經(jīng)過(guò)十余年的努力，我國(guó)以電動(dòng)汽車為主體的新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，不僅使中國(guó)汽車工業(yè)縮短了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，還引導(dǎo)世界汽車工業(yè)向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。電動(dòng)車的規(guī)模化推廣給電網(wǎng)帶來(lái)了新的課題，如何利用車網(wǎng)協(xié)同措施讓電動(dòng)汽車根據(jù)電網(wǎng)的載荷選擇充電時(shí)間，根據(jù)電網(wǎng)的需要適時(shí)向電網(wǎng)回饋電能，成為業(yè)界探討和試驗(yàn)的方向。
全球范圍內(nèi)，車網(wǎng)協(xié)同的項(xiàng)目基本隨著電動(dòng)汽車的普及而鋪開(kāi)。根據(jù)世界資源研究所（World Resources Institute，簡(jiǎn)稱WRI）的調(diào)研顯示，截至2018年底，全球共有約50個(gè)車網(wǎng)協(xié)同的實(shí)踐案例，其中大約有九成分布在歐洲和美國(guó)。6月18日，在中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)聯(lián)合世界資源研究所舉辦的中國(guó)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)同路線圖研究發(fā)布會(huì)上，德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)能源項(xiàng)目轉(zhuǎn)型主任Anders Hove分享了歐美智能有序充電的進(jìn)展情況。
1、什么是智能有序充電
據(jù)Anders Hove介紹，智能有序充電是智能電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵要素，是指電動(dòng)汽車充電站和充電運(yùn)營(yíng)商共享數(shù)據(jù)的連接，以預(yù)測(cè)電力供應(yīng)、電力需求、駕駛需求的充電量，優(yōu)化充電時(shí)間和充電時(shí)長(zhǎng)，滿足所有用戶的要求。車網(wǎng)協(xié)同是智能充電技術(shù)的一種形式，電動(dòng)汽車不僅可以從電網(wǎng)接收消納電能，在需要時(shí)還可以向電網(wǎng)注入電能，起到儲(chǔ)能和調(diào)控的作用。
從當(dāng)前的情況來(lái)看，由于電動(dòng)汽車的數(shù)量還少，對(duì)電網(wǎng)的影響并不大，但國(guó)際能源署預(yù)計(jì)，2030年大部分電動(dòng)車將由私人所有，多數(shù)在慢速充電器上充電，慢充總消耗電量預(yù)計(jì)可達(dá)全球電動(dòng)汽車60%以上。如果充電時(shí)間集中在某一高峰期時(shí)，就需要進(jìn)行大規(guī)模電網(wǎng)升級(jí)。為降低大規(guī)模升級(jí)電網(wǎng)的成本，智能充電應(yīng)運(yùn)而生。最簡(jiǎn)單的智能充電方法是按照使用時(shí)間確定充電電價(jià)，即峰谷電價(jià)。據(jù)分析，這種方法可以將高峰期充電負(fù)荷降低一半以上，同時(shí)可以降低基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。
2、歐洲三種充電標(biāo)準(zhǔn)
據(jù)Anders Hove介紹， 現(xiàn)在歐洲現(xiàn)有三種充電標(biāo)準(zhǔn)，分別是特斯拉的超級(jí)充電站標(biāo)準(zhǔn)、日本的CHAdeMO的標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)和大部分歐洲國(guó)家使用的CCS標(biāo)準(zhǔn)。
因?yàn)槿毡镜腃HAdeMO標(biāo)準(zhǔn)2.0版本一開(kāi)始就支持直流有序充電與雙向充放電（V2G），所以歐洲大部分V2G試點(diǎn)項(xiàng)目都采用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。Tesla早期對(duì)V2G技術(shù)不屑一顧，但新Tesla車型已經(jīng)安裝雙向充電軟件代碼，這個(gè)代碼可以通過(guò)軟件更新實(shí)現(xiàn)。CCS標(biāo)準(zhǔn)涉及到不同公司、不同電池和充電網(wǎng)絡(luò)，是三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中最復(fù)雜的一個(gè)，根據(jù)官方在2018年底給出的路線圖，預(yù)計(jì)要到2025年才能具有支持雙向充放電V2G的能力。
3、歐洲的智能有序充電試驗(yàn)
經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，國(guó)際上的車網(wǎng)協(xié)同試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)完成了從技術(shù)可行性驗(yàn)證向商業(yè)模式驗(yàn)證的轉(zhuǎn)變。從具體內(nèi)容來(lái)看，這些試點(diǎn)項(xiàng)目幾乎覆蓋了所有的應(yīng)用場(chǎng)景，測(cè)試規(guī)模逐漸擴(kuò)大。
汽車制造商正在與能源公司、軟件公司和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商合作，探索 V2G 的優(yōu)勢(shì)。三菱汽車公司于2017年開(kāi)始在荷蘭進(jìn)行V2G試點(diǎn)項(xiàng)目，目的是驗(yàn)證V2G技術(shù)是否可行，并提供容量?jī)?chǔ)備和平衡服務(wù)。試點(diǎn)項(xiàng)目有10臺(tái)10kwV2G充電裝置與10輛插電式電動(dòng)汽車。此次試點(diǎn)，三菱汽車就聯(lián)手了當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)公司、V2G解決方案提供商、V2G聚合商以及硬件設(shè)備提供商共同進(jìn)行。目前，荷蘭已售出2.5萬(wàn)輛三菱歐蘭德插電式混合動(dòng)力汽車。
