一、道路交通與能源體系融合發(fā)展已有頂層戰(zhàn)略

道路交通和能源行業(yè)同是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)?！吨泄仓醒?國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》明確提出，要加快推進(jìn)低碳交通運(yùn)輸體系建設(shè)，積極發(fā)展非化石能源。深入推進(jìn)交能融合發(fā)展，因地制宜依托交通基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)風(fēng)、光等可再生能源，加快運(yùn)輸裝備新能源與清潔能源推廣應(yīng)用，推動(dòng)道路交通和能源行業(yè)融合低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型升級，將助力交通行業(yè)由能源“消費(fèi)者”向“產(chǎn)銷者”轉(zhuǎn)變，支撐國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。

推動(dòng)道路交通和能源深度融合發(fā)展，是兩大行業(yè)發(fā)展方式的重大革命?！督煌◤?qiáng)國建設(shè)綱要》強(qiáng)調(diào)，要加速交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)、運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)、能源網(wǎng)與信息網(wǎng)絡(luò)的融合發(fā)展，優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)。在2023年12月國家發(fā)改委等部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見》中指出，要大力培育車網(wǎng)融合互動(dòng)新型產(chǎn)業(yè)生態(tài)，有力支撐高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系構(gòu)建和新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。深入挖掘交能融合發(fā)展蘊(yùn)含的減污降碳綜合效益，是可持續(xù)發(fā)展愿景下道路交通發(fā)展的新方向，對于推動(dòng)交通產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加快建設(shè)交通強(qiáng)國、高質(zhì)量構(gòu)建現(xiàn)代化綜合立體交通體系意義重大。

二、道路交通與能源體系現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1．汽車保有量穩(wěn)步提升，新能源汽車保有量快速增加。

我國汽車行業(yè)正在加速向新能源轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)燃油車保有量預(yù)計(jì)2025～2030年達(dá)峰。2021～2023年我國汽車保有量分別為3.02億輛、3.19億輛、3.36億輛，新能源汽車保有量分別為784萬輛、1310萬輛、2041萬輛，新能源汽車的年均復(fù)合增速（61.3％）顯著高于汽車整體水平（5.5％）。預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年我國汽車保有量分別為3.6億輛、4.2億輛、4.9億輛，其中新能源汽車保有量分別為4000萬輛、1億輛、1.6億輛。2025～2030年傳統(tǒng)燃油車保有量或?qū)⑦_(dá)到峰值3.2億輛，新能源汽車實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)燃油車的加速替代。

2．能源需求不斷攀升，新能源供給占比快速增加。

隨著能源消費(fèi)總量及燃油車保有量達(dá)峰，道路運(yùn)輸能源消耗將由汽柴油需求轉(zhuǎn)向電力需求。2021～2023年，我國能源消費(fèi)總量分別為52.4億、54.1億、57.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，原油對外依存度保持在72％左右。預(yù)計(jì)到2025年、2030年，我國能源消費(fèi)總量將達(dá)到58億、59億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；2035年，我國能源消費(fèi)總量基本達(dá)峰，約為60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2021～2023年，我國道路運(yùn)輸能源消費(fèi)總量分別為3.1億、3.7億及4.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年將下降為4.0億、3.7億及3.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

新能源裝機(jī)規(guī)模保持快速增長，供電占比持續(xù)穩(wěn)定提升。2021～2023年，我國發(fā)電裝機(jī)容量分別為23億、26億及29億千瓦，其中新能源發(fā)電裝機(jī)容量分別為11億、12億及15億千瓦。預(yù)計(jì)到2025年、2030年、2035年，我國發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到34億、46億及59億千瓦，其中新能源發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到20億、28億及40億千瓦。2021～2023年，全國發(fā)電量分別為8.4萬億、8.5萬億及9.3萬億千瓦時(shí)，其中新能源發(fā)電量占比分別為32％、31％、34％。預(yù)計(jì)到2025年、2030年、2035年，全國發(fā)電量將達(dá)到10.4萬億、13.1萬億及15.9萬億千瓦時(shí)，其中新能源發(fā)電量占比將達(dá)到35％、37％及39％。

