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關鍵詞：V2G
導語：儲能特性是電動汽車規(guī)?；l(fā)展后的必然結果，機構預測：我國V2G市場空間將超過1000億元。
雙碳目標下，新能源產業(yè)發(fā)展得如火如荼。
不過，問題不是沒有。
光伏、風電與生俱來的波動性使得電力輸出不穩(wěn)定，需要進行調峰調頻。除了配備儲能設施外，通過融合IOT、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術，對分布式能源、儲能、微電網、電車可控負荷等資源進行協(xié)調控制，實現(xiàn)電網的削峰填谷。
這就是我們常說的虛擬電廠。
虛擬電廠作為極具經濟性的調節(jié)手段，其成本只有火電的12%~15%。通過對資源的整合，可以有效提升電網對清潔能源的接入能力和消納能力，促進電力供應的綠色低碳轉型。這使得虛擬電廠受到了國家與市場的高度重視。
在虛擬電廠中，有一種技術近期發(fā)展迅速且備受矚目，那便是——V2G。
1.V2G技術介紹及發(fā)展意義
V2G是Vehicle-to-grid的縮寫，也就是說通過這項技術可以實現(xiàn)電動車和電網之間的互動。
實際上，V2G技術相當于將動力電池作為一個分布式儲能系統(tǒng)，將大量電動汽車電池作為儲能源。在電網負荷低時，吸納電能，在電網負荷高時釋放電能。通過數(shù)字化技術將動力電池整合起來，形成一個虛擬電廠，有效提高電力系統(tǒng)的運行效率和調節(jié)能力，減少電網端充電負荷，保證電力系統(tǒng)的運行的穩(wěn)定性。
對電動汽車用戶而言，在低電價的時候給車輛充電，在高電價的時候將車輛存儲的能量出售給電網公司，從而獲得現(xiàn)金補貼，降低電動汽車的使用成本。
以一輛帶電量為50kWh的電動汽車為例，如果車主將其中25kWh的電出售給電網，以該地區(qū)峰時電價1元/kWh、谷時0.3元/kWh電價計算，車主每次將可獲利17.5元。
對電網公司而言，將電動汽車作為儲能裝置用于調控負荷，提高電網效率和可靠性，有效調頻調峰，降低新能源發(fā)電的波動性，減少電網在儲能建設上的投資。
對汽車企業(yè)而言，V2G技術使用戶有效降低使用電動汽車的成本，從而推動電動汽車的生產與銷售，提升新能源滲透率，助力碳中和。
圖: V2G技術概念圖（來源：IEEE）
全球范圍來看，美國和歐洲對V2G最為重視，配套政策支持的力度最大。美國相關政策啟動最早，成果最為豐碩。
V2G技術最早是由美國落基山研究所首席科學家Amory Lovins在 1995 年提出的概念，特拉華大學 William Kempton教授對其進一步發(fā)展，并開展了相關示范。
2007年，V2G技術有了重大突破，美國特拉華大學課題組聯(lián)合其他機構在成功將車輛（交通工具）充電裝置接入供電網，并通過發(fā)出調節(jié)指令，制作了調節(jié)電網峰谷的發(fā)電設備。
隨后，美國陸續(xù)開展多個示范類項目，并逐步開始了商業(yè)化探索。Nuuve公司是行業(yè)的先行者，深耕V2G技術20余年，將在英國、新加坡、日本等國設立試點。
歐洲方面，2008年丹麥與西門子也開始了V2G技術的探索，隨后德國、意大利、英國紛紛加入V2G技術的研發(fā)隊列。
亞洲方面，日本最早開啟了V2G研究，陸續(xù)開展示范類項目。
相較于海外，我國V2G技術探索時間較晚。近年來，隨著政策扶持力度的扶持，以及自身新能源基礎較好，發(fā)展較為迅速。
與此同時，V2G技術的推進也存在著諸多的問題。
2.縱有困難重重，不阻V2G發(fā)展
現(xiàn)在主流電動汽車動力電池的充放電次數(shù)都在2000到3000次循環(huán)以上,有些可以達到5000次循環(huán)。如果頻繁地充電、放電將縮短鋰電池的壽命，電池容量將會迅速衰減。而我國規(guī)定動力電池容量衰減超過20%，將成為退役電池。
