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DQZHAN技術訊：基于三種儲能應用形式的“新能源應用小區”的新模式

【作者按語：“新能源應用小區”，區域面積16平方公里，包含“壓縮空氣罐充氣站、基于壓縮空氣罐發電的增程式電動汽車、退役鋰電池儲能電站、液氮液氧制備廠、基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站、微電網控制中心、社區的電動微公交、充電塔、光伏電站、大電網谷電的儲能”等建設內容。】

一、引言

當前充電設施的建設陷入了困境。一方面，充電設施盈利模式不佳，電網公司和民間資本的積極性都不高;另一方面，充電設施使用不方便，電動汽車的用戶多有抱怨。所以，急需構建“能夠盈利的、集成了多種應用內容的、新能源應用小區”的新模式。

二、新能源應用小區(16平方公里)的建設目標

1、基于新能源應用小區，利用光伏發電的電力，建設(電動汽車的)小型壓縮空氣罐的充氣站，為新能源應用小區創造經濟效益;

2、基于壓縮空氣罐，積極發展“基于壓縮空氣罐發電的增程式電動汽車”的應用;

3、基于新能源應用小區，建設“集中充電塔”，大力推動電動汽車的集中輪流充電;

4、基于新能源應用小區，建設與普及“社區電動微公交”，充分提高電動汽車的用戶使用社區內的充電設施(主要是：充電塔)的便利性;

5、基于新能源應用小區，與電網公司合作，成立“充電設施(充電塔、充電樁)的統一運營公司”，推動電動汽車的規模應用;

6、基于新能源應用小區，建設分布式的光伏電站;

7、基于新能源應用小區，建設大電網谷電的儲能;

8、基于新能源應用小區，建設退役鋰電池的儲能電站;

9、基于新能源應用小區，利用光伏發電，建設“液氮液氧制備廠”。

【備注：在新能源應用小區，建設環保的“液氮液氧制備廠”。一方面，為基于液氮的高溫超導儲能電站提供液氮，另一方面通過出售部分液氮，來提高小區的經濟效益。】

10、基于新能源應用小區，建設“基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站”;

11、基于新能源應用小區，建設三種模式的組合儲能應用，即：小型壓縮空氣罐充氣站的輔助儲能、退役鋰電池的儲能電站、基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站;

12、基于新能源應用小區，建設“微電網控制中心”，管理新能源應用小區內的各部分的協調運行。

三、項目的具體實施內容(簡介)

1、基于新能源應用小區，建設“充電塔”。內容如下：

①充電設施的統一運營公司，是“充電塔”的運營主體，充電塔，為電動汽車的“簽約用戶”提供充電服務;

②充電塔，都帶有駛入門禁，簽約用戶IC卡準入，充電塔只供簽約用戶使用。

③簽約用戶使用充電塔，每年需要另行支付2000元的充電設施使用年費。

④充電塔，都帶有24小時值班的充電服務與設施維護的工作人員;

⑤充電車輛，如果不在“充電塔”過夜(車主在夜間12點前取車)，則不收停車費;

充電車輛，如果需要在“充電塔”過夜，則要收停車費。

⑥當充電塔沒有空閑的充電車位時，車主也可以辦理“委托充電”，委托值班員代為充電，并向值班員繳納“代客充電服務費”;

⑦充電設施統一運營公司，為簽約用戶的車輛提供“統一的標準充電接口”;

⑧社區的充電設施的建設思路，應堅持“以充電塔為主、分散的充電樁為輔”;

【備注：私人固定停車位的“分散式的充電樁”，容易產生物業糾紛，建設效率低下;而且不利于充電設施的集中統一的管理和維護，也不利于推動充電設施的共用。 】

⑨簽約用戶的車輛，不用天天充電，用戶每周只需到充電塔充電一次至兩次即可。

⑩充電塔，可以設計成“可加層擴容的層級結構”的比亞迪公司圓形充電塔形式，根據實際用戶數量靈活擴容，減少充電設施建設的盲目性。

2、基于新能源應用小區，優先普及“社區電動微公交”;

即：

①“充電設施的統一運營公司”，聯合公交公司，共同建設與普及“16平方公里社區范圍內的電動微公交”(參見附圖2)。社區的電動微公交的線路長度為8公里，經過居民區內的各充電塔、公交站點、地鐵站點、菜市場等處;

②社區的“電動小巴的微公交”(分為三個時段運營，即：每天早晨5點至上午8點、下午5點至晚上8點、夜間11點至凌晨1點)班次密集，票價低廉。

③“電動小巴的微公交”，一方面，快速地接送居民區內的充電用戶抵達各充電塔;另一方面，也為普通市民的日常出行提供了方便。

④社區的“電動小巴的微公交”(經過各個充電塔)，是社區的重要配套設施，也是支持電動汽車充電應用的二元充電設施體系的重要一環。

3、基于壓縮空氣罐，積極發展“基于壓縮空氣罐發電的增程式電動汽車”的應用;

