充电论坛：张罗平《智慧共享数字化电源有效化解电难》

张罗平--《智慧共享数字化电源有效化解电难》

8月22-24日，由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投&融和元储、充电联盟等单位联合主办，上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际光储充产业大会&2022中国国际社区充电产业大会，简称：金砖光储充论坛&金砖社区充电论坛在常州香格里拉大酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”，既有企业细致入微的分析，也有行业专家为市场发展提出的设想与方案，助力落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求，积极助力构建“双循环”新发展格局。

清华大学能源互联网创新研究院 教授 张罗平出席论坛并发表主题演讲——《智慧共享数字化电源有效化解充电难》 。



以下为演讲实录：

张罗平：很高兴有机会跟企业界，国家关注电动汽车产业充电的这些朋友们、嘉宾们，一起来深入探讨一下未来国家怎么样把新能源汽车充电这件事情做好、做大。

今天主要从我们研究院这几年，站在电的角度，新能源汽车未来的能源就是电，我们怎么样把这些事情给它做好。我们这几天搞了一种新的东西，叫做“智慧共享数字化电源”。

国家大方向现在已经明确了，在全世界国家也是走得很快，就是电动汽车交通工具以后要实现电动化。这是符合国家大方向的，我们走得很快以后，国家电动汽车的保有量已经占全球保有量的一半，其他国家跟不上了，因为我们国家有政策的扶持。这几年行得稳，像日本是搞的氢能源，我们国家一步到位，换道超车，直接走向新能源汽车这个领域，对咱们国家的电池、电控、电机这些知识产权都掌握在自己的手上。

我们搞新能源要从最根本的角度，今天讲到“车网互动”，能源网的互动是更重要的环节。

今天大概分四个方面，跟大家介绍一下我们这几年的工作。

1、能源革命倒逼汽车产业换道新能源

我们国家领导人在2014年就提出了“四个革命，一个合作”，这个事情我们一直在坚持，首先，“能源革命”是我们“双碳”碳减排最重要的方面。

这个事情做的这几年以来，从2015、2016年一直在能源的更新上面，包括电动汽车从2006、2008年就开始启动，尤其是能源的方面，充电桩不断在推进，但是在推进的过程中发现效果不是特别明显。

包括国家在能源方面，能源局局长最近又把这件事情从各个方面在推进。电动汽车出现以后，预计到2060年，它的汽车用电占整个电网消费的力量至少占十分之一以上，目前我们国家全年总的电力使用消耗是75000亿度，将近8万亿度，到了2060年之后会翻一番，就是15万亿度左右，而汽车用电能源大概占到15000亿度这个范围。

我们现在的机遇很好，像开场主持人讲的，我们要抓住这个机遇。新能源社区充电是一个比较大的障碍，我们要分析为什么出现这些障碍，为什么推不下去？这个问题搞了这么多年，问题卡在什么地方。

我们从研究院的角度分析这些问题，再去想出好的办法解决它。新能源有个计划是2020年底发布的，从几个方面把我们市场做的基本原则、目标都明确了，我们叫做“有目标、有方向、有具体的操作路径”。

前面大背景讲了一下，电动汽车要换成新能源，要符合国家能源革命大方向，来实现这个任务。到了电动汽车这个环节，是我们实行能源革命的其中一个环节。

电动汽车这个产业和电力产业是密切相关的，我们以后的汽车不是用燃油去驱动了，而是要用新能源，主要要用未来的光伏作为能源的补充。

我们研究院叫能源互联网创新研究院，这个研究院是2015年实现的，为了实现国家能源革命目标。电力产业传统的管理模式是集中式管理，将来必须与市场紧密结合，而且要与未来的数字经济结合，数字化、市场化这是未来的发展趋势。

2、电力产业数字化与市场化是必由之路

去年国家统计的能源结构里面，煤的消费量占主要部分，56%多。用煤发的电大概占到47%，这些指标随着国家新能源产业的不断推进，光伏发电预期在2060年达到40%多（在整个发电里面），能源局已经公布了未来的发展目标，到2060年，所有的能源里面，清洁能源占到80%，清洁能源发的电有90%要变成电。所以说，在未来的能源架构里面，70%都是用清洁能源发的电。

