中國是目前全球最大的新能源汽車市場，當(dāng)前新能源汽車保有量約為400萬輛（截至2019年底達(dá)381萬輛），其背后是大量可移動而靈活的分布式儲能設(shè)備。新能源汽車有序充電可緩解其數(shù)量增長對電網(wǎng)帶來的影響，而其以儲能設(shè)備的角色反向放電，也可以輔助電網(wǎng)削峰填谷、調(diào)節(jié)負(fù)荷，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值，回饋用戶。車網(wǎng)互動必將一直是中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展進(jìn)程中的重大課題。
那么如何找到車網(wǎng)協(xié)同的最佳路徑，以實(shí)現(xiàn)快速增長的新能源汽車與能源供給平臺之間階段性的完美融合？
6月18日，中國電動汽車百人會與世界資源研究所（WRI）聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車如何更友好地接入電網(wǎng)》系列報告（以下簡稱“報告”），報告第二部分列舉了車網(wǎng)協(xié)同的方式與應(yīng)用場景，分享了國內(nèi)外車網(wǎng)協(xié)同實(shí)踐案例，從經(jīng)濟(jì)性、政策保障、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與用戶接受度等四個方面，分析車網(wǎng)協(xié)同的可行性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了未來車網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展路線圖。
報告指出，未來中國大規(guī)模推廣電動汽車和可再生能源，為車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展實(shí)踐提供了寶貴機(jī)遇。2025年和2030年，全社會電動汽車在理想情況下，能夠提供的儲能容量分別將相當(dāng)于2018年中國儲能裝機(jī)總規(guī)模的8倍和23倍，具備作為可調(diào)節(jié)負(fù)荷以及靈活電源的潛力。
目前，電動汽車可以通過有序充電或雙向充放電（簡稱V2G）兩種方式，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的協(xié)同（如圖1）。兩種方式覆蓋七個應(yīng)用場景，而每種應(yīng)用場景的經(jīng)濟(jì)收益、技術(shù)阻礙又各自不同。
圖1 | 車網(wǎng)協(xié)同方式與應(yīng)用場景
世界資源研究所高級研究員薛露露在介紹報告時指出，從車網(wǎng)協(xié)同的實(shí)踐案例來看，2020年是國內(nèi)車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的分水嶺。2019年之前，車網(wǎng)協(xié)同試點(diǎn)大多還處于技術(shù)可行性探索階段，而到了2020年，車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟(jì)性與收益已成為非常重要的考量內(nèi)容。另外，與國際實(shí)踐從初期就嘗試讓電動汽車參與高頻次、高精度的批發(fā)市場交易所不同，當(dāng)前中國的電動汽車與電網(wǎng)協(xié)同試點(diǎn)項(xiàng)目側(cè)重于解決配網(wǎng)側(cè)開放容量不足的問題。（點(diǎn)擊鏈接查看文章：《歐洲智能有序充電進(jìn)入商業(yè)化階段》）
1、關(guān)于車網(wǎng)協(xié)同可行性
經(jīng)濟(jì)性：報告根據(jù)車-樁-網(wǎng)所需的改造成本與不同應(yīng)用場景下的收益，估算在目前管制的電力市場下，車網(wǎng)協(xié)同應(yīng)用的內(nèi)部投資回報率。電動汽車以有序充電方式參與局部削峰填谷進(jìn)行峰谷電價差“套利”具有更可觀的經(jīng)濟(jì)收益。2020年的投資回報率可達(dá)23%。2030年以后，隨著V2G成本的下降，電動汽車參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場將具有更高的收益。受發(fā)布頻次少的影響，需求響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性略低于削峰填谷和調(diào)頻輔助服務(wù)。
