中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊
一、電動(dòng)車時(shí)代，車網(wǎng)互動(dòng)成為維護(hù)電網(wǎng)供需平衡的必然之選
1.1、車網(wǎng)互動(dòng)的定義
車網(wǎng)互動(dòng)是將新能源汽車通過(guò)充換電設(shè)施與供電網(wǎng)絡(luò)相連，構(gòu)建新能源汽車與供電網(wǎng)絡(luò)的信息流、能量流雙向互動(dòng)體系，主要包括智能有序充電、雙向充放電（V2G）等形式。
車網(wǎng)互動(dòng)可減輕新能源汽車無(wú)序充電對(duì)電網(wǎng)的影響，實(shí)現(xiàn)調(diào)整用電負(fù)荷、改善電能質(zhì)量、消納可再生能源等作用。而 V2G 的應(yīng)用還可以為電力系統(tǒng)調(diào)控提供新的調(diào)度資源，避免電網(wǎng)和電源資源的過(guò)度投資，同時(shí)讓新能源汽車用戶獲得一定的電網(wǎng)能源互動(dòng)收益，提升新能源汽車整體競(jìng)爭(zhēng)力。
1.2 車網(wǎng)互動(dòng)是新能源車規(guī)模化接入電網(wǎng)的必然要求
汽車電動(dòng)化勢(shì)不可擋。“十三五”以來(lái)，國(guó)內(nèi)新能源汽車規(guī)模呈現(xiàn)持續(xù)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2023 年新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 958.7 萬(wàn)輛和 949.5 萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng) 35.8%和37.9%，市場(chǎng)占有率達(dá)到 31.6%，提前完成“2025 年新能源汽車新車銷售占比 20%左右”的目標(biāo)。
截至 2023 年底，我國(guó)新能源汽車保有量達(dá) 2041 萬(wàn)輛，同比增加 56%；其中純電動(dòng)汽車保有量 1552 萬(wàn)輛，同比增加 32%。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)預(yù)測(cè)，新能源車保有量 2030 年將突破 1 億輛，根據(jù)中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)，2050 年新能源車保有量將達(dá)到 3.5 億輛。而 2023 年全國(guó)汽車保有量也就是 3.36 億輛，在這個(gè)規(guī)模下，新能源車將成為我國(guó)汽車的消費(fèi)主體。
1.2.1 新能源車規(guī)?；療o(wú)序充電將給電網(wǎng)帶來(lái)巨大壓力
我們從電網(wǎng)的三個(gè)方面來(lái)理解這種壓力：
① 發(fā)電側(cè)
影響電網(wǎng)發(fā)用電計(jì)劃曲線和區(qū)域電力平衡。2023 年公共充電樁全年充電量為359.7 億度，同比增長(zhǎng) 68.69%，占全社會(huì)用電量比例為 0.4%。2018-2023 年充電量復(fù)合增速為171.81%。
按照 2030 年 1 億輛電動(dòng)汽車，每輛車 2 萬(wàn)公里這個(gè)邊界條件來(lái)計(jì)算，全年總充電量在4000 億度，相當(dāng)于 2021 年三峽電站年發(fā)電量的 4 倍。按電動(dòng)汽車功率 60 千瓦，充電同時(shí)率 10%預(yù)測(cè)，2030 年需要 600GW 電力裝機(jī)容量去適應(yīng)電動(dòng)汽車充電需要。憑空多出如此龐大的電量對(duì)電網(wǎng)沖擊巨大，對(duì)于調(diào)度控制也非常困難，且需要巨額新增建設(shè)投資。
新能源車的無(wú)序充電或?qū)⑵茐钠洹扒鍧崱蹦茉蠢砟?，影響集中式可再生能源的并網(wǎng)與消納。新能源車是否“清潔”，還應(yīng)該取決于其充電時(shí)的電力來(lái)源。如果新能源車的充電需求與新能源發(fā)電不匹配，將提高電網(wǎng)峰谷差，造成比燃油車更高的碳排放。從下圖可以看出，當(dāng)風(fēng)電滲透率為 20%/30%/40%時(shí)，電動(dòng)汽車無(wú)序充電帶來(lái)的二氧化碳減少率為 12%/17%/20%，比傳統(tǒng)燃油車的 19%/25%/29%還少。無(wú)序充電狀態(tài)下，電動(dòng)汽車的負(fù)荷時(shí)間也與風(fēng)電不匹配，可能導(dǎo)致更多的棄風(fēng)。
② 用電負(fù)荷