现在有些认知对以后发展不太明确，认为现在汽车烧的电是煤发的，不是清洁的，这些只看到以前的结果，未来的结果是不一样的，未来我们能源都是要用光伏、用风、用水电为主，要补充一些核电这些新的能源结构。

“要想富先修路”，这是咱们国家搞经济，早期在广东形成的共识。下一步要发展国民经济，能源就是一个障碍，这个地方不打通，尤其像新能源汽车这个产业停滞在这个地方，走不动。而走不动的原因就是充电桩，没有解决好这个问题。

以后的能源方面，一个是开源，光伏、发电这些新能源要增加力度，去年能源局整县推进光伏，50%要求屋顶上覆盖光伏。一步一步从各个角度，大的目标就是实现能源革命，实现“双碳”。

电动汽车也是在这个领域发展的速度很快，北京市现在电动汽车的保有量是50万辆，预计到2025年是200万辆，给电网提出一个话题，你们的电网能不能保证2025年这些车充电这件事。

我们从电的商品属性来分析，它有一些商品化的规律。我们的商品在生产、检验、出厂、运输、仓储、流通、交易到最后老百姓交易使用，所有这些环节里面，传统的方法基本是上比较通畅的，但是在户外阻碍在交易环节。你在户外，一个陌生人找到电源，想用这个电，钱怎么付？这个问题是摆在电动汽车充电，包括今天参会有很多两轮车的，像雅迪这些车辆的充电、能源的补充都遇到了这样的问题，很小额的电力在交易环节，它的障碍很大，用传统的方法基本上走不通。

我们未来会用一个新的工具、新的技术，把它给打通。大方向我们明确了，在具体的细节上有具体的手段，也就是说电动汽车这个产业，传统的充电方法前面有三种：

（1）快充。跟加油站的方法差不多。

（2）私家桩。每个车厂送了一个桩。

（3）去年工信部提出来，实际上2016年已经研究过的，叫换电。换电这个方法也是很难在市场上走通的，只是说因为前面被迫无奈，前面两种方法解决得不好，去年工信部用第三种方法。

我们从电的根本属性去分析这些问题和解决这些问题，选择了第四种方法叫“共享数字电源”，全称叫做“智慧共享数字化电源”。

我们这个路径是符合国家大方向的，国家在“十四五”规划里面，新基建有7个板块，其中我们这个领域涉及到的板块跟5G、电动汽车充电、大数据中心人工智能、工业互联网，七个板块里面五个板块都相关联。本身这个网是一种工业互联网的形态，也是人工智能的具体应用案例，它的后面会形成一个能源运行的大数据，而电动汽车充电这个大数据将来是巨大的业务量，它的使用量刚需很大，电动汽车充电、两轮车充电，包括未来我们有房车营地这些应用场景，许许多多的应用场景，我们用这个新的工具，在电力交易环节给它打通。

“电”是商品，传统国家电网管理这个电的时候，不太注重电的商品属性，把它当作一个计划经济管理的一种内容去运作。在前面的条件下，户外用电不太多的环境下，这个矛盾不是特别突出。但是到了电动汽车的充电，两轮车的充电现在要求不许在室内执行，它的安全性问题越来越突出。我们用电的商品属性，要把这件事情在户外给它打通，相当于电动汽车充电的问题也就迎刃而解了。

我们买方在买卖电的交易的时候，可能老百姓最关注的是你这杆秤准还是不准，缺斤少两没有，因为我们做交易的时候是机器在执行，没有面对面的售货员，我们看上去是一个智慧共享数字化电源，或者我们电动汽车表现的形态就是一个充电桩立在那，用户谁去用，你付了款，这个电就提供出来了，这个交易机制信用背书是很重要的。我们代表国家、代表清华大学，站在这个角度上，它有这么高的信用背书，我们不会去做缺斤少两的事情。有些小平台说不好，因为有些小平台对信用的注重度不是那么高。



我们这个技术出现以后，它会对电网的“源网荷储”所有的东西带来促进，包括我们可以用分散的汽车电池、两轮车的电池作为储能单元，参与到虚拟电厂大的活动中去。

电网未来的架构实际是上各个很分散的微网组合起来，像能源互联网把能源分成小的微网，微网之间有能量的调配、进入、输出。好比有一个园区屋顶光伏发8电，以前的园区/工厂都是负荷端，未来光伏发展以后，如果发的电用不完，它可能向旁边的园区微电网供电。以后的这些小微网就像互联网的架构一样，能源流是互相流动的，而不是单方向流动的。

