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關(guān)鍵詞：V2G
導(dǎo)語：儲(chǔ)能特性是電動(dòng)汽車規(guī)?；l(fā)展后的必然結(jié)果，機(jī)構(gòu)預(yù)測：我國V2G市場空間將超過1000億元。
雙碳目標(biāo)下，新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展得如火如荼。
不過，問題不是沒有。
光伏、風(fēng)電與生俱來的波動(dòng)性使得電力輸出不穩(wěn)定，需要進(jìn)行調(diào)峰調(diào)頻。除了配備儲(chǔ)能設(shè)施外，通過融合IOT、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)，對(duì)分布式能源、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)、電車可控負(fù)荷等資源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷。
這就是我們常說的虛擬電廠。
虛擬電廠作為極具經(jīng)濟(jì)性的調(diào)節(jié)手段，其成本只有火電的12%~15%。通過對(duì)資源的整合，可以有效提升電網(wǎng)對(duì)清潔能源的接入能力和消納能力，促進(jìn)電力供應(yīng)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。這使得虛擬電廠受到了國家與市場的高度重視。
在虛擬電廠中，有一種技術(shù)近期發(fā)展迅速且備受矚目，那便是——V2G。
1.V2G技術(shù)介紹及發(fā)展意義
V2G是Vehicle-to-grid的縮寫，也就是說通過這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車和電網(wǎng)之間的互動(dòng)。
實(shí)際上，V2G技術(shù)相當(dāng)于將動(dòng)力電池作為一個(gè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，將大量電動(dòng)汽車電池作為儲(chǔ)能源。在電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)，吸納電能，在電網(wǎng)負(fù)荷高時(shí)釋放電能。通過數(shù)字化技術(shù)將動(dòng)力電池整合起來，形成一個(gè)虛擬電廠，有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和調(diào)節(jié)能力，減少電網(wǎng)端充電負(fù)荷，保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性。
對(duì)電動(dòng)汽車用戶而言，在低電價(jià)的時(shí)候給車輛充電，在高電價(jià)的時(shí)候?qū)④囕v存儲(chǔ)的能量出售給電網(wǎng)公司，從而獲得現(xiàn)金補(bǔ)貼，降低電動(dòng)汽車的使用成本。
以一輛帶電量為50kWh的電動(dòng)汽車為例，如果車主將其中25kWh的電出售給電網(wǎng)，以該地區(qū)峰時(shí)電價(jià)1元/kWh、谷時(shí)0.3元/kWh電價(jià)計(jì)算，車主每次將可獲利17.5元。
對(duì)電網(wǎng)公司而言，將電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能裝置用于調(diào)控負(fù)荷，提高電網(wǎng)效率和可靠性，有效調(diào)頻調(diào)峰，降低新能源發(fā)電的波動(dòng)性，減少電網(wǎng)在儲(chǔ)能建設(shè)上的投資。
對(duì)汽車企業(yè)而言，V2G技術(shù)使用戶有效降低使用電動(dòng)汽車的成本，從而推動(dòng)電動(dòng)汽車的生產(chǎn)與銷售，提升新能源滲透率，助力碳中和。
圖: V2G技術(shù)概念圖（來源：IEEE）
全球范圍來看，美國和歐洲對(duì)V2G最為重視，配套政策支持的力度最大。美國相關(guān)政策啟動(dòng)最早，成果最為豐碩。
V2G技術(shù)最早是由美國落基山研究所首席科學(xué)家Amory Lovins在 1995 年提出的概念，特拉華大學(xué) William Kempton教授對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展，并開展了相關(guān)示范。
2007年，V2G技術(shù)有了重大突破，美國特拉華大學(xué)課題組聯(lián)合其他機(jī)構(gòu)在成功將車輛（交通工具）充電裝置接入供電網(wǎng)，并通過發(fā)出調(diào)節(jié)指令，制作了調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷的發(fā)電設(shè)備。
隨后，美國陸續(xù)開展多個(gè)示范類項(xiàng)目，并逐步開始了商業(yè)化探索。Nuuve公司是行業(yè)的先行者，深耕V2G技術(shù)20余年，將在英國、新加坡、日本等國設(shè)立試點(diǎn)。
歐洲方面，2008年丹麥與西門子也開始了V2G技術(shù)的探索，隨后德國、意大利、英國紛紛加入V2G技術(shù)的研發(fā)隊(duì)列。
亞洲方面，日本最早開啟了V2G研究，陸續(xù)開展示范類項(xiàng)目。
相較于海外，我國V2G技術(shù)探索時(shí)間較晚。近年來，隨著政策扶持力度的扶持，以及自身新能源基礎(chǔ)較好，發(fā)展較為迅速。
與此同時(shí)，V2G技術(shù)的推進(jìn)也存在著諸多的問題。
2.縱有困難重重，不阻V2G發(fā)展
