電動汽車參與電力需求響應的成本效益分析——以上海市為例
劉堅1，熊英2，金亨美3，張永偉4*
（1. 中國宏觀經濟研究院能源研究所；2. 北京車百會新能源汽車科技發(fā)展研究院；3. 自然資源保護協(xié)會；4. 清華大學公共管理學院）
本文發(fā)表在《全球能源互聯(lián)網》2021年第1期“能源氣候協(xié)同治理機制與路徑”專欄，歡迎點擊品讀。
文章導讀
相比其他需求側靈活性資源，電動汽車有望提供靈活度更高且成本更低的需求響應。本文結合電動汽車參與上海市電力需求響應的實際情況，圍繞住宅私人充電樁、辦公地點專用充電樁、換電站等3類充換電場所，對比分析了當前電動汽車參與削峰、填谷兩類需求響應的運行效果和經濟性差異。案例顯示電動汽車在專用充電樁的響應率較高，其提供響應的規(guī)模潛力也較大，而換電站參與需求響應的效果因換電強度的變化存在較高不確定性。研究也發(fā)現(xiàn)當前電動汽車參與需求響應存在一定政策障礙，未來引導大規(guī)模電動汽車參與電網互動仍需市場規(guī)則與機制創(chuàng)新。
重點內容
01、專用充電樁響應率
響應時段（12: 00—14: 00）平均充電功率相比平日該時段平均充電功下降75%，需求響應參與度明顯高于私人充電樁。
? 圖1 專用充電樁削峰響應與平日充電負荷對比
02、換電站響應率專用充電樁響應率
響應日響應時段（10: 00—11: 00）充電功率相比平日平均充電功率降幅達到81.2%，響應率為3種充電設施中最高。
? 圖2 換電站響應日與平日充電負荷對比
03、私人樁響應率
雖然數量規(guī)模較大，但私人充電樁的實際響應率偏低，私人充電樁分布較為分散、有較強私人屬性，且參與電力需求響應存在較高的個人隱私保護要求。
? 圖3 私人充電樁填谷響應與平日充電負荷對比
04、充電設施靈活性對比
電動汽車接入私人樁的時段往往在傍晚至凌晨，更適合參與負荷填谷，專用樁和換電站可實現(xiàn)相對集中管理，對調度指令的響應率也較高。
私人樁和專用樁的規(guī)模潛力較大，應提前設計激勵機制，加大私人樁和專用樁的資源潛力挖掘力度。雖然目前換電站具有一定調節(jié)潛力，但隨著換電需求日益提升，其日間參與需求響應的能力取決于換電站的綜合管控能力。
? 表1 試點案例3類充電設施需求響應適應性
05、充電設施經濟性對比
需求響應補償單價較高，但每年響應頻次偏低，影響了其綜合收益。調峰輔助服務與錯峰充電工作頻率相近，但就目前調峰市場價格來看，單位調峰電量的經濟性補償十分有限。目前電動汽車參與電網互動已具備較高經濟性水平，但需求響應、調峰輔助服務等市場化機制的價格吸引力相對有限，基于用戶側峰谷電價的錯峰充電仍是當前電動汽車參與電網互動收益最為穩(wěn)定的商業(yè)運營模式。
? 表2 內部收益率對比結果
06、政策建議
1）鼓勵實施主體多元化，豐富需求響應業(yè)務內容。明確電動汽車參與電力市場的準入條件，明確電動汽車移動儲能資源的市場身份與地位，適度降低電動汽車參與市場的容量門檻，實現(xiàn)應用場景多樣化。
2）設計合理的激勵機制，逐步完善車網互動的市場機制。以政策激勵為主推動需求響應發(fā)展，充分發(fā)揮需求響應降低配電網投資的價值，以銷售電價附加征收的城市公用事業(yè)附加費、執(zhí)行差別電價增加的電費收入等作為需求響應補貼資金來源，按補償成本和合理收益的原則，明確電網企業(yè)、電動汽車車主、充電運營商等各方利益分享方式，并為參與需求響應的車主設計提供合適的電池質保、保險產品。
3）加快推進車網互動能力建設，規(guī)范化、精細化需求響應資源管理。建立支持電動汽車參與電力市場的軟硬件環(huán)境，以實現(xiàn)大規(guī)模需求側負荷的在線監(jiān)控和雙向交互機制，推動車網互動常態(tài)化、智能化、自動化開展。
