道路交通与能源体系需融合发展

一、道路交通与能源体系融合发展已有顶层战略
道路交通和能源行业同是国家战略性、基础性产业。《中共中央　国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确提出，要加快推进低碳交通运输体系建设，积极发展非化石能源。深入推进交能融合发展，因地制宜依托交通基础设施开发风、光等可再生能源，加快运输装备新能源与清洁能源推广应用，推动道路交通和能源行业融合低碳发展转型升级，将助力交通行业由能源“消费者”向“产销者”转变，支撑国家“双碳”战略目标。
推动道路交通和能源深度融合发展，是两大行业发展方式的重大革命。《交通强国建设纲要》强调，要加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络的融合发展，优化交通能源结构。在2023年12月国家发改委等部门联合发布的《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》中指出，要大力培育车网融合互动新型产业生态，有力支撑高质量充电基础设施体系构建和新能源汽车产业高质量发展。深入挖掘交能融合发展蕴含的减污降碳综合效益，是可持续发展愿景下道路交通发展的新方向，对于推动交通产业经济发展、加快建设交通强国、高质量构建现代化综合立体交通体系意义重大。
二、道路交通与能源体系现状及发展趋势
1．汽车保有量稳步提升，新能源汽车保有量快速增加。
我国汽车行业正在加速向新能源转型，传统燃油车保有量预计2025～2030年达峰。2021～2023年我国汽车保有量分别为3.02亿辆、3.19亿辆、3.36亿辆，新能源汽车保有量分别为784万辆、1310万辆、2041万辆，新能源汽车的年均复合增速（61.3％）显著高于汽车整体水平（5.5％）。预计2025年、2030年、2035年我国汽车保有量分别为3.6亿辆、4.2亿辆、4.9亿辆，其中新能源汽车保有量分别为4000万辆、1亿辆、1.6亿辆。2025～2030年传统燃油车保有量或将达到峰值3.2亿辆，新能源汽车实现对传统燃油车的加速替代。
2．能源需求不断攀升，新能源供给占比快速增加。
随着能源消费总量及燃油车保有量达峰，道路运输能源消耗将由汽柴油需求转向电力需求。2021～2023年，我国能源消费总量分别为52.4亿、54.1亿、57.2亿吨标准煤，原油对外依存度保持在72％左右。预计到2025年、2030年，我国能源消费总量将达到58亿、59亿吨标准煤；2035年，我国能源消费总量基本达峰，约为60亿吨标准煤。2021～2023年，我国道路运输能源消费总量分别为3.1亿、3.7亿及4.4亿吨标准煤，预计2025年、2030年、2035年将下降为4.0亿、3.7亿及3.3亿吨标准煤。
新能源装机规模保持快速增长，供电占比持续稳定提升。2021～2023年，我国发电装机容量分别为23亿、26亿及29亿千瓦，其中新能源发电装机容量分别为11亿、12亿及15亿千瓦。预计到2025年、2030年、2035年，我国发电装机容量将达到34亿、46亿及59亿千瓦，其中新能源发电装机容量将达到20亿、28亿及40亿千瓦。2021～2023年，全国发电量分别为8.4万亿、8.5万亿及9.3万亿千瓦时，其中新能源发电量占比分别为32％、31％、34％。预计到2025年、2030年、2035年，全国发电量将达到10.4万亿、13.1万亿及15.9万亿千瓦时，其中新能源发电量占比将达到35％、37％及39％。
3．储能规模持续扩大，新型储能需求快速增加。
近年来，我国储能总装机规模高速增长，以锂电、氢储为主的新型储能将成为驱动储能总装机规模向上的核心增量。
2021～2023年，我国储能总装机规模分别为45.8GW、67GW、86.5GW，年均复合增长率约37％，其中传统抽水蓄能分别占比86.2％、79.3％、59.4％，新型储能装机规模分别占比12％、16.4％、24％，新型储能新增装机能量分别为4.9GWh、7.9GWh、46.4GWh。预计2025年、2030年、2035年，我国储能累计总装机规模分别为160GW、250GW、330GW，新型储能累计装机规模分别为59GW、120GW、180GW，装机能量分别为122GWh、255GWh、381GWh，抽水蓄能累计装机规模比重或缩减至45％。针对新型储能，预计2025年、2030年、2035年电化学储能累计装机规模分别为25GW、36GW、66GW，锂电池仍占主导地位，钠离子电池、液流电池为辅；中大规模长时氢储能累计装机规模为30MW、140MW、630MW，体量仍较小，2060年有望达到120GW。
