21世紀經濟報道記者 彭碩 北京報道
智能電力系統建設風口之下,V2G又一次被官方點名。
9月26日,在國家發改委重大基礎設施建設新聞發布會上,國家能源局規劃司副司長宋雯表示,將加大新型電力基礎設施建設力度。宋雯提到,將優化充電基礎設施布局,推動新能源汽車與電力系統融合發展,鼓勵開展有序充電、電動汽車向電網送電(V2G)等技術應用示范。
V2G在國內并非新鮮事物。早在2020年4月,華北電力市場第一次正式在電力調峰輔助服務市場結算中納入V2G充電樁資源。政策方面,今年1月,國家發改委、能源局等十部門發布關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見,其中提到,要充分發揮動力電池的儲能特性,探索推廣有序充電、V2G等形式,實現電動汽車與電網的協同互動。
時隔兩年,V2G在國內推廣情況如何,其又會對國內電力市場帶來哪些改變?
記者從多位專家口中了解到,相比西歐、美國、日本等發達國家和地區,我國V2G整體發展水平層次較低。硬件條件上,電池壽命提升、現有充電樁的改造、智能電網建設不成熟等客觀條件制約V2G的推廣和應用。
除上述因素外,有專家認為,更大的阻礙來自缺乏成熟的電力交易市場。“我國電力交易市場市場仍處于建設期,包括定價規則在內的配套機制不健全甚至缺失,導致V2G短期內看不到成熟的商業化模式?!?/strong>遠景能源智能電網首席科學家劉廣一表示。
今年兩會,清華大學教授歐陽明高建議,我國V2G發展路線采用三步走策略。他提出,首個階段,我國應在2025年之前率先在重點區域實現V2G商用試點的目標。最后階段在2035年之前實現,國內將實現V2G實現居民區等規模商用場景覆蓋,屆時新能源汽車實現整體“凈負碳排放”,成為“碳中和”重要支撐。
2030年市場空間將超1000億
V2G全稱為Vehicle-to-Grid,意為車輛到電網。其核心思想是利用大量電動汽車中的動力電池等儲能源作為電網和可再生能源的緩沖,當電網負荷過高時,電動汽車將電池自身存儲的電能反向銷售給電網 ;而當電網負荷過低時,電動汽車就會存儲電網多余的發電量,在此過程中,電動汽車相當于一個移動儲能裝置,也可看做一個“巨型移動充電寶”。
V2G技術被認為是構建新型智慧電力系統的重要組成部分。理論上講,V2G推動了“車網雙向充電”的車網互動關系,對于電網和用戶而言是一種雙贏局面。
一方面,電動汽車參與電網實時調控與調峰輔助服務,能夠有效提高電力系統的運行效率和調節能力,減少電網端充電負荷。
另一方面,V2G調峰的響應速度能夠達到毫秒級,傳統調峰方式的響應速度以秒計,V2G 可以更高效地進行調峰工作,車主能夠通過 V2G,通過向電網售電的方式獲得額外收益。
對個人車主而言,其獲益的關鍵點在于電力在波峰和波谷的價差。類似計算方法如,假設某電動汽車動力電池70kWh,若車主每天行駛用掉20kWh,剩余的50kWh反賣給電網,按照白天波峰時段價格0.671元/kWh、谷時0.307元/kWh電價計算,其每次可獲益18.5元,一年可大約獲益6752.5元。
在西歐等發達國家和地區,V2G調峰被寄予厚望。據歐洲儲能協會發布的《歐洲2030及2050儲能目標研究報告》顯示,到2030年,歐洲國家總儲能需求預計至少為187GW,其中,V2G儲能為33GW,占比約為17.6%。
我國V2G市場潛力巨大。據光大證券分析師殷中樞測算,2030 年,我國V2G市場空間將達到1052億元。
國內多項政策也在支持V2G技術在國內發展,其包括:2020年11月,國務院印發《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》,鼓勵加強新能源汽車與電網能量互動;2021年5月,發改委發布政策文件,推動行業試點示范;2022年1月,上述部門發布《關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》中,進一步提出,到“十四五”期間,將探索推廣有序充電、V2G等形式,實現電動汽車與電網的協同互動。
四大要素制約V2G商業化
“與歐美相比,我國的V2G發展較為緩慢,幾乎沒有多少推廣,距離商業化還要很久?!?nbsp;談及國內V2G技術推廣現狀,劉廣一向記者表示。
公開報道顯示,中國科學院院士,清華大學車輛與運載學院教授歐陽明高在2022在提案中同樣表示,截至2018年,在全球范圍內,歐盟、美國、日本等國家和地區已開展了超70個V2G項目,而在中國這一技術和市場發展還處于初步的階段。
劉廣一表示,制約因素包含多個環節,其中,電池壽命制約、老舊充電樁的改造、智能電網建設、電力市場化改革等是關鍵要素。
首先是電池壽命環節,其涉及到V2G充放電帶來的電池壽命損耗問題。在V2G的技術下不可避免的會增加汽車電池的充放電次數,進而影響使用壽命。
