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未来,绿色智慧交通将全面实现电气化
2018-07-02 11:18:37   来源:( 智能交通技术)   

    每天,交通领域消耗了全球所使用的能源量的三分之一,且这个数字还在继续增长。在中国,随着汽车保有量的持续攀升,能源用量也将不断加大。

    据国家信息中心预测,到2025 年,中国的汽车保有量将从目前的2.17 亿辆,增加到3.6 亿辆。而以风电、光伏为代表的清洁能源将在交通系统中得到大规模使用。“毫不夸张的说,电动汽车的大规模应用将是未来绿色智慧交通中最为激动人心的变化,这一变化会给整个交通、能源乃至人类社会的发展带来巨大影响。”

    国家电网电动汽车服务有限公司运营总监阙诗丰表示,2015 年交通领域的能源使用量中,可再生能源比例仅仅4%。到了2050 年交通领域的能源使用量将有58% 来自于可再生能源,每年的二氧化碳碳排放也将由2015 年的7.7G 吨下降到3.1G 吨。

    “未来,交通网与能源网有机融合是大势所趋。交通电气化已成为能源转型的重要途径,是交通网与能源网实现有机融合的关键环节。”阙诗丰认为,智慧路网必须与清洁能源深度融合。

“两网融合”是大势所趋

    从公路网布局上看,目前我国已初步形成多节点、全覆盖的综合交通运输网络。截至2017 年年底,全国公路总里程477.35 万公里,公路密度49.72 公里/ 百平方公里。根据《国家公路网规划(2013 ~ 2030 年)》, 国家公路网规划总规模将达到40.1 万公里,由普通国道和国家高速公路两个路网层次构成。其中普通国道网由12 条首都放射线、47 条北南纵线、60条东西横线和81 条联络线组成,总规模约26.5万公里。国家高速公路网由7 条首都放射线、11条北南纵线、18 条东西横线,以及地区环线、并行线、联络线等组成,约11.8 万公里。

    如此大规模的路网,在其“智慧化”的进程中势必将增加大量的信息化设施,包括WiFi设备、微波检测设备、北斗定位地面站等等,尤其是随着5G 技术的广泛应用,大量物联网节点及通信站点的应用,将使得智慧路网的能源需求不可避免的大幅增加。



    “如果仍然采取传统的能源供电方式,势必会导致能源浪费和碳排放量增加。”阙诗丰认为,绿色智慧交通时代,路网将会朝着智慧路网方向发展,主要包括四个层次:一是智慧设施。公路、桥梁、附属设施等公路交通基础设施具备多维感知能力,能够实现彼此间的信息互联互通和自动控制,并与交通工具、交通参与者的协同联动,主动检测路网运行异常,及时上报道路拥堵、设备故障,为公路交通安全和高效通行提供数据支撑。 二是智慧决策。

    以云计算、大数据、物联网、移动互联网等信息化新技术与公路行业的深度融合,围绕公路交通安全、舒适、高效的通行能力以及日常运维管理的智能化,实现主动预测、自动处置、快速响应、服务高效,全面提升以人为本的智慧公路决策水平。三是智慧管控。基于路网运行的全面感知能力,实现人、车、路的一体化运行监测,第一时间发现公路通行异常,实现车路协同、区域路网协同管理、出行信息服务等智能应用。四是智慧服务。通过人、车、路互联互通,及时联网发布跨区域交通信息及事故信息,提高公路信息服务水平和质量,包括动态路径导航、实时路况发布、个性化出行、交通分析等。

     “未来,交通网与能源网有机融合是大势所趋。交通电气化已成为能源转型的重要途径,是交通网与能源网实现有机融合的关键环节。”阙诗丰说。



“新能源一张网”格局

    目前,新能源在交通运输领域的应用快速发展。在车辆销售方面,根据中国汽车工业协会统计,2017 年新能源汽车产销分别为79.4万辆和77.7 万辆,其中纯电动汽车销量占比高达84%(纯电动乘用车占比60%,纯电动商用车占比24%)。在充电桩建设方面,2017 年充电量达到23.0 亿千瓦时,充换电5700 万次,各运营商已建充电桩16.9 万个,其中社会运营12.3 万个,国家电网自营4.6 万个,已初步形成“九纵九横两环”高速城际快充网络,覆盖19 省、150 个城市,里程超过3.1 万公里。在智慧平台建设方面,初步建成了智慧车联网云平台,平台已累计接入充电桩总数超过16.8 万个,依托智慧车联网平台,17 家充电运营商实现互联互通,接入车联网平台的充电桩总数超过16.8万个,其中国家电网自营充电桩4.6 万个,社会运营充电桩12.2 万个,初步形成了互联互通的全国“新能源一张网”格局。在港口岸电布局方面,国家电网的港口岸电已经覆盖全国15 个省(直辖市),形成了东部沿海港口、京杭大运河港口和长江沿线港口的“两纵一横”格局。

    “国家电网把交通运输领域作为推进电能替代的四个主要领域之一。”阙诗丰介绍,国家发改委《关于推进电能替代的指导意见》提出要在2016 ~ 2020 年,实现能源终端消费环节电能替代散烧煤、燃油消费总量约1.3 亿吨标煤,促进电能占终端能源消费比重达到27%,“国家电网建设的智慧车联网,一开始是为充电场景服务,现在正在向‘港口岸电’、‘机场油改电’等类似的用电场景延伸,本质是创新打造了绿色低碳、清洁高效的交通能源互联网,推动电能在交通终端消费占比提升。”

