智能(néng)化 低(dī)碳化 商業化 國際車網互動發展提速

日期:2022-11-11  浏覽量:12027  新聞來(lái)源:轉自(zì)《南方電網報(bào)》,如有不妥之處請(qǐng)聯系删除

       當今世界,新一輪科技革命和(hé)産業革命加速演變,碳中和(hé)、碳達峰目标的推進要求汽車産業加快(kuài)綠色轉型,新能(néng)源汽車呈現(xiàn)爆發式增長,推動電動汽車發展從(cóng)政策驅動過渡至市場驅動階段。随着移動儲能(néng)技術快(kuài)速發展,電動汽車通過充放(fàng)電參與電網系統電能(néng)質量治理(lǐ)、調峰調頻等互動模式呈現(xiàn)出巨大(dà)的應用(yòng)價值和(hé)發展前景。

  電動汽車與電網互動,簡稱車網互動(VehicletoGrid,V2G),主要是指:在用(yòng)電低(dī)谷時(shí),電網給電動汽車充電,降低(dī)用(yòng)電成本;在用(yòng)電高(gāo)峰時(shí),電動汽車反向給電網放(fàng)電,化身爲電網系統的“充電寶”,推動電動汽車車主成爲能(néng)源低(dī)碳運行的消費者和(hé)生産者。當前,國内V2G發展尚處于摸索階段,而國際已做出先進探索和(hé)實踐,值得參考借鑒。

  國際V2G項目整體處于試驗驗證階段

  據V2G-HUB網站(zhàn)統計(jì),目前國際登記的V2G項目共107個,其中歐洲73個(占68.2%)、北美(měi)洲20個、亞洲10個、非洲2個、大(dà)洋洲2個,超過80%的項目聚焦于V2G技術可行性分析。歐洲和(hé)北美(měi)洲的項目顯示,V2G在參與電力負荷削峰填谷、電力需求側響應、調頻輔助服務、應對(duì)能(néng)源電力應急事(shì)件等應用(yòng)場景都具備經濟可行性,并在市場化運作(zuò)層面做出有益探索和(hé)實踐。

  1.頭部廠(chǎng)商聚集效應初步顯現(xiàn)

  V2G整體分爲車輛制造、雙向充放(fàng)電設施制造、設備集成部署、供放(fàng)電四大(dà)環節。在車輛制造環節上(shàng),日産(NIS-SAN)主導了(le)30個項目,占74個已登記車輛制造廠(chǎng)家項目的40.5%;類似的,雙向充放(fàng)電設施制造環節由麥林(lín)能(néng)源(MAGNUMPOWER)主導了(le)其中37.2%的項目;設備集成部署方面,綠色能(néng)源技術公司(Nuvve)則主導了(le)39.5%的項目。

  2.項目商業化運營初見苗頭

  項目應用(yòng)層面,在96項标注了(le)使用(yòng)性質的V2G項目中,共有56項處于試驗驗證階段,占比58.3%;共有26個項目處于不同程度的商業化運營階段,其中有8項已進入完全商業化運營。研究發現(xiàn),大(dà)部分商業化運營項目均依托于V2G信息平台,連接電網側供電設備、用(yòng)電側電動汽車運行終端等,通過數字化平台形成信息對(duì)接,匹配充放(fàng)電供需雙方。

  政策支持V2G項目商業模式探索

  1.各國積極扶持V2G技術研究和(hé)商業化應用(yòng)

  爲應對(duì)全球氣候變化和(hé)經濟下(xià)行沖擊,減少碳排放(fàng)、穩定經濟已成爲國際能(néng)源經濟領域的普遍做法。全球多個國家和(hé)地區(qū)相繼發布能(néng)源領域相關發展戰略和(hé)政策措施,加大(dà)能(néng)源低(dī)碳技術研究投入。

  多個國家制定碳中和(hé)目标,明(míng)确能(néng)源綠色低(dī)碳發展戰略。如歐盟委員會(huì)發布了(le)《可持續與智能(néng)交通戰略》,到(dào)2050年力争交通領域碳排放(fàng)在2020年基礎上(shàng)減少90%。歐盟向140個重點交通項目注入22億歐元,用(yòng)于能(néng)源交通領域技術研發和(hé)推廣應用(yòng)。英國将禁純燃油車的時(shí)間表從(cóng)2040年提前至2030年,甚至提出2035年前禁售混動汽車;美(měi)國、德國、日本等國家大(dà)力推動電動汽車産業發展,加快(kuài)V2G技術研究轉化。

  各國加快(kuài)扶持能(néng)源領域新興産業發展,積極搶占新一輪經濟和(hé)發展制高(gāo)點。如英國對(duì)70英裏無排放(fàng)車輛提供高(gāo)額補貼和(hé)返款。日本設立清潔能(néng)源汽車補助金(jīn)和(hé)燃料電池汽車補助金(jīn),通過高(gāo)額補貼支持一批V2G項目。美(měi)國通過向消費者提供經濟補貼和(hé)稅收減免,加速V2G示範項目推廣。

  2.項目商業模式圍繞區(qū)域、社區(qū)和(hé)個體呈現(xiàn)出差異化服務特點

  在政策支持下(xià),基于服務對(duì)象的不同衍生出三類V2G商業化服務:

