中國是目前全球最大的新能源汽車市場，當前新能源汽車保有量約為400萬輛（截至2019年底達381萬輛），其背后是大量可移動而靈活的分布式儲能設備。新能源汽車有序充電可緩解其數(shù)量增長對電網(wǎng)帶來的影響，而其以儲能設備的角色反向放電，也可以輔助電網(wǎng)削峰填谷、調(diào)節(jié)負荷，創(chuàng)造經(jīng)濟價值，回饋用戶。車網(wǎng)互動必將一直是中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展進程中的重大課題。
那么如何找到車網(wǎng)協(xié)同的最佳路徑，以實現(xiàn)快速增長的新能源汽車與能源供給平臺之間階段性的完美融合？
6月18日，中國電動汽車百人會與世界資源研究所（WRI）聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車如何更友好地接入電網(wǎng)》系列報告（以下簡稱“報告”），報告第二部分列舉了車網(wǎng)協(xié)同的方式與應用場景，分享了國內(nèi)外車網(wǎng)協(xié)同實踐案例，從經(jīng)濟性、政策保障、技術標準與用戶接受度等四個方面，分析車網(wǎng)協(xié)同的可行性，并在此基礎上設計了未來車網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展路線圖。
報告指出，未來中國大規(guī)模推廣電動汽車和可再生能源，為車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展實踐提供了寶貴機遇。2025年和2030年，全社會電動汽車在理想情況下，能夠提供的儲能容量分別將相當于2018年中國儲能裝機總規(guī)模的8倍和23倍，具備作為可調(diào)節(jié)負荷以及靈活電源的潛力。
目前，電動汽車可以通過有序充電或雙向充放電（簡稱V2G）兩種方式，實現(xiàn)與電網(wǎng)的協(xié)同（如圖1）。兩種方式覆蓋七個應用場景，而每種應用場景的經(jīng)濟收益、技術阻礙又各自不同。
圖1 | 車網(wǎng)協(xié)同方式與應用場景
世界資源研究所高級研究員薛露露在介紹報告時指出，從車網(wǎng)協(xié)同的實踐案例來看，2020年是國內(nèi)車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的分水嶺。2019年之前，車網(wǎng)協(xié)同試點大多還處于技術可行性探索階段，而到了2020年，車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟性與收益已成為非常重要的考量內(nèi)容。另外，與國際實踐從初期就嘗試讓電動汽車參與高頻次、高精度的批發(fā)市場交易所不同，當前中國的電動汽車與電網(wǎng)協(xié)同試點項目側(cè)重于解決配網(wǎng)側(cè)開放容量不足的問題。（點擊鏈接查看文章：《歐洲智能有序充電進入商業(yè)化階段》）
1、關于車網(wǎng)協(xié)同可行性
經(jīng)濟性：報告根據(jù)車-樁-網(wǎng)所需的改造成本與不同應用場景下的收益，估算在目前管制的電力市場下，車網(wǎng)協(xié)同應用的內(nèi)部投資回報率。電動汽車以有序充電方式參與局部削峰填谷進行峰谷電價差“套利”具有更可觀的經(jīng)濟收益。2020年的投資回報率可達23%。2030年以后，隨著V2G成本的下降，電動汽車參與調(diào)頻輔助服務市場將具有更高的收益。受發(fā)布頻次少的影響，需求響應的經(jīng)濟性略低于削峰填谷和調(diào)頻輔助服務。
但與國際發(fā)展所不同，國內(nèi)的車網(wǎng)協(xié)同受電力價格、電力市場改革、前期較高的設備成本投足等因素的約束，其經(jīng)濟潛力難以在短期內(nèi)變現(xiàn)。
政策保障：在制度上，若充分釋放車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟潛力，相關政策、市場制度和監(jiān)管規(guī)則仍需細化。
第一，電動汽車以有序充電的方式參與的削峰填谷應用缺乏經(jīng)濟激勵機制。峰谷電價是該應用經(jīng)濟收益的基礎。但目前很多城市峰谷電價執(zhí)行情況并不普遍，比如北京居民電價還是以階梯電價為主。此外，工商業(yè)場所會有充電服務費、停車費、物業(yè)在轉(zhuǎn)供電加價的問題，都影響到峰谷電價傳導機制。
第二，電動汽車參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務、需求響應等應用，與國內(nèi)電力市場改革密切相關。目前中國電力市場還在向市場階段過渡中，所以電動汽車參與電力市場，無論在價格補償水平上，還是交易品種，參與主體和準入門檻上都面臨一定限制。例如，電動汽車以V2G方式參與調(diào)頻、調(diào)峰輔助服務以及現(xiàn)貨市場交易均需要并網(wǎng)運行，但并網(wǎng)所需的技術規(guī)范、發(fā)電收購制度以及管理辦法仍存在較多缺失。此外，調(diào)頻輔助服務的市場主體主要為大型發(fā)電機組與集中式儲能，零散的表后資源如電動汽車（及充電樁）尚未被納入市場主體范疇。
