如何實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的雙向互動(dòng)

從2011年的年產(chǎn)1萬多輛發(fā)展到2018年的年產(chǎn)100多萬輛，我國新能源汽車市場的發(fā)展之快已經(jīng)超出了所有人的想象。在政策的持續(xù)鼓勵(lì)和支持下，在未來很長一段時(shí)間里，新能源汽車還將繼續(xù)保持著較高的增長速度。

對(duì)于汽車行業(yè)而言，市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大值得歡欣鼓舞，但對(duì)于電力行業(yè)而言，這也帶來了一個(gè)不容忽視的挑戰(zhàn)。“電動(dòng)汽車進(jìn)一步廣泛普及后，電網(wǎng)能不能夠支撐？”在近日舉行的2019世界工業(yè)和能源互聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)上，航天科工深圳（集團(tuán)）有限公司電氣研究院院長朱發(fā)國提出了這樣一個(gè)問題。

江蘇省新能源汽車智慧能源創(chuàng)新中心總工程師李德勝在接受記者采訪時(shí)表示，新能源汽車應(yīng)該成為電網(wǎng)的“好友”，而不是負(fù)擔(dān)，要充分利用電動(dòng)汽車的“荷-源”雙向?qū)傩?，讓大?guī)模電動(dòng)汽車由“電網(wǎng)的充電負(fù)擔(dān)”變?yōu)椤半娋W(wǎng)的調(diào)控法寶”，V2G（車輛到電網(wǎng)）的規(guī)模化應(yīng)用尚需時(shí)日，但有序充電就在眼前。

有序充電帶來顯著效益

中國電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟技術(shù)和認(rèn)證部主任劉鍇算了一筆賬：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國5月公共充電基礎(chǔ)設(shè)施的充電電量約3.6億千瓦時(shí)。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國5月全社會(huì)用電量5665億千瓦時(shí)，計(jì)算得出，公共充電樁的用電量占比約0.06％，即使加上私人充電樁的用電量，總用電量占比也不會(huì)超過0.2％?！皬哪壳暗挠秒娦枨笄闆r來看，電動(dòng)汽車充電對(duì)于電網(wǎng)的影響較小，但隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的不斷增加，引導(dǎo)車主有序充電就顯得尤為重要。”劉鍇強(qiáng)調(diào)。

國網(wǎng)北京電力科學(xué)研究院技術(shù)室主管潘鳴宇在近日舉行的2019世界新能源汽車大會(huì)上表示，未來電動(dòng)汽車大規(guī)模普及后，電力配網(wǎng)壓力很大?！搬槍?duì)北京地區(qū)的一項(xiàng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分用戶回家后立即對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電，充電時(shí)間集中在18時(shí)和次日11時(shí)，充電高峰在晚上20～20時(shí)，與現(xiàn)有的居民負(fù)荷重合率高達(dá)85％?！迸锁Q宇指出，以北京地區(qū)為例，如果2030年電動(dòng)汽車的年銷量達(dá)到120萬輛，居民區(qū)的充電負(fù)荷將達(dá)到210kW，現(xiàn)有配網(wǎng)很難承載，配網(wǎng)改造的投資將高達(dá)64億元。如果實(shí)現(xiàn)智慧有序充電，就可以大大提高充電樁的使用效率，減少充電樁的重復(fù)建設(shè)。

按照北京120萬輛電動(dòng)乘用車的規(guī)模測算，到2030年，在無序充電的前提下，需要整體投資97億元，但如果以有序充電為目標(biāo)進(jìn)行投資，只需22億元，可節(jié)約75億元。“此外，有序充電還能更好地發(fā)揮電動(dòng)汽車削峰填谷的作用?！迸锁Q宇表示。

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有序充電不存在技術(shù)障礙

李德勝介紹，包括星星充電在內(nèi)的一些樁企已經(jīng)在國內(nèi)部分城市開始了有序充電的相關(guān)探索和實(shí)踐，將充電樁網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)平臺(tái)打通，根據(jù)電網(wǎng)和用戶的雙重需求開展優(yōu)化處理，制定充電策略，構(gòu)建家庭、樓宇、社區(qū)、城市級(jí)的多層級(jí)能量管理系統(tǒng)，形成一個(gè)友好的車網(wǎng)互動(dòng)生態(tài)。

