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汽车储能、无人驾驶和空中的士,未来出行的低碳遐想

时间:02-02 来源:最新资讯 访问次数:73

汽车储能、无人驾驶和空中的士,未来出行的低碳遐想

2023年是全球新能源汽车快速发展的一年,根据国际能源署(IEA)《2023年全球电动汽车展望》和分析机构Canalys的最新报告,去年全球电动汽车销量预计达到1400万辆,年销量增长近30%。而中国继续成为全球最大的新能源汽车市场。据中汽协数据,我国新能源汽车近年来高速发展,连续9年产销位居全球第一。在政策和市场的双重作用下,2023年新能源汽车持续快速增长,产销分别完成958.7万辆和949.5万辆,同比分别增长35.8%和37.9%,市场占有率达到31.6%。换句话说,大约每卖出三辆车就有一辆是新能源。随着气候变化危机的迫近,转型到以低碳和可再生能源为动力的交通方式已是大势所趋,以纯电动汽车为代表的新能源车已成为未来的发展方向之一。然而交通零排放的转变远远不只是如此。新能源汽车芯片开发新年伊始,国家发改委等部门联合印发了新能源汽车与电网融合互动的实施意见,通过推出车网互动新政,推动智能有序充电和双向充放电。目前已有多地开始推动试点电车和电网的“互动”实践。另一方面,专家预测,新能源汽车与自动驾驶技术将会有更多的联结。未来汽车也不再只是一辆交通工具而是一个终端平台。汽车将迎来更为广阔的应用形态与场景,为包括残障人士在内的更多用户提供更为舒适便捷的出行途径, 曾经在科幻片中出现的“空中飞车”也将不再遥远。在新的一年来临之际,澎湃新闻(www.thepaper.cn)《临界点》采访了国内外交通行业的专家,新能源汽车会有怎样的发展前景?在“双碳”目标(2030年前碳排放达峰,2060年前碳中和)的指引下,以汽车为代表的交通领域又会有着怎样的转变?未来,我们的交通出行会有哪些惊喜与期待?电车成大型充电宝“赚钱”1月4日,国家发展改革委等中央部委联合发布了《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》,车网互动新政出台,推动智能有序充电和双向充放电,在汽车领域推动国内分布式能源的发展。新能源汽车目前主要通过V2G技术(Vehicle-to-grid,指车辆到电网的互动),通过充放电装置实现电动汽车与电网进行能量和信息的互动,可分为智能有序充电和双向充放电。当电网需要能量时,电动汽车可以通过V2G系统向电网供应电能,运营商和车主还能获得充放电价差收益,帮助电网削峰填谷,平稳电力负荷。中科院院院士、清华大学学术委员会副主任、新能源汽车专家欧阳明高告诉澎湃新闻,新能源车与新能源电力是互补、互动、互促的关系。因为光伏、风电等新能源电存在波动性及不确定性,如果直接进入电网会破坏电网的稳定性,打破供需平衡,所以需要让电网更有“柔性”以应对这种波动。柔性电网消纳新能源电主要靠储能实现,其中一个重要方式,就是利用电动车作为储能装置建立虚拟电厂,也就是分布式大规模储能。欧阳明高表示,当新能源车作为一种储能装置,可以起到平衡电网的作用,并使可再生能源电比例快速增加。在负荷侧,新能源车储能可能会在将来成为最重要的储能方式。电动车总储能容量非常大,如果按将来3亿-4亿辆电动车来算,可储几百亿度电,几乎可以供整个中国24小时的用电量。如果新能源汽车将来进一步发展到双向充放电,电动车就可成为电网的储能装置,这不仅不会对电网带来问题,反而是稳定电网的“蓄水池”。2023年9月3日,江苏常州,国家电网所属的新能源汽车充电站。目前,北京、上海、四川、安徽等地都在积极探索V2G试点。据《中国汽车报》的报道,安徽合肥一座刚刚投运的双向充放电站,一辆电动汽车1.5小时可以向电网反向放电近30度,获取30元左右的收益。位于粤港澳大湾区的广州市海珠区首个光储充放一体化智能超充站,可将新能源汽车作为大型移动“充电宝”,通过站场的双向充电桩,给充电站反向充电。能源基金会交通项目主管杨佩佩说,大家对于车网互动寄予了很大的期望,分开来看,对于用户侧来说可以解决经济性的问题,未来新能源车车主参与电网的需求响应,可以通过市场机制保障一定的收益,甚至所有充电需要的费用可以通过放电平衡掉,这对于用户而言可以得到经济上的实惠。