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乘著“新基建”東風 政策助推電動汽車V2G技術駛入“快車道
發布時間:2020-06-09 10:54:27| 瀏覽次數:

蓋世汽車 牛小歐  

在今年3月4日的中共中央政治局常務會議上,新能源汽車充電樁被納入“新基建”七大領域,這為新能源汽車的發展帶來了無數新機遇。有分析指出,“新基建”將推動更便捷、更智能、更節能的下一代充電技術,這其中就包含已落地的V2G技術。

中國工程院院士黃其勵曾坦言,基於電動汽車的V2G技術不僅可以通過與電網互動緩解配電網壓力,而且可以激發新型綠色電能消費商業模式,實現車網一體,將成為我國能源轉型的支點。在6月3日召開的由自然資源保護協會(NRDC)與中國電動汽車百人會舉辦的線上報告發布會暨研討會上,各位行業專家、企業管理者也共同探討了當下V2G的商業前景,釋放出了關於V2G技術發展的部分信號。基於以上種種不難看出發展V2G技術的重要性以及其日漸明朗的前景。

V2G的發展刻不容緩 

V2G(Vehicle-to-grid,車輛到電網)是描述電動汽車與電網雙向互動的關係:當電動汽車不使用時,車載電池的電能銷售給電網的係統;如果車載電池需要充電,電流則由電網流向車輛。此外,通過削峰填穀模式,電動汽車用戶可以在電價低時(低穀)從電網購電;電價高時(高峰)向電網售電,從而獲得一定的收益,同時能夠平衡電網負荷,提高能源利用效率。

據蓋世汽車了解,純電動車(BEV)和插電式混合動力汽車(PHEV)產品都可以實現V2G。由於大部分車輛95%的時間是處於停駛狀態,車載電池可以作為一個分布式儲能單元,據估算,如果通過采用V2G技術,每輛車可為電力公司帶來4000美元的價值。

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電動汽車與電網互動關係圖 圖片來源:《電動汽車與電網互動的商業前景—上海市需求響應試點案例》研究報告

在我國推動V2G技術發展的意義重大。中國是全球最大的電動汽車市場,據蓋世汽車了解,截至2019年年底,全國新能源汽車保有量達381萬輛。其中,純電動汽車保有量為310萬輛,占比超過80%。可以想象巨大的保有量背後就是電動汽車充電負荷帶來的電力需求有可能給電力係統造成較大的負擔。 

以上海為例,截至2019年底,上海電動汽車保有量超26萬輛,全市充電樁數量超過28萬根,車樁配比接近1:1。其中,私人充電樁19萬根,公共樁和專用樁分別為5萬和4萬根。在電動汽車保有量位居全國前列的同時,上海全市的私家車、公交、公務、環衛和物流等不同領域的電動汽車充電需求各異,交直流及充換電模式種類多樣,加之外來電力占比高,上海電網調峰壓力大。由點及麵,不難想象當全國電動汽車充電時將對電網造成多麼大的壓力,且隨著電動汽車進一步規模化推廣,電力係統遭受的衝擊可能會加大。

但與此同時,電動汽車也是高度靈活的移動儲能單元,在調整用電負荷、改善電能質量、消納可再生能源方麵潛力巨大,還能有助於減少配電網乃至全網的擴容需求。如果實現V2G,就可以大大提高充電樁的使用效率,減少充電樁的重複建設。所以可以明確一點,加大力度發展V2G技術已刻不容緩。

上海市電力需求響應中心主任鄭慶榮認為,“現在電動汽車作為一種新型的電力負荷,特點是充電地點和時間基本上具有一定的分散性和隨機性。在電動汽車這種大規模推廣的勢頭作用下,將來成規模的電動汽車的充電需求,將給我們的電網的配網帶來大量的複合增長。可以明確的是,充電樁將是今後實現電網負荷調控的一個重要模塊,V2G也是大勢所趨。”

