国家电网:充电桩或面临中国式难题

     

    5月27日,国家电网公司在北京召开“开放分布式电源并网工程、电动汽车充换电站设施市场”新闻发布会。此举被喻为国家电网开启混合所有制改革的关键一步,同时民营资本的进入亦预示着新一轮充电基础设施建设的热潮即将来临。

    “电网对外开放了基础设施建设领域,必将会推进电动车普及和配套设施建设,这对比亚迪推广新能源汽车有利,也让消费者充电更加方便快捷。”比亚迪官方在回复时代周报记者的书面采访时表示。

    按照国家的规划,2011-2015年,电动汽车充电站规模达到4000座,同步大力推广建设充电桩;而到2016-2020年,国网建设充电站目标高达1万座,届时将形成一套完整的电动汽车充电网络。然而据有关数据显示,截至2013年年底,国家电网公司才建成400座充换电站、1.9万个充电桩。显然这才完成了目标的1/10。

    充电桩相关研究报告
    在充电桩建设热潮到来之际,另一边厢,充电桩接口标准亟待统一的问题也日渐凸显。截至目前,全国已有不少电动车的车主抱怨,自己的车子并不能使用当地的公用充电桩进行充电。而现实中的矛盾又导致国内一批充电站因长期利用率低下而面临亏损。

    充电桩建设“全面开放”

    在5月27日的新闻发布会上,国网新闻发言人王延芳表示,国网此次将全面开放分布式电源并网工程,及慢充、快充等各类电动汽车充换电设施市场。也就是说,国家电网将引入社会投资参与电动汽车充换电设施建设。

    早在今年*的时候,国家电网公司董事长刘振亚就曾公开对媒体声称:“为电动汽车充电的充换电设施,将对社会‘全面开放’,谁想投资,谁有钱投资,谁就投。”

    今年以来,随着国家对新能源汽车支持的力度越来越大,全国掀起了一轮充电桩基础设施建设的热潮。2月26日,北京市宣布将大规模建设新能源汽车充电桩,将在中心城区打造服务半径平均为5公里的充电圈;随后天津市亦宣布将新建6700个充电桩或充电接口,新建66个充换电站;合肥正在尝试新建小区“标配”充电桩;上海也表示在2015年充电桩数量将**6000个;成都将投资近5亿打造电动车充换电“10分钟圈”;南昌计划建110个纯电动汽车充电桩;兰州电动车充电站已开始选址,82个充电桩将遍布商业区……

    按照计划,国家电网将在2014年上半年再建设65座充换电站、3000个充电桩。

    根据科技部、**、财政部、工信部此前发布的文件,新能源汽车基础设施配套建设要在住宅小区停车位或工作场所停车位配套建设充电桩,充电桩与新能源车辆的配比不得低于1∶1。此外,在**和商场、医院等公共设施及社会公共停车场,适当设置**停车位并配建充电桩。

    中汽协的数据显示,去年我国一共售出了17642辆新能源汽车,同比增长37.9%,其中纯电动车的销量为14604辆,混合动力汽车为3038辆。如此看来,尽管国内目前的充电桩与电动车数量的配比已不低于1:1,为何我国的电动车推广进程较想象中缓慢?

    接口标准待统一

    据了解,目前国内的充电桩建设市场主要有两条线:一是私人充电市场,二是公共充电市场。而在本次发布的《关于做好电动汽车充换电设施用电报装服务工作的意见》中,亦明确支持社会资本参与慢充、快充等各类电动汽车充换电设施市场,并且对于个人自建充电桩给出了优惠。

    “居民若自建充电桩需要满足个人有固定车位、小区物业同意等条件,自建充电桩享受5毛钱一度居民电价。” 沈建新说。

    尽管如此,有多数消费者仍觉得此举面临着一定的难度,因为这涉及到小区内物管与其他住户相关的利益,报批手续亦较为繁琐。有业内人士分析称,充电桩属于公共设施,牵涉多个利益相关方,投入大,产出少,其实更适合垄断企业运营。充电桩类似于电信行业的基站,投资成本巨大,它只有覆盖更多的用户,才能有效降低成本。

    据媒体报道称,目前国家电网已建成的400余座充电站几乎没有盈利,处于全线亏损状态;比如其在深圳建成运营的7座充电站,每年亏损额为1300万元。“目前来说的确还在亏损,现在的充电站是没有盈利的,但这也不代表没有解决的办法,实际上国网如果真正把这些充电站利用起来的话,就是换一种思维,换一种玩法,也许就能盈利了。” 国电南瑞电动汽车营销与技术支持大区经理李潇睿对时代周报记者说。但针对未来国网将通过何种方式把这些充电站利用起来,李潇睿表示目前集团已在构思,还不能对外公布。

