【新視野】電動汽車越多，電網(wǎng)越開心

作者 |?邱鍇俊

編輯?|?邱鍇俊

(相關(guān)資料圖)

電動汽車越來越多，充換電需求也越來越大。這些日益累積、瞬時用電量大的“麻煩”，對于電網(wǎng)來說，現(xiàn)在是癬疥之疾，但日后可能是心腹大患。（參見：電網(wǎng)難以承受的充電之輕）

然而，禍兮福所倚，福兮禍所伏。電動汽車廣泛普及之后，可能不會是電網(wǎng)的麻煩，反而是福音——電網(wǎng)所需的調(diào)控儲能需求，利用電動汽車的動力電池來做，可能就足矣。

樂觀者，如特銳德、特來電的董事長于德翔：到了2030年，以電動汽車和梯次電池為基礎(chǔ)的儲能，就達(dá)到1320GW，按照電網(wǎng)的調(diào)峰需要的話，連一半都用不了。

謹(jǐn)慎者，如國家發(fā)改委能源研究所主任趙勇強：2030年有一億輛電動汽車存量，如何用好巨量的電動汽車的儲能資源，是我們很重要的一個課題。用不好，對電力系統(tǒng)是一個巨大的沖擊；用得好，它就是一個海量資源。

無論樂觀者還是謹(jǐn)慎者，都看到了這樣一種可能：電網(wǎng)在滿足電動汽車充電需求的同時，利用電動汽車的電池做儲能，能夠平抑電網(wǎng)的峰谷需求。

6月17日，2023年度“節(jié)能服務(wù)進(jìn)企業(yè)”暨工業(yè)綠色微電網(wǎng)交流研討會在山東青島特來電總部召開。《電動汽車觀察家》在會上，看到了電動汽車和電網(wǎng)擺脫相愛相殺，走向琴瑟和鳴的可能。

01

電網(wǎng)之變

碳達(dá)峰、碳中和的承諾，給電網(wǎng)帶來巨變。

根據(jù)趙勇強的研究，2060年要實現(xiàn)碳中和，中國能源90%是電力加上氫能，加上可再生能源直接供熱，這樣才能實現(xiàn)全社會近零碳排放。具體到電力，可再生能源加上核電，就是非化石能源占比達(dá)到90%以上，甚至更高，才能實現(xiàn)碳中和。

可再生能源發(fā)電，將成為未來主流，但也對電網(wǎng)形成了挑戰(zhàn)。

“風(fēng)電光伏是波動性的?！壁w勇強說，提高系統(tǒng)靈活性是未來新型電力系統(tǒng)/能源體系的核心任務(wù)……未來幾十年，從當(dāng)前煤電為主提供靈活性，到中遠(yuǎn)期以儲能、電動汽車、電解質(zhì)制氫，提供靈活資源的轉(zhuǎn)變，這樣才能構(gòu)成一個新型電力系統(tǒng)。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長劉永東也表示，不僅今后發(fā)電端“看天吃飯”，另一方面在用戶端，負(fù)荷特性也開始了“看天吃飯”：夏天天一熱，負(fù)荷就會陡升，冬天一旦冷，負(fù)荷也會陡升?！?strong>所以說整個電力系統(tǒng)來講，需要一個大量的靈活性資源，越往2030/2060以后走，我們靈活性資源的作用或者地位越來越顯現(xiàn)。”

中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長劉永東

于德翔也表示，新能源發(fā)電意味著必須要配很多的儲能。但單純配上儲能的商業(yè)模式，成本太大了。

有沒有更好的辦法？

恰逢電網(wǎng)之變，汽車界也在進(jìn)行一場電動之變。

02

電動之變

中國電動汽車的發(fā)展速度，超出了絕大多數(shù)人的預(yù)期。而人們新近的預(yù)測，就變得積極了很多。很多人預(yù)測，2025年電動汽車滲透率將突破50%；2030年將突破80%。

和趙勇強一樣，于德翔也認(rèn)同，2030年，中國電動汽車存量將達(dá)到1億輛。如果按1輛車搭載60度電池計算，總動力電池裝車量就有6000Gwh。

于德翔做了一番測算：“如果一個車能放出10度電，相當(dāng)于1000GW的儲能。1000GW是多少？……按照2030年裝機達(dá)到12億，實際上按照一半去配儲能，也才配到600GW。當(dāng)真正有1億臺車連接到電網(wǎng)上，基本上儲能的資源就足夠了。”