區(qū)域峰值負(fù)荷持續(xù)增加，拉大電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，加大電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)難度。電動(dòng)汽車的同時(shí)充電特性與居民用電規(guī)律高度一致，會(huì)使區(qū)域電網(wǎng)峰谷差由最大負(fù)荷的 35%加劇至55%，發(fā)用電計(jì)劃容易發(fā)生偏差，電網(wǎng)調(diào)節(jié)難度加大。如果單純通過(guò)增容升級(jí)線路，會(huì)使全社會(huì)電力投資翻倍，進(jìn)而增加終端用戶的用電成本。根據(jù)國(guó)網(wǎng)測(cè)算，電動(dòng)汽車無(wú)序充電將導(dǎo)致 2030 年國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)域峰值負(fù)荷增加 1.53 億千瓦，相當(dāng)于區(qū)域峰值負(fù)荷的13.1%，負(fù)荷峰谷差加劇。
國(guó)外的情況也相差無(wú)幾，根據(jù)麥肯錫（2018）定量分析，在德國(guó)電動(dòng)汽車滲透率超過(guò) 25%時(shí)，本地高峰負(fù)荷將增加 30%；在印度，根據(jù)布魯金斯學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)，2030 年電動(dòng)汽車充電負(fù)荷可能將占全網(wǎng)高峰負(fù)荷的 28%-50%。
③輸配電側(cè)
造成局部配網(wǎng)臺(tái)區(qū)重過(guò)載等問(wèn)題，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)提出更高要求。隨著電動(dòng)汽車快速發(fā)展，其保有量不斷增大，規(guī)?；潆妼⑹闺娋W(wǎng)總負(fù)荷“峰上加峰”，負(fù)荷波動(dòng)，諧波、電壓損失和三相不平衡等情況加劇。而電動(dòng)車主充電行為的不確定性，則會(huì)加重配電網(wǎng)調(diào)度和管理難度，現(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)資源緊張，增容困難且費(fèi)效比不高，電動(dòng)車規(guī)?；潆娦枨笫乖撉闆r更加嚴(yán)峻。從圖 6 可以看出，當(dāng)私家車電動(dòng)化比例超過(guò) 50%時(shí)，住宅小區(qū)、辦公場(chǎng)所的配電變壓器將面臨超載風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際上當(dāng)電動(dòng)汽車戶滲透率在 25%左右且夜間充電同時(shí)率高于 20%時(shí)，該小區(qū)夜間最大用電負(fù)荷就已經(jīng)會(huì)接近變壓器 80%負(fù)載率限值了。而現(xiàn)有的很多老舊居民小區(qū)，在設(shè)計(jì)初期并沒(méi)有考慮私家電動(dòng)車的用電負(fù)荷，配電設(shè)施無(wú)法滿足電動(dòng)私家車日益增長(zhǎng)的用電需要，如果繼續(xù)無(wú)序安裝私人充電樁，將給小區(qū)配電系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重安全隱患。
在極端情況下，電動(dòng)汽車的無(wú)序充電也會(huì)影響輸電網(wǎng)（即主干網(wǎng)），可能造成輸電阻塞與區(qū)域電力送電能力不足，增加重載輸電線路的輸送功率。
1.2.2 車網(wǎng)互動(dòng)應(yīng)是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分
新能源車集“源”“荷”一體，V2G 具有平衡電力系統(tǒng)供需的極大潛力。在能源轉(zhuǎn)型和雙碳目標(biāo)的大背景下，風(fēng)電、光伏等新能源迎來(lái)快速增長(zhǎng)，由于風(fēng)電、光伏具有強(qiáng)隨機(jī)性和波動(dòng)性，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”調(diào)節(jié)模式難以為繼。另一方面，隨著交通、工業(yè)的電氣化進(jìn)程不斷推進(jìn)，負(fù)荷側(cè)的用電量也在不斷攀升，且負(fù)荷呈現(xiàn)出多樣性、隨機(jī)性的特征，電力系統(tǒng)供需平衡將面臨巨大挑戰(zhàn)。新能源車既可作為靈活電源，也可作為可調(diào)節(jié)負(fù)荷，進(jìn)行 V2G 互動(dòng)之后，不僅能降低無(wú)序充電給電網(wǎng)帶來(lái)的負(fù)面影響，還能為平滑可再生能源帶來(lái)的電力曲線波動(dòng)。一方面，新能源車的充電負(fù)荷具有時(shí)間和空間上的靈活性，可以和供熱電鍋爐、建筑空調(diào)一樣參與電力需求響應(yīng)，擴(kuò)大可調(diào)節(jié)負(fù)荷整體規(guī)模，增加負(fù)荷側(cè)的靈活性。另一方面，新能源車還可以借助向電網(wǎng)反向放電功能，作為儲(chǔ)能設(shè)施或虛擬電廠，提供頻率調(diào)節(jié)輔助服務(wù)，緩解風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動(dòng)性。因此車網(wǎng)互動(dòng)，特別是 V2G 對(duì)于新型電力系統(tǒng)建設(shè)的意義重大。