    “其实在小区里安装个人充电桩的问题比较好解决。比方说小区里有10%-15%的车是电动车,那么我们就可以在小区里10%的停车位装充电桩,这样那些电动车充电的问题也就解决了。”李潇睿对时代周报记者说,“而且国网现在也在开发一种软件,用户可以在手机上看到充电桩是否被占用。”

    另一个现实的问题是,“充电难”的问题仍困扰着不少的电动车车主。以北京为例,由于私人的充电桩数量少,很多车主只能在北理工、清大、科委等公用充电桩进行充电。而有些车主更遭遇了充电接口与充电桩不能匹配的尴尬。一位北京的比亚迪E6车主向时代周报记者“诉苦”,自己的车一开始不能使用国网的充电桩进行充电。虽然问题现已得到解决,但从中可以窥到国网公用充电桩在使用上仍存在的一些问题。

    “充电桩国标里说明的接口有两种,一个是交流接口,另一个是直流接口,凡是轿车都是有交流接口但不一定有直流接口的。因为轿车本身就是家用比较多,其本身的充电时间就不需要很快,加上直流充电对电池本身的损耗还是比较大的。”李潇睿对时代周报记者表示,目前其他企业的电动车采用的都是直流快充,唯*比亚迪一家采用的是交流快充。“之前有很长的一段时间比亚迪也是想自己(的标准)来做,以形成自己的一套体系,但较后比亚迪还是妥协了。它现在的充电接口标准都是符合国标的。”

    “目前国内的交流充电桩接口大都是依据GB/T  20234来进行设计的,接口一致,但是由于各个厂家技术条件不一,充电桩的电流存在不少档位。现有的国标小功率低电流的特点使得电动汽车的充电速度较慢。因此,适应电动汽车行业的发展,尽快修订国标是解决该问题的根本途径,比亚迪已经联合各大车企及电网公司起草了新版的国家标准,现在国家相关部门正在审核,预计很快就能发布。”比亚迪官方在回应记者该问题时表示。

    “其实直流充电在现行的国标里规定得还不是特别细,以至于每一个车企对于该条标准的理解都产生差异,比如说企业针对的是一个城市里特定一款车型,那么在充电时服务起来就比较容易,但是像北京,车型比较多,就造成了每一家企业都不一样,现在国标也在重新修订,预计在这一两年就会出来了。”李潇睿透露。

    “让特斯拉适应国网的标准”

    曾与国网进行过接触的特斯拉,也是因为接口标准与国网不统一而较终导致双方合作的搁浅。

    “如果特斯拉要在中国市场上强行推行它那套标准,那么对于其他车企来说很不公平。” 李潇睿表示,其实国网早已为特斯拉的进入做好了准备。在特斯拉的设想中,其建设的**级充电站将遍布在中国的高速公路上,与在美国一样,但这一“雄心勃勃”的计划目前遭遇到了不少的难题。

    根据国网自己的规划,到2014年6月底,京沪高速沿线充电站建设完成;2014年8月底,京港澳和青银高速沿线充电站建设完成。同时国网早前发布的招标公告中亦明确表示,此次投标企业需具备国家认可的产品检验检测机构出具的120kW直流充电机有效型式试验报告,不接受代理商投标,且设备需在6月底-8月初完成交货。

    “既然国家电网向特斯拉抛出橄榄枝了,但为何特斯拉不接受呢?尤其是我们现在沿高速路建起了120kW的充电桩了。”李潇睿表示,特斯拉(充电)也是有直流与交流两种,这也是国家电网为何会在京沪高速上推行120kW充电桩的原因之一,其实也就是为了给特斯拉的进入提供条件,也是让特斯拉来适应我们这样的标准,这样一来对于很多车企来说也是公平的。“当然我们也是希望特斯拉能跟国家电网进行长期合作的。”

    《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》中提及,到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量**过500万辆。若按照此目标,王延芳表示,预计到2020年,国内电动汽车充换电设施市场规划总体投资近2000亿元规模。

    作为未来电动汽车的“加油站”,充电站的需求会比加油站更高、更密集,亦刺激了众多企业对充电桩产业的期待。在解决了共性技术平台、公共政策平台等建设后,充电桩产业的爆发又将为中国新能源汽车产业带来怎样的前景和期待?