3．儲(chǔ)能規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，新型儲(chǔ)能需求快速增加。

近年來，我國儲(chǔ)能總裝機(jī)規(guī)模高速增長，以鋰電、氫儲(chǔ)為主的新型儲(chǔ)能將成為驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能總裝機(jī)規(guī)模向上的核心增量。

2021～2023年，我國儲(chǔ)能總裝機(jī)規(guī)模分別為45.8GW、67GW、86.5GW，年均復(fù)合增長率約37％，其中傳統(tǒng)抽水蓄能分別占比86.2％、79.3％、59.4％，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模分別占比12％、16.4％、24％，新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)能量分別為4.9GWh、7.9GWh、46.4GWh。預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年，我國儲(chǔ)能累計(jì)總裝機(jī)規(guī)模分別為160GW、250GW、330GW，新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模分別為59GW、120GW、180GW，裝機(jī)能量分別為122GWh、255GWh、381GWh，抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模比重或縮減至45％。針對新型儲(chǔ)能，預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模分別為25GW、36GW、66GW，鋰電池仍占主導(dǎo)地位，鈉離子電池、液流電池為輔；中大規(guī)模長時(shí)氫儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為30MW、140MW、630MW，體量仍較小，2060年有望達(dá)到120GW。

三、道路交通與能源體系融合發(fā)展有其必要性

1．新能源電力體系具有間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性。

以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將逐步成為供電主體，但是新能源發(fā)電在很大程度上有依賴自然資源的特性。一是新能源發(fā)電具有間歇性，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電受到光照強(qiáng)度、風(fēng)力大小等自然條件的直接影響，電力供應(yīng)易出現(xiàn)間斷；二是新能源發(fā)電具有隨機(jī)性，由于天氣變化、設(shè)備狀態(tài)等多種因素的影響，實(shí)際發(fā)電量與預(yù)測值存在偏差；三是新能源發(fā)電具有波動(dòng)性，發(fā)電出力在不同時(shí)間尺度上顯著變化，如在不同時(shí)段，新能源發(fā)電量可能會(huì)有較大的波動(dòng)。新能源發(fā)電的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性是其固有的特性，使得新能源電力的預(yù)測、調(diào)度和利用變得更為復(fù)雜和困難。

2．新能源汽車對電網(wǎng)負(fù)荷影響持續(xù)增加。

首先，新能源汽車市場規(guī)?？焖贁U(kuò)大，增長的充電需求和大功率充電樁將加大電網(wǎng)負(fù)荷。根據(jù)預(yù)測，2030年我國新能源汽車保有量約1億輛，充電樁保有量約4500萬個(gè)，發(fā)電裝機(jī)容量為46億千瓦。在無充電功率限制情況下，充電樁合計(jì)充電功率約28億千瓦，新能源汽車同時(shí)充電功率可達(dá)3.2億千瓦，充電對電網(wǎng)的負(fù)荷占比將達(dá)到10％左右。此外，無序充電現(xiàn)象也加劇了電網(wǎng)負(fù)荷的波動(dòng)。電動(dòng)汽車充電的時(shí)間和功率具有不確定性，大量用戶在高峰時(shí)段進(jìn)行充電，電網(wǎng)將出現(xiàn)“峰上加峰”的現(xiàn)象；電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)的位置和容量也存在隨機(jī)性，充電設(shè)施分布不均，局部電網(wǎng)可能面臨較大的供電壓力。

3．儲(chǔ)能連接道路交通與能源體系的作用尚未體現(xiàn)。

儲(chǔ)能可有效提高電網(wǎng)穩(wěn)定性、優(yōu)化充電體驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)削峰填谷。隨著新能源汽車市場快速增長，儲(chǔ)能作為源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)的重要一環(huán)，將承擔(dān)連接電網(wǎng)和新能源汽車的穩(wěn)壓器和蓄水池的作用，在電力不足時(shí)補(bǔ)充電能，為新能源汽車提供穩(wěn)定的充電環(huán)境。根據(jù)預(yù)測，2030年我國新能源汽車同時(shí)充電功率可達(dá)3.2億千瓦，電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為36GW，電化學(xué)儲(chǔ)能放電功率占新能源汽車充電功率的比例為11.25％，其規(guī)模尚不能平衡電力供給和新能源汽車充電需求。

