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      新能源汽車與電網融合互動面臨的問題及對策

      中能傳媒研究院發布時間:2024-03-12 13:14:50  作者:羅曼

        新能源汽車與電網融合互動,是新能源汽車通過充放電裝置與電網進行能量和信息的互動,按能量流向主要分為智能有序充電、雙向充放電等形式,可參與削峰填谷、虛擬電廠、聚合交易等應用場景。近日,國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部、市場監管總局四部門聯合印發了《關于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》),提出要大力培育車網融合互動新型產業生態,明確了車網互動(V2G)發展目標和重點任務。這是國內首個車網互動頂層設計文件?!兑庖姟返某雠_,為車網互動從試點驗證轉向大規模商業化運營提供了方向指引和有力遵循,將有力支撐新能源汽車產業規?;l展,持續推動新型能源體系和新型電力系統建設。

        一、車網互動將成為全球新能源汽車產業新的競爭制高點

        在新能源汽車保有量持續快速增長及電網綠色低碳轉型升級步伐加快的大背景下,推動新能源汽車與電網融合互動具有必要性和迫切性。一方面,車網互動技術將成為全球新能源汽車產業新的競爭制高點。當前車網互動商業化在歐美部分先行區已提上日程,相關扶持政策頻繁出臺,配套技術標準體系、市場機制設計也取得了實質性進展,而我國是新能源汽車生產和銷售大國,新能源汽車的產銷量占到全球總量的六成左右,更需加快推動車網互動升級。另一方面,我國新能源汽車規?;療o序充電,將增加全網用電的峰值負荷,加大電網平衡調節難度,同時大量充換電設施建設也對配電網接入能力、可靠性和安全性等提出更高要求。與此同時,由于缺乏低成本靈活性資源和穩定可靠的新能源發電資源,一直以來電力系統的經濟性、安全性和環保性無法兼得,而車網互動可以發揮新能源汽車所蘊含的“等效儲能”、“靈活負荷”價值,這為破解能源“不可能三角”提供了新思路。

        簡而言之,推動新能源汽車與電網融合互動不僅能夠緩解或消除新能源汽車對電網造成的沖擊,支撐新能源汽車產業規?;l展,還能激發新能源汽車的靈活性資源潛力,提升電網對清潔能源的消納能力,促進車、樁、電網等產業鏈技術體系升級。

        二、我國推動車網互動相關政策脈絡

        2015年10月,國務院辦公廳印發《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》,提出大力推進“互聯網+充電基礎設施”,提高充電服務智能化水平,提升運營效率和用戶體驗,促進電動汽車與智能電網間能量和信息的雙向互動。同時提出,積極探索充電基礎設施與智能電網、分布式可再生能源、智能交通融合發展的技術方案,加強與電網雙向互動關鍵技術研發。

        2018年11月,國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部、財政部聯合印發《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》,提出加快推廣電動汽車智能化有序充電,針對老舊居民區電力容量不夠等問題,引導電動汽車低谷充電。提出研究電動汽車、充電設施與電網互動標準體系,結合有序充電、充電電力需求側管理、微電網-充放電示范試點,加快制定電網互動標準。

        2020年11月,國務院辦公廳發布《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,提出加強新能源汽車與電網(V2G)能量互動,加強高循環壽命動力電池技術攻關,鼓勵地方開展V2G示范應用,統籌新能源汽車充放電、電力調度需求,綜合運用峰谷電價、新能源汽車充電優惠等政策,實現新能源汽車與電網能量高效互動,降低新能源汽車用電成本,提高電網調峰調頻、安全應急等響應能力。

        2022年1月,國家發展改革委、國家能源局等十部門聯合印發《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》,提出加速推進車網互動試驗測試與標準化體系建設,積極推進試點示范,探索新能源汽車參與電力現貨市場的實施路徑,研究完善新能源汽車消費和儲放綠色電力的交易和調度機制,探索單位和園區內部充電設施開展“光儲充放”一體化試點應用。同時指出各地發展改革、能源部門要引導居民參與智能有序充電,加快開展智能有序充電示范小區建設,逐步提高智能有序充電樁建設比例,鼓勵將智能有序充電納入充電樁和新能源汽車產品功能范圍,加快形成行業統一標準。

        2023年5月,國家發展改革委、國家能源局印發《關于加快推進充電基礎設施建設 更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見》,要求將智能有序充電納入充電基礎設施和新能源汽車產品功能范圍,鼓勵新售新能源汽車隨車配建充電樁具備有序充電功能,加快形成行業統一標準。鼓勵開展電動汽車與電網雙向互動(V2G)、光儲充協同控制等關鍵技術研究,探索在充電樁利用率較低的農村地區,建設提供光伏發電、儲能、充電一體化的充電基礎設施。落實峰谷分時電價政策,鼓勵用戶低谷時段充電。