三、道路交通与能源体系融合发展有其必要性
1．新能源电力体系具有间歇性、随机性、波动性。
以新能源为主体的新型电力系统将逐步成为供电主体，但是新能源发电在很大程度上有依赖自然资源的特性。一是新能源发电具有间歇性，光伏发电和风力发电受到光照强度、风力大小等自然条件的直接影响，电力供应易出现间断；二是新能源发电具有随机性，由于天气变化、设备状态等多种因素的影响，实际发电量与预测值存在偏差；三是新能源发电具有波动性，发电出力在不同时间尺度上显著变化，如在不同时段，新能源发电量可能会有较大的波动。新能源发电的间歇性、随机性和波动性是其固有的特性，使得新能源电力的预测、调度和利用变得更为复杂和困难。
2．新能源汽车对电网负荷影响持续增加。
首先，新能源汽车市场规模快速扩大，增长的充电需求和大功率充电桩将加大电网负荷。根据预测，2030年我国新能源汽车保有量约1亿辆，充电桩保有量约4500万个，发电装机容量为46亿千瓦。在无充电功率限制情况下，充电桩合计充电功率约28亿千瓦，新能源汽车同时充电功率可达3.2亿千瓦，充电对电网的负荷占比将达到10％左右。此外，无序充电现象也加剧了电网负荷的波动。电动汽车充电的时间和功率具有不确定性，大量用户在高峰时段进行充电，电网将出现“峰上加峰”的现象；电动汽车接入电网的位置和容量也存在随机性，充电设施分布不均，局部电网可能面临较大的供电压力。
3．储能连接道路交通与能源体系的作用尚未体现。
储能可有效提高电网稳定性、优化充电体验、实现电网侧削峰填谷。随着新能源汽车市场快速增长，储能作为源－网－荷－储的重要一环，将承担连接电网和新能源汽车的稳压器和蓄水池的作用，在电力不足时补充电能，为新能源汽车提供稳定的充电环境。根据预测，2030年我国新能源汽车同时充电功率可达3.2亿千瓦，电化学储能累计装机规模为36GW，电化学储能放电功率占新能源汽车充电功率的比例为11.25％，其规模尚不能平衡电力供给和新能源汽车充电需求。
4．数据在源－网－荷－储－车－桩－碳中的作用越来越强。
随着交通与新型电力系统融合发展，形成源－网－荷－储－车－桩－碳多要素协同发展，新模式、新场景、新成果不断涌现，各环节数据信息海量发展。在系统运行方面，数据在发电设备实时监测、用电负荷精准预测、储能设备高效运行、充电设施优化布局、碳足迹全生命周期管理等各方面将起到重要决策作用，进而推动以电力为核心的交通能源体系实现多种能源的高效转化和利用。在系统管理方面，数据可以帮助相关部门更好地开展顶层设计、财政补贴等，助力源－网－荷－储－车－桩－碳智慧融合发展。
四、道路交通与能源体系融合发展的四大目标
1．逐步实现道路交通行业“双碳”目标。
目前新能源汽车仅实现了能源应用端的低碳化，而能源生产端仍以火力发电为主，占比66％，生产端电能并未实现低碳生产。推进交能融合发展，逐步形成新能源汽车与能源耦合联动机制，将实现道路交通用能从生产端到应用端的低碳化。
2．推动新能源汽车可持续发展。
随着新能源汽车保有量逐年增加，电网面临的负荷冲击逐年加大，若不能满足日常充电需求，会影响消费者对新能源汽车的购买意愿。通过交能融合，可提升能源利用效率，降低电网负荷压力，为新能源汽车提供稳定可靠的充电环境，保障新能源汽车产业可持续发展。
3．实现新能源汽车智能有序高效补能。
现阶段新能源汽车的无序充电不但会影响自身充电功率，还可能导致新能源供电设施失能失效。据测算，如果2030年新能源汽车无序充电，会导致国网公司经营区域峰值负荷增加1.53亿千瓦，相当于区域峰值负荷的11％左右。因此，亟需通过大数据调度以及峰电谷电价格机制等调节方式，引导新能源汽车从无序充电向智能有序充电发展。未来，随着V2G等交能融合项目的示范应用推广，将实现智能有序高效补能。
4．推动源－网－荷－储－车－桩－碳的智能化、数字化。
以智能化、数字化等新质生产力赋能源、网、荷、储、车、桩、碳各端，可释放能源数据要素价值潜力，实现发电侧与用电侧的高效调节与精准匹配，有效提升能源数字化智能化发展水平，实现源－网－荷－储－车－桩－碳全链条多能互补与科学用能。
（作者单位：中国汽车工程研究院股份有限公司政研咨询中心）