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與我們常見(jiàn)的那些充電站不同，荷蘭烏得勒支的許多充電站不僅能為電動(dòng)汽車(chē)充電，還可以將汽車(chē)電池中的電力輸送至當(dāng)?shù)毓秒娋W(wǎng)，供家庭和企業(yè)使用。

關(guān)于這種車(chē)輛到電網(wǎng)（V2G）技術(shù)的可行性和價(jià)值的爭(zhēng)論可以追溯到幾十年前，而且至今仍未解決。

但大眾、日產(chǎn)和現(xiàn)代等大型汽車(chē)制造商已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)能夠使用這種雙向充電器的汽車(chē)，同時(shí)還采用了類(lèi)似的車(chē)輛到家（V2H）技術(shù)，比如停電時(shí)，可以通過(guò)汽車(chē)為房子供電，福特新推出的F-150 Lightning推廣的就是這項(xiàng)技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)的迅速普及讓許多人開(kāi)始認(rèn)真思考要如何充分利用這種周而復(fù)始的電池能量。

烏得勒支是阿姆斯特丹南部一座擁有35萬(wàn)人口的自行車(chē)城市，現(xiàn)已成為雙向充電技術(shù)的試驗(yàn)場(chǎng)，全世界的汽車(chē)制造商、工程師、城市管理者和電力公司都對(duì)這種技術(shù)非常感興趣。這項(xiàng)倡議提出的背景是市民們希望每天在不造成碳排放的情況下出行，并且越來(lái)越意識(shí)到可再生能源和能源安全的價(jià)值。

“我們想要改變。”烏得勒支副市長(zhǎng)之一兼發(fā)展、教育和公共衛(wèi)生議員伊爾科•埃倫伯格（Eelco Eerenberg）說(shuō)。而部分改變涉及擴(kuò)展該市的電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)。“我們正在研究下一個(gè)充電站的建設(shè)地點(diǎn)。”

因此，車(chē)輛到電網(wǎng)概念的首次提出以及它們?cè)跒醯美罩Оl(fā)展的如何，現(xiàn)在是考慮的好時(shí)機(jī)。


25年前，美國(guó)特拉華大學(xué)的能源和環(huán)境專(zhuān)家威利特•坎普頓（Willett Kempton）和美國(guó)綠山學(xué)院能源經(jīng)濟(jì)學(xué)家史蒂夫•萊坦德（Steve Letendre）描述了他們眼中的“電驅(qū)動(dòng)車(chē)輛和供電系統(tǒng)之間的初步互動(dòng)”。這對(duì)搭檔與加州大學(xué)伯克利分校的蒂莫西•利普曼（Timothy Lipman）和AC Propulsion公司的亞歷克•布魯克斯（Alec Brooks）一起，為車(chē)輛到電網(wǎng)電力技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

他們最初的想法是，停放在車(chē)庫(kù)里的車(chē)具備一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的雙向電網(wǎng)連接，既可以接收來(lái)自車(chē)輛的電力，也可以為車(chē)輛供電。坎普頓和萊坦德于1997年在《交通研究》（Transportation Research）期刊上發(fā)表的論文介紹了在出現(xiàn)公用事業(yè)緊急情況或停電時(shí)，人們?nèi)绾卫眉抑械碾妱?dòng)汽車(chē)電池電力為電網(wǎng)饋電。有了街頭充電器，饋電甚至不需要房子了。

雙向充電使用了面包籃大小的逆變器，逆變器位于專(zhuān)用充電箱或車(chē)上。為車(chē)輛充電時(shí)，逆變器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向電網(wǎng)供電時(shí)，逆變器則將直流電轉(zhuǎn)換成交流電。這對(duì)電網(wǎng)有益，但尚不明確對(duì)駕駛員有什么好處。

