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數百萬輛電動汽車或“變身”儲能裝置車網互動幾大挑戰待解

2022/03/26 10:00
21世紀經濟報道
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3月21日,國家發展改革委、國家能源局正式印發了《“十四五”新型儲能發展實施方案》(以下簡稱“實施方案”),萬億市場規模的儲能領域,迎來了新的頂層設計。

21世紀經濟報道記者注意到,《實施方案》提出靈活多樣發展用戶側新型儲能,并多次提及“探索電動汽車在分布式供能系統中應用”的相關內容,包括探索推廣電動汽車、智慧用電設施等雙向互動智能充放電技術應用,提升用戶靈活調節能力和智能高效用電水平;鼓勵不間斷電源、電動汽車、充換電設施等用戶側分散式儲能設施的聚合利用,通過大規模分散小微主體聚合,發揮負荷削峰填谷作用,參與需求側響應,創新源荷雙向互動模式等。

數百萬輛電動汽車或“變身”儲能裝置車網互動幾大挑戰待解

根據公安部發布的統計數據顯示,截至2021年底,中國新能源汽車保有量達到784萬輛,其中純電動汽車保有量640萬輛,占新能源汽車總量的81.63%。近五年,新注冊登記新能源汽車數量從2017年的65萬輛到2021年的295萬輛,呈高速增長態勢。

隨著新能源汽車在中國市場的加速滲透,“電動汽車+儲能”的想象空間,也在進一步打開。

2021年3月,國家能源局電力司司長黃學農在國新辦發布會上表示,電力系統要給電動汽車充電,看似是一個供電任務,但通過技術的發展包括采取經濟性措施,完全可以讓電動汽車促進系統能力提升。電動汽車在低谷時,系統給它充電;在用電高峰,讓電動汽車給系統放電。一輛電動汽車就可能成為電力系統的一個儲能裝置,如果成千上萬大規模的電動汽車,那對系統是非常有利的因素。所以要加快推動充換電基礎設施建設,一方面是促進新能源汽車發展,另一方面也能促進新型電力系統建設。


在政策的加持之下,“十四五”期間,電動汽車作為電力系統的一種儲能裝置,是否將乘風起勢?

車網互動前景可期

2018年,國家發改委發布的《關于創新和完善促進綠色發展價格機制的意見》就提出,鼓勵電動汽車提供儲能服務,并通過峰谷價差獲得收益。

2020年,國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年

數百萬輛電動汽車或“變身”儲能裝置車網互動幾大挑戰待解
)》進一步明確,推動汽車從單純交通工具向移動智能終端、儲能單元和數字空間轉變。同時,加強新能源汽車與電網能量互動,鼓勵“光儲充放”(分布式光伏發電—儲能系統—充放電)多功能綜合一體站建設。

2021年,國家發改委、國家能源局印發的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》提出,鼓勵聚合利用不間斷電源、電動汽車、用戶側儲能等分散式儲能設施。這與上述《實施方案》中的表述頗有相似之處。

能源基金會中國交通項目高級項目主任龔慧明向21世紀經濟報道記者表示,新能源汽車與儲能本身就有著緊密聯系。電化學儲能的快速發展,背后核心的支撐便是電動汽車的發展,使得鋰離子電池的技術水平提升,成本下降。

據工業和信息化部透露的數據,2021年,中國用于儲能的鋰離子電池產量達到32GWh,增長了146%。

另一方面,業界也十分關注新能源汽車與電網的互動與融合,具體而言,通過對電動汽車的充放電控制,有效利用這一巨大的“電力海綿”網絡,將電動汽車、充電樁與電網進行有機融合與協同,以實現大規模、跨時空、低成本和高安全性的靈活儲能。