電動(dòng)車的電池動(dòng)力系統(tǒng)本質(zhì)上就是一套儲(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)電動(dòng)車處于停放狀態(tài)，其電池將成為待開(kāi)發(fā)的配電網(wǎng)“充電寶”，把海量的“充電寶”通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接到智能聚合平臺(tái)，形成一個(gè)虛擬大負(fù)荷。這個(gè)虛擬大負(fù)荷又可以通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，在用電低谷時(shí)給電動(dòng)車充電，在用電高峰時(shí)電動(dòng)車給電網(wǎng)放電，并且進(jìn)一步與未來(lái)新能源發(fā)電特性匹配，減小電網(wǎng)增容壓力。從八款國(guó)產(chǎn)主流高續(xù)航電動(dòng)汽車，我們可以看到電池容量在 50kWh-80kWh 之間。以現(xiàn)有水平計(jì)算，20 輛電動(dòng)車儲(chǔ)能潛力已經(jīng)和一個(gè)中等規(guī)模的用戶側(cè)儲(chǔ)能電站相當(dāng)。到 2050 年，我國(guó)新能源車保有量達(dá) 3.5億輛，假設(shè)每輛車平均電池容量大于 65kWh，則車載儲(chǔ)能容量超過(guò) 227 億 kWh，與 2021年我國(guó)每天消費(fèi)總電量基本相當(dāng)。2030 預(yù)計(jì)全國(guó)新能源車保有量為 1 億輛,如果 40%的新能源汽車參與有序充電，最大可提供 5600 萬(wàn)千瓦的調(diào)節(jié)能力；如果 10%的新能源汽車參與 V2G，最大可提供 8600 萬(wàn)千瓦的調(diào)節(jié)能力。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)，2022 年全國(guó)日最大錯(cuò)避峰負(fù)荷超過(guò) 5000 萬(wàn)千瓦，因此車網(wǎng)互動(dòng)，特別是 V2G 能調(diào)控出來(lái)的量對(duì)于電力系統(tǒng)是很有意義的。
1.3 V2G 模式是更卓越的能源管理方案
車網(wǎng)互動(dòng)的兩種方式中，從經(jīng)濟(jì)性、安全性、運(yùn)營(yíng)效率三方面來(lái)看，V2G 都是更能滿足電網(wǎng)供需平衡的能源管理方案。
有序充電（V1G）僅能調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車的充電時(shí)間和充電功率，并不承擔(dān)向電網(wǎng)放電的功能，調(diào)控手段相對(duì)單一，比起 V2G 來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)效益不明顯。帝國(guó)理工大學(xué)在英國(guó)電力環(huán)境下，用 100 萬(wàn)輛電動(dòng)車做了三種不同充電方案年度增量成本的測(cè)算。
① 無(wú)序充電：每年+598 萬(wàn)英鎊增量成本，來(lái)自發(fā)電側(cè)的新建資本支出增加、配電側(cè)的加固資本支出增加和發(fā)電效率較低導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)支出增加。
② 有序充電（V1G）：每年+102 萬(wàn)英鎊增量成本，來(lái)自發(fā)電側(cè)的新建資本支出小幅增加、運(yùn)營(yíng)支出小幅增加、配電側(cè)無(wú)加固資本支持。
③ 雙向充放電（V2G）：每年-883 萬(wàn)英鎊成本，來(lái)自發(fā)電側(cè)和配電側(cè)支出同時(shí)減少，V2G進(jìn)行頻率響應(yīng)，降低運(yùn)營(yíng)支出。從運(yùn)營(yíng)效果上也可以看出，有序充電雖然能減少系統(tǒng)過(guò)載的風(fēng)險(xiǎn)，但相比 V2G，負(fù)荷曲線仍然不夠平滑，且峰值靠近過(guò)載線。在安全性、經(jīng)濟(jì)性方面，V2G 都更勝一籌。
在住宅小區(qū)中，電動(dòng)車比例 100%時(shí)，即使只有 10%的電動(dòng)車參與 V2G，峰值負(fù)荷也低于配變限值。如果達(dá)到 20%的參與率，峰值負(fù)荷幾乎是無(wú)序充電的一半，顯著地減少了電網(wǎng)壓力。所以采用 V2G 的車網(wǎng)互動(dòng)方式，具有更強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，更大的調(diào)節(jié)潛力，隨著電動(dòng)車規(guī)模的逐年擴(kuò)大，不需要很高的參與比例即可發(fā)揮電網(wǎng)調(diào)節(jié)作用。