現(xiàn)在主流電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的充放電次數(shù)都在2000到3000次循環(huán)以上,有些可以達(dá)到5000次循環(huán)。如果頻繁地充電、放電將縮短鋰電池的壽命，電池容量將會(huì)迅速衰減。而我國規(guī)定動(dòng)力電池容量衰減超過20%，將成為退役電池。
眾所周知，動(dòng)力電池成本占據(jù)新能源車40%左右，比起價(jià)格高昂的動(dòng)力電池，通過V2G獲取的電價(jià)差額不具備足夠的吸引力。同樣是因?yàn)殡姵貕勖脑?，車企為自家車型配備V2G技術(shù)的動(dòng)力不足。
原有充電樁都是單向充電，要實(shí)現(xiàn)反向充電，需要新建充電樁或者將原有充電樁升級(jí)，有研究表明，V2G項(xiàng)目成本和參與電力市場的投資回報(bào)周期可能高達(dá)10年之久，改造升級(jí)則需要配備儲(chǔ)能電池或者對(duì)電路進(jìn)行改造，同樣需要付出成本。
除了硬件設(shè)施的制約外，電力交易市場仍待完善，這在一定程度會(huì)制約V2G項(xiàng)目商業(yè)化。
此外，更為核心的是如何構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)，解決電池協(xié)同管理、控制等問題。
簡單而言：需要建立一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)，廣泛收集共享大量數(shù)據(jù)，將車主、車機(jī)、電網(wǎng)運(yùn)營商等連接起來，精準(zhǔn)地預(yù)測和服務(wù)電力需求，反饋給車主最佳的充電、放電時(shí)間。
這需要通過數(shù)字化技術(shù)整合智能設(shè)備，建立一個(gè)面向用戶的智慧能源控制平臺(tái)并提供相應(yīng)的服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)用戶到電網(wǎng)之間的互動(dòng)。
圖: V2G接入電網(wǎng)概念圖（來源：中泰證券）
盡管，當(dāng)下面臨諸多挑戰(zhàn)，但是在雙碳目標(biāo)和全球能源轉(zhuǎn)型背景下，發(fā)展V2G技術(shù)大勢所趨，各個(gè)國家、各大企業(yè)開始了積極的探索。
3.在市場與政策的雙輪驅(qū)動(dòng)下，V2G發(fā)展迅速
（1）新能源車滲透率快速提升，V2G技術(shù)商業(yè)化前景逐步明朗。
隨著全球汽車滲透率的加速，V2G技術(shù)具備了大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。
中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2022年1-10月中國新能源汽車?yán)塾?jì)滲透率達(dá)24.7%，9月、10月連續(xù)兩個(gè)月滲透率超過30%。乘聯(lián)會(huì)秘書長崔東樹將新能源車銷量預(yù)期上調(diào)至650萬輛，滲透率大概在28%左右。
全球方面，歐洲新能源車滲透率繼續(xù)加速。2021年德國新能源車銷量達(dá)到68萬輛，同比增加72%，滲透率已達(dá)26%，同比增加11pcts。2022H1挪威新能源車滲透率已達(dá)87%，純電車型逐漸占據(jù)壟斷地位。
美國電動(dòng)化率整體提升，但相對(duì)歐洲、中國、全球仍處較低水平，提升空間較大，2022上半年滲透率僅6%，距離2030年提出的40%以上的目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，隨著美國電動(dòng)車相關(guān)政策的出臺(tái)，預(yù)計(jì)電動(dòng)化進(jìn)程將加快。
歐洲儲(chǔ)能協(xié)會(huì)發(fā)布的《歐洲2030及2050儲(chǔ)能目標(biāo)研究報(bào)告》顯示，到2030年，歐洲國家總儲(chǔ)能需求預(yù)計(jì)至少為187GW，其中，V2G儲(chǔ)能為33GW，占比約為17.6%。
清華大學(xué)的數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)，2030年中國會(huì)有1.2億輛的電車，保守估計(jì)也需要2000萬根公共充電樁。
我國V2G市場潛力巨大。據(jù)光大證券測算，2030 年，我國V2G市場空間將達(dá)到1052億元。
（2）政策背書，V2G遍地開花
在巨大的市場需求下，全球V2G示范項(xiàng)目呈快速上升趨勢，已經(jīng)立項(xiàng)的V2G工程已達(dá)80余項(xiàng)。我國出臺(tái)相應(yīng)的鼓勵(lì)政策，為V2G發(fā)展保駕護(hù)航。
2020年4月，華北電力在調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)市場中納入V2G， 2022年1月，國家發(fā)改委、國家能源局等十部門印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見》，關(guān)于新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用提到：“要充分發(fā)揮動(dòng)力電池的儲(chǔ)能特性，探索推廣有序充電、V2G等形式，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的協(xié)同互動(dòng)。要充分發(fā)揮動(dòng)力電池的儲(chǔ)能特性，探索推廣有序充電、V2G等形式，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的協(xié)同互動(dòng)?！?