4．?dāng)?shù)據(jù)在源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)－車－樁－碳中的作用越來越強(qiáng)。

隨著交通與新型電力系統(tǒng)融合發(fā)展，形成源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)－車－樁－碳多要素協(xié)同發(fā)展，新模式、新場景、新成果不斷涌現(xiàn)，各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息海量發(fā)展。在系統(tǒng)運(yùn)行方面，數(shù)據(jù)在發(fā)電設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測、用電負(fù)荷精準(zhǔn)預(yù)測、儲(chǔ)能設(shè)備高效運(yùn)行、充電設(shè)施優(yōu)化布局、碳足跡全生命周期管理等各方面將起到重要決策作用，進(jìn)而推動(dòng)以電力為核心的交通能源體系實(shí)現(xiàn)多種能源的高效轉(zhuǎn)化和利用。在系統(tǒng)管理方面，數(shù)據(jù)可以幫助相關(guān)部門更好地開展頂層設(shè)計(jì)、財(cái)政補(bǔ)貼等，助力源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)－車－樁－碳智慧融合發(fā)展。

四、道路交通與能源體系融合發(fā)展的四大目標(biāo)

1．逐步實(shí)現(xiàn)道路交通行業(yè)“雙碳”目標(biāo)。

目前新能源汽車僅實(shí)現(xiàn)了能源應(yīng)用端的低碳化，而能源生產(chǎn)端仍以火力發(fā)電為主，占比66％，生產(chǎn)端電能并未實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)。推進(jìn)交能融合發(fā)展，逐步形成新能源汽車與能源耦合聯(lián)動(dòng)機(jī)制，將實(shí)現(xiàn)道路交通用能從生產(chǎn)端到應(yīng)用端的低碳化。

2．推動(dòng)新能源汽車可持續(xù)發(fā)展。

隨著新能源汽車保有量逐年增加，電網(wǎng)面臨的負(fù)荷沖擊逐年加大，若不能滿足日常充電需求，會(huì)影響消費(fèi)者對新能源汽車的購買意愿。通過交能融合，可提升能源利用效率，降低電網(wǎng)負(fù)荷壓力，為新能源汽車提供穩(wěn)定可靠的充電環(huán)境，保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3．實(shí)現(xiàn)新能源汽車智能有序高效補(bǔ)能。

現(xiàn)階段新能源汽車的無序充電不但會(huì)影響自身充電功率，還可能導(dǎo)致新能源供電設(shè)施失能失效。據(jù)測算，如果2030年新能源汽車無序充電，會(huì)導(dǎo)致國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域峰值負(fù)荷增加1.53億千瓦，相當(dāng)于區(qū)域峰值負(fù)荷的11％左右。因此，亟需通過大數(shù)據(jù)調(diào)度以及峰電谷電價(jià)格機(jī)制等調(diào)節(jié)方式，引導(dǎo)新能源汽車從無序充電向智能有序充電發(fā)展。未來，隨著V2G等交能融合項(xiàng)目的示范應(yīng)用推廣，將實(shí)現(xiàn)智能有序高效補(bǔ)能。

4．推動(dòng)源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)－車－樁－碳的智能化、數(shù)字化。

以智能化、數(shù)字化等新質(zhì)生產(chǎn)力賦能源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、車、樁、碳各端，可釋放能源數(shù)據(jù)要素價(jià)值潛力，實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)與用電側(cè)的高效調(diào)節(jié)與精準(zhǔn)匹配，有效提升能源數(shù)字化智能化發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)－車－樁－碳全鏈條多能互補(bǔ)與科學(xué)用能。