要點如下：

①增程式電動汽車，普遍地采用“鋰電池+壓縮空氣罐”的組合應用模式。借助壓縮空氣罐，可以輔助發電實現電動汽車的增程。

②電動汽車采用“鋰電池+壓縮空氣罐”的組合應用模式，可以減少電動汽車的鋰電池數目，降低電動汽車的造價，有助于推動電動汽車的快速普及;

③電動汽車普遍地采用“鋰電池+壓縮空氣罐”的組合應用模式，用“壓縮空氣罐的快速更換”來代替“快速充電模式”，可以減少快速充電站的建設數目，大大減少充電設施的投資;

④壓縮空氣罐的充氣，可以采用傳統的空氣壓縮機的方案，也可以考慮采用“液氮注入”的方式來實現快速充氣;

⑤借助電動汽車的壓縮空氣罐的充氣，可以幫助新能源應用小區實現一部分的儲能，產生一些經濟效益;

4、基于新能源應用小區，建設光伏電站;

5、基于新能源應用小區，建設大電網谷電的儲能;

6、基于新能源應用小區，建設“環保的、高耗能的、液氮液氧制備廠”;

基于新能源應用小區，建設“液氮液氧制備廠”。一方面，為基于液氮的高溫超導儲能電站提供液氮;另一方面，通過出售部分液氮液氧產品，來提高小區的經濟效益。

7、基于新能源應用小區，建設三種模式的組合儲能應用，即：小型壓縮空氣罐充氣站的輔助儲能、退役鋰電池的儲能電站、基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站;

三種儲能方式中，退役鋰電池的儲能電站、基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站，是儲能的主力。

四、項目的收益估算

1、項目的收益來源：

①(增程式電動汽車的)壓縮空氣罐的壓縮空氣的充氣收益;

②液氮液氧制備廠的出售液氮液氧產品的收益;

③電動汽車的簽約用戶使用充電塔的充電設施的年費收益;

④電動汽車的簽約用戶在充電塔充電的電費收益;

⑤社區的儲能電站，在峰電階段向大電網售電的收益;

2、項目的投資與折舊：

①社區的光伏電站的投資與折舊;

②社區的退役鋰電池儲能電站的投資與折舊;

③社區的壓縮空氣充氣站、空氣壓縮罐的投資與折舊;

【備注：空氣壓縮罐，可以采取“集中充氣、拖車配送”的應用模式，減少投資。】

④社區的“液氮液氧制備廠” 的投資與折舊;

⑤社區的“基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站”的投資與折舊;

⑥“微電網控制中心”的投資與折舊;

⑦“社區電動微公交” 的投資與折舊;

⑧社區的“集中充電塔” 的投資與折舊;

⑨社區的儲能電站，在谷電階段向大電網購電的花費;

五、項目的實施意義

1、積極發展(壓縮空氣儲能、退役鋰電池儲能、高溫超導磁場儲能等)三種模式的組合儲能應用，為微電網的建設與發展提供了多元化的儲能形式;

2、電動汽車采用“鋰電池 + 壓縮空氣罐”的組合應用模式，可以減少電動汽車的鋰電池數目，降低電動汽車的造價，有助于推動電動汽車的快速普及;

3、電動汽車普遍地采用“鋰電池 + 壓縮空氣罐”的組合應用模式，用“壓縮空氣罐的快速更換”來代替“快速充電模式”，可以減少快速充電站的建設數目，大大減少充電設施的投資;

4、“社區的電動微公交”，是社區的重要配套設施，為廣大市民的日常出行提供了方便;

5、普及“社區的電動微公交”，也為車企的電動汽車應用提供了一個廣闊的新天地;

6、成立“充電設施統一運營公司”，使得充電設施有了統一的運營主體;

7、充電塔，設計成“可加層擴容的層級結構”的圓形充電塔，堅持根據實際用戶數量靈活擴容，可以減少充電設施建設的盲目性;

8、隨著“新能源應用小區”的快速普及，新能源應用小區有望實現盈利，電動汽車充電難題有望得解。

六、建設“新能源應用小區”所需的技術儲備情況

1、基于壓縮空氣驅動的小功率發電機，已有成熟可用的技術;

2、空氣壓縮技術、壓縮空氣罐技術，已經成熟;

3、基于壓縮空氣動力的非燃油汽車，法國標致汽車公司、印度塔塔汽車公司，有成型的車輛產品，這提供了利用壓縮空氣動力的借鑒思路;

4、“基于液氮的中小容量的高溫超導儲能電站”，中科院電工所，有成熟可用的技術;

5、液氮液氧的制備，已有成熟可用的制冷工程技術;

6、集中充電塔，比亞迪公司有成熟可用的技術