    焦炭是高炉冶炼的关键,也是价格较高的原料,高炉炼铁一直面临降低焦比的压力。富氧喷煤技术的应用,使高炉焦比大幅度降低,焦炭在高炉中停留时间延长,所受劣化作用增大,对焦炭质量提出更高的要求。而焦炭在高炉中的行为受焦炭质量和高炉操作的双重影响。因此,应对影响焦炭行为的各种因素进行更精准的度量和预测,为改善焦炭质量及降低成本指明方向,以期进一步改善高炉操作,提高高炉炼铁的经济指标。这对缓解钢铁企业的成本压力意义重大。

    焦炭在高炉中的作用及变化

    焦炭在高炉内有提供热源、还原剂、渗碳剂和起料柱骨架等作用。焦炭中不足1%的碳随高炉煤气逸出,其余全部消耗在高炉中,其大致比例为:风口燃烧占55%~65%,料线与风口间碳溶反应占25%~35%,生铁渗碳占7%~10%,其他元素还原反应及损失占2%~3%。随着高炉冶炼焦比的降低、风口辅助燃料喷吹量的加大,焦炭中的碳在风口燃烧的比例相对减少,而消耗于碳溶反应的比例增加。

    在高炉冶炼过程中,随着焦炭逐渐降**炉的下部,其性质发生了明显的变化。焦炭粒度下降30%,反应性明显增加。这些变化既取决于高炉冶炼,也取决于焦炭质量。随着焦比下降,焦炭与矿石体积比下降,致使料柱中焦炭层厚度和软熔带焦炭层厚度减小。因此,焦炭将承受更长时间的机械、热、化学的破坏,导致焦炭劣化加重,从而产生更多的焦粉。过多的焦粉降低了料柱透气性,也阻碍了熔融金属和渣的有效滴落。

    在高炉上部造成焦炭劣化的因素主要是机械冲击和磨损,这与焦炭的冷态机械强度密切相关,而冷态机械强度受焦炭的物理性质(如孔隙性质和气孔率)影响。在软熔带或蓄热带,焦炭的气化导致焦炭劣化并产生焦粉。在气化过程中,溶损反应导致焦炭的碳损耗和表面物质的剥离。随着焦炭温度的升高,由于内应力作用,焦炭中产生裂纹。碱金属的循环也会引起焦粉的产生,源于在焦炭内部形成的催化相和在焦炭中生成的层间化合物的体积膨胀应力。

    在高炉下部,高温反应(包括焦炭的石墨化以及焦炭与气体、液态渣和铁的反应)产生焦粉,同时也消耗焦粉。尽管焦粉的产生方式有多种,但其大部分方式都受到焦炭中的碳结构和矿物质的影响。有些焦粉产生的机理是相互关联的(由热作用引起的碳结构变化会影响焦炭中矿物质的行为,反之亦然),二者是促进还是抑制焦粉的产生,取决于其对焦炭机械强度和反应性的净作用。

    综上所述,在高炉冶炼过程中,焦炭自上而下主要发生碳溶反应、碱侵蚀、高温热力、风口高速鼓风等降解粉化。同时,碳溶损反应、渗碳反应、焦炭与炉渣反应会消耗所产生的焦粉。从改善高炉透气性角度出发,应尽量降低焦炭反应性、提高反应后强度。但通常焦炭反应性与反应后强度呈负相关,高CSR(反应后强度)焦炭通常是在低CRI(反应性,<20%)条件下测定得到的,受高炉技术参数、操作制度、热平衡和矿石还原性(间接还原度)等因素制约,对焦炭粉化影响较大的碳溶损反应一般为25%~35%。因此,只要焦炭在高炉冶炼过程不产生过量焦粉,就能保证高炉顺行。不宜片面强调过高的CSR,因为焦炭在高炉中实际发生的气化(碳溶)反应往往大于CSR测定时的CRI,而为制取该种高CSR焦炭必然大量配入优质焦煤而升高配煤成本。应针对不同高炉、矿石、喷吹煤量和风温等条件,选择不同质量的焦炭来满足高炉顺行和合理成本的要求。

    指标体系的不足及其解决之道

    目前表征焦炭质量的指标主要是冷态机械强度(M40、M10)、反应性(CRI)和反应后强度(CSR)。

    焦炭冷态机械强度对高炉上部焦炭所受机械冲击和磨损具有较好的模拟或指导。众所周知,焦炭冷态机械强度是焦炭热态性能的基础,也是影响焦炭在高炉中、下部行为的重要指标。M10代表焦炭抗磨损能力,M40代表焦炭的抗碎裂性能。较低的M10指标表明焦炭的抗磨损能力强,有利于高炉稳定与顺行,这也是高炉操作者十分重视该指标的原因。而较高的M40指标表明焦炭不易碎裂成小块而影响高炉的透气、透液性。