這是一個(gè)令人煩惱的問(wèn)題。在適當(dāng)時(shí)候向電網(wǎng)回送一點(diǎn)電，車(chē)主可以通過(guò)這種方式賺點(diǎn)錢(qián)，或者節(jié)省電費(fèi)，亦或間接補(bǔ)貼其汽車(chē)運(yùn)行費(fèi)用。但從坎普頓和萊坦德提出這一概念起，潛在用戶(hù)就擔(dān)心電池?fù)p耗會(huì)帶來(lái)?yè)p失。也就是說(shuō)，過(guò)度循環(huán)使用電池會(huì)不會(huì)過(guò)早地降低汽車(chē)的核心性能？這些問(wèn)題遲遲未解決，人們不清楚車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)是否會(huì)流行起來(lái)。

市場(chǎng)觀察家們已經(jīng)看到了車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)一系列“即將到來(lái)”的時(shí)刻。2011年，美國(guó)特拉華大學(xué)和新澤西公用事業(yè)公司NRG Energy簽署了一項(xiàng)技術(shù)許可協(xié)議，首次將車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)商業(yè)化。他們的研究合作關(guān)系持續(xù)了4年。

近年來(lái)，這些試點(diǎn)項(xiàng)目在歐洲和美國(guó)以及中國(guó)、日本和韓國(guó)都有所增加。英國(guó)目前正在郊區(qū)住宅中開(kāi)展試驗(yàn)，利用室外壁掛式充電器計(jì)量，用于支付車(chē)主的公用事業(yè)費(fèi)用，以換取在高峰時(shí)間上傳電池電力。其他試驗(yàn)則包括商用車(chē)隊(duì)、哥本哈根的一組多用途運(yùn)載車(chē)、伊利諾伊州的兩輛電動(dòng)校車(chē)和紐約的5輛電動(dòng)校車(chē)。


盡管如此，這些試點(diǎn)項(xiàng)目仍然只是試點(diǎn)，沒(méi)有哪個(gè)項(xiàng)目演變成大規(guī)模系統(tǒng)。不過(guò)這種情況很快就會(huì)改變。人們對(duì)電池?fù)p耗的擔(dān)憂(yōu)正在減少。去年，美國(guó)羅切斯特大學(xué)的赫塔•甘地（Heta Gandhi）和安德魯•懷特（Andrew White）對(duì)車(chē)輛到電網(wǎng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)學(xué)建模，然后發(fā)現(xiàn)電池退化成本極小。甘地和懷特還指出，隨著時(shí)間的推移，電池的資本費(fèi)用已經(jīng)顯著下降，從2010年的每千瓦時(shí)1000美元以上降至2020年的140美元左右。


隨著車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)變得可行，烏得勒支成為了首批完全接納該技術(shù)的地方之一。

這座受大風(fēng)侵襲的荷蘭城市之所以會(huì)發(fā)生變化，其背后的關(guān)鍵力量并非全球市場(chǎng)趨勢(shì)或工程解決方案的成熟，而是在正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)激勵(lì)了正確的人。

羅賓•伯格（Robin Berg）便是其中之一，2016年，他在烏得勒支的家中創(chuàng)辦了一家名為We Drive Solar的公司。該公司已發(fā)展成為一家共享車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)商，擁有225輛不同品牌和型號(hào)的電動(dòng)汽車(chē)，其中大多數(shù)是雷諾Zoe，不過(guò)也有特斯拉Model 3、現(xiàn)代Kona和現(xiàn)代艾尼氪5。在此過(guò)程中，伯格吸引了合作伙伴，并制定了將雙向充電引入We Drive Solar車(chē)隊(duì)的路線(xiàn)。其公司現(xiàn)有27輛具有雙向充電功能的汽車(chē)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾個(gè)月還會(huì)增加150輛。

組成這樣一支車(chē)隊(duì)并不容易。We Drive Solar有兩輛雙向充電的雷諾Zoe是原型車(chē)，是伯格通過(guò)與法國(guó)汽車(chē)制造商合作獲得的。能夠雙向充電的量產(chǎn)Zoe尚未問(wèn)世。2021年4月，現(xiàn)代向We Drive Solar交付了25輛具有雙向充電功能的長(zhǎng)軸距艾尼氪5。這些是帶有改良軟件的量產(chǎn)車(chē)，現(xiàn)代正在少量生產(chǎn)，并計(jì)劃在即將推出的車(chē)型中引入該技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)。

