车网互动需要融合发展

发布时间:2024-03-05 01:15:16 来源: sp20240305

原标题:车网互动需要融合发展

近日,国家发展改革委等部门印发《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》(以下简称《意见》),从国家层面专门针对车网互动的标准体系、配套电价和市场机制等方面明确了时间节点和工作目标。据有关数据显示,截至2023年,我国新能源汽车保有量约2000万辆。另一方面,我国充电桩保有量已超826万个,其中私人充电桩占比约70%,从数据看,我国已基本建成以社区等目的地场景充电为主,其他场景补电为辅的充电服务保障网络。

据测算,到2025年,我国电动汽车保有量有望突破4000万辆,到2030年预计将超过1亿辆。随着我国新能源汽车产业的规模化发展,尤其是纯电动汽车的大量推广应用,车辆装载的动力电池作为电能存储装置的属性也越来越受到重视。当车辆行驶前,需要由电网对其进行充电以作为动力能源;当车辆停驶时,其动力电池存储的电量同样可以作为电力来源向电网进行电能反馈。因此车和网的互动可以将其概括为“车网双向充电”。

V2G技术的核心在于电动汽车与电网的双向互动关系,即当电网负荷偏高时,由电动汽车自身电池存储的能源向电网反馈电能;当电网负荷偏低时,电动汽车可以存储电网过剩的发电量,避免造成弃电等浪费情况。通过V2G技术以及政策和价格机制的引导,电网将有机会影响电动汽车用户的充电行为,从而决定电动汽车的充放电时间,同时更好地应对用电高峰造成的冲击,缓解电网压力。由于良好的车网互动效果需要以一定的稳定性和计划性为前提,所以社区充电场景具备其他场景下无法比拟的优势。而充电设施作为车网互动的重要媒介则将在社区充电网、社区微电网和城市骨干电网之间架起电能互动的桥梁。例如,当楼宇供电不足时,电动汽车作为储能单元就可以优先通过充电设施向楼宇供电(V2B),从而实现“源网荷储”的就地平衡。当楼宇电力需求得以满足后,电动汽车又可以通过充电设施向城市电网的其他电力需求方供电(V2G)。反之,当电网负荷偏低时,电动汽车又可以通过充电设施存储电网过剩的发电量。因此,《意见》明确到2025年,参与车网互动示范试点城市要力争全年充电电量60%以上集中在低谷时段、私人充电桩的充电电量80%以上集中在低谷时段。

充电设施是车网互动的媒介,从技术角度看,无论是网到车的充电,还是车到网的馈电,充电设施侧都比较容易实现。但对于电网侧来说,通过合理的算法和机制来实现电力并网计量以及创新传统模式下的电力市场交易等环节来协同车辆的馈电需求,以做到对负荷的主动管理,还有待进一步探索和研究。另一方面,在车辆侧,动力电池的技术成熟度还有待进一步提升,因为“车网双向充电”成为常态后,会大幅增加动力电池的充放电循环次数,这就存在安全管理和取得的收益及电池衰减造成的损失是否能算好经济账的问题。此外,动力电池是按照时间或里程来设置质保条件的,在这种情况下,对动力电池的品质要求会更高,而且并未在质保条件中予以明确。可以说,车企虽不直接参与车网互动过程,但这个过程却离不开车企提供的技术保障和售后服务。上述挑战是多数车企对此持谨慎观望态度的重要原因。针对上述问题,《意见》提出要加大动力电池关键技术攻关,攻克高频度双向充放电工况下的电池安全防控技术,在不显著增加成本基础上将动力电池循环寿命提升至3000次以上。

与此同时,《意见》也提出要加强政策法规顶层设计,进一步明确V2G技术的政策要求,构建“车-桩-网”全链条智能高效互动与协同安全防控技术体系,让V2G技术的市场化探索做到有据可循。比如,对包括充电桩、充换电站、虚拟电厂、负荷聚合商在内的用户及第三方辅助服务市场而言,现阶段仍以计划性为主,车网协同在并网管理、准入门槛、有偿服务场景等方面则还需要进一步厘清。

除此以外,要关注创新充换电设施建设运营模式,在充换电站建设层面,因地制宜加大光伏、储能等用户侧设备的利用,推广“光储充换”一体化建设方案,尤其是要利用好充换电一体站自带的储能属性。例如,在充换电站运营层面,可以引入电池银行和数据资产化等金融解决方案,积极探索并推广换电、有序充电、V2G等商业模式,在保障车主出行需求的前提下,通过价格机制引导用户主动选择错峰充电,以促进在局部电网层面平衡峰谷差。在市场机制层面,则可以通过车、桩信息平台,准确测算车辆充电负荷曲线,精准识别电力系统调节需求,通过分时电价、经济补偿、代理商参与辅助服务等措施,促进源侧主动调节、其他负荷主动响应、电网分区互济,保障负荷峰谷时段的供需平衡。同时,还要就电动汽车充放电量偏差考核制定合理的参考依据,以打消用户侧、电网侧、车企侧、设施侧的顾虑,早日凝聚四方共识,促进形成电动汽车规模化聚合并主动参与各级调度系统,实现车网协同互动的规模化商业化大市场。

当前,V2G处于探索尝试阶段,车网互动涉及的方面比较多。基于上述原因,笔者认为需要在国家层面尽快建立跨行业协同机制,开展车网协同的顶层设计,研究制定工作路线图。要借鉴国际先进经验,结合中国基础情况和实际需求,建立涵盖车、动力电池、网、设施等领域的跨行业工作协同机制,在新型电力系统需求以及创新电力市场机制改革的基础上,综合研判动力电池以及V2X车型的技术成熟度和用户参与意愿,形成符合具有中国特色的车网协同发展目标与工作路径。并在跨行业协同机制的基础上统筹建立车网协同和互动的相关标准体系,重点推进车网协同相关技术的标准化和检测认证体系的建设,为满足V2G技术规模化商用要求做好准备。

现阶段,新能源汽车与电网的融合发展还处于无序充电(V0G)向有序充电(V1G)转变的过程中,到最终实现车网互动(V2G)和车网一体(VGI)的过程还有很长的路要走。总的来说,要推动V2G技术的发展,需要加强顶层设计、技术研发、标准制定、市场推广等各方面的努力,同时还要加强政策支持和产业链合作,以促进V2G技术在中国的规模化商业应用。长远来看,随着V2G技术的规模化应用,电动汽车用户可以通过电力市场交易获得额外辅助服务、峰谷价差收益等实实在在的好处,从而实现开车不但不花钱还能挣钱的经济效果,以加速电动汽车取代燃油车的进程。(作者系中国汽车工业协会技术部副主任、中国充电联盟主任)

(责编:申佳平、陈键)