葉衛(wèi)國(guó)

（杭州越西客車制造有限公司，浙江 杭州 311222）

多項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，由于對(duì)化石能源的過(guò)度消耗，汽車的尾氣排放對(duì)PM2.5的產(chǎn)生負(fù)有重大責(zé)任，PM2.5是指大氣中直徑≤2.5 μm的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，對(duì)人體健康和大氣環(huán)境有重要影響，提升空氣質(zhì)量與治理交通擁堵將矛頭共同指向機(jī)動(dòng)車污染。作為應(yīng)對(duì)舉措，我國(guó)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》）明確提出，當(dāng)前要重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化，規(guī)劃到2015年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭(zhēng)達(dá)到50萬(wàn)輛；到2020年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛，累計(jì)產(chǎn)銷量超過(guò)500萬(wàn)輛。奧巴馬政府近日表示：“盡管目前電動(dòng)車數(shù)量沒(méi)有達(dá)到預(yù)期銷量，但我們并沒(méi)有放棄這一目標(biāo)。將繼續(xù)堅(jiān)持到 2015年實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車突破 100萬(wàn)輛的目標(biāo)”[1]。

電能是當(dāng)今使用最廣泛的一種能源形式，電能通過(guò)一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)，是生產(chǎn)、輸送、分配和使用最方便的能源。按照 2011年能源消耗量測(cè)算，全球石油、天然氣和煤炭已探明儲(chǔ)量?jī)H供開采54.2年、63.6年和112年，能源需求與供給矛盾日益突出，人們將目光轉(zhuǎn)向風(fēng)電、光電等可再生能源的開發(fā)和利用。電動(dòng)汽車使用電能工作，是一種零排放、低噪音的節(jié)能環(huán)保車型，擴(kuò)大電能生產(chǎn)，大力發(fā)展電動(dòng)汽車，改變對(duì)石化燃料過(guò)度依賴的現(xiàn)狀，緩解日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境的雙重壓力，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

本文提出的家庭分布式儲(chǔ)能模式就是將現(xiàn)有電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能方式小型化、家庭化的一種全新模式。家庭分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)類似于一個(gè)個(gè)小型儲(chǔ)能電站，每個(gè)家庭都可以根據(jù)自身需要進(jìn)行布置，其運(yùn)行不受城市供電影響，通過(guò)吸納和消化電網(wǎng)谷電來(lái)儲(chǔ)存電能，在用電低谷時(shí)間，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)中的蓄電池組可自行充電，以備用電高峰或斷電時(shí)作為應(yīng)急電源使用，還可以為電動(dòng)汽車充電，家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)也因?yàn)槟軌蚓庥秒娯?fù)荷，從而可以節(jié)省家庭電力開支。

家庭分布式儲(chǔ)能裝置與家用電動(dòng)汽車一樣采用鋰離子電池作為儲(chǔ)能單元，儲(chǔ)能規(guī)模的大小可以根據(jù)不同家庭的實(shí)際需要進(jìn)行配置。儲(chǔ)能單元中配置有電池管理系統(tǒng)（BMS）、交直流雙向變流器（PCS）和中央控制單元，系統(tǒng)自身可以實(shí)現(xiàn)交直流電源的相互轉(zhuǎn)換，也可以將電動(dòng)汽車中儲(chǔ)存的直流電能通過(guò)家庭儲(chǔ)能裝置轉(zhuǎn)化為家用交流電提供給家庭使用。隨著電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用進(jìn)入千家萬(wàn)戶，電動(dòng)私家車也成為家庭分布式儲(chǔ)能的一個(gè)組成部分，而鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化及其成組技術(shù)的日趨成熟、成本的逐步下降，使加速發(fā)展家庭分布式儲(chǔ)能成為一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù)路徑。

1 儲(chǔ)能技術(shù)介紹

自電能成為重要的能源形式以來(lái)，如何儲(chǔ)存它一直是電力行業(yè)的一個(gè)課題。電能儲(chǔ)存可以起到電網(wǎng)削峰填谷、調(diào)峰調(diào)頻、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)接入以及作為后備電源使用的作用。電能儲(chǔ)存可分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等能量?jī)?chǔ)存形式。

機(jī)械儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能屬于物理儲(chǔ)能，機(jī)械儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等，電磁儲(chǔ)能主要包括超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、高密度電容儲(chǔ)能。電化學(xué)儲(chǔ)能包括各類鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、液流、燃料電池儲(chǔ)能等，除此之外還有相變儲(chǔ)能、冰蓄冷儲(chǔ)能等。

