華為發(fā)布了《綠色發(fā)展2030》報(bào)告,該報(bào)告對數(shù)字化和低碳化如何協(xié)同促進(jìn)綠色發(fā)展進(jìn)行了深入闡述,對關(guān)鍵行業(yè)面向2030年的綠色發(fā)展愿景進(jìn)行了展望,同時提出ICT技術(shù)使能綠色發(fā)展的三大創(chuàng)新方向,包括提升數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施能效、加大可再生能源占比和使能行業(yè)綠色發(fā)展,給全球綠色發(fā)展提供重要參考。
其中,展望綠色低碳未來,交通出行與新能源汽車領(lǐng)域?qū)⒂瓉碓鯓拥陌l(fā)展,請跟隨以下重點(diǎn)讀懂行業(yè)趨勢。
交通全面電氣化
2030年,1.45億輛具有自動駕駛功能的新能源汽車奔馳在世界各地,提供共享服務(wù),數(shù)以萬計(jì)的采用翼身融合技術(shù)的新能源民航飛機(jī)在全球的機(jī)場間穿梭。新能源貨輪活躍在世界各個港口之間,海上光伏電廠為其提供綠色能源補(bǔ)給。交通互聯(lián)網(wǎng)使新能源汽車能夠與公共交通、共享自行車服務(wù)、共享摩托車服務(wù)、人行道結(jié)合,輕松通過各種交通方式轉(zhuǎn)接運(yùn)送乘客和貨物到達(dá)最終目的地,從而減少擁堵和碳排放。
未來的交通出行,將加速向電氣化領(lǐng)域轉(zhuǎn)型,尤其在電動汽車領(lǐng)域,車、樁、網(wǎng)、儲智能協(xié)同,實(shí)現(xiàn)更安全、更綠色、更智慧的出行。
未來,在完善的電力基礎(chǔ)設(shè)施和電池技術(shù)快速進(jìn)步的推動下,清潔電能將成為道路和鐵路交通中最主要的能量來源。其中電動汽車,既是交通工具、用電設(shè)施,同時也是儲能設(shè)施,將成為電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)融合的關(guān)鍵樞紐。隨著電池成本下降和性能提升,以及自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展,電動汽車將獲得越來越多消費(fèi)者的青睞,預(yù)計(jì)到2030年,全球電動汽車的銷量將有可能突破4000萬輛,與燃油車二分天下。
交通出行的綠色發(fā)展離不開相關(guān)的支持體系。以電動汽車為例,未來,電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施將快速發(fā)展,據(jù)國際能源署(IEA)和相關(guān)報(bào)告預(yù)測,到2030年全球私人充電樁預(yù)計(jì)保有量將達(dá)1億臺,總充電功率達(dá)1500GW,總充電量達(dá)800TWh。其中公共充電樁預(yù)計(jì)保有量達(dá)2000萬臺,總充電功率達(dá)1800GW,總充電量達(dá)1200TWh。
隨著包括WiFi設(shè)備、微波檢測設(shè)備、北斗定位地面站等設(shè)備的大規(guī)模部署,以及自動駕駛、5.5G、6G通信感知融合技術(shù)的廣泛應(yīng)用,公路和鐵路網(wǎng)將在多維感知、信息互聯(lián)互通、設(shè)備自動控制、自主決策、智慧管控等諸多方面實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,如實(shí)現(xiàn)厘米級的定位精度,毫米級的成像分辨率等。公路、橋梁、信號燈等交通基礎(chǔ)設(shè)施將能夠?qū)崿F(xiàn)彼此間的信息互聯(lián)互通和自動控制,并與交通工具、交通參與者協(xié)同聯(lián)動,主動檢測路網(wǎng)運(yùn)行異常,及時上報(bào)道路擁堵、設(shè)備故障,并聯(lián)網(wǎng)發(fā)布跨區(qū)域交通信息及事故信息。同時,車輛智能化水平的提高,加之路網(wǎng)運(yùn)行的全面感知能力,車、路有望實(shí)現(xiàn)一體化運(yùn)行監(jiān)測,在發(fā)現(xiàn)公路通行異常后,可自主實(shí)施車路協(xié)同、區(qū)域路網(wǎng)協(xié)同管理、出行信息服務(wù)等智能服務(wù)。
隨著儲能技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)的智能化與靈活性提升,微觀的儲能單元如電動汽車等將全面參與能源系統(tǒng)雙向互動。國際能源署(IEA)于2021年4月發(fā)布的《全球電動汽車展望》報(bào)告預(yù)測,未來10年,全球電動汽車保有量將持續(xù)增長,2030年將達(dá)到1.45億輛,相當(dāng)于2020年儲能裝機(jī)的40倍,汽車儲能規(guī)模達(dá)到680GW。屆時,作為負(fù)荷具有高度靈活和可調(diào)節(jié)性儲能單元的電動汽車,將可以自主參與電力市場雙向交易,不僅降低充電時對電網(wǎng)的影響,還可以為電力系統(tǒng)提供更加靈活和分布的資源。