我们预计2050年之后，国家全部能源形态占比中，电能的比例超过70%。电，是能源载体，是清洁能源主要的形态。它的源头不是通过煤发电了，以后主要通过光伏为主，风电、水电、核能，我们国家未来的能源是靠清洁能源，我们叫做“今天的太阳”把我们日常生活、消费、工业生产的能源就平衡了、保证了。而“昨天的太阳”（化石能源），煤、油、气，都会退出主力供能的舞台，它们这些化石能源将来会变成应急能源，也就是说某个片区连着两个月下雨，像去年湖南拉闸限电，就是这个方面的匹配没有做好。清洁能源供不上的时候，火力发电、煤发电才会作为应急补充，调剂电网的平衡。

电网的大型结构传统就是源网荷储，我们国家是五大发电集团，像国电投、华能这些大厂，他们都是发电集团。国网、南网属于传输这部分，属于网端；荷就是老百姓的消费，工厂的用电；储就是电网要平衡，必须要有储能单元。

电动汽车发展起来以后，那块电池虽然很分散，但是是一个巨大的储能载体，而且经济上是一物两用。老百姓买车的时候，已经支付了电池这块成本，在你做电网调配的时候，我们只要通过这个工具把它利用起来，“数字”电源这两个字是很重要的，我们要在社会上推广，“共享”这两个字也是很重要的。我们未来推行的第四种社区充电的方法，就是让每个停车位上面配备一个电源，只要车能找到电源，老百姓就不具备充电担忧、里程担忧的问题。像手机充电一样，我非常认同前面许多交流的观点，以后电动汽车的充电就要像手机一样，到了50%多一点，有电源的地方，我随时想补点电，这是未来的大方向。

能源互联网做的事情和我们电网做的事情，和汽车产业做的事情有很多是重叠的，或者是互补的。能源互联网就是要把社会上能源的资源各种各样的形态匹配好、协调好，用信息的手段给它匹配好，让这个社会的经济更风调雨顺，更自然地流通、去运转。

像我们这些应用场景，我们应用的产品不需要下载APP，叫做“没有APP的应用”，这个二维码现在可以用手机扫，用微信、支付宝都没有关系，将来用数字人民币去扫。在电的商品交易的时候，支付环节是必需的，用户喜欢用什么支付方法，你就继续保持你的方法。

我们研究院电机系是国家能源局的一个智库，在2015年给国家能源局起草了文件《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》，这是我们研究院电机系起草，发改委认可之后，发布的2015 9号文。这个文的核心思想就是解决上面说的五个问题，就是电力产业市场化这个难题，需要用一些新的方法解决。

这个政策是发下来了，核心思想叫“管住中间，放开两头”。中间就是高压输电网，不允许民资进入，但是两头将五大发电集团，发电是一头、售电是另外一头，而售电环节是空白，基本上业内人士也没有很好的方法。我们现在把方法做出来了，用这个方法帮助电网去实现无人值守的售电业务，而且是零售环节的售电业务。

在电动汽车的产业，我们以前用到的电源，国家标准里面只有10A和16A，对电动汽车产业有些不够用，一晚上充电，10A大概充100多公里，16A也就是200公里，我们将来给它搞一个产品，叫做30A左右，一晚上汽车充电基本上就是500公里，就和我们现在燃油车加一箱油的里程数接近。这样普及起来，老百姓在家里睡觉的时候就把习惯养成了，不会像以前加油必须跑到加油站，将来我们在社区里面，不管老旧小区，甚至路边电线干下面都有这样的电源，他只要没有电了，都想到去有电源的地方补点电，主要的场景就是在家里附近的停车位找个电源。

我们这边做这个事情是按照能源革命的大方向来做事情。顶层设计上布局好之后，在底层的具体实操上面设计一个新的可执行的工具，这个工具在运行过程中不是靠一个企业、两个企业，而是靠所有的有停车位资源的企业去实施，好比农家乐、农村驿站、小宾馆、小酒店都有停车位，在他的停车位上装一个电源也很简单，而且这个电源具备有序充电的功能。我可以对电网带来很小的冲击，把后半夜的电引导去给用户充电，这是这个工具所具备的功能。