    干熄焦由于缓慢冷却明显减少了焦炭冷却过程产生应力引起的微裂纹,而且在干熄过程由上而下的运动中,焦炭得到了充分的机械整粒作用使干熄焦的薄弱部分得到消除,所得冶金焦内在质量提高。上述内裂纹、薄弱部分在高炉中、下部受到碳溶反应、热应力作用时,易碎裂为小块焦,影响高炉的透气性,这也是高炉冶炼过程焦炭粒度减小30%的重要原因之一。

    焦炭反应性(CRI)和反应后强度(CSR)是目前对焦炭在高炉中劣化较为严重的碳溶反应的模拟指标。该指标越来越受到高炉工作者和炼焦工作者的重视,同时也有越来越多的研究者对其模拟性和有效性表示怀疑。国外研究者指出,实验高炉的解剖试验证明在软熔带底部的焦炭I转鼓强度CSR>80,远**该高炉入炉焦常规反应性试验的反应后强度CSR68.8。笔者研究表明,常规反应性试验的反应后强度CSR,对低CRI焦炭的评价过高,而对高CRI焦炭的评价过低,见表1。提高焦炭反应性测定温度,低CSR焦炭的反应后强度提高明显,见表2。

    焦炭在高温条件下的石墨化行为、焦炭与液态铁或渣的反应、焦炭中矿物质的变化等都会对焦炭的劣化产生较大的影响。然而,目前的焦炭质量指标并不能对上述问题进行有效度量和预测,或者说,目前焦炭质量指标体系尚有较大的不足。

    焦炭质量的高低及其对高炉的适应性应以高炉操作平稳顺行为依据。高炉解剖是研究焦炭在高炉中行为的较好方法,但不适用于正常生产高炉。采用高炉操作参数,研究高炉风口焦和炉**粉尘是解决目前焦炭质量指标体系不足的现实可行方法。通过研究风口焦可以得到焦炭在高炉中劣化的程度及其主要原因,判断焦炭质量是否能够满足高炉冶炼的需求,提出改变焦炭质量的建议。通过研究炉**粉尘的构成及性质,可以了解粉尘是来源于喷吹的粉煤还是来源于焦炭,从而判断喷吹煤粉量是否适当和高效燃烧。根据焦炭粉尘的性质可以判断焦炭粉化的区位和温度区间,据此提出改善焦炭质量的方向。

    科学认识并改善焦炭质量

    高炉高效顺行冶炼需要质量与之相配的焦炭。对现有焦炭质量必须有客观全面的认识,焦炭的本质质量应达到高炉冶炼要求并维持稳定,而不是盲目地追求高指标。

    首先,根据高炉冶炼技术经济参数、焦炭质量指标和配煤成本、炼焦煤资源**等对焦炭质量与高炉冶炼的关系作出初步判断,决定是否须要开展改进、优化焦炭质量的研究工作。

    其次,从高炉风口焦性质分析研判冶金焦质量是否达到高炉冶炼要求、是否质量过剩或不足,并据此提出改善焦炭质量、降低配煤成本的方向。

    再其次,根据高炉炉**粉尘组成和性质,分析喷吹煤粉量是否合适,喷吹煤种是否须要优化或调整配比。根据焦粉数量及性质,弄清楚产生粉尘的区域和对高炉操作的影响,为炼焦优化配煤和炼焦制度改进提出指导意见。

    精细优化配煤是焦炭质量的根本保证。炼焦配煤不仅要根据各炼焦煤的黏结性、结焦性等技术指标控制配煤,**焦炭的冷热态强度,还要根据各炼焦煤的矿物质组成进行优化配比,控制所得焦炭的矿物组成及石墨化性能,进而控制焦炭在高温条件下的劣化行为。对于参与配煤的特殊炼焦煤,如反应性较高或较低的煤、成煤年代或煤岩特性特别的煤种,配煤时应高度关注,可以采用根据高炉实际碳溶损率进行焦炭反应后强度测定的方式进行评价,避免标准测定方法在这种情况下带来的不客观评价。对于富氧喷煤的大型高炉,焦炭应具有较高的M40(>85%)和较低的M10(<6.5%),但不宜片面追求在低CRI(<20%)指标情况下的高CSR(>70%)指标,一般CRI和CSR分别达到<30%和>60%就能满足高炉冶炼需求。

    干熄焦是通过循环惰性气体与红热焦炭逆流换热方式冷却焦炭,明显降低了焦炭内部的热应力,显着减少了焦炭微裂纹,同时焦炭在干熄炉内自上而下的运动去除了焦炭的缺陷,有效提高了高炉入炉焦炭的内在质量。建议焦化企业配套建设干熄焦装置,钢铁企业亦可适当提高干熄焦炭采购价格,实现焦化与炼铁双赢,调动焦化企业建设干熄焦装置的积极性。对于湿熄焦炭,建议加强整粒与筛分,减少焦粉和有缺陷焦炭作为层焦进入高炉带来的不利影响。

