內(nèi)蒙古儲能式充電樁發(fā)展與設(shè)備升級思考

摘 要：隨著新能源技術(shù)和電動汽車的迅猛發(fā)展，充電樁需求快速增長。儲能式充電樁在提高充電效率、解決能源供需不平衡、提高可再生能源利用率等方面作用顯著。發(fā)展儲能式充電樁不僅可以提高內(nèi)蒙古電動汽車的普及率，還可以促進(jìn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)向綠色節(jié)能方向發(fā)展，加快內(nèi)蒙古社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：內(nèi)蒙古 儲能式充電樁 設(shè)備升級

根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2024年6月底，全國充電基礎(chǔ)設(shè)施總量已達(dá)1024.3萬臺，其中公共充電樁312.2萬臺，廣東、浙江、江蘇、上海、山東、湖北、河南、安徽、北京和四川等省市的公共充電樁數(shù)量最多，占比達(dá)到了69.6%。而內(nèi)蒙古各盟市主城區(qū)公共充電樁總數(shù)不到3萬個?，具有儲能功能的充電樁更是少之又少。

儲能設(shè)備在解決能源供需不平衡、提高可再生能源利用率、改善新能源系統(tǒng)的波動性和間歇性等方面發(fā)揮著重要作用，是推動能源系統(tǒng)向更加綠色、節(jié)能方向發(fā)展的重要技術(shù)支撐?，是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要保障。近些年電動車行業(yè)在我國發(fā)展迅猛，但電車充電問題制約其發(fā)展，傳統(tǒng)的充電樁充電速度較慢，充電效率低下，且難以滿足大規(guī)模充電需求。儲能式充電樁不僅是解決電動車充電難題的新選擇，而且也是提高資源利用率、助力節(jié)能減碳的利器。

一、儲能式充電樁的應(yīng)用

儲能充電樁是一種集儲能和充電功能于一體的智能充電設(shè)備。其主要特點在于能夠?qū)㈦娔軆Υ嬖陔姵刂校俑鶕?jù)需求進(jìn)行釋放，從而提高充電效率和速度。相比傳統(tǒng)充電樁，儲能充電樁具有充電速度快、效率高、可緩解電網(wǎng)壓力、優(yōu)化能源利用率、可應(yīng)急備用等優(yōu)勢。儲能式充電樁主要應(yīng)用于家庭用戶、公共充電站等方面，還可延伸到工業(yè)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，為各類電動汽車的普及和綠色出行、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等提供有力支持。

（一）家庭用戶充電?

在城市或農(nóng)村擁有獨棟房屋或庭院的家庭用戶，安裝儲能式充電樁是不錯的選擇。一方面，儲能式充電樁可以為電動汽車充電，且在電網(wǎng)故障或停電時仍能工作，可減少對電網(wǎng)的依賴。另一方面，如果安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，其儲存的電能還能為家庭用電提供補(bǔ)充，降低用電成本。

（二）公共充電站?

公共充電站一般建設(shè)在城市中心、商場、高速公路服務(wù)區(qū)等電動汽車密集的地方。采用儲能式充電樁可提高電動車充電效率，滿足大流量汽車充電需求。此外，采用可移動式儲能充電樁可靈活部署，且安裝快捷，適合投放在任何有需要的場地。

（三）工業(yè)領(lǐng)域?

在工業(yè)園區(qū)部署光伏儲能充電樁，可以滿足員工和客戶的充電需求，提升園區(qū)的服務(wù)水平和綠色形象。通過光伏儲能充電樁的應(yīng)用，工業(yè)園區(qū)可以實現(xiàn)綠色能源的自給自足，降低能源成本，同時提升企業(yè)社會責(zé)任感?。

（四）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

在大型農(nóng)場、合作社等區(qū)域部署儲能式充電樁，同時可配套風(fēng)電光伏等新能源發(fā)電系統(tǒng)，建設(shè)清潔綠色、智能化農(nóng)田，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的農(nóng)機(jī)具和農(nóng)業(yè)設(shè)備采用清潔能源作業(yè)。

二、內(nèi)蒙古地區(qū)發(fā)展和升級儲能式充電樁的益處

（一）發(fā)展儲能式充電樁可提高效率

內(nèi)蒙古地區(qū)地處北緯40度附近，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬天寒冷，夏天炎熱。電動車的電池在低溫環(huán)境下活性降低，電池容量下降，充電效率大幅降低。這就導(dǎo)致許多戶外充電樁使用率降低，同時，室內(nèi)或具有加熱功能的充電樁出現(xiàn)電動車充電擁堵情況。電動車在內(nèi)蒙古普及率不高，其中一個很重要的原因是內(nèi)蒙古地廣人稀，偏遠(yuǎn)的牧區(qū)或農(nóng)村無配套充電樁，使用極為不便。