3、共享数智电源的工作原理与应用场景

它是一个云平台，叫“云大物移智”。

这里面五个方面，云平台、大数据、物联网、移动支付、人工智能，整合起来把整个平台、终端，物联网的体系架构，但是带有能源流、信息流、价值流“三流合一”的运行管理平台。

在用户操作的时候很简单，用微信或者支付宝扫码，现场即付即用，把陌生人付费用电交易环节给打通了。

这是后台的一些界面，因为这个大云平台必须要有管理手段。

这也是我们现在遇到的问题，传统的充电桩安装的设备没法使用，快充桩使用率不高，私家桩使用率不到3%，这些设备装上去了，但是问题没有解决。这是十几年以来，电动汽车产业遇到的难题没有解决好，就出现在社会上方方面面的障碍，私家桩进小区很困难，需要电网盖章，需要物业盖章，这两个章导致了有30%左右的车主想买车买不了。

我们这个技术出现之后，《中国电力报》报道了很多次，包括实现“有序充电”，随时随地就地充电。大家都明白这个技术是有办法解决这个问题的，只是说我们是研究院，对社会接触的机会比较少，这次是很好的机会，让我们产业界、企业界、社会上面对这个技术有了解。

4、智慧共享数字化电源有效化解充电难

工具出来了以后，将来怎么把它用起来？我们这个设备主要解决的传统三个方法里面的难处：

第一个难点，不让用就是私家桩的属性，装上了设备不让别人用，只让他自己一个车用。

第二个难点，以前快充换电对电网的冲击很大，包括你私家桩如果没有有序充电的功能，大家都在用电的时候，他去充电，这个对电网的负荷带来负面作用。我们把有序充电功能用上以后，就会带来良性的辅助作用。

第三个难点，进入社区很困难。尤其是私家桩，位置很好，但是物业出于集团利益的制约，他可能不让你安装。

右边这个设备就是一个电源，左边这个设备是车厂带个充电器，这样的设备搭配起来，一晚上在有电源的地方睡一觉起来，500公里的电就充上了。

这个电源搭配充电线的模式，是解决传统电源的弱点，因为在安全方面，传统三角的插头经常出现事故。

我们这种服务对小企业参与之后，好比农家乐、小酒店、小宾馆，他把这个设备装上以后，电费国家制定的标准不会变，但是“电+服务”这种方式，小酒店、小宾客靠这个设备自己运营，就可以满足他投入的收入，基本上一年能把这个投资回报收回来，这样就有动力去调动千家万户小企业、小业主把这个事情推广起来。我们以后电动汽车开到任何一个地方停下来睡觉的时候，休息的时候，就有机会把电补上。

我们这个技术也可以实现未来车网互动，车和能源之间要是没有物理的接口，这个车网互动是一句空话。

新技术出现以后，会带来很多机遇。这个地方一概而过。

尤其是光伏产业，以后是上面发电，下面直接售电，传统没有这个工具以后，光伏发的电只能给国家电网，前面我到银川去，他的国家电网收购这个电是两毛五分九，如果把这个技术结合起来以后，会对经济上带来很大的促进。

这是一些应用案例，你扫了码马上就可以体验到。

随时随地的都是国家电力报前两年做的报道和应用案例，把优点和弊端怎么回避。

包括我们数字化转型，我们这种应用是很好的典型案例，走向市场化、数字化的一种具体案例，以后智慧城市、智慧用能、智慧电源都是用这种方法，这种方法老百姓在自己的手机端就会体现到数字产业的一些好处，叫可监视、可控制、可预警、可追溯，这些数字化的属性，包括社会里面的电压、电流、功率不是给领导在大屏幕上看的，它就是展示在用户消费者的手机里面。

这些都是以前的应用案例，以前也有一些企业老板推荐工业耦合器。但是我们对比下来，老百姓更方便的还是我们推荐的30A大的电源插座，是江苏这边有个企业家搞的产品。

我们归纳总结第四种方法，它是一个交易平台，是车网互动的工具，我们应装尽装要体现在成本低，装起来不会有什么负担。电动汽车充电将来的目标就是像手机一样方便。

谢谢大家，今天我就讲这么多。

信息来源：网易汽车 注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅
2022.08.24