抽水蓄能是目前應(yīng)用最為成熟的集中式物理儲(chǔ)能方法，它通過(guò)建立上下游兩個(gè)水庫(kù)，在電力負(fù)荷低谷時(shí)將下游水庫(kù)的水抽到上游水庫(kù)；在負(fù)荷高峰時(shí)，利用上游水庫(kù)的水來(lái)發(fā)電。抽水蓄能具有單位儲(chǔ)能成本低、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是大規(guī)模儲(chǔ)能的主力，但也存在建設(shè)周期長(zhǎng)、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響大、受地理和水源地質(zhì)條件限制等不利因素。

電化學(xué)儲(chǔ)能中鋰離子電池因?yàn)榫哂袃?chǔ)能密度高、儲(chǔ)能效率高（95%）、自放電小、適應(yīng)性強(qiáng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了快速發(fā)展。近年來(lái)，隨著鋰離子電池制造技術(shù)的完善和成本的不斷降低，許多國(guó)家已經(jīng)將鋰離子電池用于kW到MW級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于改善電能質(zhì)量、削峰填谷、電網(wǎng)調(diào)頻、新能源并網(wǎng)和電動(dòng)汽車動(dòng)力電池等場(chǎng)合。

目前，我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)品技術(shù)水平與國(guó)外相近，已形成一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。存在的問(wèn)題是，電池成組應(yīng)用技術(shù)有待改進(jìn)、成本相對(duì)較高等，但其在性能及價(jià)格上還有巨大的改善空間，因此在儲(chǔ)能領(lǐng)域具有潛在的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

2 鋰離子電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用情況

電動(dòng)汽車動(dòng)力來(lái)源于可以儲(chǔ)存能量的各種動(dòng)力電池，主要包括鉛酸電池、鎳氫電池、燃料電池、超級(jí)電容器和鋰離子電池等，常用動(dòng)力電池的性能指標(biāo)見表1。

表1 常用動(dòng)力電池性能指標(biāo) Table 1 Common battery performance

鉛酸電池成本低、技術(shù)相對(duì)成熟，但其能量密度較低、體積大、使用壽命較短，不適合在對(duì)續(xù)駛里程有較高要求的電動(dòng)汽車上使用；鎳氫電池技術(shù)相對(duì)成熟，但存在初始成本太高、有記憶效應(yīng)和充電發(fā)熱等問(wèn)題，且充電發(fā)熱易引發(fā)安全問(wèn)題；燃料電池的比能量及能量轉(zhuǎn)化效率高，但制造成本過(guò)高且儲(chǔ)運(yùn)困難，商業(yè)化應(yīng)用尚需要一定時(shí)間；超級(jí)電容是一種新型高效的物理儲(chǔ)能器件，其特點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)、效率高、充放電時(shí)間短，缺點(diǎn)是比能量低，超級(jí)電容往往需要通過(guò)與其它動(dòng)力電池配合應(yīng)用作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源，以便滿足電動(dòng)汽車對(duì)功率和制動(dòng)能量回收的要求，目前，國(guó)內(nèi)已自主研制出單體7500 F的世界最大功率超級(jí)電容，并已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，開始在有軌電車和城市公交車輛上應(yīng)用；鋰離子電池具有能量密度高、儲(chǔ)能效率高、可快速充放電、適應(yīng)性強(qiáng)、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已被國(guó)內(nèi)外主流電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家作為動(dòng)力電池使用。

目前，動(dòng)力鋰電池主要分為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池三大類，常用鋰電池性能指標(biāo)見表2[2-6]。

表2 不同材料鋰離子電池性能指標(biāo)比較 Table 2 Performance comparison of different materials for lithium ion batteries

美國(guó)電動(dòng)汽車制造商特斯拉生產(chǎn)的Model S車型定位為豪華電動(dòng)汽車，對(duì)車輛的續(xù)航里程要求較高，因而選擇使用三元材料NCA鋰電池。鈷酸鋰電池的能量密度相對(duì)較高，可達(dá)到 150～160 W·h/kg；磷酸鐵鋰電池能量密度為 130 W·h/kg（2010 年數(shù)據(jù)），現(xiàn)已接近 150～160 W·h/kg；錳酸鋰電池的能量密度介于前兩者之間；由于鈷酸鋰電池的熱穩(wěn)定性較差，受到擠壓或沖擊后易著火燃燒，除特斯拉外美國(guó)其它電動(dòng)汽車基本上都采用了磷酸鐵鋰動(dòng)力電池；日系車企現(xiàn)今大部分采用錳酸鋰電池；國(guó)內(nèi)車企基本上走的是磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的技術(shù)路線。比亞迪E6電動(dòng)車采用的是自產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。