交流充電樁充電效率一般在80%以上，直流充電樁?充電效率在90%以上，但充電樁的功率會受到所連接電網(wǎng)的供電能力限制。儲能充電樁通過儲能功能，能夠?qū)㈦娔軆Υ嬖陔姵刂?，再根?jù)需求進(jìn)行釋放。電池放電時，儲能式充電樁利用儲能系統(tǒng)提供高功率輸出，實現(xiàn)快速充電，大大縮短充電時間，提高充電效率。?內(nèi)蒙古發(fā)展儲能式充電樁不僅可以解決充電效率低的問題，還可以為電網(wǎng)不發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)提供充電服務(wù)。

（二）發(fā)展儲能式充電樁可提高資源利用率

內(nèi)蒙古的風(fēng)、光資源十分豐富。內(nèi)蒙古常年盛行西北風(fēng)，晝夜溫差較大，空氣流動強(qiáng)烈，草原和戈壁荒漠占比較高，對風(fēng)的阻礙較小，利于風(fēng)力傳播。目前，風(fēng)能總儲量達(dá)到8.98萬千瓦，風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)利用量為1.5億千瓦，占全國可利用風(fēng)能儲量的40%，且全區(qū)大部分地區(qū)為平坦的草場，十分適宜建設(shè)大型風(fēng)電場。內(nèi)蒙古地區(qū)緯度較高，平均海拔1000-1200米，西部地區(qū)全年降水少，以晴天為主，日照時間長，太陽輻射強(qiáng)，全區(qū)總輻射量僅次于青藏高原，居全國第二位，太陽能資源技術(shù)可開發(fā)量94億千瓦，約占全國的21%，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)具備得天獨厚的資源優(yōu)勢。

儲能式充電樁可以結(jié)合太陽能、風(fēng)能等可再生能源進(jìn)行充電，提高綠色能源的利用率，減少對化石燃料的依賴，降低碳排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（三）發(fā)展儲能式充電樁將促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展

1. 緩解電網(wǎng)壓力。儲能系統(tǒng)具有“削峰填谷”的功能，可緩解電網(wǎng)壓力。傳統(tǒng)充電樁直接從電網(wǎng)獲得電能充電，容易導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷過重。而儲能充電樁則可以將電能存儲在自身配備的電池中，用電低谷時期可通過可再生能源系統(tǒng)充電，用電高峰期根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況進(jìn)行電能釋放，從而達(dá)到緩解電網(wǎng)壓力的目的。同時，儲能式充電樁也縮小了新能源系統(tǒng)日內(nèi)的峰谷差價，減少需量電費，進(jìn)一步推動新能源汽車的發(fā)展。王來曾等人研究的風(fēng)光儲系統(tǒng)模型，模擬出用戶每年的綜合用電成本可降低22%。

2.促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。內(nèi)蒙古的耕地面積為1.39億畝，位居全國第二，畜牧業(yè)資源也非常豐富?。?全區(qū)農(nóng)機(jī)總動力達(dá)到4056.6萬千瓦，拖拉機(jī)擁有量達(dá)到122.5萬臺①，但大部分為柴油驅(qū)動，對環(huán)境造成一定的污染。選擇清潔能源和低碳技術(shù)可以減少農(nóng)業(yè)機(jī)械使用對環(huán)境的污染和影響。同時，清潔能源在節(jié)能方面具有顯著優(yōu)勢，采用新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油作為動力，使用成本相對更低，長期使用更為經(jīng)濟(jì)。

在大型農(nóng)場或農(nóng)田集中連片地區(qū)，建設(shè)具有儲能充電裝置的光伏、風(fēng)能發(fā)電設(shè)施，便于農(nóng)機(jī)具和農(nóng)業(yè)設(shè)施及時充能，提高農(nóng)機(jī)具使用率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

3.促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。儲能式充電樁系統(tǒng)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分，既能帶來經(jīng)濟(jì)效益，也能帶動新能產(chǎn)業(yè)在內(nèi)蒙古的發(fā)展。在城市，通過建設(shè)儲能式充電樁、充電樁智能化改造、配套建設(shè)充電服務(wù)站、加大新能源產(chǎn)品的普及等，帶動充電領(lǐng)域、可再生資源項目的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過建設(shè)儲能與可再生能源融合系統(tǒng)可以提供穩(wěn)定的電力支持，滿足當(dāng)?shù)鼐用竦某潆娦枨蟆＝Y(jié)合新能源農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備、設(shè)施建設(shè)，推動電動汽車和新能源在偏遠(yuǎn)地區(qū)應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高，推動電動汽車在這些地區(qū)的普及，為人民生產(chǎn)、生活提供更大便利。此外，儲能式充電樁系統(tǒng)也是分布式儲能技術(shù)的一種，在電網(wǎng)調(diào)度、微電網(wǎng)、交通和智慧能源等多方面應(yīng)用前景廣闊。

4.靈活部署，應(yīng)急備用。儲能式充電樁不完全依賴電網(wǎng)供電，可以在電網(wǎng)覆蓋不到或供電能力不足的區(qū)域靈活部署，移動式儲能充電樁更可以緊急部署到指定地點，使用后隨時撤走。