    阙诗丰说,电动汽车产业的大规模应用,将改变交通和能源的产业格局。电动汽车集“能源、信息和交通”三重属性于一身:一方面、电动汽车既是移动的储能单元,能够灵活参与电网的削峰填谷、清洁能源消纳;同时,电动汽车又是智慧信息终端,能够通过车载智能终端、车载传感器等,与能源、交通和信息网互联互通;电动汽车还是绿色出行的载体,网约车、分时租赁车和乘用车的广泛应用,给用户提供智能、便捷、低碳和清洁的出行服务。

    “未来,电动汽车将会是绿色交通的重要组成部分。”阙诗丰表示,到2050 年,电动汽车在交通领域的能源使用量占比将从现在的仅仅1%,提升到2050 年的33%;电动乘用车的年销量由124 万辆,增长到2050 年的965 万辆;与此同时,从电动汽车上退役下来的动力电力容量, 也由0.5GWh 增长到12380GWh,“ 毫不夸张的说,电动汽车的大规模应用将是未来绿色智慧交通中最为激动人心的变化,这一变化会给整个交通、能源乃至人类社会的发展带来巨大影响。”

    目前,国家电网已经构建了智慧出行、智慧充电和储能云平台完全业务体系,并且依托这三大服务平台,推进交通领域能源消费的高效化,低碳化和清洁化。“通过智慧出行服务平台,为用户提供网约车、分时租赁等电动汽车的出行服务;通过智慧充电服务平台,为电动汽车用户提供绿色清洁能源保障;通过储能云平台,利用电动汽车作为移动储能单元的分布式灵活可调用特性,参加清洁能源消纳、集合电量交易和需求侧响应等服务,为用户创造更多价值。”

    阙诗丰表示,还将把高速公路服务区的光储充一体化电站也接入到储能云平台,消纳跨区清洁能源,“总之一句话,从电动汽车的绿色出行,到电动汽车充绿色能源补给,再到电动汽车的储能应用,国家电网都可以全方位的提供优质服务,致力于‘ 电动汽车充绿色电,比加油更方便 ’,通过清洁能源驱动绿色智慧交通。”

标准制定为现阶段重点工作

    在发展战略的指引下,国家电网初步建成了国际领先、功能强大、统一开放的智慧车联网云平台。2017 年11 月,智慧车联网云平台正式上线,累计接入充电桩总数超过16.8 万个。

    与国内外运营商相比,国家电网智慧车联网平台已经是全球接入充电桩最多、覆盖范围最广、充电容量最大的电动汽车服务平台。

    阙诗丰介绍,基于储能云平台,国家电网将打造动力电池全生命周期价值链。从电池在车辆销售、出行环节,到从车上退役下来进行梯级利用,参与储能应用,再到最后电池回收、拆解再利用。整个动力电池全生命周期,都能得到有效的运行监测,促进电池梯次利用,打造车主、储能用户、回收商、电池厂商电池循环利用生态。

    “另外,国家电网今年也上线了智慧出行平台。该平台集出行服务、车辆管理、智慧交通于一体,由网约车、分时租赁、通勤班车、政企服务四大功能板块组成,为政企单位和个人用户提供便捷、高效的出行解决方案,满足生产、通勤、会议、接待等全业态、个性化用车需求。”

    与此同时,该平台还将基于海量的车辆出行数据,发布电动汽车产业发展指数,通过数字化的方式,直观展现电动汽车产业的发展情况,倡导智慧绿色出行的理念,为政府及行业相关部门制定政策决策提供科学可量化的依据。

    阙诗丰说:“在线下部分,国家电网已经建设公共充电桩4.6 万个。到目前,已形成‘九纵九横两环’高速城际快充网络,覆盖19 省、150 个城市,里程超过3.1 万公里,为电动汽车在跨城出行提供可靠清洁能源保障。 ”

    “在智慧交通领域的工程实践中,国家电网整合光伏、储能、充电等电网灵活资源,在高速公路服务区、高速公路护坡,建成光储充一体化综合能源站,利用智慧车联网平台与电网的交互能力,提升电网运行的可靠性,降低电网建设成本,为出行提供清洁能源。目前,在天津徐官屯建成的光储充一体化电站已经投运。”

    “未来,绿色智慧交通将全面实现电气化,5G 技术、北斗卫星定位导航、物联网技术、大数据和无人驾驶的智能网联电动汽车等高新科技技术在交通领域广泛应用,交通与能源深度有机融合,在网络形态、业务功能、资源利用等方面的联系日益紧密,呈现相互交叉、相互融合、相互支撑、相辅相成的发展态势。”而对于现阶段,阙诗丰认为,重点工作之一是加快相关标准的制定。

    2003 年9 月,“全国智能运输系统标准化技术委员”制定了关于智慧公路的91 项国家标准,2017 年7 月中国工程建设标准化协会公路分会在重庆组织召开了《智慧高速公路总体框架与技术标准》编制大纲审查会。“但是,到目前为止,绿色智慧交通中的能源标准以及清洁能源项目中路网配套标准还有很多没有制定。

   “比如在高速公路上,光伏组件的光污染、防护林遮挡等等行业性的问题。”阙诗丰表示,这些问题还有待于行业内的同仁一起努力,共同推动。

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