根據(jù)中國(guó)能源報(bào)，以一輛 70 度電的純電車為例，其續(xù)航約為 600 公里，每天常規(guī)通勤距離為30-60 公里，僅消耗5-10 度電，如果利用V2G技術(shù)售出50 度電，用峰時(shí)1 元/kWh、谷時(shí) 0.3 元/kWh 電價(jià)計(jì)算，車主每次可獲利 35 元。達(dá)到 1000 次換電，即可獲利 3.5萬(wàn)元，2000 次可獲利 7 萬(wàn)元。
2、海外 V2G 項(xiàng)目現(xiàn)仍處于試點(diǎn)階段，多種商業(yè)模式并存
2.1 海外從 1995 年至今有過(guò)百案例，集中于歐美
V2G 技術(shù)最早由美國(guó)落基山研究所首席科學(xué)家 Amory Lovins 在 1995 年提出概念原型, 特拉華大學(xué) William Kempton 教授對(duì)其進(jìn)一步發(fā)展。2008 年美國(guó)第一次在 PJM 市場(chǎng)上進(jìn)行了真實(shí)的頻率響應(yīng)測(cè)試，2012 年美國(guó)、德國(guó)、日本第一次在示范項(xiàng)目上驗(yàn)證 V2G技術(shù)的可行性，2016 年丹麥的“Parker”項(xiàng)目作為第一個(gè)完全商業(yè)化運(yùn)行的 V2G 項(xiàng)目啟動(dòng)，2017 年尼桑針對(duì) V2G 的 LEAF 車型累計(jì)售出 4000 多臺(tái)，2020 年意大利開(kāi)展了目前全球最大的 V2G 試點(diǎn)項(xiàng)目，涉及 700 輛電動(dòng)車的參與。
據(jù) V2G Hub 網(wǎng)站不完全統(tǒng)計(jì)，截至 2024 年初，全球有 131 個(gè) V2G 試點(diǎn)示范項(xiàng)目，分布在 27 個(gè)國(guó)家和地區(qū)，主要集中在歐洲和北美。歐美國(guó)家的示范項(xiàng)目大多對(duì)電動(dòng)汽車向電網(wǎng)放電以提供調(diào)頻、備用、消納新能源等服務(wù)的能力進(jìn)行了技術(shù)與商業(yè)模式上的驗(yàn)證；而亞洲國(guó)家則更多地是對(duì) V2B 或 V2H 進(jìn)行驗(yàn)證，且其中日本最具代表性。從時(shí)間線來(lái)看，2018-2021 新增項(xiàng)目較多，其中 2018 年增加了 26 個(gè)，為新增項(xiàng)目最多的一年。
2.2 50%以上項(xiàng)目為試驗(yàn)證明性質(zhì)，集中探索削峰填谷等三大服務(wù)方向
根據(jù) v2g hub 統(tǒng)計(jì)，全球有 55.8%的 V2G 項(xiàng)目為概念試驗(yàn)證明，17.7%的項(xiàng)目為小規(guī)模商業(yè)試驗(yàn)，只有 8%的項(xiàng)目做到了一定的商業(yè)采購(gòu)服務(wù)的程度。可以說(shuō)全球的 V2G 項(xiàng)目目前仍處于驗(yàn)證和試點(diǎn)階段。
一個(gè) V2G 試點(diǎn)項(xiàng)目中可能提供多種服務(wù)，試點(diǎn)服務(wù)內(nèi)容包括了時(shí)間平移（削峰填谷）、頻率響應(yīng)、配網(wǎng)服務(wù)、備用服務(wù)、價(jià)格套利、旋轉(zhuǎn)備用等，其中削峰填谷服務(wù)數(shù)排行第一，和頻率響應(yīng)、配網(wǎng)服務(wù)數(shù)合計(jì)占比超過(guò) 71%，是全球 V2G 試點(diǎn)項(xiàng)目的主要探索方向。
國(guó)際上開(kāi)展車網(wǎng)協(xié)同試點(diǎn)的目標(biāo)可總結(jié)為：一是利用提供電網(wǎng)服務(wù)的收益，降低電動(dòng)汽車全生命周期的成本，提升電動(dòng)汽車推廣的規(guī)模數(shù)量；二是在保障電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，利用電動(dòng)汽車作為電網(wǎng)資源，減少電網(wǎng)、電源和固定式儲(chǔ)能設(shè)施的投資。海外 V2G 試點(diǎn)項(xiàng)目覆蓋了幾乎所有可能的應(yīng)用場(chǎng)景，從局部配網(wǎng)優(yōu)化到全網(wǎng)應(yīng)用。
2.3 海外 V2G 項(xiàng)目參與主體多，試水多種商業(yè)模式