特銳德、特來電董事長于德翔

于德翔還說，有一塊更好的資源是梯次電池，到2030年，大概退役下來一千萬塊，一塊40度電，有80%參與，就是320GW。“到了2030年，我們以連接到電網(wǎng)的電動汽車和梯次電池為基礎(chǔ)的儲能，就達(dá)到1320GW，實際按照電網(wǎng)的調(diào)峰需要的話，連一半都用不了，最多用1/3?！?/p>

他還強調(diào)，碳中和的核心是“儲能”，而儲能的核心不是技術(shù)，而是成本。利用電動汽車做儲能，邊際成本幾乎為0。而梯次電池，成本為0.2元/度。“5年以后（儲能的）成本的問題，我們就把它解決了。也就是（電動汽車）連接到大電網(wǎng)上，構(gòu)建了這樣新型的電力系統(tǒng)。”

電動汽車用于儲能，有無可能性？

劉永東介紹，電動汽車使用的自然屬性，適用于電網(wǎng)的儲能需求。

“我們電動汽車的電池實際上80%的時間，甚至90%的時間是停止使用的，這里面電池的資源就被電力系統(tǒng)的人看中了，大部分資源可以參與電力系統(tǒng)的這樣一個響應(yīng)。”劉永東說。“同時我們的車主在購車的時候，把電池成本已經(jīng)覆蓋住了?！?/p>

另外，于德翔還認(rèn)為，電動汽車的電池在全生命周期里面，壽命是用不完的。“在車全生命周期結(jié)束的時候，（電池）大概有兩千次（循環(huán)）是沒用的，那為什么我們不能拿來做儲能呢？”

他還描繪了一個場景：“車一天24個小時最多開2個小時，那20個小時到22個小時要么停到單位，要么停到家里面，停到家里的電價比較低……如果在家里充上一個充電樁，把便宜的電充上，到單位價格高的時候能不能放出來呢？這完全可以?！?/p>

從遠(yuǎn)景看，電動汽車參與電網(wǎng)儲能益處很大。是否可以馬上大規(guī)模實施了呢？

03

諸多挑戰(zhàn)

劉永東認(rèn)為，車網(wǎng)互動當(dāng)前還存在很多的挑戰(zhàn)。

其一，是電動汽車電池的壽命和性能的挑戰(zhàn)。“車的保養(yǎng)條件是8年或者10萬公里，那是建立在用于電動汽車行駛上的，假設(shè)你還要放電，那電池的壽命夠不夠？車企會不會按照原有的質(zhì)保來承諾？”他說，電池的技術(shù)可能需要更好地發(fā)展，來解決老百姓的擔(dān)憂。

其二，對于充放電設(shè)施，挑戰(zhàn)也是巨大的，包括相關(guān)的技術(shù)路線，“我們是走交流還是走直流，我們的計量，我們的保護等等，都要有一個根本性的改變?！?/p>

其三，對于運營商來講也面臨很大的挑戰(zhàn)，“我們充電身份的認(rèn)證如何確定，車主可能把車借給別人了，放電資源的歸屬權(quán)是歸誰的？”這需要背后一系列的身份認(rèn)證體系，包括整個互聯(lián)互通相關(guān)的技術(shù)路線的確定。

其四，“我們認(rèn)為最大的挑戰(zhàn)還是來自于配電網(wǎng)，配電網(wǎng)系統(tǒng)能否適應(yīng)帶有充放功能的挑戰(zhàn)？”

其五，車電互動的場景之一是參與電力市場的交易。電動汽車是聚合商中一種可用資源之一。但是，“電力市場改革的進(jìn)程還是比較緩慢的，在這個過程中，電動汽車運營商參與電力市場還有很大的技術(shù)門檻和準(zhǔn)入門檻。”

其六，還需要政策提供寬松的條件。

其七，車網(wǎng)互動的標(biāo)準(zhǔn)剛剛開始關(guān)注，包括中電聯(lián)也正在布置、正在探索車網(wǎng)互動的標(biāo)準(zhǔn)體系如何架構(gòu)，如何來推動。

趙勇強在評價車網(wǎng)互動的進(jìn)展時也表示，“現(xiàn)在車網(wǎng)互動從研究轉(zhuǎn)向試點示范，再轉(zhuǎn)向電網(wǎng)企業(yè)各方面共同參與的一個規(guī)模化推廣應(yīng)用。當(dāng)然了，對電力系統(tǒng)的要求也是非常高的，車、樁、網(wǎng)、調(diào)各方面的配合，保證安全，讓各市場主體參與進(jìn)來，解除他們的顧慮，需要做很多很多的工作，潛力非常巨大。”