    捣固炼焦工艺是通过提高装炉煤堆密度的方式改善焦炭质量,提高黏结性较低的煤配比,降低配煤成本。该工艺技术虽然能在一定程度上提高焦炭质量,但不能根本改变焦炭的本质质量。捣固炼焦的配煤结构与顶装炼焦的配煤结构不宜差距过大,否则,焦炭本质质量会有明显下降而影响高炉冶炼。捣固炼焦比较适于适当多配高挥发分煤的情况,而适当多配低挥发分煤时必须**配煤的黏结性。捣固焦生产应以高炉需求为准则,合理配煤生产捣固冶金焦。

    今天是世界环境日,昨天,环保部发布《2013中国环境状况公报》(以下简称《公报》)。《公报》显示,去年,按新版《环境空气质量标准》,全国74个重点城市空气质量仅海口、舟山、拉萨3个城市达标,达标率仅4.1%。去年全国平均霾日数为35.9天,比上年增18.3天,为1961年以来较多。

    空气质量相关研究报告

    《公报》显示,去年,京津冀、长三角、珠三角等重点区域及直辖市、省会74个重点城市,执行新空气质量标准的,仅海口、舟山和拉萨3城市达标,达标率仅4.1%。执行旧标准的256个城市,达标率为69.5%

    从区域来看,京津冀、长三角、珠三角三大重点区域中,京津冀和珠三角区域所有城市空气质量均未达标,长三角区域仅舟山六项污染物全部达标。

    《公报》称,中国气象局基于能见度的观测结果表明,2013年全国平均霾日数为35.9天,比上年增加18.3天,为1961年以来较多,其中,中东部地区雾和霾天气多发,华北中南部至江南北部的大部分地区雾和霾日数范围为50-100天,部分地区**过100天。

    ■聚焦京津冀

    北京去年空气达标日占48%

    《公报》显示,去年,京津冀13个地级及以上城市平均达标天数为37.5%;**标天数中,重度及以上污染天比例20.7%,有10个城市达标天数比例低于50%。数据显示,京津冀地区**标天数中以PM2.5为首要污染物较多,占总数的66.6%。其次是PM10,占25.2%。其中,北京市空气质量达标天数为48%,重度及以上污染天数比例为16.2%,主要污染物为PM2.5、PM10。

    □水资源

    地下水监测点六成水质差

    据环境保护部副部长李干杰介绍,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西南诸河和西北诸河等**水系的国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%。

    4778个地下水监测点位中,较差和较差水质的监测点比例为59.6%。

    四大海区中,黄海和南海近岸海域水质良好,渤海近岸海域水质一般,东海近岸海域水质较差。9个重要海湾中,辽东湾、渤海湾和胶州湾水质差,长江口、杭州湾、闽江口和珠江口水质较差。

    在重点水利工程中,担负给北京供水任务的南水北调中线工程,取水口陶岔断面为二类水质,丹江口水库水质为优,入库9条支流水质均为优良。

    □热点回应

    公众监督**还有欠缺

    前段时间,《京华时报》刊登了天津七里海湿地遭到破坏,村民遭遇维权困境的报道。有记者提问,如何保护这些因报道污染、行使公众监督的人权益得到**。

    李干杰表示,要做好中国的环境保护工作,需要全民行动、人人参与,大家都负起责任。新《环境保护法》就充分体现了这样的理念和思想,包括提出了要建立健全信息公开和公众参与制度,针对污染环境、破坏生态、损坏社会公共利益的行为,相关的社会组织可以提起公益诉讼。

    李干杰坦言,“这方面还有欠缺,还需要进一步改进和完善。”

    □相关新闻

    “水十条”“土十条”将出台

    针对大气、土壤、水等污染较为严重的现状,李干杰表示,我国将采取一系列措施,打响“三大战役”。

    针对大气污染现状,将在现有基础上完成87个新标准*二阶段监测实施城市388个监测点位的空气质量新标准监测能力建设,并于2014年发布161个城市实时空气质量状况。

    水污染防治方面,抓紧制定出台《水污染防治行动计划》,即“水十条”。要抓好土壤污染防治,尽快制定出台《土壤污染防治行动计划》,即“土十条”。


    国网迈腾股份公司-


    深圳市国网迈腾电力科技股份有限公司专注于电力直流,EPS等

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