海外 V2G 項(xiàng)目參與主體類型多元。海外 V2G 項(xiàng)目的市場(chǎng)主體包括電動(dòng)汽車租售企業(yè)、雙向充放電設(shè)施供應(yīng)商、電力公司、車網(wǎng)互動(dòng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商、高校及科研單位、政府機(jī)構(gòu)等。以英國(guó)為例，典型的 V2G 市場(chǎng)化運(yùn)行模式中，車網(wǎng)互動(dòng)平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商處于核心地位，是整個(gè)需求側(cè)管理的通信中心，通過(guò)與電動(dòng)車供電設(shè)備和電動(dòng)車的通信來(lái)平衡每輛汽車的技術(shù)能力。電動(dòng)汽車供應(yīng)商、充放電設(shè)施供應(yīng)商和電網(wǎng)公司都可以在車網(wǎng)互動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行交易匹配。當(dāng)接收到來(lái)自電網(wǎng)公司的需求響應(yīng)服務(wù)時(shí)，車網(wǎng)互動(dòng)平臺(tái)可以開(kāi)展用戶參與調(diào)頻輔助服務(wù)、節(jié)能服務(wù)等運(yùn)營(yíng)活動(dòng)，連通車端和網(wǎng)端的能源響應(yīng)和傳輸渠道。
海外 V2G 試點(diǎn)項(xiàng)目往往不由某一家企業(yè)單獨(dú)發(fā)起，而是由上文中多個(gè)企業(yè)共同發(fā)起，建立起協(xié)同合作的生態(tài)圈，促進(jìn)車-樁-網(wǎng)各主體在技術(shù)研發(fā)上的共同合作，并且可以降低單個(gè)主體承擔(dān)的前期投資成本。
通過(guò)試水多種商業(yè)模式，多個(gè)海外 V2G 項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性已獲驗(yàn)證。比如英國(guó)Sciurus項(xiàng)目的單臺(tái)車樁參加 V2G 服務(wù)的年平均收益達(dá) 340 英鎊，調(diào)頻響應(yīng)服務(wù)可將單車年收益提高至 513 英鎊；英國(guó) powerloop 項(xiàng)目通過(guò)租賃 V2G 電動(dòng)車來(lái)售賣套餐，相較無(wú)序充電，單個(gè)客戶每年最多可減少 840 英鎊的成本；丹麥 Paker 項(xiàng)目驗(yàn)證每輛電動(dòng)汽車在北歐區(qū)域電力市場(chǎng)中的年調(diào)頻收益非?？捎^，介于 1759 歐元-2486 歐元之間，具備商業(yè)推廣的潛力。
此外還有荷蘭、英國(guó)、美國(guó)嘗試的通過(guò)充電樁來(lái)引導(dǎo) V2G 商業(yè)運(yùn)行的模式。比如荷蘭80%的公共充電樁加載智能有序充電功能，可以隨時(shí)被激活，不僅支持電動(dòng)汽車用戶在不綁定任何充電運(yùn)營(yíng)商的前提下，在任一公共充電站實(shí)現(xiàn)“即插即充”，也能夠廣泛地支持智能有序充電，延緩配電網(wǎng)增容投資，并在可再生能源發(fā)電時(shí)段參與消納；英國(guó)政府的電動(dòng)汽車家庭充電計(jì)劃（UK Electric Vehicle Homecharge Scheme）規(guī)定，自 2019年起，只有支持有序充電的充電樁，才有資格獲得政府補(bǔ)貼支持；美國(guó)佛蒙特州的電網(wǎng)企業(yè)提出，只要車主允許電網(wǎng)企業(yè)控制 Powerwall 儲(chǔ)能設(shè)施和車輛充電，并提供電網(wǎng)服務(wù)，該電網(wǎng)企業(yè)將為特斯拉車主支付安裝 Powerwall 儲(chǔ)能設(shè)施和充電樁的費(fèi)用。電網(wǎng)企業(yè)則通過(guò)有序充電或者 V2G 方式賺取電價(jià)峰谷差或獲得電力市場(chǎng)收益，填補(bǔ)前期設(shè)備投入。
2.4 海外 V2G 項(xiàng)目試點(diǎn)中常見(jiàn)問(wèn)題
雖然歐美等國(guó)在V2G項(xiàng)目上試點(diǎn)的時(shí)間很長(zhǎng)，在調(diào)頻服務(wù)試點(diǎn)上已經(jīng)有了一定的成熟度，在車-樁-網(wǎng)高頻次、高時(shí)間精度的通信協(xié)議也得到驗(yàn)證，但試點(diǎn)過(guò)程中也遇到了一些常見(jiàn)的問(wèn)題。比如私家車客戶的出行行為差異大、用戶側(cè)資源接入配電網(wǎng)困難、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一等，對(duì)應(yīng)的解決措施有：和負(fù)荷聚合商合作，從私家車之外的營(yíng)運(yùn)車輛入手、嚴(yán)格審核后允許用戶側(cè)資源并網(wǎng)、尼桑三菱開(kāi)始支持商業(yè)化 V2G 產(chǎn)品等等。
3、國(guó)內(nèi) V2G 應(yīng)用方興未艾，重磅頂層政策加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展
3.1 國(guó)內(nèi)車網(wǎng)互動(dòng)項(xiàng)目由電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo)，V2G 項(xiàng)目尚在起步期