能源消費(fèi)側(cè)創(chuàng)新方向
在能源消費(fèi)側(cè),全球終端能源消費(fèi)目前主要以化石能源為主,占比超過60%,電氣化比例僅20%。我們預(yù)測,到2030年全球電氣化比例將達(dá)30%;電動汽車的銷量占比將超過50%。
數(shù)字技術(shù)重新定義電動汽車體驗(yàn),加速超越傳統(tǒng)燃油汽車
當(dāng)前,電動車行業(yè)正進(jìn)入加速發(fā)展階段,2021年全球電動車的銷量超過650萬臺,但充電問題、續(xù)航問題和安全問題仍然是影響消費(fèi)者購買電動汽車的主要因素。未來,數(shù)字技術(shù)將重新定義電動汽車駕乘體驗(yàn)和安全,在極致性能、續(xù)航和充電體驗(yàn)、極致安全等特性上超越傳統(tǒng)燃油車,加速電動車的普及。
新材料和數(shù)字化重新定義電動汽車駕乘體驗(yàn)
寬禁帶半導(dǎo)體全面應(yīng)用和數(shù)字化控制技術(shù)全面協(xié)同,推進(jìn)電動汽車極致能效比。隨著電力電子技術(shù)相關(guān)功率器件、拓?fù)浼翱刂扑惴ǖ纳墸?a target="_blank">電源部件將達(dá)到新的極致高效。尤其是碳化硅等器件新技術(shù)、新材料的應(yīng)用,相比較傳統(tǒng)的硅器件,駕乘體驗(yàn)禁帶寬度提升3倍,電場強(qiáng)度提升15倍,電子飽和速率提升2倍,導(dǎo)熱系數(shù)提升3倍,電動車系統(tǒng)級的效率如充電、行駛工況、供電傳輸、功率變換、加熱/制冷、能量回收全鏈路架構(gòu)將被持續(xù)重構(gòu)升級。
數(shù)字化同時正重新定義電動汽車的駕乘體驗(yàn)。隨著電池能量密度增加、電池管理做得更加完善以及電控系統(tǒng)調(diào)校更細(xì)膩,電動汽車在極致加速、極致操穩(wěn)等駕駛體驗(yàn)上全面超越傳統(tǒng)燃油車。如極致加速,電動汽車大功率、快加速成趨勢,300kW,400kW,600kW,800kW動力配置完勝燃油車。極致操穩(wěn),多電驅(qū)分布式驅(qū)動,取代燃油車時代的機(jī)械限滑差速器,實(shí)現(xiàn)更快彎道加速、更優(yōu)山地越野,駕駛樂趣全面領(lǐng)先。電動汽車動力域生命周期可持續(xù)軟件特性升級,常用常新。
車上車下,協(xié)同改善續(xù)航與充電體驗(yàn)
消費(fèi)者對電動汽車的接受度,很大程度上取決于續(xù)航里程和充電便捷度。
從電動汽車技術(shù)層面看,在車上,一方面可以通過提升電池能量密度來增加續(xù)航。另一方面,在數(shù)字化技術(shù)加持下,從器件到系統(tǒng),從動力域到整車運(yùn)行,通過智能電熱協(xié)同、智能扭矩分配算法、智能電液制動分配等實(shí)現(xiàn)整車全場景高效用電是提升電動車“真”續(xù)航的關(guān)鍵。為了進(jìn)一步節(jié)能及提升續(xù)航里程,采用超融合及域控制架構(gòu),通過電能、動能、熱能、能量回收的聯(lián)動控制,實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ),可達(dá)到充電--儲電--用電的全鏈路整車級高效。如智能電熱協(xié)同,電機(jī)和逆變器熱量通過熱泵系統(tǒng)智能配送至乘客艙供暖,四驅(qū)扭矩智能分配,兼顧制動安全與能量回收比例,最優(yōu)分配電機(jī)、液壓制動比例等提升續(xù)航技術(shù)全面使用。
在車下,針對充電問題,高壓快充將極大提升用戶充電體驗(yàn)。以電動乘用車為例,預(yù)計(jì)2025年起,主流充電電壓將從500V升級到1000V,2030年全面進(jìn)入充電“千伏時代”。充電基礎(chǔ)設(shè)施單槍充電功率從60kW支持到480kW以上,充電時間從1個小時左右縮短到小于10分鐘,接近傳統(tǒng)燃油車加油體驗(yàn)。電動車動力系統(tǒng)也向“千伏”演進(jìn),趨向集約化,融合、協(xié)同一體化,降低電流,減少能量損失。高電壓平臺、精細(xì)化大倍率充放電曲線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)充電、行駛放電、能量回收高效協(xié)同。充電基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)高壓化技術(shù)廣泛使用,如高壓碳化硅技術(shù)推動高效、高密,支撐高壓平臺演進(jìn),基于ChaoJi充電技術(shù)路線的標(biāo)準(zhǔn)定義,1000(1500)V充電電壓平臺,支撐最大充電功率可提升到900kW,這類超級充電技術(shù)將被廣泛布局在城際高速路。
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