We Drive Solar的1500名用戶(hù)不必?fù)?dān)心電池?fù)p耗問(wèn)題，如果這是個(gè)問(wèn)題，那也是公司的問(wèn)題，而且伯格并不認(rèn)為這是個(gè)問(wèn)題。“我們永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)電池的極限。”他說(shuō)，這意味著電池的充電狀態(tài)永遠(yuǎn)不會(huì)高或低到足以大幅縮短其壽命。

We Drive Solar并不提供自由隨行、在應(yīng)用程序上取車(chē)并在任何地點(diǎn)皆可還車(chē)的服務(wù)。汽車(chē)有專(zhuān)用停車(chē)位。用戶(hù)可以預(yù)訂車(chē)輛，開(kāi)車(chē)去自己想去的任何地方，并在同一地點(diǎn)取車(chē)和還車(chē)。我拜訪伯格的那天，他公司旗下有兩輛車(chē)甚至一輛開(kāi)往瑞士阿爾卑斯山，一輛開(kāi)往挪威。伯格希望他的客戶(hù)能夠?qū)⒛齿v車(chē)（以及相關(guān)的停車(chē)位）視作自己的座駕，定期使用同一輛車(chē)以增強(qiáng)專(zhuān)屬感。

伯格會(huì)嘗試涉足電動(dòng)汽車(chē)共享和電力聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，尤其是雙向充電，其實(shí)并不意外。21世紀(jì)初，他創(chuàng)辦了一家名為L(zhǎng)omboXnet的本地服務(wù)提供商，在教堂尖塔和鎮(zhèn)上最高的酒店之一的屋頂安裝視距Wi-Fi天線(xiàn)。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)流量開(kāi)始擠占他的無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)時(shí)，他又鋪設(shè)了光纜。

2007年，伯格與當(dāng)?shù)匾凰鶎W(xué)校簽訂了屋頂太陽(yáng)能安裝合同，并提出了建立微電網(wǎng)的想法。他現(xiàn)在管理著全市1萬(wàn)所學(xué)校的屋頂太陽(yáng)能板。他的走廊壁櫥里排列著一組用來(lái)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能流動(dòng)的電表，部分太陽(yáng)能流向其公司的電動(dòng)汽車(chē)電池，公司名“We Drive Solar”也就是這樣來(lái)的。

伯格并不是通過(guò)坎普頓或任何其他早期車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)的擁護(hù)者了解到雙向充電的，而是因?yàn)槭昵暗母u核電站災(zāi)難才聽(tīng)說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)時(shí)他擁有一輛日產(chǎn)聆風(fēng)，他讀到了一篇介紹這些汽車(chē)如何在福島地區(qū)提供應(yīng)急電源的文章。

“不錯(cuò)，這是一項(xiàng)有趣的技術(shù)。”伯格回憶道。“有沒(méi)有辦法擴(kuò)大規(guī)模呢？”日產(chǎn)同意向他提供一個(gè)雙向充電器，伯格便給烏得勒支城市規(guī)劃人員打電話(huà)，表示想為其安裝一條電纜。這便產(chǎn)生了更多的聯(lián)系，包括與當(dāng)?shù)氐蛪弘娋W(wǎng)管理公司Stedin的聯(lián)系。安裝充電器后，Stedin的工程師想知道為什么儀表有時(shí)會(huì)倒轉(zhuǎn)。后來(lái)，烏得勒支地區(qū)開(kāi)發(fā)局的艾林•登•丹（Irene ten Dam）聽(tīng)說(shuō)了他的試驗(yàn)，并對(duì)此產(chǎn)生了興趣，成為了雙向充電的倡導(dǎo)者。

伯格和志同道合的城市工作人員吸引了更多的合作伙伴，包括Stedin、軟件開(kāi)發(fā)商和一家充電站制造商。2019年，荷蘭國(guó)王威廉•亞歷山大（Willem Alexander）主持了烏得勒支一個(gè)雙向充電站的安裝。伯格說(shuō)：“城市和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商都在尋找擴(kuò)大規(guī)模的方法，這是一件好事。”他說(shuō)，他們不只想做一個(gè)項(xiàng)目然后出一份報(bào)告，而是真的想進(jìn)入下一步工作。