2018 年以來(lái)，國(guó)內(nèi)多個(gè)省市開(kāi)展了電動(dòng)車參與電網(wǎng)輔助服務(wù)和需求響應(yīng)的試點(diǎn)驗(yàn)證。和海外的發(fā)起方不同，我國(guó)是由國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)公司等電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo)，組織車企、樁企、充電運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合開(kāi)展了有序充電、電動(dòng)汽車參與需求響應(yīng)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)、虛擬電廠等示范項(xiàng)目。其中公共充電樁通過(guò)聚合商平臺(tái)，已實(shí)現(xiàn)參與分鐘級(jí)調(diào)峰的功能驗(yàn)證；具備聯(lián)網(wǎng)功能的私人充電樁在華北、上海等地已完成參與電網(wǎng)填谷的可能性驗(yàn)證；部分換電站通過(guò)聚合參與了電網(wǎng)調(diào)峰，其中部分還接入電網(wǎng)參與了調(diào)頻。
國(guó)內(nèi)目前針對(duì)有序充電的研究較豐富，而關(guān)于 V2G的研究和試點(diǎn)應(yīng)用尚處于起步階段，與國(guó)外差距仍較大。
①我國(guó)第一個(gè)規(guī)?；妱?dòng)汽車有序充電示范工程“鄭州世紀(jì)家園示范站”于2018 年7 月建成投運(yùn)，隨后北京、南京、上海、廣州等地均開(kāi)展了居民區(qū)有序充電站的推廣建設(shè)。
②2020 年 6 月，北京中再中心車網(wǎng)互動(dòng)示范站投運(yùn)，是全國(guó)第一個(gè)商業(yè)運(yùn)營(yíng)的 V2G 充放電站，有 12 個(gè)充放電雙向樁。
③2021 年 4 月，我國(guó)最大的工業(yè)園區(qū) V2G 商業(yè)化示范站在保定長(zhǎng)城工業(yè)園區(qū)建成投運(yùn)，園區(qū)內(nèi)共布局 50 個(gè) V2G 充電樁。
④2023 年 8 月，國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的 V2G 試驗(yàn)在國(guó)網(wǎng)無(wú)錫供電公司車網(wǎng)互動(dòng)驗(yàn)證中心完成，配置了 50 臺(tái) 60kw 的 V2G 直流充電樁，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，50 臺(tái)新能源車的反向送電功率接近 2000kw，送出的電量可滿足 133 戶居民一天的日常用電。
3.2 對(duì)比國(guó)際，我國(guó) V2G 行業(yè)發(fā)展阻礙的異同
我國(guó)的 V2G 起步晚于歐美國(guó)家，雖然可以借鑒歐美經(jīng)驗(yàn)，以負(fù)荷集成商為合作對(duì)象，避免在項(xiàng)目試點(diǎn)中進(jìn)行過(guò)度投資。但對(duì)比國(guó)際，我國(guó) V2G 項(xiàng)目試點(diǎn)不僅需要解決同樣的電池衰減影響、配網(wǎng)設(shè)備改造、V2G 電動(dòng)汽車缺乏這些問(wèn)題，還需要面對(duì)國(guó)內(nèi)特有的電力市場(chǎng)機(jī)制、充電標(biāo)準(zhǔn)兼容性等挑戰(zhàn)。
比如：①電力市場(chǎng)機(jī)制不完善，準(zhǔn)入門檻高，輔助服務(wù)市場(chǎng)主體以發(fā)電設(shè)施為主，用戶側(cè)資源不在其中?，F(xiàn)貨市場(chǎng)仍在建立初期，區(qū)域市場(chǎng)改革方向差別較大。
②終端用戶峰谷電價(jià)機(jī)制不完善，部分地區(qū)沒(méi)有居民、工商業(yè)的峰谷電價(jià)，且受充電服務(wù)費(fèi)、轉(zhuǎn)供電加價(jià)影響，峰谷電價(jià)傳導(dǎo)不暢。
③車-樁-網(wǎng)的交互控制技術(shù)不明確，標(biāo)準(zhǔn)體系沒(méi)有貫通。
④互動(dòng)能力有待提升，海量分布式車網(wǎng)互動(dòng)資源聚合調(diào)控技術(shù)有待突破。
⑤電網(wǎng)企業(yè)的信息安全要求很高，目前的開(kāi)放程度不足以支撐規(guī)模化電動(dòng)車靈活資源參與快速響應(yīng)的輔助服務(wù)。
3.3 多種電力市場(chǎng)試點(diǎn)開(kāi)放參與，為規(guī)模化 V2G 運(yùn)營(yíng)增加盈利來(lái)源
電能量市場(chǎng)和電力輔助市場(chǎng)是電動(dòng)車 V2G 運(yùn)營(yíng)必不可少的交易場(chǎng)所，當(dāng)下電動(dòng)車還無(wú)法直接作為市場(chǎng)主體參與綠電交易，通過(guò)充換電樁負(fù)荷聚合商參與綠電交易仍處于試點(diǎn)階段，但已有地方加速推動(dòng)相關(guān)機(jī)制出臺(tái)。