对电网而言,如果电网能够实现双向互动,通过新能源车的充放电实现削峰填谷,社区的变压器不需要增容,节省了电网的投资,另外也可以很好地解决新能源消纳的问题。以深圳为例,作为电动车占有率较高的城市,已经开始补贴车网互动和虚拟电厂建设。深圳市协力新能源与智能网联汽车创新中心主任谢海明告诉澎湃新闻,深圳市目前已经在打造数字电网“一张网”,接入了很多分布式能源资源,包括充电桩、储能站、光伏站、V2G车网互动站等,可以灵活调控电力资源。未来电动车和能源系统的双向互动是必然的发展趋势。不过专家也表示,各地虽然已进行不少小规模的试点和验证,但还有不少问题,解决后才能打通整条路径,比如V2G技术需要与电网紧密配合,目前缺乏统一标准与管理体系,此外,还需要进一步加速电力市场的改革,尽快增加清洁能源的占比。能源基金会交通项目主管陈健华指出,未来在高比例可再生能源接入电网的情况下,电网可能出现由于可再生能源不稳定带来的波动,因此新能源汽车用来平衡电网的波动性是有潜力的,但这个路径如何实现还有很多问题需要解决。“电网肯定是希望需要电动车放电的时候,电动车就能放出电来,需要把多余的电存着的时候电动车就能蓄电;但对于电动车使用者来讲,电动车的交通出行功能是首要的。智能有序的调控是需要的。”他说。此外,还有经济性的问题。电网要能源调度的时候,需要靠经济刺激或杠杆驱动,比如在电价便宜的时候车主把电池蓄满电,等用电高峰的时候,电价比较高,车主再把电放出去,这样能够形成电价差,让新能源车主有盈利空间,但这个盈利空间达到多少才能调动车主的积极性去做这件事是需要进一步研究的。欧阳明高表示,车网互动预计爆发点在2030年左右。未来如果要真正实现车网互动,电动车与充电桩的比例要达到1:2,要做到只要停下车,无论是在家还是在办公场所,就能够跟电网连接。随着我国车网互动实现规模化应用,智能有序充电全面推广,电动汽车成为未来的分布式储能和新型电力系统的一部分,广大电动汽车车主能利用汽车电池反向放电赚钱的时代或许很快就会到来。自动驾驶助力交通低碳化2023年以来,自动驾驶赛道不断传来企业IPO的消息。专家预测,2024年仍是国内自动驾驶企业密集排队上市的一年。根据麦肯锡发布的报告,到2030年能达到高级别自动驾驶技术的汽车将达到整体销量的50%,最高级别的全自动驾驶汽车很可能在本世纪20年代中期开始上路。自动驾驶汽车不仅可以提高行车安全性,还可以实现更加高效的驾驶方式。通过车联网技术,自动驾驶汽车之间可以实时通信,协同行驶,减少了不必要的急刹车和加速,从而降低了能源消耗。此外,自动驾驶技术还可以更加精准地计算最佳行驶路线和速度,最大限度地提高能源利用率,实现节能减排。虽然自动驾驶技术未来很可能会得到大范围的应用,但当前自动驾驶在技术、效率、体验、安全性层面仍面临巨大挑战,全面实现真正的“无人驾驶”目前看依然有数十年甚至更长的过程。谢海明指出,2030年前主要还是L2级(部分自动化)到L3级(有条件的部分自动驾驶)应用过渡,2050年前应该是L3级到L4级(高度自动化)的应用过渡。不过在很多特定应用场景,会率先实现完全无人驾驶的普及,比如港口、仓库、公路干线运输。2024年1月16日,杭州市民中心附近试运营的无人驾驶出租车RoboTaxi。自动化驾驶在很多商用车场景上有先天的优势,比如很多港口在封闭场景下,集装箱倒运车辆已经有了自动化的实践案例。另外在一些矿山等作业环境比较恶劣的地方,智能化电动车辆未来也有非常大的潜力去代替人工操作,实现更高效的运作。不过总体上,在自动驾驶走得最快的一些地区,目前仍不是一帆风顺。美国旧金山市交通局公布的数据,从2022年5月至12月,旧金山的自动驾驶汽车出现了92次意外停车,其中88%是在有交通服务的街道上。目前各国对放开高级别自动驾驶车辆的限制普遍持谨慎与保守态度,主要原因也是现在的技术水平难以应对复杂的交通和路况。当然,这并不意味着无人驾驶的未来将遥遥无期。在主管部门的鼓励和支持下,越来越多的企业正在加入到推动自动驾驶技术发展的大军中来。