太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)充電站離網(wǎng)運(yùn)行可行嗎

美國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商特斯拉公司近期在中國(guó)再次備受矚目，根據(jù)多家媒體報(bào)道，該公司CEO馬斯克4月22日提出在我國(guó)可以建設(shè)僅靠太陽(yáng)能作為能量來(lái)源、獨(dú)立于電網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷充電服務(wù)的“超級(jí)充電站”，因其融入了電動(dòng)汽車(chē)和太陽(yáng)能這兩大低碳話題，引發(fā)了媒體和民眾的關(guān)注和興趣。利用太陽(yáng)能和儲(chǔ)能裝置為電動(dòng)汽車(chē)充電的概念并非馬斯克首創(chuàng)，在學(xué)術(shù)界其實(shí)并不新穎，已有不少相關(guān)研究。然而經(jīng)筆者考證，特斯拉公司這種號(hào)稱(chēng)可以脫離電網(wǎng)運(yùn)行的充電模式其實(shí)未能從根本上解決太陽(yáng)能能量密度低、不穩(wěn)定、效率低等缺點(diǎn)帶來(lái)的不便，僅僅具有一定的示范效果，根本不能滿足電動(dòng)汽車(chē)規(guī)�；�發(fā)展的實(shí)際需求，筆者從技術(shù)層面上認(rèn)為在目前階段充電設(shè)施尤其是直流快充設(shè)施并網(wǎng)運(yùn)行才是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

為了驗(yàn)證特斯拉公司目前在國(guó)內(nèi)宣傳的“超級(jí)充電站”脫離電網(wǎng)運(yùn)行的可行性，其實(shí)只需對(duì)近日交付的上海特斯拉太陽(yáng)能充電站進(jìn)行簡(jiǎn)單估算。據(jù)報(bào)道，該充電站太陽(yáng)能組件鋪設(shè)面積約為150平方米，太陽(yáng)能組件最高轉(zhuǎn)化率為20.5%。上海全年光照輻射總量約1230kWh/m2，則可利用的全年光照輻射總量約為1230×80%≈980kWh/m2，那么以上特斯拉太陽(yáng)能充電站每天可發(fā)電量約為(980×150)÷365×20.5%≈83kWh。因此，即使不考慮太陽(yáng)能組件光電轉(zhuǎn)換效率在壽命期內(nèi)逐年衰減的影響和作為光伏電源必須具備的儲(chǔ)能損耗，該離網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能充電站在極端理想情況下的發(fā)電量一天也僅夠充滿一輛電池容量為85kWh的特斯拉ModelS，或?qū)?輛該車(chē)型電量從30%充到80%。這樣的電量顯然難以滿足規(guī)�；�電動(dòng)汽車(chē)的充電需求，必須尋求電網(wǎng)幫助。

另外，太陽(yáng)能充電站發(fā)電量受天氣的影響十分明顯，一片云的飄過(guò)都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電量降低，霧霾天氣更會(huì)大大降低發(fā)電量，更不用說(shuō)南方地區(qū)經(jīng)常性連續(xù)的陰雨天可能導(dǎo)致無(wú)電可發(fā)。更簡(jiǎn)單一個(gè)問(wèn)題，晚上怎么辦?為了實(shí)現(xiàn)其宣傳的24小時(shí)不間斷的快速充電服務(wù)效果，特斯拉公司提出通過(guò)為其太陽(yáng)能充電站建設(shè)儲(chǔ)能裝置，對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行存儲(chǔ)和時(shí)序分配。然而，即使不考慮儲(chǔ)能裝置昂貴的成本，增加充電站的儲(chǔ)能裝置僅僅是存儲(chǔ)了太陽(yáng)能，并不能模糊概念、將其草率地誤解為就能增加接收和轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能總能量，特斯拉公司展示的太陽(yáng)能充電站實(shí)際的供電能力仍然沒(méi)有改變，顯然不夠供應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)充電的實(shí)用需求。因此特斯拉公司建設(shè)的這種離網(wǎng)太陽(yáng)能充電站不具備可行性，并網(wǎng)運(yùn)行以尋求電網(wǎng)支持才是保證長(zhǎng)期發(fā)展的必然選擇。

實(shí)際上，早在2013年6月，特斯拉公司美國(guó)官網(wǎng)的論壇上就有用戶(hù)對(duì)其“超級(jí)充電站”能滿足全部電量需求的可能性提出了質(zhì)疑，用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明若將全球車(chē)輛都換成電動(dòng)汽車(chē)，即使將總面積為3.8×1011m2的全球屋頂都安裝光伏發(fā)電裝置，也僅能滿足需求的十分之一。此外據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，即使在以推廣可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)力度最大的德國(guó)，該國(guó)環(huán)境部提出的電動(dòng)汽車(chē)電能消耗應(yīng)完全由太陽(yáng)能、風(fēng)電等可再生能源供應(yīng)的環(huán)保理論，也遭到了經(jīng)濟(jì)技術(shù)部專(zhuān)家對(duì)其不具備實(shí)際可操作性的反駁，認(rèn)定不能據(jù)此嚴(yán)格制約。因此特斯拉公司提出建設(shè)獨(dú)立于電網(wǎng)的“超級(jí)充電站”充電網(wǎng)絡(luò)，其目的可能是通過(guò)清潔能源理念以尋求更多支持。

其實(shí)從相關(guān)報(bào)道中可以看出，目前在國(guó)內(nèi)陸續(xù)交付使用的特斯拉電動(dòng)汽車(chē)總量約為數(shù)十臺(tái)，充電需求幾乎可以忽略，因此所謂的離網(wǎng)太陽(yáng)能充電，對(duì)其產(chǎn)品的示范和宣傳的作用更大。在電動(dòng)汽車(chē)規(guī)模發(fā)展的趨勢(shì)下，參照當(dāng)前常規(guī)汽車(chē)加油站一天加油車(chē)輛數(shù)少則上百多則上千的規(guī)模，這種脫離電網(wǎng)、僅依靠太陽(yáng)能供電的“超級(jí)充電站”模式顯然無(wú)法滿足充電需求。媒體報(bào)道中特斯拉計(jì)劃建設(shè)的“超級(jí)充電網(wǎng)絡(luò)”暫未涉及在國(guó)內(nèi)規(guī)劃的細(xì)節(jié)，馬斯克的目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)有待我們繼續(xù)關(guān)注。然而，如果僅依靠增加脫離電網(wǎng)運(yùn)行的“超級(jí)充電站”數(shù)量來(lái)滿足今后大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)的充電需求，顯然不具備可行性，并網(wǎng)運(yùn)行、尋求電網(wǎng)支持才是發(fā)展的必經(jīng)之路。

責(zé)任編輯： 劉婷一