下一步工作正在加速開(kāi)展。烏得勒支現(xiàn)在有800個(gè)雙向充電器，由荷蘭工程公司NieuweWeme設(shè)計(jì)和制造。這座城市很快就會(huì)有更多需求。

“人們正在購(gòu)買(mǎi)越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)。”市議員埃倫伯格說(shuō)。市政府官員注意到近年來(lái)此類(lèi)購(gòu)買(mǎi)激增，卻也聽(tīng)到烏得勒支人抱怨要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的申請(qǐng)程序才能安裝充電器并使用。埃倫伯格是一位受過(guò)培訓(xùn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他仍在努力解決這些問(wèn)題。他意識(shí)到，如果要滿(mǎn)足荷蘭政府提出的所有新車(chē)在8年內(nèi)實(shí)現(xiàn)零排放的要求，烏得勒支市必須加快速度。

雖然紐約和加利福尼亞要求更多零排放車(chē)輛上路的類(lèi)似命令失敗了，但現(xiàn)在車(chē)輛電氣化的壓力反而更大了。烏得勒支市的官員們希望走在對(duì)更加綠色的交通解決方案的需求之前。這座城市剛剛修建了一個(gè)可停放1.25萬(wàn)輛自行車(chē)的中央地下停車(chē)場(chǎng)，并耗時(shí)數(shù)年挖了一條貫穿市中心的高速公路，后又以潔凈空氣和健康城市生活的名義用一條運(yùn)河替代了它。

該市的能源轉(zhuǎn)型經(jīng)理馬蒂斯•柯克（Matthijs Kok）是促成這些變化的驅(qū)動(dòng)者。他帶我騎自行車(chē)參觀了烏得勒支的新綠色基礎(chǔ)設(shè)施，并介紹了最近新增加的一些設(shè)施，比如一塊固定電池，該電池將從安裝在當(dāng)?shù)毓沧≌_(kāi)發(fā)項(xiàng)目中的許多太陽(yáng)能電池板收集并存儲(chǔ)太陽(yáng)能。

柯克停下自行車(chē)，指著一座磚房說(shuō)：“這就是為什么我們都這么做。”磚房里存放著一臺(tái)400千瓦的變壓器。從發(fā)電廠到高壓電線(xiàn)，到中壓變電站，到低壓變壓器，再到人們的廚房，這些變壓器是這條鏈條中的最后一環(huán)。

通常一座城市有成千上萬(wàn)臺(tái)變壓器。但如果一個(gè)地區(qū)需要充電的電動(dòng)汽車(chē)太多，這種變壓器就很容易過(guò)載，而雙向充電有望緩解此類(lèi)問(wèn)題。

柯克與市政府其他部門(mén)合作匯編數(shù)據(jù)并繪制地圖，將城市劃分為多個(gè)社區(qū)。每一個(gè)社區(qū)都標(biāo)注著人口、家庭類(lèi)型、車(chē)輛和其他數(shù)據(jù)。他們與簽約的數(shù)據(jù)科學(xué)小組合作，利用普通市民提供的信息，開(kāi)發(fā)了一種策略驅(qū)動(dòng)算法，用于幫助選擇新充電站的最佳位置。該市還在與車(chē)輛充電站運(yùn)營(yíng)商的10年合同中加入了部署雙向充電器的激勵(lì)措施。所以，這些充電器發(fā)展很快。

專(zhuān)家預(yù)計(jì)，雙向充電對(duì)可以預(yù)測(cè)移動(dòng)軌跡的車(chē)隊(duì)車(chē)輛尤其有效。在這種情況下，運(yùn)營(yíng)商可以輕松地計(jì)劃汽車(chē)電池的充電和放電時(shí)間。

通過(guò)在需求高峰期將其車(chē)隊(duì)的電池電力輸送到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，并在非高峰時(shí)段對(duì)汽車(chē)電池進(jìn)行充電，We Drive Solar公司獲得了好評(píng)。如果做得好，司機(jī)在提車(chē)時(shí)就不會(huì)影響行程。這些日常能源交易也有助于降低用戶(hù)的使用價(jià)格。