但與國際發(fā)展所不同，國內(nèi)的車網(wǎng)協(xié)同受電力價格、電力市場改革、前期較高的設(shè)備成本投足等因素的約束，其經(jīng)濟(jì)潛力難以在短期內(nèi)變現(xiàn)。
政策保障：在制度上，若充分釋放車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟(jì)潛力，相關(guān)政策、市場制度和監(jiān)管規(guī)則仍需細(xì)化。
第一，電動汽車以有序充電的方式參與的削峰填谷應(yīng)用缺乏經(jīng)濟(jì)激勵機(jī)制。峰谷電價是該應(yīng)用經(jīng)濟(jì)收益的基礎(chǔ)。但目前很多城市峰谷電價執(zhí)行情況并不普遍，比如北京居民電價還是以階梯電價為主。此外，工商業(yè)場所會有充電服務(wù)費(fèi)、停車費(fèi)、物業(yè)在轉(zhuǎn)供電加價的問題，都影響到峰谷電價傳導(dǎo)機(jī)制。
第二，電動汽車參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)、需求響應(yīng)等應(yīng)用，與國內(nèi)電力市場改革密切相關(guān)。目前中國電力市場還在向市場階段過渡中，所以電動汽車參與電力市場，無論在價格補(bǔ)償水平上，還是交易品種，參與主體和準(zhǔn)入門檻上都面臨一定限制。例如，電動汽車以V2G方式參與調(diào)頻、調(diào)峰輔助服務(wù)以及現(xiàn)貨市場交易均需要并網(wǎng)運(yùn)行，但并網(wǎng)所需的技術(shù)規(guī)范、發(fā)電收購制度以及管理辦法仍存在較多缺失。此外，調(diào)頻輔助服務(wù)的市場主體主要為大型發(fā)電機(jī)組與集中式儲能，零散的表后資源如電動汽車（及充電樁）尚未被納入市場主體范疇。
表1 | 國內(nèi)外電力市場發(fā)展進(jìn)程對比
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：為支持車網(wǎng)協(xié)同需要在車、樁、網(wǎng)形成一整套的通信的協(xié)議。目前，現(xiàn)有的充電協(xié)議無論在通信信息的完整性、實(shí)時性以及控制流程都不能很好地支持車網(wǎng)協(xié)同。
例如，“車-樁”間直流、交流充電國標(biāo)（GB/T 18487、GB/T20234、GB/T27930）既無法支持有序充電，也不支持V2G。而隨著我國充電國標(biāo)與日本的CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)在直流快充上實(shí)現(xiàn)兼容（即“超級”標(biāo)準(zhǔn)），有望在直流充電上對有序充電和V2G予以支持。而“充電樁-電網(wǎng)”之間的信息交換通信協(xié)議仍是空白，未來相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要根據(jù)市場主體以及配網(wǎng)信息保密程度而定。
另外，不同車輛品牌對充電標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行也同樣重要。目前一些車輛安全保護(hù)程度較高，導(dǎo)致第三方無法喚醒車輛執(zhí)行有序充電或V2G的操作。充電樁和車輛接口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以及后續(xù)車樁企業(yè)對標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度，都影響到車網(wǎng)協(xié)同的實(shí)現(xiàn)。
圖2 | 國內(nèi)外車-樁-網(wǎng)間信息交互標(biāo)準(zhǔn)對比