雷諾集團(tuán)的試點(diǎn)則是探索經(jīng)濟(jì)上可行的智能充電實(shí)施方案。2019年，雷諾集團(tuán)在荷蘭的第一個(gè)大規(guī)模V2G試點(diǎn)項(xiàng)目，部署了15輛配備V2G充電功能的車隊(duì)。與其它項(xiàng)目不同，雷諾將V2G裝置放置在車輛內(nèi)部，充電終端方面只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單廉價(jià)改造就可以實(shí)現(xiàn)V2G功能，減少了在基礎(chǔ)設(shè)施上的投資。雷諾也借此項(xiàng)目來(lái)驗(yàn)證車端的雙向充電產(chǎn)品，并為未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)制定打下基礎(chǔ)。未來(lái)雷諾還將在法國(guó)、德國(guó)、瑞士、瑞典、丹麥推出試點(diǎn)計(jì)劃。
V2G 試點(diǎn)項(xiàng)目越來(lái)越多地將重點(diǎn)放在電網(wǎng)負(fù)載轉(zhuǎn)移和調(diào)峰以外的服務(wù)上。
菲亞特克萊斯勒集團(tuán)（下稱FCA）的2019-2021年總預(yù)算為50億歐元的工業(yè)計(jì)劃中，包括有建設(shè)車輛到電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和光伏工程。今年6月初，F(xiàn)CA開(kāi)始在意大利都靈建設(shè)V2G試點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施。初步規(guī)劃中將安裝32根V2G充電樁，用來(lái)連接64輛電動(dòng)車，到明年年底會(huì)擴(kuò)大到700輛電動(dòng)汽車互聯(lián)，裝機(jī)容量達(dá)到25兆瓦。該設(shè)施作為一個(gè)虛擬發(fā)電廠，由意大利電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商Terna提供包括調(diào)頻在內(nèi)的服務(wù)。該項(xiàng)目還將建立交通實(shí)驗(yàn)室，用以評(píng)估電動(dòng)汽車的性能和電網(wǎng)的服務(wù)能力。
V2G 電動(dòng)車可以作為移動(dòng)電站幫助解決電力系統(tǒng)的供需平衡問(wèn)題。日產(chǎn)在德國(guó)哈根進(jìn)行的試點(diǎn)項(xiàng)目就證明了這一點(diǎn)。日產(chǎn)聆風(fēng)是首款通過(guò)德國(guó)平衡能源市場(chǎng)預(yù)審的電動(dòng)汽車，證明了V2G電動(dòng)汽車可以滿足參與平衡能源市場(chǎng)的法規(guī)和技術(shù)的要求。據(jù)介紹，在這個(gè)項(xiàng)目中，一輛電動(dòng)車一周為電網(wǎng)提供8kW的電能可以獲得20歐元的收益。而且，對(duì)于哈根這個(gè)規(guī)模的城市（19萬(wàn)居民）而言，只需要20到30輛車就能夠穩(wěn)定當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)頻率。
V2G電動(dòng)車也可以通過(guò)虛擬電廠參與需求響應(yīng)。2018年，Enel X公司在美國(guó)加州安裝了6000多個(gè)電動(dòng)汽車智能聯(lián)網(wǎng)充電樁，構(gòu)成30MW、70MWH虛擬電廠，作為需求響應(yīng)資源參加加州電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。
現(xiàn)在很多公司開(kāi)始在離網(wǎng)環(huán)境中對(duì)智能充電系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。2018年，雷諾在葡萄牙圣波爾圖島建設(shè)了一套智能電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)。圣波爾圖島位于大西洋，不與大陸連接，該項(xiàng)目利用電動(dòng)汽車以及退役電池，通過(guò)充電和V2G來(lái)提升該島的能源獨(dú)立性，以減少對(duì)石油的需求，同時(shí)提高可再生能源的利用率。
4、智能有序充電服務(wù)面臨三大挑戰(zhàn)
當(dāng)前，歐洲越來(lái)越多的汽車、電網(wǎng)和服務(wù)公司正在探討新的商業(yè)模式，使智能有序充電服務(wù)在經(jīng)濟(jì)上對(duì)買家更有吸引力。但當(dāng)前智能有序充電模式還面臨著一些挑戰(zhàn)。
第一，智能充電一直存在著投資成本高的問(wèn)題。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法很多，比如政府提供補(bǔ)貼的方式，但Anders Hove認(rèn)為，電網(wǎng)公司將V2G的收入作為設(shè)備資金使用將會(huì)是未來(lái)可能的商業(yè)模式之一。在美國(guó)Vermont州，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司采用向特斯拉車主支付安裝Powerwall儲(chǔ)能設(shè)施和充電樁的費(fèi)用辦法吸引車主參加項(xiàng)目，交換條件是車主允許電網(wǎng)公司控制Powerwall和車輛充電，并且參與電力服務(wù)，使電網(wǎng)公司可以用峰谷差價(jià)或電力市場(chǎng)收益覆蓋前期設(shè)備投入。
第二，智能充電與V2G沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題會(huì)隨著該產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟而逐漸建立起來(lái)，不存在太多障礙。
第三，電動(dòng)汽車如何參與電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的問(wèn)題。這是智能有序充電發(fā)展遇到的最主要的挑戰(zhàn)，需要建立起完善的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，才能讓消費(fèi)者參與到市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)當(dāng)中。
整理：沈承鵬