04

微電網(wǎng)先行

在大電網(wǎng)的去碳化、柔性化、智能化中，微電網(wǎng)也逐漸成為電力行業(yè)的熱點話題。

所謂微電網(wǎng)，就是一個小的供電系統(tǒng)，一般在相對封閉、獨立的園區(qū)、廠區(qū)等場所。劉永東總結(jié)了微型、清潔、自治和友好四個特點。

劉永東認(rèn)為，在車網(wǎng)互動的過程中，需要有多個階段逐級發(fā)展。當(dāng)前大家熱議的V2G（電動汽車向電網(wǎng)放電）只是選項和過程之一。

“在向V2G技術(shù)演進(jìn)過程中，我認(rèn)為當(dāng)前有序充電和工業(yè)微電網(wǎng)是目前具備條件可以廣泛推廣的。”劉永東說。

對于大電網(wǎng)而言，如何消納來自電動汽車的放電還不明晰。但是，微電網(wǎng)可以解決充電和放電問題。“特別是現(xiàn)階段，放電功能可以在微電網(wǎng)得到這樣一個推廣”。另外，微電網(wǎng)一般都有儲能需求，電動汽車的電池可以變成微電網(wǎng)保持電力系統(tǒng)平衡非常重要的儲能資源。

另外，劉永東認(rèn)為，有序充電也是解決容量不夠的情況下，能夠更多為電動汽車提供充電服務(wù)的方案。

對于電動汽車如何實現(xiàn)與電網(wǎng)的車網(wǎng)互動，于德翔說，“只有采用微電網(wǎng)+充電網(wǎng)才能保證電網(wǎng)自身的安全。”

特來電帶光伏發(fā)電和儲能的微電網(wǎng)充電站

有別于簡單建設(shè)充電樁的做法，充電網(wǎng)是特來電一直在推行的理念。

于德翔舉了深圳的例子：“深圳有80萬輛電動汽車，今年年底會超過100萬輛，但是深圳電網(wǎng)里的電，尤其夏天的時候，在高峰期的時候已經(jīng)沒有富余電了。電網(wǎng)里沒電充什么呀？那我就多建充電樁，深圳那個地方又小，相當(dāng)于青島面積的1/6，也沒有地方裝了，所以整個這條路線按簡單充電樁簡單的疊加是錯的?！?/p>

于德翔說，城市需要重新構(gòu)建充電基礎(chǔ)設(shè)施供電網(wǎng)絡(luò)，形成充電網(wǎng)，根據(jù)客戶不同的需要，按照充電的時間、充電的功率，在時間和空間上重新做布局。“通過這樣一個布局，我們會保證70%的車基本上在電網(wǎng)的低谷期、低峰期、低價期充電，用戶不會和工業(yè)爭負(fù)荷。”

充電網(wǎng)實現(xiàn)方法，是將一個區(qū)域里充電設(shè)施連接成一個簡單的物理化網(wǎng)絡(luò)，連接到變壓器，統(tǒng)籌總體充電需求，并與其他用電需求協(xié)作。本質(zhì)上，充電網(wǎng)就是電動汽車的有序充電和放電。

特來電目前還在充電網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建微電網(wǎng)。于德翔介紹，充電場站加裝光伏之后，“光伏發(fā)電的直流電先不上網(wǎng)，直接進(jìn)入電動汽車?yán)铮履茉窜嚦湫履茉措?，這樣構(gòu)建了一個小型微電網(wǎng)?！?/p>

特來電嘗試將其做成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，“目前特來電推動的小型微電網(wǎng)單個就是光伏60千瓦，電動汽車的充放電20個車位，同時加上一個梯次電池。”

“我們把它做成一個標(biāo)準(zhǔn)化的微電網(wǎng)體系，就可復(fù)制和推廣，同時有了非常好的商業(yè)模式。通過這樣的商業(yè)模式，一定能實現(xiàn)新能源汽車充新能源電，讓尾氣和霧霾遠(yuǎn)離人類?！庇诘孪枵f。

“電動汽車充電和放電，需要一個量的聚集才會取得作用……也許四五千萬甚至一億輛以后，對電網(wǎng)來講，這個資源才會顯得比較重要?！眲⒂罇|說。

從這個意義上，電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)期盼，電動汽車要再快點普及才好。

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