①電能量市場(chǎng)
目前山東、廣東、山西等省份正加速推動(dòng)電動(dòng)車、虛擬電廠等新興市場(chǎng)主體參與現(xiàn)貨市場(chǎng)。2022 年 5 月，廣東實(shí)現(xiàn)首個(gè)虛擬電廠參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)獲得盈利；2022 年 6 月，山東明確提出虛擬電廠可作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與市場(chǎng)交易，山西提出虛擬電廠規(guī)范入市方案。
②需求響應(yīng)市場(chǎng)
上海已有電動(dòng)車、虛擬電廠、儲(chǔ)能參與需求響應(yīng)，開(kāi)展側(cè)重樓宇負(fù)荷資源的虛擬電廠全域綜合響應(yīng)。
③輔助服務(wù)市場(chǎng)
華北已將車網(wǎng)互動(dòng)充電樁資源正式納入華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)并正式結(jié)算；北京地區(qū)可控電動(dòng)車為山西電網(wǎng)、蒙西電網(wǎng)提供調(diào)峰資源；南方區(qū)域輔助服務(wù)市場(chǎng)也為電動(dòng)車聚合調(diào)頻服務(wù)提供者參與南方區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)開(kāi)放對(duì)應(yīng)準(zhǔn)入許可。
④區(qū)域電力交易市場(chǎng)
已有區(qū)域電力交易市場(chǎng)目前以試點(diǎn)的形式存在，承擔(dān)零售側(cè)的電力商品交易。區(qū)域市場(chǎng)的出現(xiàn)為 V2G 的盈利提供了新思路，通過(guò)與其他分布式資源的就近交易，可以進(jìn)一步降低用戶側(cè)用電成本、增加充電樁安裝容量，同時(shí)保證地區(qū)級(jí)、城市級(jí)、園區(qū)級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)的電力平衡。
3.4 頂層設(shè)計(jì)出臺(tái)，明確的階段性目標(biāo)加速 V2G 應(yīng)用走向成熟
2024 年 1 月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、工信部及國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）?！兑庖?jiàn)》明確了幾個(gè)發(fā)展目標(biāo)：①2025 年底前力爭(zhēng)建成 5 個(gè)以上示范城市及 50 個(gè)以上雙向充放電示范項(xiàng)目；②參與試點(diǎn)示范的城市 2025 年全年充電電量 60%以上集中在低谷時(shí)段、私人充電樁充電電量 80%以上集中在低谷時(shí)段；③2030 年車網(wǎng)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，力爭(zhēng)為電力系統(tǒng)提供千萬(wàn)千瓦級(jí)的雙向靈活性調(diào)節(jié)能力。
實(shí)際上近年來(lái)，對(duì)于 V2G，從國(guó)家層面到省級(jí)、市級(jí)都在不斷出臺(tái)政策。2024 年初四部委聯(lián)合發(fā)布的《意見(jiàn)》可謂是正式吹響了 V2G 行業(yè)沖鋒的號(hào)角，不僅對(duì) 2025 年、2030年都提出了明確的階段性目標(biāo)，有效調(diào)動(dòng)地方政府、電網(wǎng)對(duì) V2G 項(xiàng)目落地的積極性，而且《意見(jiàn)》對(duì)核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系、市場(chǎng)機(jī)制、示范項(xiàng)目場(chǎng)景、充換電基礎(chǔ)設(shè)施和電網(wǎng)支持都做了詳細(xì)的指引，明確了車企、樁企和電網(wǎng)企業(yè)各方責(zé)任，為下一步 V2G 從試點(diǎn)驗(yàn)證向大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)營(yíng)開(kāi)展提供了有力的遵循。
4、車網(wǎng)互動(dòng)市場(chǎng)廣闊，看好和電網(wǎng)深度合作的負(fù)荷聚合商
2025/2030/2050 年我國(guó)新能源車保有量預(yù)計(jì)達(dá) 4000/10000/35000 萬(wàn)輛，車載儲(chǔ)能容量預(yù)計(jì)達(dá) 26/65/228 億度。2023 年我國(guó)新能源車保有量為 2041 萬(wàn)輛，自 2018年以來(lái)復(fù)合增速為 40%，以此估算 2025 年新能源車保有量為 4000 萬(wàn)輛，每輛車平均電池容量為 65kWh，對(duì)應(yīng)車載儲(chǔ)能容量為 26 億度。以此類推 2030、 2050 年的數(shù)據(jù)估算。