內(nèi)蒙古地廣人稀，在電網(wǎng)覆蓋不到、供電能力不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)，遇到電網(wǎng)故障停電或自然災(zāi)害引起的道路不暢時，儲能式充電樁可以作為應(yīng)急備用電源，為電動汽車和其他關(guān)鍵設(shè)備提供持續(xù)電力供應(yīng)，解決如地震、水災(zāi)等情況下應(yīng)急車輛或設(shè)備充能的問題，減少或避免產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)損失。

在高速公路服務(wù)區(qū)遇到電車充電擁堵、戶外舉辦大型活動需要大量電能等情況下，移動式儲能充電樁也可以隨時部署，靈活應(yīng)對。

三、儲能式充電樁設(shè)備升級與發(fā)展建議

隨著新能源技術(shù)的日益發(fā)展和新能源產(chǎn)品的普及，儲能式充電樁逐步向規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化和人性化發(fā)展，并且充電技術(shù)更加進(jìn)步，資源利用更加高效，更加綠色環(huán)保。

（一）規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化

儲能式充電樁向規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)。應(yīng)根據(jù)城市建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃，分析未來新能源汽車和設(shè)施的發(fā)展趨勢建設(shè)一定規(guī)模的儲能式充電設(shè)備，并統(tǒng)一充電接口，提高適配性。充電樁可根據(jù)不同種類充電設(shè)備或汽車，智能化識別并自動設(shè)置不同的充電模式。這樣不僅可以提高儲能式充電樁產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量，還可以提升管理和運營效率、降低發(fā)生故障的風(fēng)險。

（二）智能化、人性化

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，儲能式充電樁也應(yīng)該更加智能化、人性化。因其自身具有的儲能功能，儲能式充電樁不會發(fā)生斷電，可實現(xiàn)系統(tǒng)智能化服務(wù)。一方面，系統(tǒng)通過智能化學(xué)習(xí)預(yù)測不同時間、不同地點的負(fù)載需求，并及時調(diào)整儲存能力，為用戶提供智能控制、資源利用策略和設(shè)備安全方面的服務(wù)。如黃家暉等研究基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的充電樁儲能優(yōu)化方法，可有效提升儲能單元輸出電壓、電流以及功率的穩(wěn)定性。另一方面，加強(qiáng)充電的便捷性，固定充電樁在選址上應(yīng)更加人性化，充電樁的位置布置需要考慮到車輛數(shù)量和使用需求，采用智能管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)充電樁p8OjLhbPhUHjU8mf3v+5eFf5GHrcmTyHdRH7vSjvHfI=的預(yù)約、優(yōu)先充電等功能，減少用戶等待時間，優(yōu)化充電資源的分配，提高充電樁的平均利用率。遇到緊急情況需要充電，也可預(yù)約充電機(jī)器人到指定地點充電。

（三）環(huán)境適應(yīng)性

提高儲能式充電樁的環(huán)境適應(yīng)性有助于提高充電過程的可靠性和充電效率。內(nèi)蒙古冬季寒冷，可能會導(dǎo)致充電樁設(shè)備的過載、電路損壞、充電過程變慢等問題。儲能式充電樁應(yīng)做好保溫隔熱措施，電池部分采用耐寒隔熱材料包裹或直接建在地下，使其在低溫環(huán)境下仍能正常工作。采用新技術(shù)，提高電池耐寒能力，如華為在西藏日喀推出的光儲液冷超充站，成功攻克了在極高海拔環(huán)境下進(jìn)行光儲充一體化項目的多重設(shè)計和施工難題，進(jìn)一步促進(jìn)了新能源汽車在高寒地區(qū)的普及和使用。

（四）節(jié)能環(huán)保，安全可靠

內(nèi)蒙古地區(qū)風(fēng)能和太陽能資源豐富，采用風(fēng)光儲充放一體化充電站可有效節(jié)能減排。風(fēng)光儲充一體化電站由三部分組成，風(fēng)能或太陽能光伏發(fā)電、儲能電池和充電，這三部分組成一個微網(wǎng)，利用可再生能源發(fā)電，電池儲存電能。系統(tǒng)充電削峰填谷，減少白天峰期充電電量及電費，在電網(wǎng)故障停電時采用離網(wǎng)運行模式對新能源車應(yīng)急充電。光儲充充電站可節(jié)約能源消耗減少污染物排放，為節(jié)能減排，綠色低碳出行提供保障。

隨著電池儲能技術(shù)的不斷進(jìn)步，儲能系統(tǒng)的能量密度和功率密度將進(jìn)一步提高，儲能式充電樁的充電效率和安全性也將得到顯著提升。未來，儲能式充電樁將向多元化發(fā)展，應(yīng)用場景更豐富，甚至室內(nèi)都可以安全使用。

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（作者單位：1.內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展和改革委員會綜合保障中心;2.內(nèi)蒙古開放大學(xué)）

責(zé)任編輯：康偉