東高科技首席策略研究員陳宇恒則補充道,“國家對于電池循環使用次數國家強制要求必須要在1000次以上,此外國家規定,當新能源汽車動力電池衰減到80%以下,已不適合繼續在新能源汽車上使用,即視作動力電池使用壽命的終結。因此雙向充電方式會加速電池退化,對于規模相對較小的新能源品牌而言,就不容易推廣?!?/p>
深創投研究院研究員林瑋則表示,盡管市面上有觀點認為,V2G技術對電池壽命的影響微乎其微。但實際上,參與V2G對動力電池壽命影響多少,目前還不得而知?!半姵仉娏糠秶?0%~80%之間的充放電,其對電池壽命影響是比較小,如果從0%-100%電量這類深度充、放電對電池壽命衰減就比較快。目前市面上還沒看到被公認的參與V2G的電池老化試驗結果(即短期內暴力模擬多個往電池里頭沖、放電)?!绷脂|表示,同樣是涉及電池壽命原因,目前從車企角度愿意去給自家車型配置V2G技術的動力不足。
推廣V2G還面臨對現有的充電樁的技術改造。
林瑋稱,以往的充電樁在內的充電基礎設施都是單方向充電且功率較低,此外,碳化硅、液冷等技術也不完善,這些都需要對原有充電樁進行技術改造。
西安工業大學微電子技術實驗室工程師魏冬此前也曾公開表示,充電樁改造一種是直接對電路進行改造;另一種是在充電樁或充電站配備儲能電池。兩種技術方案目的相同,既可以正常給電動汽車充電,電動汽車也可以將電返回到充電樁的儲能電池中,但是改造費用很接近。
智能電網方面則需要解決從技術上解決車網協同控制及管理問題,以及某一時刻產生大規模電量供求變化問題。陳宇恒提到,針對上述問題,構建具有針對性的新型微電網系統可以幫助解決。
劉廣一最后認為,上述問題都是硬件條件上的,雖然影響V2G發展節奏但不是核心問題。他認為,最根本的還是成熟的商業化模式看不到,而這其中,推進電力市場化改革是關鍵?!拔覈壳暗碾娏κ袌龌墒於炔粔?,和虛擬電廠發展一樣,其同樣制約V2G商業化,如何給平衡損耗電池壽命與收益,計算改造充電樁成本,歸根結底都要靠成熟電力市場解決?!?/strong>
分階段實現新能源汽車整體“凈負碳排放”
盡管當下面臨諸多挑戰,但從長遠來看,在國際能源轉型大趨勢下,V2G發展大勢所趨。
2021年4月,大眾集團公開表示,將從2022年起對出自集團MEB平臺的所有純電動車型推出V2G雙向充電技術,希望率先成為歐洲第一家將V2G投入商用的汽車制造商。此外,大眾旗下奧迪、斯柯達、西雅特等子品牌電動汽車也將在未來實現V2G充電。
除了大眾外,日產聆風已經實現了V2G雙向充電功能;雷諾也在歐洲推出V2G試點項目,由ZOE純電動車組成的車隊來“反哺”電網。國內車企中,6月22日,威馬汽車宣稱已順利通過全項V2G技術的車、樁實測及道路測試,率先進入技術落地應用第一梯隊,并且成為首家落地應用V2G技術的造車新勢力。
國內部分省市也在積極施策,幫助減少V2G的推廣阻力。
今年5月25日,海南省充換電張網服務有限責任公司在??诮遗瞥闪?,同日海南省充換電“一張網”監管與運營服務平臺也正式上線。據了解,該平臺將重點解決找樁難、油車占位、充電樁利用率低、支付方式不統一等問題,并將推動實現“一個APP暢行全省”的目標。
此外,“一張網”還將探索推動報裝用電容量查詢、充電樁在線計量檢測等7大功能,其中就有提及推進新能源汽車與電網互動(V2G)功能開發上線。
安徽、深圳等地也陸續出臺政策,推動V2G應用。今年,8月26日我國首家虛擬電廠管理中心——深圳虛擬電廠管理中心注冊成立,其計劃接入虛擬電廠集中管理的分布式能源中,便包括V2G。
(V2G在虛擬電廠中的應用示范)
主流觀點認為,當下我國分階段推進V2G發展更為符合國情。
按照2019年,國家信息中心發布的我國V2G發展階段路線圖,2020年前,我國將開展小批量多批次的V2G試驗驗證,主要任務是驗證多臺電動汽車與電網互動技術,實現多輛電動汽車有序充放電。2020年1月至2025年12月,我國將主要開展規?;妱悠嚕〝盗恳话悴簧儆?00輛)與電網互動的示范運行,在2026年后,V2G將逐步實現商業化推廣。
在今年兩會提案中,歐陽明高同樣建議我國V2G發展路線采用三步走策略:
2021至2025年,加快完善智能有序充電相關標準,完善配套政策機制和建設運營模式,實現重點區域應用和參與電力交易的試點;V2G技術與標準化相關準備工作初步就緒,基礎設施改造與V2G車型商用化目標,率先在重點區域實現V2G商用試點。
2026至2030年,智能有序充電成為主流建設運營模式,電網對大功率快充場站和社區充電樁接入能力顯著提升,電動汽車消納綠電比例大幅提升;V2G率先在重點區域率先實現商用化,V2G電網基礎設施升級改造范圍和比例快速提升;充電場站和新能源汽車用戶全面參與電力現貨、綠電交易和輔助服務市場交易。
2031至2035年,智能有序充電模式實現對大功率公共快充場站、自建專用場站以及社區和單位充電樁的全面覆蓋,實現高比例錯峰充電與消納綠電。V2G實現居民區等規模商用場景覆蓋,日儲能調節能力達到80億kWh左右。新能源汽車實現整體“凈負碳排放”,成為“碳中和”重要支撐。