车网互动有助于破解新能源汽车充电设施的发展瓶颈,此次规模化应用试点的开展,有望探索车网互动商业化落地的经验和机制,助推车网互动进入落地新阶段。
为支撑新型能源体系和新型电力系统构建,促进新能源汽车与电网融合互动,4月2日,国家发改委和国家能源局等4部委联合印发了《关于公布首批车网互动规模化应用试点的通知》(以下简称《通知》),确定了上海市、常州市、合肥市、淮北市、广州市、深圳市、海口市、重庆市、昆明市9个车网互动规模化应用试点城市,以及北京市基于新型储能的V2G车网互动协同调控试点项目、无锡市“源网荷储”全要素协同车网互动综合试点项目、车网多能低碳融合V2G试点项目、“交能融合”虚拟电厂有序调控规模化车网互动试点项目等30个试点项目。
业内人士表示,车网互动有助于破解新能源汽车充电设施的发展瓶颈,此次规模化应用试点的开展,有望探索车网互动商业化落地的经验和机制,助推车网互动进入落地新阶段。
国内应用和实践步伐不断加快
事实上,就在《通知》发布的前几天,南方电网启动了全国最大规模的车网互动,广东、广西、云南、贵州、海南5省区的63个城市同时开展,共有10万多辆次新能源汽车参与,互动的电量达到50万度,这是国内首次开展跨省的车网互动。南方电网公司市场总监李敏虹表示,此次互动通过反向向电网放电、智能有序充电和邀约填谷充电多种场景,充分验证了车网互动在技术应用、商业模式、业态创新等方面的可行性,为未来以城市为主体,规模化、可持续发展车网互动,推广新能源汽车双向充放电提供了示范样本。
据悉,车网互动允许电动车在不使用时将车载电池的电能销售给电网,或根据电价调整充电速度,比起有序充电是更卓越的能源管理方案。通过将新能源汽车与供电网络相连接,构建起信息流与能量流的双向互动体系,车网互动不仅有助于减轻新能源汽车无序充电对电网的冲击,还能有效调整用电负荷、提升电能质量,并促进可再生能源的消纳,一直以来都是新能源汽车和能源产业的重点研究和探索领域之一。
另一方面,由于我国电动车保有量的迅速扩大,车网互动领域的探索和研究也面临着紧迫性和必要性。麦肯锡此前的定量分析指出,当德国电动汽车渗透率超过25%后,本地高峰负荷将激增30%。在印度的布鲁金斯学会预测,到2030年,电动汽车充电负荷可能将占到全网高峰负荷的28%-50%,对电网的稳定运行构成了严峻挑战。电动汽车保有量的持续攀升,再加上电动车主充电行为的不确定性,为配电网的调度和管理带来了重重困难。现有配电网络资源紧张,增容工作困难重重且成本效益不高,这使得电动车规模化充电需求下的配电网运营挑战更加严峻。
基于此,国内城市和电力系统等不得不加快开展车网互动特别是V2G技术的应用实践步伐。例如深圳已建成充电设施33万个,车网互动示范站137座,可调节电力超40万千瓦。新势力车企的代表之一——蔚来也加大布局,通过5G与虚拟电厂技术,实现换电站秒级响应调控,在合肥项目中融合“5G+量子”技术,缩短调控时间,提升安全与可靠性。
潜力巨大,亦挑战重重
业内专家普遍认为,背靠着全球最大的电动汽车市场,我国的车网互动存在较大发展空间与潜力。有测算指出,到2030年,预计全国新能源汽车保有量将达到1亿辆,倘若其中40%的新能源汽车参与有序充电,那么最大可提供5600万千瓦的调节能力;而若10%的新能源汽车采用V2G技术,就能最大提供8600万千瓦的调节能力。
从运营效果来看,有序充电虽然能降低系统过载的风险,但其负荷曲线仍然不够平滑,峰值靠近过载线。相比之下,V2G在安全性和经济性方面就能表现出更强的优势。而站在车主的角度考虑,假设拥有一辆70度电的纯电动汽车,续航里程为600公里。日常使用的每天通勤距离为30-60公里,那么每日仅消耗5-10度电。如果车主将这5-10度电售出,以峰时电价1元/kWh和谷时电价3元/kWh计算,每次可获得约35元的收益。长期来看,如果车主能够进行1000次换电,那么将累计获利5万元;若达到2000次换电,则可获利7万元。
当然,不可否认的是,目前我国车网互动也仍面临着多方面的挑战。首先,我国现行新能源汽车和充电设施标准均未对V2G功能做出有效规范,现有电力并网与计量等标准也尚未考虑具备V2G功能车辆和设备的应用需求,V2G聚合参与电力交易的相关数据交互、运行调控、信息安全等标准体系仍有待建立健全。据了解,当前已开展的V2G试点示范大多仍是由企业采用私有协议实施。
其次,终端用户峰谷电价机制尚不健全。由于部分地区缺乏居民和工商业的峰谷电价制度,加之充电服务费和转供电加价的影响,导致峰谷电价难以有效传导。在参与电力需求响应、辅助服务市场方面,存在参与频次偏低、区域较少、部分设施缺乏有效计量手段等问题,目前大多情况下只能通过向物业单位放电进行峰谷价差套利,收益模式较为单一,不足以覆盖V2G桩的投资和运行维护成本。
再次,电网企业拥有高信息安全的要求。在当前情况下,电网企业的信息安全要求较为严格,而开放程度则相对不足,这在一定程度上限制了规模化电动车灵活资源
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