電池的熱穩(wěn)定性是導(dǎo)致熱失控、起火的主要因素，是電動(dòng)汽車安全性最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，相比較在3種電池中磷酸鐵鋰電池?zé)岱€(wěn)定性最好，各項(xiàng)綜合性能指標(biāo)較好，因此被廣泛作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池使用[7-8]。

我國(guó)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池生產(chǎn)所需的原材料資源優(yōu)勢(shì)突出，現(xiàn)已基本形成動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化的體系，電池正負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)等關(guān)鍵材料的研發(fā)和國(guó)產(chǎn)化得到了國(guó)家的高度重視和扶持?！兑?guī)劃》提出，到 2015年“動(dòng)力電池模塊比能量達(dá)到 150 W·h/kg以上，成本降至2元/(W·h)以下，循環(huán)使用壽命穩(wěn)定達(dá)到2000次或10年以上；到2020年，動(dòng)力電池模塊比能量達(dá)到300 W·h/kg以上，成本降至1.5元/(W·h)以下”，動(dòng)力鋰電池行業(yè)的快速健康發(fā)展將會(huì)為我國(guó)電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣以及在家庭儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供有力的支撐。

3 家庭分布式儲(chǔ)能是助力電動(dòng)汽車 發(fā)展的需要

鋰離子電池以比能量高、效率最高、各項(xiàng)綜合性能指標(biāo)較好等特點(diǎn)，被作為電動(dòng)汽車儲(chǔ)能和動(dòng)力來(lái)源的首選。通常一輛家用電動(dòng)汽車根據(jù)不同續(xù)航里程的需要，可以配置不同數(shù)量的動(dòng)力電池組。特斯拉生產(chǎn)的Model S車型分別配置有60 kW·h和85 kW·h的動(dòng)力電池組，對(duì)應(yīng)的續(xù)航里程為370 km和480 km；比亞迪 E6純電動(dòng)汽車電池容量達(dá)到 60 kW·h，續(xù)航里程為300 km；上汽榮威E50純電動(dòng)汽車搭載18 kW·h的磷酸鐵鋰電池組，續(xù)航里程達(dá)到180 km；江淮第四代電動(dòng)車愛(ài)意為（iEV4）電動(dòng)汽車搭載 19 kW·h的磷酸鐵鋰電池組，勻速 60 km/h狀態(tài)下續(xù)航里程為200 km，綜合工況下耗電為 13 kW·h/100 km。按照電動(dòng)汽車日行駛 150～250 km里程計(jì)算，一般需要配置15～25 kW·h的動(dòng)力電池組。

2012年我國(guó)民用汽車保有輛為 12089萬(wàn)輛，其中私人汽車保有量9309萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)18.3%。民用轎車保有量5989萬(wàn)輛，增長(zhǎng)20.7%，其中私人轎車 5308萬(wàn)輛，增長(zhǎng) 22.8%。從世界范圍看，千人汽車保有量為128輛，而我國(guó)目前千人汽車保有量只有55輛，不到世界平均水平的一半。交通運(yùn)輸部在《交通運(yùn)輸業(yè)智能交通發(fā)展戰(zhàn)略（2012－2020年）》中預(yù)測(cè)，2020年，我國(guó)汽車保有量將超過(guò)2億輛。《中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》預(yù)測(cè)到2020年及2030年全國(guó)公交車、公務(wù)車、出租車、私家車的保有量均值為9050萬(wàn)輛和19600萬(wàn)輛?！兑?guī)劃》提出 2020年我國(guó)各類電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到500萬(wàn)輛，電動(dòng)汽車推廣比例僅占預(yù)測(cè)保有量的5.5%。2030年電動(dòng)汽車按照20%的推廣比例計(jì)算，即可達(dá)到3920萬(wàn)輛，電動(dòng)私家車及電動(dòng)出租車保有比例按照上述車型總保有量的88%計(jì)算，將達(dá)到3450萬(wàn)輛。

中國(guó)電力科學(xué)研究院李武峰[9]2010年的研究數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)電網(wǎng)平均峰谷差率約為1︰0.4，每天的低谷電總量近10億千瓦時(shí)；據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料顯示，截止2013年底我國(guó)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)達(dá)到12.47億千瓦，電網(wǎng)面臨的調(diào)峰任務(wù)和壓力日趨嚴(yán)峻。