表1 | 國內(nèi)外電力市場發(fā)展進程對比
技術標準：為支持車網(wǎng)協(xié)同需要在車、樁、網(wǎng)形成一整套的通信的協(xié)議。目前，現(xiàn)有的充電協(xié)議無論在通信信息的完整性、實時性以及控制流程都不能很好地支持車網(wǎng)協(xié)同。
例如，“車-樁”間直流、交流充電國標（GB/T 18487、GB/T20234、GB/T27930）既無法支持有序充電，也不支持V2G。而隨著我國充電國標與日本的CHAdeMO標準在直流快充上實現(xiàn)兼容（即“超級”標準），有望在直流充電上對有序充電和V2G予以支持。而“充電樁-電網(wǎng)”之間的信息交換通信協(xié)議仍是空白，未來相關標準的制定需要根據(jù)市場主體以及配網(wǎng)信息保密程度而定。
另外，不同車輛品牌對充電標準的執(zhí)行也同樣重要。目前一些車輛安全保護程度較高，導致第三方無法喚醒車輛執(zhí)行有序充電或V2G的操作。充電樁和車輛接口標準化進程，以及后續(xù)車樁企業(yè)對標準的執(zhí)行力度，都影響到車網(wǎng)協(xié)同的實現(xiàn)。
圖2 | 國內(nèi)外車-樁-網(wǎng)間信息交互標準對比
用戶接受度：現(xiàn)階段電動汽車推廣本身還存在續(xù)航不足、成本過高、充電樁數(shù)量有限等問題的挑戰(zhàn)，而V2G對動力電池壽命以及用戶出行剛需的影響，可能會抑制用戶接受度。國際上有研究顯示，V2G收益未必能抵消其對用戶帶來的不便利性（圖3）。因此，在私人用戶當中推廣V2G會面臨較大的困難，未來不僅需要在私人用戶領域加強宣傳教育，也可以從運營時間要求不高的營運車輛入手推廣V2G。
另外，未來電動汽車隨著V2G推廣，整個車輛質(zhì)保體系也要發(fā)生一定調(diào)整。目前車輛質(zhì)保體系主要還是和行駛里程、購買年限掛鉤，如果電動汽車參與V2G，那車輛質(zhì)保體系需要與充放電次數(shù)和充放電深度來進行掛鉤。
圖3 | 用戶參加調(diào)頻備用輔助服務的年期望收益（美元）
來源：Parsons et al. 2015. Willingness to pay for V2G electric vehicles and their contract terms
2、未來車網(wǎng)協(xié)同路線圖與相關建議
在車網(wǎng)協(xié)同的可行性基礎之上，結合電力市場改革、電池成本下降等外部條件，以及電動汽車自身優(yōu)勢，報告建議分時期、分步驟地探索適宜的應用場景，并從近期和中遠期兩個時間維度，指出中國未來推廣車網(wǎng)協(xié)同的具體路線：
2025年之前（近期）——有序充電方式為主
2025年之前，電動汽車可充分發(fā)揮其靈活負荷的優(yōu)勢，以有序充電方式參與用戶側(cè)的削峰填谷、分布式光伏充電、基于人工響應的需求響應與調(diào)峰輔助服務等應用。未來，隨著電動汽車以第三方獨立輔助商正式納入調(diào)頻輔助市場，將有望以有序充電方式提供調(diào)頻等更多元的服務。
2025年以后中遠期——V2G方式為主
隨著電力市場改革釋放更多的紅利以及動力電池成本的下降與壽命的提升，電動汽車可進而發(fā)揮其分布式電源的作用，結合微電網(wǎng)、虛擬電廠等試點平臺，以V2G方式提供調(diào)頻、調(diào)峰、現(xiàn)貨電力平衡、爬坡服務，爭取在2025—2030年形成具有示范意義的項目與商業(yè)模式。
報告建議：要實現(xiàn)車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟潛力，電價政策、電力市場制度以及車-樁-網(wǎng)充電標準仍需細化，包括：形成針對電動汽車的峰谷電價機制；提供支持有序充電的充電樁建設、設備改造及運營相關的補貼，鼓勵物業(yè)公司與業(yè)主委員會配合；降低電動汽車參與中長期、現(xiàn)貨電能量市場及輔助服務市場的準入門檻，明確電動汽車在定位上是否屬于分布式發(fā)電系統(tǒng)；第三方機構對不同品牌車輛、充電樁的接口標準執(zhí)行情況進行檢測驗證；修訂車-樁間通訊協(xié)議與系統(tǒng)要求，制定樁-網(wǎng)間通訊協(xié)議與系統(tǒng)要求，以支持車網(wǎng)協(xié)同的各類應用。
圖4 | 中國電動汽車與電網(wǎng)協(xié)同路線圖
“綜合經(jīng)濟潛力與技術潛力兩方面看，未來中國推廣車網(wǎng)協(xié)同要結合電力市場改革、以及車、樁、網(wǎng)整個體系的技術發(fā)展進程統(tǒng)籌考慮。”薛露露指出，正如報告所建議的，“在當前的新基建政策下，我們建議規(guī)?；茝V有序充電的基礎設施。”她說，新基建的發(fā)展趨勢將會是通過智能化手段升級基礎設施，擴充充電基礎設施網(wǎng)絡以及建立泛電力物聯(lián)網(wǎng)等，這都將為電動車和電網(wǎng)的協(xié)同奠定基礎。
執(zhí)筆:楚晴
