01最富裕的中东石油国家还能维持多久?
据国际货币基金组织(IMF)在一份报告中指出,海湾地区维持当前的财政措施,且全球石油需求如预期般在2041年左右达到顶峰,那么海湾地区2万亿美元的政府金融财富到2034年就可能消耗殆尽。
但是,随着科技技术的发展,中国光伏发电2023年量产发电效率高达25%,宁德时代的凝聚态电池实现500wh/Kg。中国新能源汽车渗透率超过40%,全球的石油需求预计会在2025年就达到顶峰了。
如果海湾地区的石油不能再销往全球,石油消耗量达峰国际货币基金组织(IMF)预期早了15年,石油开始过剩,油价下跌。
那么石油资源丰富的海湾国家,如何维系其富裕的生活?
02 如何将光伏、储能电池和新能源汽车组合起来
我们知道光伏发电效率高达25%,电动车车载电池充放电95%,电动机效率92%。纯电动车从太阳能转为车辆驱动力效率在21%以上。不考虑输配电,光伏发电度电成本已经低于0.35元。而燃油成本高达1.5~2.6元一度车载电能。
中国2021年车用燃料(主要是汽油、柴油等成品油)约2.33亿吨。按柴油吨发电3300~4500(车载效率)折算电能约1万亿度电以内。
如果将光伏发电能源完全替代石油,每年产生的经济效益是1万亿以上的。
车载耗能相当中国发电量十分之一,国家电网和南方电网“十四五”电网规划投资累计将超过2.9万亿元。5年投资如此巨大,如果再增加十分之一的电网、发电站建设。
中国将会投入超过以十万亿来计算,这是一个天文数字。
但如果全部使用光伏发电1万亿度电能,2022年我国风电、光伏发电量达到1.19万亿千瓦时,太阳能发电装机容量约3.9亿千瓦。
光伏发电量跟车载能耗相当。
采用分布式光伏,让普通民众自由安装光伏,直充新能源电动车。装机容量规模约4亿千瓦。(即400GW,4000亿W)分布式光伏发电需要1.5万亿。
采用分布式光伏,不用新建充电桩,不用扩建电网。只需要将光伏直充新能源电动车节省下来的一年的油费投入,就能实现了光伏直充新能源
2019-2025 工商业分布式光伏系统初始全投资变化趋势
分布式光伏系统成本构成
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03 需要什么样的技术才能将光伏、储能电池和新能源汽车组合起来
如果我们实现光伏发电直充电动车,90%以上的出行里程都只用光伏的电能。那么将能实现不需要任何一个充电桩。就能全面普及新能源电动车。
新式增程车结构框图
以电为基础,以油增程,短途用电长途用油。闲时充电,优先光伏直充,夜晚车充车,忙时加油。这样可以保证绝大部出行里程都是用上光伏发电。
以新式增程车结构框图为例说说明,该车辆驱动功率在120KW,百公里耗电12度,电池组36度,续航300公里。车载三相380V充电机功率15KW,有一个15KWe的增程系统。增程系统使用的是发电电动机,可以作为增程发电机,也可以作为车辆驱动电机。增程续航700公里,总续航里程1000公里。
这样的配置是如何做到不需要充电桩。车上的充电机既是增程发电电动机整流单元,也可接车外380V三相电给电池组充电。
也就是说,除了价值数千元增程燃油发动机系统,这辆车的造价不会比续航500公里纯电动车贵,反而非常便宜。
白天,有阳光光伏发电的时候,只需要3小时,可以给电动车充满电。如果出行里程超过200公里,则需要启动增程发动机或者停车充电。停车充电只有三相380V电源即可。没有电源就可以只用增程系统发电1小时,可以获得15度电,即可上路出发。
如果没有油、也没有了电怎么办呢?
只有车辆边上有另外一辆新式增程车,其发电功率在15KWe,同样可以给没油没电的车充电。为什么还需要充电桩。
04 答疑解惑
A:充电桩和电网是天量投资,如何被省略了?
作者从事过发电站设计、是电气工程师。根据末端10KV及以下电压等级电网的容量特性,尤其居民用电,是能够容纳新能源汽车充电需要,只用光伏直充。需要对电网做一部分改造,无需大规模建设。
充电桩实际是做到了新能源汽车上,只是规模更小、成本更低。
B:新能源汽车成本是否会增加?购车成本是否很贵。
采用新式增程技术,节省了数万块的锂电池成本,因充电部件、发电机部件是具备驱动能力的,不充电、不发电的时候用来作为车辆驱动系统。即分时复用,反而降低了车辆制造成本。
多电机多能源部件增加了安全性能。
从本文内容看来,这种技术如果可行,未来数十年,能够带来的效益将会是数十万亿,相当于中国GDP的十分之几。
有这么好技术?