眾所周知，動力電池成本占據(jù)新能源車40%左右，比起價格高昂的動力電池，通過V2G獲取的電價差額不具備足夠的吸引力。同樣是因為電池壽命的原因，車企為自家車型配備V2G技術的動力不足。
原有充電樁都是單向充電，要實現(xiàn)反向充電，需要新建充電樁或者將原有充電樁升級，有研究表明，V2G項目成本和參與電力市場的投資回報周期可能高達10年之久，改造升級則需要配備儲能電池或者對電路進行改造，同樣需要付出成本。
除了硬件設施的制約外，電力交易市場仍待完善，這在一定程度會制約V2G項目商業(yè)化。
此外，更為核心的是如何構建系統(tǒng)平臺，解決電池協(xié)同管理、控制等問題。
簡單而言：需要建立一個系統(tǒng)平臺，廣泛收集共享大量數(shù)據(jù)，將車主、車機、電網運營商等連接起來，精準地預測和服務電力需求，反饋給車主最佳的充電、放電時間。
這需要通過數(shù)字化技術整合智能設備，建立一個面向用戶的智慧能源控制平臺并提供相應的服務體系，實現(xiàn)用戶到電網之間的互動。
圖: V2G接入電網概念圖（來源：中泰證券）
盡管，當下面臨諸多挑戰(zhàn)，但是在雙碳目標和全球能源轉型背景下，發(fā)展V2G技術大勢所趨，各個國家、各大企業(yè)開始了積極的探索。
3.在市場與政策的雙輪驅動下，V2G發(fā)展迅速
（1）新能源車滲透率快速提升，V2G技術商業(yè)化前景逐步明朗。
隨著全球汽車滲透率的加速，V2G技術具備了大規(guī)模推廣的基礎。
中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2022年1-10月中國新能源汽車累計滲透率達24.7%，9月、10月連續(xù)兩個月滲透率超過30%。乘聯(lián)會秘書長崔東樹將新能源車銷量預期上調至650萬輛，滲透率大概在28%左右。
全球方面，歐洲新能源車滲透率繼續(xù)加速。2021年德國新能源車銷量達到68萬輛，同比增加72%，滲透率已達26%，同比增加11pcts。2022H1挪威新能源車滲透率已達87%，純電車型逐漸占據(jù)壟斷地位。
美國電動化率整體提升，但相對歐洲、中國、全球仍處較低水平，提升空間較大，2022上半年滲透率僅6%，距離2030年提出的40%以上的目標相距甚遠，隨著美國電動車相關政策的出臺，預計電動化進程將加快。
歐洲儲能協(xié)會發(fā)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%。
清華大學的數(shù)據(jù)預計，2030年中國會有1.2億輛的電車，保守估計也需要2000萬根公共充電樁。
我國V2G市場潛力巨大。據(jù)光大證券測算，2030 年，我國V2G市場空間將達到1052億元。
（2）政策背書，V2G遍地開花
在巨大的市場需求下，全球V2G示范項目呈快速上升趨勢，已經立項的V2G工程已達80余項。我國出臺相應的鼓勵政策，為V2G發(fā)展保駕護航。
2020年4月，華北電力在調峰調頻服務市場中納入V2G， 2022年1月，國家發(fā)改委、國家能源局等十部門印發(fā)《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》，關于新技術研發(fā)應用提到：“要充分發(fā)揮動力電池的儲能特性，探索推廣有序充電、V2G等形式，實現(xiàn)電動汽車與電網的協(xié)同互動。要充分發(fā)揮動力電池的儲能特性，探索推廣有序充電、V2G等形式，實現(xiàn)電動汽車與電網的協(xié)同互動。”
2021年9月26日，國家發(fā)展改革委就基礎設施建設有關情況舉行發(fā)布會。國家能源局規(guī)劃司副司長宋雯在會上表示優(yōu)化充電基礎設施布局，推動新能源汽車與電力系統(tǒng)融合發(fā)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。
各省市也在積極推進V2G落地。