同時,V2G技術的發展也將成為一個新的業務領域,促生新的商機。有業內媒體報道指出, V2G技術瞄準的是電力公司受局限於電網波動這一痛點,從技術層麵來說,V2G擁有“一箭雙雕”的潛力。通過將動力電池組視為超大型儲能設備,V2G可以憑借毫秒級調節響應速度“削峰填穀”,最大程度控製電網波動。掙脫“枷鎖”的電力公司,既不用實時調整發電量,也能大量引入風電等可再生能源,在V2G這門生意上的利潤十分可觀。

特來電新能源有限公司副總裁、首席科學家龔成明在談及V2G技術的潛力時認為,“V2G技術實質性要求並不算高,它的商業模式也具備很好的基礎。通俗點說,V2G就是能降低將來尖峰發電需求時的財政支出。隨著電動汽車保有量的不斷擴大,比如到2030年,雖然它的電量和居民用電相當,但是整個裝機容量很可能能與整個電網的裝機容量相媲美,這時候它在容量和備用上能發揮的作用就特別大了。”

V2G在試行階段麵臨重重挑戰

盡管V2G技術的發展前景可期,但它與所有新技術一樣,在試點階段不可能一帆風順,它要麵臨重重關卡和阻礙。

第一個方麵自然是技術層麵。鄭慶榮認為,在技術層麵有三個壁壘需打破:一是互動能力方麵,現在具備互動能力的充電樁比較少,處於起步階段,V2G技術的可用性還有待加強。包括需求響應和虛擬電廠的這些調用方麵,能力還未顯現;二是調用能力方麵,雖然現在充電樁數量已逐步形成規模,總體負荷規模也比較大,但是它在車網互動方麵總體能力還是比較低的,這直接造成運營成本較高,另外其調動的效率較低、分散式的充電樁資源精準調用技術還不夠完善;最後就是在負荷預測方麵,隨著電動汽車數量增長,充電負荷越來越大,電網公司在預測和控製這種隨機性負荷的難度也是比較大的。

鄭慶榮進一步指出,第二個痛點就是標準製定方麵沒有形成規範化。目前還沒有比較有公信力的機構出台對相關數據數據進行檢定和校驗的標準。隻有出台的數據具有公信力以後,電力公司或者政府才能夠采納這些數據,作為一個補償的標準。

第三個痛點就是政策保障方麵,這也具體細分成三個問題:一是輔助市場方麵,現在輔助市場也剛剛起步,調動機製並不完善,也沒有明確的政策保障;二是商業模式方麵,目前充電樁的企業參與車網互動的收支還是不成正比,投入大產出小。隨著時間的推移,如果沒有形成進一步的商業模式,會對充電樁企業的積極造成打擊;三是結算方式方麵,以上海為例,目前的結算方式隻能是以電費抵扣的方式給到終端側的用戶,不能直接反哺到負荷集成商,而且終端側的充電樁費用隻能補到有電力戶號的用戶,且不能補到建設充電樁的裝置。

因此,下一步需要基於更廣泛的試點經驗,梳理各場景下 電動汽車響應資源的價值,並探討可持續的商業模式。價值和商業模式的分析將為決策者以及各參與方提供依據,逐步地建立市場機製。

放眼全球,其實V2G技術已經不是個新名詞了,2018 年Everoze and EVConsult發布的報告《V2G Global Roadmap》梳理了全球 50 個 V2G 項目的成果以及發展趨勢,並以過去十多年的經驗證明了 V2G 的技術可行性,但可持續的商業模式以及社會層麵的問題還待解決。

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全球十大 V2G 項目 圖片來源:《電動汽車與電網互動的商業前景—上海市需求響應試點案例》研究報告

通過國際案例不難總結經驗,V2G技術是否可持續,最主要的因素為市場機製是否透明運作,定價是否有依據。不管電力公司執行的分時電價,或者電力現貨市場的價格,都是市場行為所決定的。資源的價值按供需平衡實況波動,賣方及買方都有動力調整行為獲得經濟效益。對電力公司而言,需要通過降低高峰需求減少供電成本;對電動汽車用戶,通過調整充電行為獲得經濟補償,或者感受到參與低碳減排活動中。項目設計必須清晰,電動汽車作為電網資源到底具有什麼樣的價值,不同相關方之間如何分攤成本以及分享效益。這對於我國發展V2G技術來說也同樣適用。