家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)最早誕生于德國(guó)，1997年，德國(guó)政府為應(yīng)對(duì)“棄核政策”，大力發(fā)展風(fēng)能、光伏等可再生能源，實(shí)施了“百萬(wàn)屋頂計(jì)劃”，對(duì)民間使用光伏電力給予高額度的補(bǔ)貼，大部分德國(guó)民眾也因此實(shí)現(xiàn)了家庭電力的自給自足。面對(duì)多余的電量，德國(guó)民眾選擇將其儲(chǔ)存起來(lái)，這也導(dǎo)致了德國(guó)乃至歐洲家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)的興起。2013年、2014年德國(guó)政府計(jì)劃投資5000萬(wàn)歐元，對(duì)新購(gòu)買儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶直接進(jìn)行補(bǔ)貼，將會(huì)推動(dòng)家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)快速發(fā)展。

此外，2011年受日本大震災(zāi)影響，在電力供給不足的背景下，日本國(guó)內(nèi)家庭對(duì)儲(chǔ)能電池的需求也在不斷增長(zhǎng)，日本政府因此將家庭儲(chǔ)能作為產(chǎn)業(yè)的扶持重點(diǎn)，2012年 4月出臺(tái)了對(duì)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)助金政策，補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為所購(gòu)新能源裝置總價(jià)值的1/3，最高為 100萬(wàn)日元（按照當(dāng)前匯率計(jì)算，約合60660元人民幣）[10]。

另?yè)?jù)網(wǎng)易汽車報(bào)道，2011年日本通過(guò)與我國(guó)鋰電池制造商比亞迪公司合作，在日本推出了儲(chǔ)能電池容量為2.4 kW·h、售價(jià)798000日元（按照當(dāng)前匯率計(jì)算，約合48407元人民幣）的家庭儲(chǔ)能單元。這種儲(chǔ)能單元用普通家庭的插座就可以對(duì)其充電，大約11 h就可以充滿，停電的時(shí)候可以來(lái)驅(qū)動(dòng)電器產(chǎn)品，如在給一個(gè)容量500 L的冰箱和42英寸超薄電視供電的情況下，大約可以使用12 h。日本索尼公司也開發(fā)了一款型號(hào)為ESSP-2000的UPS電池組，主要服務(wù)于農(nóng)場(chǎng)和小型數(shù)據(jù)中心，內(nèi)置的鋰電池容量為2.4 kW·h，可以在2 h內(nèi)完成95%的充電，最大功率1500 W，擁有6個(gè)AC 100 V輸出接口，重198磅（1磅=0.45359237 kg），高2.5英尺（1英尺=0.3048 m），它在工作時(shí)可以給10臺(tái)100 W的設(shè)備連續(xù)供電2.4 h，設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)10年，售價(jià)25750美元（按照當(dāng)前匯率計(jì)算，約合 160278元人民幣）。

圖1為BYD公司生產(chǎn)的一款容量為660 W·h的小型磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，支持市電、光伏、汽車電源對(duì)其進(jìn)行充電，可對(duì)外輸出額定功率 1 kW、220 V/50 Hz的交流電用于各類型的負(fù)載，還可以輸出5 V、12 V的直流電，為各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品和車輛供電。電池組循環(huán)壽命可達(dá)到3000次（100%DOD、25 ℃，容量不小于初始值的80%），該裝置外形尺寸為 560 mm×420 mm×164 mm，質(zhì)量約為 22 kg（圖 1）。