2021年9月26日，國家發(fā)展改革委就基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有關(guān)情況舉行發(fā)布會(huì)。國家能源局規(guī)劃司副司長宋雯在會(huì)上表示優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施布局，推動(dòng)新能源汽車與電力系統(tǒng)融合發(fā)展，鼓勵(lì)開展有序充電、電動(dòng)汽車向電網(wǎng)送電(V2G)等技術(shù)應(yīng)用示范。
各省市也在積極推進(jìn)V2G落地。
2021年4月，全國規(guī)模最大、聚合調(diào)控能力最大的V2G商業(yè)運(yùn)營示范項(xiàng)目——保定長城工業(yè)園區(qū)車網(wǎng)互動(dòng)示范試點(diǎn)項(xiàng)目投運(yùn)。
2022年7月，浙江省首個(gè)V2G公交充電樁項(xiàng)目在嘉善縣環(huán)北東路公交停保場投入運(yùn)行。該項(xiàng)目可支持24輛具備V2G技術(shù)的公交車輛同時(shí)充放電，湖南、深圳、天津、福州、等地紛紛建立具備V2G功能的充放電系統(tǒng)，全國各地V2G項(xiàng)目陸續(xù)開展開來。
在市場需求與政策扶持的背景下，各大企業(yè)對(duì)V2G技術(shù)的探索實(shí)現(xiàn)了快速進(jìn)展。
2023年1月，浙江省發(fā)展和改革委員會(huì)、浙江省經(jīng)濟(jì)和信息化廳、浙江省科學(xué)技術(shù)廳聯(lián)合發(fā)布了《浙江省加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》，該文件自2023年3月1日起施行，明確提出探索新能源汽車與智能電網(wǎng)（V2G）高效聯(lián)動(dòng)。
大眾將從2022年起對(duì)出自集團(tuán)MEB平臺(tái)的所有純電動(dòng)車型推出V2G雙向充電技術(shù)，旗下奧迪、柯斯達(dá)等品牌也將陸續(xù)配備V2G技術(shù)。
日產(chǎn)、雷諾、保時(shí)捷等車企已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了V2G雙向充電功能。國內(nèi)方面，長城汽車、比亞迪、威馬汽車等企業(yè)等陸續(xù)開展對(duì)V2G技術(shù)的探索。
對(duì)于我國V2G技術(shù)發(fā)展路線，全國政協(xié)常委、中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院教授歐陽明高認(rèn)為可以采取“三步走”策略：
2021～2025年：加快完善智能有序充電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，完善配套政策機(jī)制和建設(shè)運(yùn)營模式，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)用和參與電力交易的試點(diǎn);V2G技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)準(zhǔn)備工作初步就緒，制訂基礎(chǔ)設(shè)施改造與V2G車型商用化目標(biāo)，率先在重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)V2G商用試點(diǎn)。現(xiàn)在，深圳等地已出臺(tái)V2G技術(shù)相關(guān)鼓勵(lì)政策，希望能在新能源汽車市場滲透率超過30%的城市開始試點(diǎn)。
2026～2030年：智能有序充電成為主流建設(shè)運(yùn)營模式，電網(wǎng)對(duì)大功率快充場站和社區(qū)充電樁接入能力顯著提升，新能源汽車消納綠電比例大幅提升;V2G技術(shù)率先在重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)商用化，V2G電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)改造范圍和比例快速提升;充電場站和新能源汽車用戶全面參與電力現(xiàn)貨交易、綠電交易和輔助服務(wù)市場交易。
2031～2035年：智能有序充電模式實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率公共快充場站、自建專用場站，以及社區(qū)和各企事業(yè)單位充電樁的全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)高比例錯(cuò)峰充電與消納綠電;V2G實(shí)現(xiàn)居民區(qū)等規(guī)模商用場景覆蓋，日儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力達(dá)到80億千瓦時(shí)左右，新能源汽車實(shí)現(xiàn)整體“凈負(fù)碳排放”，成為“碳中和”重要支撐。
關(guān)于V2G運(yùn)營模式，現(xiàn)階段主要有三種：
集中式：簡單講就是在一定區(qū)域內(nèi)將電動(dòng)車集中管理，統(tǒng)一調(diào)度，按照計(jì)劃控制每一輛車的充放電，該模式為現(xiàn)階段國內(nèi)外主流。
自治式：車主結(jié)合自身情況自我掌控電池的充放電，較為靈活，不受空間限制，但過于分散，隨機(jī)性強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)支撐的穩(wěn)定性較差。
此外，還有換電模式，也就是基于換電站，將電池進(jìn)行統(tǒng)一管理，專業(yè)廠家管理電池有助于電池壽命的延長，電力輸出更為穩(wěn)定。
4. 方興未艾
V2G技術(shù)不僅能使新能源車主用車成本有效降低，進(jìn)一步推動(dòng)新能源車滲透率，同時(shí)又可以進(jìn)一步消除新能源發(fā)電產(chǎn)生的波動(dòng)性，提升電網(wǎng)對(duì)清潔能源的接入能力和消納能力，將有效助力碳中和。
現(xiàn)階段，國內(nèi)V2G仍處于一個(gè)導(dǎo)入期，技術(shù)和商業(yè)模式都有待完善，但是其未來巨大的商業(yè)場景引發(fā)了諸多企業(yè)和資本的追逐。
相信V2G技術(shù)將成為新能源產(chǎn)業(yè)的又一個(gè)風(fēng)口。（本文來源：能鏈研究院）
