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車網互動需要融合發展

劉鍇
2024年01月10日10:49 | 來源:光明網
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原標題:車網互動需要融合發展

近日,國家發展改革委等部門印發《關於加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》(以下簡稱《意見》),從國家層面專門針對車網互動的標准體系、配套電價和市場機制等方面明確了時間節點和工作目標。據有關數據顯示,截至2023年,我國新能源汽車保有量約2000萬輛。另一方面,我國充電樁保有量已超826萬個,其中私人充電樁佔比約70%,從數據看,我國已基本建成以社區等目的地場景充電為主,其他場景補電為輔的充電服務保障網絡。

據測算,到2025年,我國電動汽車保有量有望突破4000萬輛,到2030年預計將超過1億輛。隨著我國新能源汽車產業的規模化發展,尤其是純電動汽車的大量推廣應用,車輛裝載的動力電池作為電能存儲裝置的屬性也越來越受到重視。當車輛行駛前,需要由電網對其進行充電以作為動力能源﹔當車輛停駛時,其動力電池存儲的電量同樣可以作為電力來源向電網進行電能反饋。因此車和網的互動可以將其概括為“車網雙向充電”。

V2G技術的核心在於電動汽車與電網的雙向互動關系,即當電網負荷偏高時,由電動汽車自身電池存儲的能源向電網反饋電能﹔當電網負荷偏低時,電動汽車可以存儲電網過剩的發電量,避免造成棄電等浪費情況。通過V2G技術以及政策和價格機制的引導,電網將有機會影響電動汽車用戶的充電行為,從而決定電動汽車的充放電時間,同時更好地應對用電高峰造成的沖擊,緩解電網壓力。由於良好的車網互動效果需要以一定的穩定性和計劃性為前提,所以社區充電場景具備其他場景下無法比擬的優勢。而充電設施作為車網互動的重要媒介則將在社區充電網、社區微電網和城市骨干電網之間架起電能互動的橋梁。例如,當樓宇供電不足時,電動汽車作為儲能單元就可以優先通過充電設施向樓宇供電(V2B),從而實現“源網荷儲”的就地平衡。當樓宇電力需求得以滿足后,電動汽車又可以通過充電設施向城市電網的其他電力需求方供電(V2G)。反之,當電網負荷偏低時,電動汽車又可以通過充電設施存儲電網過剩的發電量。因此,《意見》明確到2025年,參與車網互動示范試點城市要力爭全年充電電量60%以上集中在低谷時段、私人充電樁的充電電量80%以上集中在低谷時段。

充電設施是車網互動的媒介,從技術角度看,無論是網到車的充電,還是車到網的饋電,充電設施側都比較容易實現。但對於電網側來說,通過合理的算法和機制來實現電力並網計量以及創新傳統模式下的電力市場交易等環節來協同車輛的饋電需求,以做到對負荷的主動管理,還有待進一步探索和研究。另一方面,在車輛側,動力電池的技術成熟度還有待進一步提升,因為“車網雙向充電”成為常態后,會大幅增加動力電池的充放電循環次數,這就存在安全管理和取得的收益及電池衰減造成的損失是否能算好經濟賬的問題。此外,動力電池是按照時間或裡程來設置質保條件的,在這種情況下,對動力電池的品質要求會更高,而且並未在質保條件中予以明確。可以說,車企雖不直接參與車網互動過程,但這個過程卻離不開車企提供的技術保障和售后服務。上述挑戰是多數車企對此持謹慎觀望態度的重要原因。針對上述問題,《意見》提出要加大動力電池關鍵技術攻關,攻克高頻度雙向充放電工況下的電池安全防控技術,在不顯著增加成本基礎上將動力電池循環壽命提升至3000次以上。

與此同時,《意見》也提出要加強政策法規頂層設計,進一步明確V2G技術的政策要求,構建“車-樁-網”全鏈條智能高效互動與協同安全防控技術體系,讓V2G技術的市場化探索做到有據可循。比如,對包括充電樁、充換電站、虛擬電廠、負荷聚合商在內的用戶及第三方輔助服務市場而言,現階段仍以計劃性為主,車網協同在並網管理、准入門檻、有償服務場景等方面則還需要進一步厘清。

除此以外,要關注創新充換電設施建設運營模式,在充換電站建設層面,因地制宜加大光伏、儲能等用戶側設備的利用,推廣“光儲充換”一體化建設方案,尤其是要利用好充換電一體站自帶的儲能屬性。例如,在充換電站運營層面,可以引入電池銀行和數據資產化等金融解決方案,積極探索並推廣換電、有序充電、V2G等商業模式,在保障車主出行需求的前提下,通過價格機制引導用戶主動選擇錯峰充電,以促進在局部電網層面平衡峰谷差。在市場機制層面,則可以通過車、樁信息平台,准確測算車輛充電負荷曲線,精准識別電力系統調節需求,通過分時電價、經濟補償、代理商參與輔助服務等措施,促進源側主動調節、其他負荷主動響應、電網分區互濟,保障負荷峰谷時段的供需平衡。同時,還要就電動汽車充放電量偏差考核制定合理的參考依據,以打消用戶側、電網側、車企側、設施側的顧慮,早日凝聚四方共識,促進形成電動汽車規模化聚合並主動參與各級調度系統,實現車網協同互動的規模化商業化大市場。

當前,V2G處於探索嘗試階段,車網互動涉及的方面比較多。基於上述原因,筆者認為需要在國家層面盡快建立跨行業協同機制,開展車網協同的頂層設計,研究制定工作路線圖。要借鑒國際先進經驗,結合中國基礎情況和實際需求,建立涵蓋車、動力電池、網、設施等領域的跨行業工作協同機制,在新型電力系統需求以及創新電力市場機制改革的基礎上,綜合研判動力電池以及V2X車型的技術成熟度和用戶參與意願,形成符合具有中國特色的車網協同發展目標與工作路徑。並在跨行業協同機制的基礎上統籌建立車網協同和互動的相關標准體系,重點推進車網協同相關技術的標准化和檢測認証體系的建設,為滿足V2G技術規模化商用要求做好准備。

現階段,新能源汽車與電網的融合發展還處於無序充電(V0G)向有序充電(V1G)轉變的過程中,到最終實現車網互動(V2G)和車網一體(VGI)的過程還有很長的路要走。總的來說,要推動V2G技術的發展,需要加強頂層設計、技術研發、標准制定、市場推廣等各方面的努力,同時還要加強政策支持和產業鏈合作,以促進V2G技術在中國的規模化商業應用。長遠來看,隨著V2G技術的規模化應用,電動汽車用戶可以通過電力市場交易獲得額外輔助服務、峰谷價差收益等實實在在的好處,從而實現開車不但不花錢還能掙錢的經濟效果,以加速電動汽車取代燃油車的進程。(作者系中國汽車工業協會技術部副主任、中國充電聯盟主任)

(責編:申佳平、陳鍵)
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