圖1 一款小型家用儲(chǔ)能系統(tǒng) Fig.1 Small household energy storage system

本文所述家庭分布式儲(chǔ)能的具體實(shí)施方案，就是利用每個(gè)電動(dòng)車擁有者家庭的車庫(kù)或室內(nèi)外的空間建設(shè)一個(gè)可以儲(chǔ)存 15～25 kW·h的儲(chǔ)能單元（按照通常一般家庭平均每天用電量約在 5～10 kW·h之間、家用電動(dòng)汽車日平均行駛里程80 km，耗電約為10 kW·h；家庭用電負(fù)荷以白天及傍晚時(shí)段為主，晚間即可采用常規(guī)家用220 V交流電以16 A的電流對(duì)家庭儲(chǔ)能單元進(jìn)行補(bǔ)充充電，充電功率為 3.5 kW，儲(chǔ)能單元完全充滿電所需的時(shí)間約為4.3～7.1 h，所儲(chǔ)存的電能即可滿足日常家庭生活用電及電動(dòng)汽車日行駛里程基本用電需要），儲(chǔ)能單元中布置有 BMS、PCS和中央控制單元，接入交流市電后通過(guò)系統(tǒng)中配置的雙向變流裝置將其轉(zhuǎn)化為直流電為電池組進(jìn)行充電，電池組中儲(chǔ)存的電能可通過(guò)系統(tǒng)中自帶的交直流雙向變流器向外部輸出220 V/50 Hz交流電，可為電動(dòng)汽車提供快速充電所需的直流電。上述規(guī)格的儲(chǔ)能單元所需空間僅相當(dāng)于一個(gè)普通雙門電冰箱大小，按照目前鋰離子電池價(jià)格計(jì)算，該儲(chǔ)能單元造價(jià)約為4萬(wàn)～6萬(wàn)元。依靠現(xiàn)有技術(shù)就完全可以實(shí)現(xiàn)。

實(shí)際上家庭儲(chǔ)能規(guī)模的大小可以根據(jù)家庭用電的需求靈活進(jìn)行設(shè)定，家庭分布式儲(chǔ)能裝置體積不大、占用室內(nèi)的空間較小，在已有地下車庫(kù)的家庭中更加易于布置和實(shí)現(xiàn)。也可以像空調(diào)室外機(jī)那樣將其布置在室外，不像大規(guī)模儲(chǔ)能電站那樣需要有專人值守，也不需要另外鋪設(shè)送配電線路，符合能量就地、就近儲(chǔ)存和使用的原則，相比較建設(shè)大規(guī)模抽水蓄能電站和其它類型的大型儲(chǔ)能電站，成本更低，更易于實(shí)現(xiàn)。

家庭分布式儲(chǔ)能單元不僅能夠消化吸納掉電網(wǎng)的波谷電能，同時(shí)還可以作為家庭分布式發(fā)電系統(tǒng)（如光伏發(fā)電）的儲(chǔ)能單元使用，所儲(chǔ)存的電能除能夠滿足一般家庭白天日常用電的需要之外，還可以用來(lái)為電動(dòng)汽車進(jìn)行快速充電以及作為家庭備用應(yīng)急電源使用。將來(lái)還可以通過(guò)與智能電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向能量流動(dòng)，起到配合電網(wǎng)調(diào)峰、利用波谷電價(jià)差來(lái)降低家庭用電成本的作用。

據(jù)北極星智能電網(wǎng)在線 2014年 4月 3日?qǐng)?bào)道[11]，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池性能下降后，不再適合作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池使用時(shí)，將其應(yīng)用于家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)是儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域所面臨的一項(xiàng)新課題，已經(jīng)引起業(yè)界眾多研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注，研究者都在試圖通過(guò)回收電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池，來(lái)建立更為廉價(jià)的家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)。該文中預(yù)測(cè)：“到2020年，家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到 300 MW，按照鋰離子電池345美元/kW的安裝成本計(jì)算，鋰離子電池家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)價(jià)值在1億美元左右”，“更值得注意的是，在這一市場(chǎng)領(lǐng)域，目前來(lái)看還不存在其它儲(chǔ)能技術(shù)參與競(jìng)爭(zhēng)的可能性，鋰離子電池有望獨(dú)霸家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)”。

今后，當(dāng)電動(dòng)汽車上的動(dòng)力鋰電池性能下降至80%以下，不適合繼續(xù)作為車用動(dòng)力電池使用時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)利用，將其應(yīng)用于家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)。同時(shí)由于儲(chǔ)能裝置主要利用夜間進(jìn)行補(bǔ)充充電，可充分利用波谷電價(jià)差，進(jìn)一步降低家庭儲(chǔ)能裝置的單位建造成本和電力的使用成本（由于目前國(guó)家尚未出臺(tái)電動(dòng)汽車用電的具體電價(jià)，各地波谷電價(jià)及時(shí)段也不盡一致；現(xiàn)已投入運(yùn)行的電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)間還較短，動(dòng)力電池未到更換周期，對(duì)更換下來(lái)的動(dòng)力電池的殘值如何計(jì)算等缺少實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)，因而本文對(duì)動(dòng)力電池二次開發(fā)利用可以節(jié)約的儲(chǔ)能裝置的建造成本及使用波谷電能所帶來(lái)的 家庭及電動(dòng)汽車用電成本降低的幅度未進(jìn)行具體計(jì)算）。

