车网互动发展面临的挑战与市场机制的完善


当前,市场机制尚在构建与完善之中,车网协同发展面临着一系列挑战,如市场化活跃度不足、交易组织频次低以及电动汽车移动储能价值的未充分体现等。”近日,在由中国电动汽车百人会与NRDC联合举办的“车网融合”第二期沙龙上,国网智慧车联网车网互动领域的专家李培军如此指出。
随着新能源汽车市场的迅猛发展,预计到2024年,中国的新能源汽车保有量将逼近3000万辆大关。这一庞大的数字意味着每日的耗电量将达到惊人的3亿度,这相当于中国三峡大坝的日均发电量。然而,新能源汽车数量的激增也带来了新的挑战,特别是电动汽车的充电需求,其规模小、地点分散且时间不确定的特点,对电网构成了不小的冲击。

为了应对这些挑战并提升电网的灵活性和稳定性,政企双方正共同推动车网互动技术的布局。业内专家普遍认为,价格杠杆在此过程中将发挥至关重要的作用,因此需要进一步完善诸如峰谷分时电价等市场机制。

政策推动地方探索市场机制建设

今年1-5月,新能源汽车产销量同比激增,市场呈现繁荣景象。截至5月底,全国充电基础设施数量大幅增长,同比增长率高达56%。然而,随着新能源汽车充电需求的不断攀升,电网负荷面临着愈发严峻的挑战。

《2023年中国电动汽车用户充电行为白皮书》揭示,用户对快速充电的渴望日益强烈。若800V快充技术得以普及,将有望成为电动汽车车主的优选。但值得注意的是,800V超级快充的充电功率高达480kW,远超当前主流的直流快充桩,这无疑对电网运营提出了更为严苛的要求。

从发电量角度看,新能源汽车的耗电量尚不足以威胁电力系统的安全。然而,电动汽车充电的地点、时间、功率和电量等要素具有显著的不确定性和随机性,规模化无序充电对电网运行的稳定性构成了巨大威胁。特别是在用电高峰期充电,往往会加剧电网的负担,使优化控制和稳定运行面临更大挑战。

为确保电力系统的安全稳定运行,充分发挥动力电池作为可控负荷或移动储能的作用显得尤为重要。今年年初,国家发改委、国家能源局等部门联合发布了《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》,旨在推动车网互动技术的发展,提高电网的灵活性和稳定性。意见中明确提出力争在2025年底前实现居民充电峰谷分时电价的全面应用,并探索建立新能源汽车和充换电场站对电网放电的价格机制。

国家能源局已着手在长三角、珠三角等条件成熟的地区开展车网互动规模化试点示范工作。例如,南京市首个光储超充放(V2G)交能融合示范项目已成功投运,通过4台独立V2G充放电一体充电桩的配置,验证了车网互动的实用运营模式。同时,广西也以新能源电动汽车运营商纳入电力市场化交易为契机,推动6家试点新能源汽车充电运营商参与低谷电力消纳交易,截至5月底已成功增加新能源消纳2万千瓦时。

单一商业模式难以支撑产业化发展

当前,尽管我国已提出以市场化手段推动新能源汽车与电网的融合互动,但实际进展仍面临诸多挑战。与汽车工业发达国家相比,我国在车网融合互动方面仍显滞后。国外市场已验证了虚拟电厂的商业模式可行性,通过能源算力平台聚合和优化充电桩等电力负荷资源,由虚拟电厂运营商代理车主参与电力市场,提供公平的交易路径。

然而,在我国,虚拟电厂尚处于起步阶段,难以满足车网互动发展的需求。市场机制的不完善、用户侧负荷调控性差以及相关电价和补偿机制的不健全等问题,都制约了虚拟电厂的发展。此外,建设虚拟电厂的厂商和资本方更关注如何获利,如处理与电网的关系、获取补贴等,这也影响了市场的整体发展。

同样,负荷聚合商也面临类似问题。充电桩企业参与车网互动投入成本高、产出少,收支难以平衡,缺乏好的商业模式来激发参与者的积极性和提升质量。在车辆参与辅助市场的加入方式和结算方式上,也需要明确的规定和标准来引导市场健康发展。

目前,国内车网互动项目主要依赖峰谷电价差盈利,商业模式过于单一,难以支撑产业的规模化发展。同时,多数地区缺乏成熟的市场机制来协调电动汽车与电网之间的能量交易,限制了资源的有效配置和用户参与的积极性。因此,构建公平透明、能激发市场活力的市场规则显得尤为重要。
电动汽车车主在参与车网互动时,面临着一系列问题,如放电后电池可能受损、售后保障困难,以及充电谷峰电价差较小等。此外,个人用户的充电桩往往无法直接参与电能量主力市场,这也限制了他们的参与积极性。吴永超总经理还指出,缺乏独立户号是车网互动市场面临的一大难题,因为这无法满足电力市场交易的基本要求,进而影响了车主的参与。

除了上述问题,车网互动的灵活性资源在参与电力市场时还受到多方面因素的制约。例如,顶峰型辅助服务市场尚未建立起来,电网充电设施资源难以直接参与市场交易,而V2G聚合资源也尚未获得与独立储能电站相当的市场地位。这都需要我们进一步研究并解决。

价值驱动多方利益主体参与交易

业内专家指出,要激发多方主体积极参与车网互动市场,市场机制应发挥关键作用。实现大规模的车网互动,必须从源头着手,充分利用市场机制,调动车主、虚拟电厂运营商、负荷聚合商等各方的积极性,以构建正向的商业模式。

中国宏观经济研究院能源研究所副研究员刘坚在“产业论道”沙龙上,以北京中再大厦电动汽车充放电项目为例,深入剖析了车网互动中参与者的潜在收益。他阐释道,当车主愿意参与车网调节,在特定时段将车辆充放电控制权交给聚合商进行调度时,平台公司会给予每辆汽车1元/度的放电价格,年收益可观。若在高峰时段放电,收益更是可观。此模式下,汽车充电成本接近为零,日常使用成本显著降低。

同时,李培军在会上提出,应针对电动汽车等移动负荷和离散负荷的特性,明确车网互动、虚拟电厂等参与电网平衡的运营细则。这将有助于激发负荷聚合商和虚拟电厂运营商的市场运营积极性,推动车网互动的高质量发展,并为新型电力系统建设注入电动汽车的力量。

奥动新能源电气研发部主任刘炳强调,电动汽车换电站在并网特性和能源价值上与电化学储能无本质区别。他建议应向所有资源开放容量市场和辅助服务市场,实现同质同权同价,以促进行业健康发展,并充分挖掘新能源汽车在车网融合中的资源潜力。

专家们还建议进一步优化辅助服务机制,丰富交易品种,扩大参与范围。同时,提高车网互动资源参与需求响应的频次和规模,并探索各类充换电设施作为灵活性资源聚合参与现货市场、绿证交易和碳交易的实施路径。鼓励双向充放电设施、储充/光储充一体站和换电站等通过资源聚合参与电力市场试点示范,以验证双向充放电资源的等效储能潜力。

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