        2023年6月,國務院辦公廳印發《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》,提出積極推動配電網智能化改造,強化對電動汽車充放電行為的調控能力,充分發揮新能源汽車在電化學儲能體系中的重要作用,加強電動汽車與電網能量互動,提高電網調峰調頻、安全應急等響應能力,推動車聯網、車網互動、源網荷儲一體化、光儲充換一體站等試點示范。

        三、我國車網互動實踐進展

        目前,全國已有多個省市出臺充電峰谷分時電價政策。在兩大電網有力支撐下,有序充電負荷資源聚合參與輔助服務和需求響應的可能性得到驗證,參與頻次、削峰電量逐步擴大,雙向充放電技術可行性已通過測試,并逐步開展一般工商業削峰填谷、配網互動等多場景應用??傮w來看,我國車網互動處于技術基本成熟、應用場景得到驗證、配套政策持續完善的階段。

        車企方面,東風汽車、廣汽埃安、吉利、比亞迪、長城汽車、一汽、小鵬、蔚來、賽力斯、哪吒等國內汽車制造商正積極研發和推廣車網互動技術。如,東風汽車V2G零碳超級場站是集光儲充放、先進充電技術、智慧能源控制于一體的現代化智能化新型充電場,該場站已在武漢經開區投入使用并與湖北省電網打通,在電網用電需求高峰時,新能源車主可通過在電站放電賺取補貼。再如,廣汽埃安發布“快速補電+V2G”兩大行動計劃,將V2G技術推廣到私人充電樁,用戶參與埃安的V2G車網輸電計劃,不但可以獲得免費充電的權益,更能利用白天與夜晚之間的電價差獲利,埃安旗下Hyper GT已于2023年7月發布了具備向電網反向輸電功能的車型。

        地方層面,長三角、珠三角、京津冀等區域廣泛開展車網互動實踐。如,2022年8月,嘉興建成浙江省首個V2G公交充電樁項目,可支持24輛具備V2G技術的公交車輛同時充放電。2023年3月,江蘇常州建成國內首個新型電力系統站網互動示范中心,在車網互動區安裝了4臺V2G直流充電樁。2023年8月,江蘇無錫開展了V2G反向充電試驗,試驗接入50臺新能源汽車,用時30分鐘,反向送電功率接近2000千瓦,送出的電量接入市級虛擬電廠平臺可滿足133戶居民一天的日常用電。

        四、當前新能源汽車與電網融合互動面臨的問題

        一是標準體系有待完善。我國現行新能源汽車和充電設施標準均未對V2G功能作出有效規范,現有電力并網與計量等標準也尚未考慮具備V2G功能車輛和設備的應用需求,V2G聚合參與電力交易的相關數據交互、運行調控、信息安全等標準體系仍有待建立健全。當前已開展的V2G試點示范大多是由企業采用私有協議實施,并不能支撐商業化應用。

        二是投資收益難以保障。成本方面,因V2G樁尚未批量化生產,一臺15千瓦的V2G樁價格達到2萬元以上,是相同功率常規直流樁價格的2~3倍。收益方面,當前車網互動靈活性資源參與電力市場仍然受到諸多因素制約,V2G反向放電的價格機制尚未明確,在參與電力需求響應、輔助服務市場方面存在參與頻次偏低、區域較少、部分設施缺乏有效計量手段等問題,目前大多情況下只能通過向物業單位放電進行峰谷價差套利,收益模式較為單一,不足以覆蓋V2G樁的投資和運行維護成本。

        三是各方欠缺參與積極性。消費者方面,主要擔心V2G收益不能有效覆蓋電池壽命和安全性下降帶來的損失。車企方面,由于目前消費者對具有V2G功能的車型幾乎無需求,車企缺乏開發V2G車型和設計配套營銷和質保方案的動力。電網方面,考慮單臺新能源汽車放電功率低、放電量較小,且存在分布分散、難以調度管理的問題,與抽水蓄能、大規模電化學儲能等儲能方式相比,新能源汽車作為儲能單元效率偏低。

        五、相關對策建議

        一是加快建立完善技術標準體系和實施路線圖。整合車企、V2G樁企、電網企業等產業鏈各方優勢資源,對標國際先進水平,盡早提出符合我國國情的V2G技術標準體系,明確規?;逃霉濣c與標準實施路線圖,以有效引導產業發展預期,形成多方發展合力。

        二是出臺專項財政支持政策。針對具有V2G功能的動力電池、新能源汽車、車樁、運營控制平臺和示范項目,分別設定分階段實施、先高后低的補貼標準,鼓勵車企持續開展技術創新,開發應用滿足V2G技術需求的高循環次數、長壽命動力電池,提升產業鏈各方參與V2G的積極性。

        三是加強商業模式創新。支持儲能運營商、電網企業消納新能源汽車放電電量,鼓勵探索“車電分離”模式,整車企業、虛擬電廠運營商、電池銀行持有電池資產并承諾電池達到衰減限值時免費為用戶更換電池,推動動力電池從個人貴重消費品轉化為企業儲能設備資產,避免用戶對于電池壽命的過度疑慮。

        來源:中能傳媒能源安全新戰略研究院 羅曼


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