美国Waymo公司宣布,将于2024年1月中下旬开始,在高速公路进行没有安全员参与的自动驾驶测试。美国自动驾驶公司Aurora计划通过与德国汽车供应商大陆集团的合作,到 2027 年生产数千辆无人驾驶运输卡车。目前该公司已有约 30 辆自动运输卡车在得克萨斯州的道路上运行。到 2024年底,Aurora计划让19 辆无人驾驶卡车在从休斯敦到达拉斯的 240英里(约 386.24 公里)路段上行驶。而在政策法规层面,我国江苏省率先出台了2024年“无人驾驶”管理新规,对在上路驾驶、智能网联汽车数据管理、执法管理等方面进行了详细的权责划定。自然资源保护协会(NRDC)中国清洁电力项目主管周晓航表示,目前的辅助驾驶技术已极大地提升了驾驶体验,预计到2030年的时候,自动驾驶技术可能会有质的突破,一些特定区域可能会开始实现真正的无人驾驶运营。智能化带来未来低碳交通未来5-10年,以新能源汽车为代表的低碳交通会有怎样的发展趋势?在更远的将来,人们的出行交通可能会出现怎样的变化?比亚迪品牌及公关处副总经理杜国忠表示,按照目前的发展趋势看,未来的电动汽车智能化程度将会进一步提高。如果说“新能源汽车的上半场是电动化,下半场就是智能化”。智能交通是以先进的信息技术为支撑,通过智能化手段,使交通系统更加智能、高效地运行,减少碳排放,提高交通效率和出行的环保性。智能交通大众汽车公司在今年的CES消费电子展上展示了首款配备ChatGPT的汽车,该汽车将于今年第二季度初向北美和欧洲的客户推出。作为全球领先的电动汽车企业,去年12月,特斯拉在美国首发上市了电动皮卡Cybertruck。这款被称为“能行走在任何星球表面”的电动皮卡上市后令外界再次瞩目。而特斯拉CEO马斯克今年1月3日在社交平台上与用户互动时却表示,特斯拉的定位不仅是一家汽车公司,更是一家人工智能和机器人公司,透露出的是在智能化引领下对未来更大的雄心。谢海明认为,未来电动汽车为代表的低碳交通会跟智能化、网联化技术深度融合,未来的电动汽车既是一个出行的工具,也是一个私人生活和办公的空间,车机系统肯定会更加智能,功能也会更加丰富,用户可以在车上实现办公室和居家的大部分行为。对此,美国环保基金会北京代表处的技术创新主任冉泽也表示赞同,他认为就像手机从接打电话的工具已成为生活必不可少的工具一样,未来电动汽车也会超越交通工具这一功能,成为一个具有各种功能的综合体。“大胆设想一下的话,电动汽车未来就是具有智慧的陪伴人们的伙伴,就像电影里的变形金刚一样,而且还会超越变形金刚。”冉泽说。交通与发展政策研究所(ITDP)东亚区首席代表刘岱宗则认为,2050年预计会有各种各样的出行方式,汽车不一定会占主导地位,无人驾驶的公共交通系统会很发达,但肯定都是以可再生能源为动力或者是像自行车这样以人力为主的,不会再大规模使用化石燃料。新型的使用可再生能源的交通工具已经出现。2023年12月28日,中国亿航智能公司研发的EH216-S无人驾驶客运无人机在广州成功实现首次商业飞行,使用电池驱动,续航22英里,时速81英里,这一“空中的士”或成为未来空中交通工具的雏形。就在一个月前,一辆名为“空中出租车”的小型直升机在纽约曼哈顿市中心直升机场进行演示飞行前往机场,从曼哈顿飞到肯尼迪国际机场只需7分钟。这辆由美国电动航空公司Joby Aviation研发的电动垂直起降飞行器(eVTOL)顶部配备6个旋翼,可搭载4名乘客,飞行速度高达每小时200英里,零碳排放、低噪音。尽管目前的技术下“空中的士”的成本仍然十分高昂,但是未来预计会随着技术成熟而下降。更重要的是,类似新型交通工具的出现可能意味着未来大城市交通的游戏规则将被改变,有助于解决未来城市通勤拥堵问题。Joby公司计划在2025年开始商业客运服务,并已获得美国联邦航空管理局的飞行测试认证,纽约市长亚当斯表示,这将重新构建纽约成为可持续交通新枢纽的愿景。以2030年和2050年为时间节点展望,汽车电动化的大趋势不可逆转,未来必将加速替代燃油车。随着智能化和人工智能技术的加速发展,未来人们出行交通的想象空间不可限量。

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