龔成明坦言,如何建立信息交互的標準模式至關重要。目前V2G技術屬於分享型的資源,這說明了它參與起來並不容易,怎麼去激勵和調動分散式車主參與V2G模式也是一個挑戰。因此,必須形成係統化的設計,才能真正發揮出V2G互動的價值來;另一方麵,需要市場和政策的輔助要發揮價值。最終電動汽車獲取的收益一定是通過它為電網運行創造出的價值來體現的,這裏麵就需要係統化的設計出相應的機製能夠公平給予補償,然後再進行有效的激勵。 

蓋世汽車研究院資深分析師分析指出,目前在我國V2G技術的發展還屬於試點階段,主要麵臨四個方麵的挑戰。一是基礎設施的建設層麵,包括電網的大規模改造、投入大量的電網雲控平台;二是智慧化城市沒有形成體係,智能汽車終端的發展還沒有形成規模;三是法規標準缺失,如V2G能源管理主體、運營服務主體沒有規範化,導致規模化效益難以形成和明確的盈利模式;四是目前在V2G 領域,沒有頭部能源公司“領頭羊”效應和資本的規模化驅動,V2G產業規模化發展還有較長時間發展。 

政策是發展V2G的強力助推器

推動V2G技術發展對我國交通和能源變革具有重大戰略意義,雖然關於V2G技術的具體法規標準尚未出台,但從目前的政策導向來看,國家層麵已開始加大力度對其進行政策支持,相信法規標準的完善將指日可待。

2018年國家發改委發布的《關於創新和完善促進綠色發展價格機製的意見》就明確提出,鼓勵電動汽車提供儲能服務並通過峰穀價差獲得收益。工信部在2019年年底發布的《新能源汽車發展規劃(2021—2035)》(征求意見稿)亦提出,在加強V2G互動的同時,采取措施促進新能源汽車與可再生能源高效協同、鼓勵地方開展V2G示範應用。

步入2020年,新能源汽車充電樁更是被納入“新基建”概念;加強新型基礎設施建設、建設充電樁等內容也被寫入今年的政府工作報告中,這一切都預示著充電樁行業發展駛向“快車道”。隨著充電樁技術、設備不斷創新、升級,充電服務網也在不斷延伸,V2G技術也乘著這股東風步入了發展期。

蓋世汽車通過梳理發現,已經越來越多的地區加快了建設V2G技術的腳步。 

4月15日,國家電網有限公司華北分部在國內首次將車網互動(V2G)充電樁資源正式納入華北電力調峰輔助服務市場並正式結算 ;

4月起,福州市首批集儲充檢一體化的智能充電站陸續建成投用,采用交直流混網技術實現V2G功能;

4月21日,天津市北辰產城融合示範區智慧充電站項目啟動主要設備安裝,該智慧充電站建設具備V2G功能的充放電係統,實現電網和新能源汽車的雙向互動;

國網北京市電力公司也表示將在豐台區劉孟家園等居民小區建設288個智慧有序充電樁,致力於創新應用V2G等前沿技術,給居民帶來便捷充電體驗等等。

下一步則需要積極推進電動汽車參與需求響應的試點工作,尤其在市場準入、激勵機製、能力建設方麵做好政策保障。 可以預見的是,在新基建的浪潮下,充電設施作為連接能源與交通兩大產業的入口,擁有巨大的想象空間。其中更加智能、節能的新一代充電技術—V2G也會迎來新的風口。

人類曆史上最重要的發明之一是車輪,每輛車上都有四個“最重要的發明”;第二次工業革命將人類帶入電氣時代,直接推動人類文明進入更高境界。電動汽車雖然小,但卻是人類文明發展史的重要縮影。未來的電動汽車將承載起鏈接智慧城市的重任,推動人類文明進程邁入更廣袤的宇宙。基於此意義上誕生的V2G技術將有無限可能,盡管現在它還要麵臨重重考驗,打破層層關卡,但是我們有理由相信,由它連接的未來,就在不遠處。


 
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