據(jù)悉，去年7月，國內(nèi)首個(gè)規(guī)?；妱?dòng)汽車有序充電項(xiàng)目在河南省鄭州世紀(jì)家園小區(qū)建成投運(yùn)。首批參與的有序充電樁數(shù)量為50根，每根充電樁的輸出功率范圍為1.3～7kW，一旦小區(qū)用電負(fù)荷過大，充電樁就會(huì)自動(dòng)降低輸出功率，保證居民生活用電。據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，小區(qū)用戶如果在App上選擇有序充電模式，提前設(shè)定充電量，約定取車時(shí)間，充電樁將按照最優(yōu)的輸出功率進(jìn)行充電，在充電過程中，用戶可以提前停止充電。

今年6月，國家電網(wǎng)在北京市海淀區(qū)西八里莊小區(qū)也啟動(dòng)了有序充電項(xiàng)目。新建有序控制充電樁30根，安裝能源路由器24臺(tái)，通過“一樁雙充”，實(shí)現(xiàn)了臨近車位共享充電模式，設(shè)備利用率提高了64％。

“從國家層面看，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)研工作已經(jīng)啟動(dòng)，很多單位在這一方面都有自己的技術(shù)積累，但目前的核心問題是如何統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)約社會(huì)資源，關(guān)鍵在電網(wǎng)側(cè)。”劉鍇認(rèn)為，從技術(shù)上來看，有序充電不存在任何障礙。

不過，劉鍇坦言，現(xiàn)在談大規(guī)模推廣有序充電還為時(shí)尚早，為實(shí)現(xiàn)有序充電的進(jìn)一步推廣，還需要從充分協(xié)調(diào)各方利益、加強(qiáng)資源調(diào)配以及進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼咭龑?dǎo)三方面入手。

雙向互動(dòng)前景可期

目前，大多數(shù)電動(dòng)汽車的能源流動(dòng)是單向的，電能從供電端傳送到用戶端，為解決供需失衡的問題，儲(chǔ)能變得至關(guān)重要。但在李德勝看來，未來的能源流動(dòng)將變成雙向，因?yàn)橄M(fèi)者擁有電動(dòng)汽車這個(gè)新型儲(chǔ)能單元?！跋鄬?duì)于家庭負(fù)荷來說，電動(dòng)汽車是一個(gè)很大的儲(chǔ)能單元，按照一輛車60～80度電（電池容量）來計(jì)算，可以供一個(gè)普通家庭使用一周?！崩畹聞偬岢?，如果未來電動(dòng)汽車能接入電網(wǎng)，使用低谷電充電，在不影響使用的前提下，白天用電高峰期向用戶或電網(wǎng)供電，車主還可以獲得一筆不小的收入。

據(jù)了解，日本和歐洲已經(jīng)率先試行這一模式。今年4月，施耐德電氣與11家合作伙伴合力運(yùn)營了GreenLys項(xiàng)目，在這個(gè)法國首個(gè)全面智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目中，電動(dòng)車輛被視為靈活的儲(chǔ)能單元，在需要時(shí)可以重新接入電網(wǎng)，讓電網(wǎng)可以使用電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能功能。汽車企業(yè)也同樣在開展布局，今年5月，通用和本田表示正在合作開展一項(xiàng)新的研究項(xiàng)目，旨在實(shí)現(xiàn)未來電動(dòng)車和智能電網(wǎng)的協(xié)同工作，以及探討車主將電動(dòng)車的儲(chǔ)能特性作為新的收入來源的可能性。

雖然目前國內(nèi)車企大多也擁有V2G相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備，但并沒有相應(yīng)的產(chǎn)品在售?！霸谖覀兛磥?，動(dòng)力電池目前可保證的充放電循環(huán)次數(shù)在車輛報(bào)廢前基本用不完，但對(duì)于普通消費(fèi)者來說，除非與電網(wǎng)互動(dòng)能獲得相當(dāng)?shù)睦妫駝t參與的積極性很低。沒有市場需求，車企自然也不會(huì)提供相應(yīng)的產(chǎn)品。同時(shí)，我們也看到包括電網(wǎng)公司、車企和充電樁企業(yè)各方都在積極推進(jìn)這方面的研究和示范，探索車樁網(wǎng)及車主都能受益的商業(yè)模式?！崩畹聞俑嬖V記者，“隨著國內(nèi)電力市場環(huán)境的改善和相關(guān)政策的落地，電動(dòng)汽車這個(gè)時(shí)空不定的移動(dòng)儲(chǔ)能載體，將很快隨著‘泛在電力物聯(lián)網(wǎng)’等技術(shù)的突破，得到廣泛應(yīng)用?！?/p>

盡管實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的雙向互動(dòng)還需要較長時(shí)間，但在劉鍇看來，當(dāng)前的電動(dòng)汽車保有量已經(jīng)完全有可能催生出這樣的需求，再加上移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，商業(yè)前景值得期待。