2021年4月，全國規(guī)模最大、聚合調控能力最大的V2G商業(yè)運營示范項目——保定長城工業(yè)園區(qū)車網互動示范試點項目投運。
2022年7月，浙江省首個V2G公交充電樁項目在嘉善縣環(huán)北東路公交停保場投入運行。該項目可支持24輛具備V2G技術的公交車輛同時充放電，湖南、深圳、天津、福州、等地紛紛建立具備V2G功能的充放電系統(tǒng)，全國各地V2G項目陸續(xù)開展開來。
在市場需求與政策扶持的背景下，各大企業(yè)對V2G技術的探索實現(xiàn)了快速進展。
2023年1月，浙江省發(fā)展和改革委員會、浙江省經濟和信息化廳、浙江省科學技術廳聯(lián)合發(fā)布了《浙江省加快新能源汽車產業(yè)發(fā)展行動方案》，該文件自2023年3月1日起施行，明確提出探索新能源汽車與智能電網（V2G）高效聯(lián)動。
大眾將從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，旗下奧迪、柯斯達等品牌也將陸續(xù)配備V2G技術。
日產、雷諾、保時捷等車企已經實現(xiàn)了V2G雙向充電功能。國內方面，長城汽車、比亞迪、威馬汽車等企業(yè)等陸續(xù)開展對V2G技術的探索。
對于我國V2G技術發(fā)展路線，全國政協(xié)常委、中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授歐陽明高認為可以采取“三步走”策略：
2021～2025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(xiàn)重點區(qū)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，制訂基礎設施改造與V2G車型商用化目標，率先在重點區(qū)域實現(xiàn)V2G商用試點?，F(xiàn)在，深圳等地已出臺V2G技術相關鼓勵政策，希望能在新能源汽車市場滲透率超過30%的城市開始試點。
2026～2030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(qū)充電樁接入能力顯著提升，新能源汽車消納綠電比例大幅提升;V2G技術率先在重點區(qū)域實現(xiàn)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(xiàn)貨交易、綠電交易和輔助服務市場交易。
2031～2035年：智能有序充電模式實現(xiàn)對大功率公共快充場站、自建專用場站，以及社區(qū)和各企事業(yè)單位充電樁的全面覆蓋，實現(xiàn)高比例錯峰充電與消納綠電;V2G實現(xiàn)居民區(qū)等規(guī)模商用場景覆蓋，日儲能調節(jié)能力達到80億千瓦時左右，新能源汽車實現(xiàn)整體“凈負碳排放”，成為“碳中和”重要支撐。
關于V2G運營模式，現(xiàn)階段主要有三種：
集中式：簡單講就是在一定區(qū)域內將電動車集中管理，統(tǒng)一調度，按照計劃控制每一輛車的充放電，該模式為現(xiàn)階段國內外主流。
自治式：車主結合自身情況自我掌控電池的充放電，較為靈活，不受空間限制，但過于分散，隨機性強，對電網支撐的穩(wěn)定性較差。
此外，還有換電模式，也就是基于換電站，將電池進行統(tǒng)一管理，專業(yè)廠家管理電池有助于電池壽命的延長，電力輸出更為穩(wěn)定。
4. 方興未艾
V2G技術不僅能使新能源車主用車成本有效降低，進一步推動新能源車滲透率，同時又可以進一步消除新能源發(fā)電產生的波動性，提升電網對清潔能源的接入能力和消納能力，將有效助力碳中和。
現(xiàn)階段，國內V2G仍處于一個導入期，技術和商業(yè)模式都有待完善，但是其未來巨大的商業(yè)場景引發(fā)了諸多企業(yè)和資本的追逐。
相信V2G技術將成為新能源產業(yè)的又一個風口。（本文來源：能鏈研究院）
