“電動車的電池動力系統(tǒng)本質上就是一套儲能系統(tǒng)。”清華大學教授歐陽明高如是說。車網互動技術(V2G其實就是Vehicle to Grid),指的是當電網負荷低時為電動車充電,當電網負荷高時由電動車向電網放電,對電網進行削峰填谷。當電動車處于停放狀態(tài),其電池將成為待開發(fā)的配電網“充電寶”,把海量的“充電寶”通過物聯(lián)網技術連接到智能聚合平臺,形成一個虛擬大負荷,在用電低谷時給電動車充電,在用電高峰時電動車給電網放電。
開展車網互動的重要原因,是其可以對電網需求曲線進行削峰填谷,減小負荷需求功率。當電動車處于停放狀態(tài),其電池將成為待開發(fā)的配電網“充電寶”,把海量的“充電寶”通過物聯(lián)網技術連接到智能聚合平臺,形成一個虛擬大負荷。
這個虛擬大負荷又可以通過能源互聯(lián)網以及人工智能技術進行優(yōu)化調控,在用電低谷時給電動車充電,在用電高峰時電動車給電網放電,并且進一步與未來新能源發(fā)電特性匹配,減小電網增容壓力。
1、發(fā)展機遇幾何
車網互動被歐陽明高稱作是一種規(guī)模大、成本低、安全性高的分布式儲能技術,被認為是新型智慧電力系統(tǒng)的重要組成部分。業(yè)界人士分析,它的發(fā)展機遇主要來自于以下幾個方面的推動:
第一得益于全國電動化趨勢加快,技術不斷突破。據高工智能汽車數(shù)據顯示,2022年1-6月,全國新能源汽車搭載量已超過208 萬輛,占汽車總量的18%,其中純電動汽車搭載量超163萬輛,占新能源汽車總量的78%。
業(yè)界人士表示,用戶可以在夜間用電低谷時給電動汽車充電;而在用電高峰時,讓電動汽車給電網放電。而在偏遠地區(qū),電動汽車還能與光伏發(fā)電、風電和儲能電站有機結合,形成一個小型能源網絡。
隨著中國新能源汽車近年來加速普及,電池產業(yè)規(guī)模越來越大,電化學儲能的應用范圍和場景也不斷擴大。更為重要的是,多家主要車企正推出具備雙向充電能力的新能源汽車,可將電力輸送回家庭和電網。未來,電儲能項目還能與軌道交通、電動汽車、智能電網等產業(yè)融合發(fā)展。第二,儲能巨大缺口催生更大機遇。隨著“雙碳”的有序推進,風電光伏新能源增長迅猛,新型電力系統(tǒng)建設持續(xù)加速,儲能缺口越來越大,而電動汽車循環(huán)壽命并沒有在行駛生命中得到全部利用。
據了解,當前我國家用電動汽車行駛大約在15—20萬公里,動力電池循環(huán)約600次。而根據國內主流電動汽車主機廠、電池廠的調研數(shù)據,伴隨鋰電池技術競速加快,三元電池的電動汽車,循環(huán)壽命約1500次,鐵鋰電池可以超3000次。
但幾乎有一半以上的循環(huán)壽命被浪費,電池價值得不到充分利用。這樣意味著車輛擁有者為冗余的電池循環(huán)壽命多支付了150%至400%的費用,造成購車成本偏高。從循環(huán)壽命上看,超過50%的循環(huán)壽命被浪費。這也是為車網互動形成儲能電站提供有利條件。第三,電動汽車的電池容量在不斷增加。目前市場在售車型電池容量多在50kWh至80kWh之間。以特斯拉Model X 90D為例,其載電量已經達到100kWh,未來汽車的載電量將會繼續(xù)增加。以現(xiàn)有水平計算,20輛90D的儲能潛力已經可以與一個中等規(guī)模的用戶側儲能電站相當。
電動汽車可以被視為一種特殊的儲能終端,成為電儲能的有益補充,把車變成電網的“充電寶”。
2、商業(yè)化前景幾何?
隨著電動車數(shù)量增加和市場機制的完善,其商業(yè)化可實施性正在不斷優(yōu)化。據悉,歐盟、美國、日本等國家和地區(qū)已開展百個以上車網互動項目。在我國,車網互動技術和市場發(fā)展還處于起步階段。
據了解,國網智慧車聯(lián)網技術有限公司不久前協(xié)同國網湖北電力公司,通過國網智慧車聯(lián)網平臺-負荷聚合運營系統(tǒng)參與電網緊急需求響應,首次成功實現(xiàn)對湖北全省范圍內充電樁的遠程調控,電動汽車的實際最大削峰負荷達1.1萬千瓦,平均調節(jié)功率達1萬千瓦,有效緩解了1%的用電缺口。 據悉,在此次響應過程中,國網智慧車聯(lián)網平臺-負荷聚合運營系統(tǒng)收到國網湖北省電力調度控制中心的指令后,即向湖北全省3859臺可調充電樁實時下發(fā)功率調節(jié)指令,實現(xiàn)了充電功率的快速下降。同時,湖北電動汽車公司調動5輛V2G車輛,借助國網智慧車聯(lián)網平臺調控V2G車輛由充轉放,反送電網功率達50千瓦,實現(xiàn)了電動汽車與電網的良性互動。
盡管上述例子仍不能完全體現(xiàn)車網互動的盈利性。
但業(yè)界人士分析,車網互動主要來自兩點:第一是峰谷差價套利,可從最簡單的分時電價套利方式中降低充電費用,還可以夜間谷電價時在居民區(qū)或附近工商業(yè)區(qū)的充電站充電,白天峰電價在工商業(yè)區(qū)充電站向電網放電??蓪τ脩艉瓦\營商雙方均帶來收益。
其二就是電力輔助服務,通過運營平臺聚合電動汽車負荷資源,響應各類虛擬電廠平臺的調控需求,實現(xiàn)電動汽車參與各種電力輔助服務??商峁╇娏κ袌鲚o助服務包括:調頻、調峰、無功調節(jié)、諧波補償和備用電源等?!缎履茉雌嚠a業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》曾明確提出,推動新能源汽車從單純交通工具向移動智能終端、儲能單元和數(shù)字空間轉變,帶動能源、交通、信息通信基礎設施改造升級。同時,要促進新能源汽車與可再生能源高效協(xié)同,鼓勵“分布式光伏發(fā)電-儲能系統(tǒng)-充放電”多功能綜合一體站建設,加強新能源汽車與電網的能量互動。盡管目前管理體制下,針對充電設施參與電力市場輔助服務,還沒有可供參考的成熟商業(yè)模式,電網和運營商之間暫未形成明確的結算機制,但隨著相關市場管理制度的完善,電動汽車所蘊含的巨大資源潛力必定將通過車網互動釋放出來。未來,伴隨統(tǒng)一電力市場體系的健全和車網互動V2X的基礎設施建設,車網互動或將逐步發(fā)揮出其巨大的潛力。
原標題:車網互動背后的儲能機遇幾何?