碳達(dá)峰、碳中和的實現(xiàn)，需要什么樣的可行技術(shù)？

碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)實現(xiàn)，以解決能源的存儲問題為前提。

2019年第9期《電工電能新技術(shù)》（儲能應(yīng)用專刊）發(fā)表文章《儲能的度電成本和里程成本分析》，2017－2019年，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會前后組織了六次全國范圍的儲能產(chǎn)業(yè)調(diào)研活動，共走訪100多家儲能相關(guān)企事業(yè)單位和30余個儲能電站項目，掌握了豐富的實際儲能數(shù)據(jù)。

抽水蓄能電站投資功率成本約5500～7000元／kW，度電成本0．21～0．25元／kW．h（其中度電能量成本0．12～0．17元）。

圖表 1 常見規(guī)模儲能度電成本

此外，還有氫能、可再生燃料等儲能技術(shù)。

作者在結(jié)合目前工作內(nèi)容，認(rèn)為有一種技術(shù)可以解決碳中和、碳達(dá)峰的最大儲能問題。其度電成本同樣可以最低達(dá)到0．2元／kW．H。而且該技術(shù)還能解決當(dāng)前電動汽車的里程焦慮、充電難題。

這種技術(shù)不是全新的技術(shù)，而是一百多年前就已經(jīng)出現(xiàn)的技術(shù)－－增程汽車。

增程汽車，能夠解決儲能問題？度電成本還能夠低至0．2元／kW．H。

這里說的增程汽車是一種全新結(jié)構(gòu)的純電動＋燃油燃?xì)廛?。關(guān)鍵的技術(shù)跟抽水蓄能電廠是一樣的－－發(fā)電電動機(jī)技術(shù)

抽水蓄能電廠的核心部件是一個可以發(fā)電的抽水泵，如果我們在每個純電動車上安裝發(fā)電電動機(jī)。一個12KW發(fā)電機(jī)功率的發(fā)電電動機(jī)。全國的小汽車保有量是2．81億輛，如果全部都利用起來其發(fā)電容量達(dá)到33億KW。而中國2020年發(fā)電口徑裝機(jī)總?cè)萘?2億KW。而每天汽車閑置的時間10小時，年發(fā)電時長3000小時?？砂l(fā)電時長超過火電發(fā)電容量實際利用時間。

從總量上看能夠利用起純電動車＋燃油燃?xì)庠龀誊嚨陌l(fā)電能力，解決儲能問題不在話下。

而從能源單價上看，這種發(fā)電方式也是有望低于抽水蓄能。

這是種新型的增程汽車，燃油燃?xì)獍l(fā)動機(jī)可以從車上拆下來，車上就有兩個電動機(jī)。相當(dāng)于一輛純電動車。電機(jī)可以串聯(lián)，并聯(lián)運(yùn)行使用單軸驅(qū)動，可以降低其成本。也可以雙軸驅(qū)動。

這樣的既是純電動車，也是燃油的的增程汽車。作為儲能系統(tǒng)度電成本真的能比抽水蓄能還低嗎？燃油燃?xì)獠皇窃黾犹寂欧艈幔?/p>

這種新型的增程汽車，度電成本包含兩個方面。裝置投資成本＋燃料成本。我們先說一下燃料成本。如果使用92＃汽油，其燃料成本超過1元。即便是最便宜的甲醇2000元一噸的。1千克發(fā)電2．2度（熱效率40％）。其燃料度電成本也在0．9元。這樣的電能成本只能利用在交通領(lǐng)域，并且只能作為電能的補(bǔ)充。

那么前文中說到0．2元一度電的成本是如何計算出來的呢？

通過沼氣發(fā)電。根據(jù)國家秸稈發(fā)電項目、餐廚垃圾、垃圾填埋項目的未處理沼氣單價是0．4元／標(biāo)方。如果增程系統(tǒng)是一個沼氣發(fā)動機(jī)，1標(biāo)方沼氣可以發(fā)電1．8～2．2度。其度電成本低至0．2元。從中國秸稈干重8億的總量看來，可以產(chǎn)約2．8億噸的沼氣（約2800億標(biāo)方）。約合發(fā)電5600億度。相當(dāng)5個三峽電站。沼氣的可存儲性，可以用來作為太陽能發(fā)電的補(bǔ)充。夜晚電動車停下來，利用起閑置時間發(fā)電。如果2．8億噸沼氣和沼渣中碳利用起來，加入太陽能的電解氫氣?？梢援a(chǎn)生甲烷＋二甲醚的壓縮氣體。其成分跟家用罐裝液化天然氣一樣的。只是二甲醚含量更高。2．8億噸沼氣可以獲得3．3億噸罐裝可燃?xì)怏w。作為車載或者儲能介質(zhì)。這種技術(shù)方向比當(dāng)前熱炒的氫能源更具有價值。

當(dāng)前的沼氣發(fā)電不具有效應(yīng)。很大一部分成本在于生物質(zhì)的運(yùn)輸成本高，發(fā)電裝置成本貴。生物質(zhì)的運(yùn)輸成本占沼氣成本60％以上，MW級沼氣發(fā)電裝置度電成本0．35元以上。KW級沼氣發(fā)電裝置度電成本更是高達(dá)1元以上。

沼氣的成本也是需要根據(jù)實際情況，有些項目成本單價超過1元。部分可以低至0．4元每方。而有這種移動式的發(fā)電裝置之后，降低了生物質(zhì)的運(yùn)輸成本，可能確保所有秸稈沼氣都會低于0．4元／標(biāo)方。并且沼氣厭氧罐都是存儲在農(nóng)田地下不占用耕地，沼渣可以直接還田。

這種汽車發(fā)電還有一個隱形的成本，就是人力成本。如果將人力成本計算進(jìn)去將是非常巨大的。但如果我們只是利用農(nóng)機(jī)，比如拖拉機(jī)收割機(jī)這種長時間閑置的設(shè)備來作為發(fā)電設(shè)施。其人力成本將得到很好的解決。農(nóng)機(jī)可以設(shè)計成發(fā)電效率優(yōu)先的發(fā)電電動機(jī)。如其平均發(fā)電功率在100KW。按一年300天，10小時可發(fā)電時間。5600億度的發(fā)電裝置需要只需要187萬輛這樣的農(nóng)機(jī)。

100萬輛這樣的農(nóng)機(jī)就能解決了儲能問題了，這些農(nóng)機(jī)發(fā)出來的電能作為太陽能光伏的補(bǔ)充并入電網(wǎng)。

那么這種新型的增城汽車的發(fā)電裝置度電成本又是多少呢？如果我們將12KW發(fā)電電動機(jī)＋電控＋燃油燃?xì)獍l(fā)動機(jī)＋機(jī)械并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為一個整體的話。其系統(tǒng)成本大概率超過1萬。按照8000小時的使用壽命。那么度電裝置成本在0．1元。折算度電投資833元／KW。遠(yuǎn)低于抽水蓄能。而且還不額外占據(jù)土地。

不到200萬輛汽車就能解決儲能問題，那么2億多輛汽車還要不要改成增程汽車呢？下一篇文章，我們將從汽車用電成本角度論述，為什么我們需要將所有純電動車改為純電動＋燃油燃?xì)獾脑龀唐嚒?/p>

這種新型的增程汽車，不只是解決了整個電網(wǎng)的儲能問題，還從根本上解決了新能源汽車發(fā)展的種種瓶頸。這種增程汽車不存在里程焦慮，充電難題。