  服務區(qū)域建成具有平衡性經濟性的可再生能(néng)源電力系統,包括爲電網企業提供調頻輔助服務、參與能(néng)源批發市場、區(qū)域達成二氧化碳排放(fàng)量指标要求、參與區(qū)域能(néng)源綜合計(jì)劃、支撐區(qū)域輸電運營等,要求V2G在技術層面能(néng)夠快(kuài)速激活實現(xiàn)雙向充放(fàng)電,服務收益包括技術服務費、節能(néng)費用(yòng)、政府補貼等。如丹麥Parker示範項目發現(xiàn),平均每輛車一年提供的電力頻率調節服務時(shí)間總計(jì)爲13000小(xiǎo)時(shí),平均收入爲1860歐元/年,可以較好(hǎo)支撐區(qū)域能(néng)源電力輸電運營。

  支撐社區(qū)建設分布式電網和(hé)新能(néng)源基礎設施,包括參與削峰填谷,緩解社區(qū)内變壓器、線路和(hé)配電設施的負荷過載問題,避免區(qū)域性能(néng)源供應應急事(shì)故;促進能(néng)源雙邊交易,提供點對(duì)點的能(néng)源零售交易,提升本地能(néng)源生産與消費效益最大(dà)化。如Nuvve在美(měi)國加州大(dà)學聖地亞哥(gē)分校開(kāi)展V2G示範項目,以免費班車服務爲載體,在用(yòng)電非高(gāo)峰時(shí)段爲校區(qū)内學生及教職工(gōng)提供交通便利,爲校區(qū)提供電力供應儲備。

  面向建築或家庭的能(néng)源生産消費優化,電動汽車的移動儲能(néng)屬性可作(zuò)爲小(xiǎo)型備用(yòng)電源,提供電動汽車到(dào)設備、電動汽車之間的移動充放(fàng)電服務,随時(shí)随地充電。如英國政府資助的EFES項目面向建築開(kāi)展能(néng)源系統優化,證明(míng)了(le)搭建本地虛拟發電廠(chǎng)促進能(néng)源網絡效益最大(dà)化,通過小(xiǎo)型用(yòng)電場景的技術經濟分析提供定制化V2G解決方案。

  3.技術障礙和(hé)市場活力限制項目盈利

  當前,V2G大(dà)規模商業化發展仍存在多方面制約因素。電網系統方面,如何系統推進配電網現(xiàn)有基礎設備的技術升級和(hé)增容改造,解決與平衡因電動汽車大(dà)規模高(gāo)頻率無序充放(fàng)電而帶來(lái)的高(gāo)諧波電流和(hé)沖擊電壓影響,保障配電系統安全運行和(hé)供電質量,仍然是當前推進V2G的主要障礙。電動汽車和(hé)充電樁方面,由于充電設施技術标準和(hé)生産規模仍未成熟,V2G安裝成本相較單向充電設施更高(gāo),并且需要在接入電網性能(néng)測評、設備安裝等方面承擔額外(wài)費用(yòng)。參與用(yòng)戶方面,高(gāo)頻率充放(fàng)電對(duì)電池造成的影響、電力市場準入條件和(hé)商業模式等因素影響用(yòng)戶側的參與積極性。

  智能(néng)化、低(dī)碳化、商業化成發展方向

  1.智能(néng)化:新興技術融合發展逐步深化

  爲實現(xiàn)大(dà)規模電動汽車接入和(hé)靈活調控負荷需求,需加快(kuài)融合應用(yòng)“雲大(dà)物移智”等新興技術。一是終端設備層面加快(kuài)研究電動汽車、充放(fàng)電樁、電網接入設備等多維耦合系統的銜接與匹配,開(kāi)展動力電池關鍵設備技術研究。二是平台層面通過運用(yòng)數字化技術實施“互聯網+”,加快(kuài)制定相關行業技術标準,聚合分散資源,實現(xiàn)平台化運營。三是場景應用(yòng)層面開(kāi)展定制化場景技術研發,加快(kuài)由單體技術試驗向“車—樁—網”智能(néng)充放(fàng)電模式演變。

  2.低(dī)碳化:V2G助力能(néng)源低(dī)碳轉型

  随着綠色低(dī)碳政策在世界迅速推進,各大(dà)汽車企業、電池廠(chǎng)商等加快(kuài)電動汽車技術研發,帶動具有低(dī)碳、環保、清潔等屬性的電動汽車數量快(kuài)速增長,V2G使太陽能(néng)、風(fēng)能(néng)等清潔能(néng)源大(dà)規模接入電網成爲可能(néng)。如日産與通用(yòng)電氣聯手研發V2G專用(yòng)蓄電池,豐田與Nuvve公司合作(zuò)推出V2G産品,在驗證技術可行性的同時(shí),通過商業化應用(yòng)逐步推動V2G成爲交通領域碳中和(hé)的重要支撐。

  3.商業化:多方利益共享機制逐步成熟

  國際V2G項目積極推動電動汽車電能(néng)納入電力輔助服務市場參與結算(suàn),并通過鼓勵車主、充電運營商等市場主體參與現(xiàn)貨電能(néng)量、需求側響應、碳交易等市場的公開(kāi)交易來(lái)獲取收益,多方利益共享機制逐步成熟。随着多層次的統一電力市場體系逐步健全,電動汽車參與電力市場輔助服務的結算(suàn)機制和(hé)管理(lǐ)制度将逐步明(míng)晰,多樣化收入來(lái)源的利益共享機制将逐步明(míng)朗,V2G在商業化應用(yòng)将愈發呈現(xiàn)資源潛力和(hé)經濟效益。