業界已經開展了積極嘗試,并且有一些商用落地。

其中,2021年4月底,國家電網首個臺區智能融合終端實用化示范區在寧波北侖建成投運,示范區建有國內首個配網臺區智能融合終端參與智能雙向互動的V2G(Vehicle-to-grid)充電站,為電動汽車車主提供了一種充放電交互體驗,當電動汽車不在運行的時候,充電就等同于“買電”,向電網輸電則等同于“賣電”,利用峰谷電價之差,獲得收益。

今年春節期間,國網天津市電力公司結合天津市電力供暖保障等用電需求,組織34個公交充電場站、929個公共充電場站和9600余戶個人充電樁開展今年的首次車網互動,累計充電電量達30.6萬千瓦時,通過補貼引導向用戶釋放充電紅利15.8萬元。

國內一些主流新能源汽車品牌如廣汽、吉利、長城、蔚來等,已有配置車網互動功能的車輛。

另一方面,車網互動的前景也與電動汽車的整體規模有著密切關系。根據羅蘭貝格的報告,中國新能源汽車滲透率將會比設定的節奏更快:2025年新能源汽車滲透率有望達到25%,2030年則有望達到50%。

彭博新能源財經中國市場分析師魏漢陽向21世紀經濟報道記者表示,未來的新型電力系統將會有更大的波動性和日夜峰谷,需要依靠多項技術來共同解決,V2G將是其中一項,而且是具備分布式優勢的一項。

大規模應用尚需時日

盡管有部分落地,但目前電動車開展車網互動業務都只是小范圍試點。業內人士普遍認為,距離大規模的商用尚有較遠距離。

龔慧明向21世紀經濟報道記者介紹,概括起來,目前主要有4個方面的問題與挑戰:是否有利可圖,是否利益可分,是否技術可行,以及是否機制可靠。

具體而言,新能源汽車作為儲能裝置,這一部分市場的蛋糕有多大?各方尚未達成共識。如果簡單地做算術題,可以計算出多少輛電動車,每年充多少電,放多少電。但在實際情況中,還有很多需要考慮的因素,比如充放電需要充電樁,是否有足夠數量的充電樁;車輛在停放的狀態下,是否具備連接充電樁的可能性;峰谷的電價差額是否足夠大,從而能激勵各方參與到充放電中。

下一步,即便各方對于蛋糕有多大有了共識,還需要考慮“分蛋糕”的問題。龔慧明表示,V2G的參與者包括電網側、發電側、聚合商、新能源汽車車主等,各個環節的利益如何分配,這里面一定程度涉及電力市場改革的問題。

據相關測算,通過V2G技術,將電動汽車作為儲能裝置,未來可為電網節省巨額的調峰費用,減少在儲能方面的投資。如果將節省的投資當作獲利,這一獲利理應讓各個環節的主體享受得到。

至于技術問題,龔慧明認為,主要涉及三個方面,一是汽車和電池技術,二是以充電樁為核心的交互技術,三是調度、匹配、管理等技術。

目前來看,電動車增加車網互動功能,將單向充電樁改為雙向充放電樁,以及靈活性資源的匹配、調度等,三者都沒有太大的挑戰,核心仍然在于電池技術。車主們普遍擔心的是,如果將汽車交給調度商作為儲能裝置,充放電次數增加,會對電池的性能、壽命產生多大的影響,得到的回報是否足以彌補損耗和成本。

最后是政策機制的保障,當這種聚合類的商業模式涉及多個利益主體時,很難完全依靠市場的力量去協調,政府需要出臺規范性的文件,以保障市場的正常運行。

2021年,在中國電動汽車百人會論壇上,中國工程院院士黃其勵指出,車網互動的技術標準目前尚未統一,主機廠商和充放電運營商意見不一,V2G也沒有價格標準。同時由于缺乏電力接入、消防驗收等標準規范,項目無法順利推廣。

龔慧明向記者表示,電動汽車作為移動式儲能裝置參與到未來的新型電力系統中,中長期來看潛力空間很大,但還需要進一步的摸索、研究,同時需要持續跟蹤技術的進步。“十四五”期間會不斷有示范性的工作,但規模化的應用還有待時日。

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