像We Drive Solar這樣鼓舞人心的汽車(chē)共享計(jì)劃吸引了烏得勒支的官員，因?yàn)橥＼?chē)難是大多數(shù)發(fā)展中的城市常見(jiàn)的慢性病。烏得勒支市中心附近的一個(gè)大型建筑工地很快將新增1萬(wàn)套公寓。新增住房受人歡迎，但新增1萬(wàn)輛汽車(chē)卻不是。規(guī)劃者希望這一比例更接近每10個(gè)家庭擁有一輛車(chē)，新社區(qū)的專(zhuān)用公共停車(chē)場(chǎng)數(shù)量將反映這一目標(biāo)。


歐洲交通電氣化的預(yù)測(cè)規(guī)模之大令人生畏。根據(jù)歐洲電力/德勤的一份報(bào)告，到2030年，歐洲可能有5000萬(wàn)至7000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)，需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)雙向或其他方式的新充電點(diǎn)。需要對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)千億歐元的投資來(lái)支持這些新站點(diǎn)。

就在埃倫伯格和我坐在市政廳里談?wù)摓醯美罩У某潆娬疽?guī)劃算法的前一天早上，烏克蘭爆發(fā)了戰(zhàn)爭(zhēng)?，F(xiàn)在的能源價(jià)格已使許多家庭瀕臨崩潰。在美國(guó)的一些地方，汽油價(jià)格已經(jīng)達(dá)到每加侖6美元（可能更高）。6月中旬，德國(guó)一輛普通大眾高爾夫的司機(jī)需支付約100歐元（超過(guò)100美元）才能加滿(mǎn)油箱。4月1日，英國(guó)的公用事業(yè)賬單平均上漲了50%以上。+

戰(zhàn)爭(zhēng)顛覆了歐洲大陸和世界各地的能源政策，將人們的注意力集中在了能源獨(dú)立和安全上，并加強(qiáng)了已在實(shí)施的政策，如在市中心建立零排放區(qū)和用電動(dòng)汽車(chē)取代傳統(tǒng)汽車(chē)。人們通常不清楚如何才能以最佳方式實(shí)現(xiàn)所需的變化，但建模可以提供幫助。

正在烏得勒支大學(xué)Wilfried van Sark光伏集成實(shí)驗(yàn)室攻讀博士學(xué)位的尼科•布林克爾（Nico Brinkel）專(zhuān)注于地方建模。根據(jù)他的計(jì)算，在烏得勒支及其周邊地區(qū)，低壓電網(wǎng)的強(qiáng)化成本大約為每臺(tái)變壓器1.7萬(wàn)歐元，更換電纜的每公里成本約為10萬(wàn)歐元。“如果我們要轉(zhuǎn)向純電力系統(tǒng)，如果要增加大量風(fēng)能、太陽(yáng)能、熱泵、電動(dòng)汽車(chē)……，”他的聲音逐漸減弱，“我們的電網(wǎng)不是為此而設(shè)計(jì)的。”

不過(guò)，電力基礎(chǔ)設(shè)施必須跟上。布林克爾的一項(xiàng)研究表明，如果很大一部分電動(dòng)汽車(chē)充電站是雙向的，那么這些成本就能夠以更易于管理的方式進(jìn)行分?jǐn)偂?ldquo;理想情況下，我認(rèn)為所有新充電器最好都是雙向的。”他說(shuō)，“額外成本沒(méi)有那么高。”

伯格不需要令人信服。他一直在思考雙向充電能為整個(gè)荷蘭帶來(lái)什么。他估計(jì)，在一個(gè)擁有800萬(wàn)輛汽車(chē)的國(guó)家，150萬(wàn)輛具有雙向充電能力的電動(dòng)汽車(chē)將平衡國(guó)家電網(wǎng)。“那么，你就可以用可再生能源做任何事情。”他說(shuō)。

鑒于他所在的國(guó)家最初只有幾百輛能夠雙向充電的汽車(chē)，150萬(wàn)是一個(gè)大數(shù)目。但終有一天，荷蘭人可能真的會(huì)實(shí)現(xiàn)。（ 作者：Michael Dumiak ） 

原標(biāo)題：電動(dòng)車(chē)終將成為重要儲(chǔ)能設(shè)備