3的车位配置充电桩，在这个标准下，即使单个充电桩容量为30kW，停车场充电桩的配电容量也会超过其旁边建筑的配电容量，从而对城市电力系统带来极大的挑战。如果北京要满足200万辆电动车充电要求，那么充电桩配置对全市电网容量需求将翻倍。

换电模式也存在很多问题。电池是电动车的核心，是决定电动车性能的主要因素，也是这一领域竞争和技术发展的主要内容。而换电模式要求电池的标准化，这会影响电池技术的发展。此外，电池在车内的布置涉及到车的动力学性能，为了适应换电就会牺牲车的一些动力学性能，也影响电动车的进步。电池是未来低碳社会中非常宝贵的资源，换电方式需要增加50%的电池以备换电使用，这也是巨大的成本，无论谁来承担这部分成本，总的社会成本的增加最终一定转移到消费者身上。此外，电池的集中贮存也存在一定的安全隐患，集中堆放的电池越多，可能出现安全事故的概率就越大。

新充电文化——有序慢充网络

大面积发展快充网络可能颠覆整个电力系统。因此，除了高速公路上的个别快充以救急，80%以上的充电应发生在停车场，通过有序充电的慢充实现。所谓有序充电，就是充电过程由充电桩决定而不是由车内的电池管理系统决定。充电桩根据车内电池的电量状况和所连接电网的电源与负荷的变化情况决定是否充电，充电功率，在需要的时候还可以通过充电桩由电动公车向邻近建筑的电力系统放电，以帮助应对建筑瞬间的供电不足问题。

实现一车一桩、即停即插，由充电桩控制充放电

首先，基本要求是一位一桩，并且在居住地和办公区域都做到一位一桩，车与桩的比例应达到1:1.5。其次，无论车辆是否需要充电，都要接入充电桩网络：当车辆剩余电量较多时，可以向充电桩网络中放电；当车辆剩余电量较少时，由充电桩对其进行充电，由充电桩系统判断充放电操作，所有网络中的车辆均是双向地、共享电力资源，实现B2V和V2B。未来将是复杂的动态分时电价系统，所以可采取会员制收费制度，对会员实行全年可“无限充电”，逐渐改变目前的充电文化，使“既停既接”成为车主自觉的行

“光储直柔”建筑与电动车可完美结合

第一种，利用建筑楼顶的光伏发电，采用离线方式，由光伏电力通过充电桩为车辆充电。第二种，则是目前正在推广的“光储直柔”建筑，充电桩直接接入建筑物的直流总线。电动车的电池成为建筑重要的储能单元。每个时刻根据电网指定的建筑取电功率，并协调建筑内负荷的变化，确定充电桩的充/停/放。这就可使建筑成为电网的柔性负载，协助进行电网的削峰填谷和有效消纳风电光电。

应将有序充电桩作为我国新基建的重要内容，适度超前开发建设

“十四五”期间，按照国家规划每年要新增1.5亿千瓦的风电光电，这对能源的供给和消纳都是巨大的挑战。新能源汽车的发展需要相应的充电基础设施，一方面能够对接风电光电的发展，另一方面满足了新增电动车的需求。建设充电桩网络，一方面服务于车，另一方面服务于电网，近期可成为虚拟电厂，远期可以直接对应风电光电基地。这样的交通及充电基础设施才能支撑未来建设零碳能源系统、零碳的交通系统。按2.5亿辆电动车计划的话，未来城市需配备3亿到3.5亿个智能充电桩，如果与充电桩连接的总保持2亿辆车，每辆电池容量50kWh，那么就有100亿kWh的储电能力。我国未来风电光电日发电量在300亿kWh左右，利用抽水蓄能和水电以及其它的集中调蓄手段，可以实现日调节20亿kWh的能力，再加上100亿kWh的电动车储能，日储能能力可达到风电光电日发电量的40%，这就基本上可以满足风电光电的调蓄要求。实现这个目标，充电桩网络建设的投资约一万亿，而单独建造100亿kWh化学储能能力的话，投资至少要10万亿以上。