用戶接受度：現(xiàn)階段電動汽車推廣本身還存在續(xù)航不足、成本過高、充電樁數(shù)量有限等問題的挑戰(zhàn)，而V2G對動力電池壽命以及用戶出行剛需的影響，可能會抑制用戶接受度。國際上有研究顯示，V2G收益未必能抵消其對用戶帶來的不便利性（圖3）。因此，在私人用戶當(dāng)中推廣V2G會面臨較大的困難，未來不僅需要在私人用戶領(lǐng)域加強(qiáng)宣傳教育，也可以從運(yùn)營時間要求不高的營運(yùn)車輛入手推廣V2G。
另外，未來電動汽車隨著V2G推廣，整個車輛質(zhì)保體系也要發(fā)生一定調(diào)整。目前車輛質(zhì)保體系主要還是和行駛里程、購買年限掛鉤，如果電動汽車參與V2G，那車輛質(zhì)保體系需要與充放電次數(shù)和充放電深度來進(jìn)行掛鉤。
圖3 | 用戶參加調(diào)頻備用輔助服務(wù)的年期望收益（美元）
來源：Parsons et al. 2015. Willingness to pay for V2G electric vehicles and their contract terms
2、未來車網(wǎng)協(xié)同路線圖與相關(guān)建議
在車網(wǎng)協(xié)同的可行性基礎(chǔ)之上，結(jié)合電力市場改革、電池成本下降等外部條件，以及電動汽車自身優(yōu)勢，報告建議分時期、分步驟地探索適宜的應(yīng)用場景，并從近期和中遠(yuǎn)期兩個時間維度，指出中國未來推廣車網(wǎng)協(xié)同的具體路線：
2025年之前（近期）——有序充電方式為主
2025年之前，電動汽車可充分發(fā)揮其靈活負(fù)荷的優(yōu)勢，以有序充電方式參與用戶側(cè)的削峰填谷、分布式光伏充電、基于人工響應(yīng)的需求響應(yīng)與調(diào)峰輔助服務(wù)等應(yīng)用。未來，隨著電動汽車以第三方獨(dú)立輔助商正式納入調(diào)頻輔助市場，將有望以有序充電方式提供調(diào)頻等更多元的服務(wù)。
2025年以后中遠(yuǎn)期——V2G方式為主
隨著電力市場改革釋放更多的紅利以及動力電池成本的下降與壽命的提升，電動汽車可進(jìn)而發(fā)揮其分布式電源的作用，結(jié)合微電網(wǎng)、虛擬電廠等試點(diǎn)平臺，以V2G方式提供調(diào)頻、調(diào)峰、現(xiàn)貨電力平衡、爬坡服務(wù)，爭取在2025—2030年形成具有示范意義的項(xiàng)目與商業(yè)模式。
報告建議：要實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟(jì)潛力，電價政策、電力市場制度以及車-樁-網(wǎng)充電標(biāo)準(zhǔn)仍需細(xì)化，包括：形成針對電動汽車的峰谷電價機(jī)制；提供支持有序充電的充電樁建設(shè)、設(shè)備改造及運(yùn)營相關(guān)的補(bǔ)貼，鼓勵物業(yè)公司與業(yè)主委員會配合；降低電動汽車參與中長期、現(xiàn)貨電能量市場及輔助服務(wù)市場的準(zhǔn)入門檻，明確電動汽車在定位上是否屬于分布式發(fā)電系統(tǒng)；第三方機(jī)構(gòu)對不同品牌車輛、充電樁的接口標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況進(jìn)行檢測驗(yàn)證；修訂車-樁間通訊協(xié)議與系統(tǒng)要求，制定樁-網(wǎng)間通訊協(xié)議與系統(tǒng)要求，以支持車網(wǎng)協(xié)同的各類應(yīng)用。
圖4 | 中國電動汽車與電網(wǎng)協(xié)同路線圖
“綜合經(jīng)濟(jì)潛力與技術(shù)潛力兩方面看，未來中國推廣車網(wǎng)協(xié)同要結(jié)合電力市場改革、以及車、樁、網(wǎng)整個體系的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程統(tǒng)籌考慮?！毖β堵吨赋觯鐖蟾嫠ㄗh的，“在當(dāng)前的新基建政策下，我們建議規(guī)?；茝V有序充電的基礎(chǔ)設(shè)施?！彼f，新基建的發(fā)展趨勢將會是通過智能化手段升級基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)充充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)以及建立泛電力物聯(lián)網(wǎng)等，這都將為電動車和電網(wǎng)的協(xié)同奠定基礎(chǔ)。
執(zhí)筆:楚晴