即使按照《規(guī)劃》提出的目標(biāo)，到2020年實(shí)現(xiàn)各類電動(dòng)汽車產(chǎn)銷500萬(wàn)輛，其中家庭用電動(dòng)汽車按照80%的比例保守計(jì)算，400萬(wàn)個(gè)擁有電動(dòng)汽車家庭的儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)所需的投資規(guī)模就可達(dá)到1600億～2400億元，家庭儲(chǔ)能規(guī)?？蛇_(dá)到0.6億～ 1億千瓦時(shí)；到 2030年家庭電動(dòng)汽車總規(guī)模將達(dá)到3450萬(wàn)輛，家庭儲(chǔ)能設(shè)施建設(shè)所需的投資規(guī)模將會(huì)達(dá)到1.38萬(wàn)億～2.07萬(wàn)億元，家庭儲(chǔ)能規(guī)?？蛇_(dá)到5.175億～8.625億千瓦時(shí)，其儲(chǔ)能規(guī)模已經(jīng)接近目前我國(guó)波谷電量10億千瓦時(shí)的總和。進(jìn)一步將這種儲(chǔ)能方式逐步推廣應(yīng)用到我國(guó)2.7億個(gè)家庭中，所需投資及家庭儲(chǔ)能的規(guī)模將更加可觀，對(duì)我國(guó)的能源儲(chǔ)存方式及能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分重要的戰(zhàn)略意義[12]。

隨著電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用，利用電動(dòng)汽車儲(chǔ)能已引起業(yè)內(nèi)專家的重視，如前所述，家用電動(dòng)汽車儲(chǔ)能是鋰離子電池儲(chǔ)能方式小型化、家庭化、分散化、機(jī)動(dòng)化的另一種特殊方式，是家庭分布式儲(chǔ)能的一個(gè)重要組成部分。

除了電動(dòng)私家車、出租車以外，公共服務(wù)領(lǐng)域使用的各種電動(dòng)公交車、電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車、電動(dòng)郵政車等車輛，也是分布式儲(chǔ)能的一個(gè)組成部分。

家庭分布式儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車儲(chǔ)能作為新的儲(chǔ)能體系的兩個(gè)支點(diǎn)，無(wú)論從其儲(chǔ)能規(guī)模、可行性以及滿足電動(dòng)汽車快速發(fā)展的需求來(lái)看，都具有不可估量的發(fā)展前景[13]。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于“藏電于民”的儲(chǔ)能理念，拋磚引玉、提出了“家庭分布式儲(chǔ)能”的儲(chǔ)能理念和建設(shè)模式。如上所述，電動(dòng)汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用必將會(huì)對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)儲(chǔ)能方式產(chǎn)生重大的影響，發(fā)展和建立家庭分布式儲(chǔ)能體系是將大規(guī)模儲(chǔ)能方式小型化的一種可行的儲(chǔ)能技術(shù)解決方案，可以節(jié)約建設(shè)大規(guī)模儲(chǔ)能電站所需的巨額投資，有利于電動(dòng)汽車進(jìn)入千家萬(wàn)戶，改善環(huán)境和空氣質(zhì)量，有助于電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此建議國(guó)家相關(guān)部門組織電力、新能源汽車運(yùn)用的相關(guān)單位對(duì)其進(jìn)行深入的研究和論證，盡快制定電動(dòng)汽車用電的優(yōu)惠價(jià)格，推動(dòng)“家庭分布式儲(chǔ)能”方案的盡快實(shí)施。

“家庭分布式儲(chǔ)能”或?qū)?huì)引起現(xiàn)有大規(guī)模儲(chǔ)能方式的一場(chǎng)巨大變革。

[1] 國(guó)發(fā)[2012]22號(hào).國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020 年）的通知[EB/OL].http：//www.gov.cn/zwgk/2012- 07/09/content_2179032.htm.

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[11] 北極星智能電網(wǎng)在線.從智利強(qiáng)震引發(fā)的對(duì)家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)思考[EB/OL].[2014-04-03].http://www.chinasmartgrid.com.cn/news/ 201404031501500.shtml.

[12] 國(guó)家發(fā)改委發(fā)改能源〔2013〕1381號(hào).國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《分布式發(fā)電管理暫行辦法》的通知[EB/OL].http：//www.gov.cn/ zwgk/2013-08/14/content_2466462.htm.

[13] Liu Jian（劉堅(jiān)），Hu Zechun（胡澤春）.電動(dòng)汽車作為電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用潛力研究[J].Energy of China（中國(guó)能源），2013，35（7）：32-37.