2025/2030/2050 年車網(wǎng)互動(dòng)充電樁新增量預(yù)計(jì)分別為 1140/8000/25000 萬(wàn)臺(tái)。截止 2023 年 12 月，全國(guó)充電樁累計(jì)數(shù)量為859.6 萬(wàn)臺(tái)，同比增加65%，車樁比為 2.4:1。根據(jù)工信部此前提出的“2025 年實(shí)現(xiàn)車樁比 2:1，2030 年實(shí)現(xiàn)車樁比 1:1”，2025 年預(yù)計(jì)我國(guó)新能源車保有量為 4000 萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)充電樁保有量應(yīng)為 2000 萬(wàn)臺(tái)，缺口為 1140萬(wàn)臺(tái)。根據(jù) 2024 年初四部委發(fā)布的《意見(jiàn)》，原則上新建充電樁統(tǒng)一采用車網(wǎng)互動(dòng)的智能有序充電樁，因此這 1140 萬(wàn)臺(tái)的新增假設(shè)全部來(lái)自于車網(wǎng)互動(dòng)充電樁。以此計(jì)算2030、2050 年的車網(wǎng)互動(dòng)充電樁新增量。
國(guó)內(nèi)規(guī)?；嚲W(wǎng)互動(dòng)的參與主體主要有：電網(wǎng)企業(yè)、負(fù)荷聚合商、電動(dòng)汽車用戶以及充電樁/電動(dòng)汽車這樣的硬件制造商。
①電網(wǎng)企業(yè)是車網(wǎng)互動(dòng)服務(wù)的主要購(gòu)買方，也是車網(wǎng)互動(dòng)的主導(dǎo)參與者。
②負(fù)荷聚合商是車網(wǎng)互動(dòng)服務(wù)的提供者，從國(guó)內(nèi)外的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于電動(dòng)車用戶個(gè)體無(wú)法直接和電網(wǎng)達(dá)成協(xié)議且不好操控，需要由負(fù)荷聚合商對(duì)大規(guī)模的電動(dòng)車進(jìn)行聚合，以充分發(fā)揮電動(dòng)汽車的分布式儲(chǔ)能作用。整車企業(yè)、充電運(yùn)營(yíng)商、充電樁制造商、第三方服務(wù)平臺(tái)都具有作為負(fù)荷聚合商的潛力。
③隨著車網(wǎng)互動(dòng)的推進(jìn)，充電樁、電動(dòng)汽車都面臨著升級(jí)換代，生產(chǎn)新產(chǎn)品或是按需改造原有產(chǎn)品，都將催生出新的需求。而充電樁的升級(jí)對(duì)運(yùn)營(yíng)也提出了更高的要求，疊加新能源車規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，充電樁運(yùn)營(yíng)前景廣闊。
看好和電網(wǎng)深度合作，或是有平臺(tái)優(yōu)勢(shì)的負(fù)荷聚合商。對(duì)比不同類型充電樁的調(diào)控特性，物流車換電站、公交車快充站、寫(xiě)字樓/工業(yè)園區(qū)/商場(chǎng)慢充站、居民小區(qū)慢充站是相對(duì)更能參與電力交易的場(chǎng)所。四部委發(fā)布的《意見(jiàn)》也提出，要優(yōu)先打造一批面向公務(wù)、租賃班車、公交等公共領(lǐng)域車輛的 V2G 示范項(xiàng)目。因此整車企業(yè)、充電樁制造商的場(chǎng)所適用性比較弱，充電運(yùn)營(yíng)商和第三方服務(wù)平臺(tái)更能滿足未來(lái)的 V2G 示范項(xiàng)目負(fù)荷聚合需求。
而充電運(yùn)營(yíng)商所用的電一般向當(dāng)?shù)匚飿I(yè)公司采購(gòu), 很多充電樁運(yùn)營(yíng)商不能通過(guò)分時(shí)電價(jià)獲得直接的電費(fèi)收益；運(yùn)營(yíng)商從物業(yè)處購(gòu)電的價(jià)格略高于銷售電價(jià)，調(diào)價(jià)空間不足。所以和電網(wǎng)深度綁定，能獲得購(gòu)電優(yōu)惠的負(fù)荷聚合商有望憑借價(jià)格優(yōu)勢(shì)快速搶占市場(chǎng)。
5、風(fēng)險(xiǎn)提示
政策落地不及預(yù)期：車網(wǎng)互動(dòng)試點(diǎn)城市推進(jìn)不及預(yù)期、地方政府配合政策不及預(yù)期、車網(wǎng)互動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)體系建立不及預(yù)期。
電力市場(chǎng)機(jī)制不完善：充電峰谷電價(jià)機(jī)制完善進(jìn)度低于預(yù)期、車網(wǎng)互動(dòng)資源聚合參與需求側(cè)準(zhǔn)入門檻高、對(duì)電網(wǎng)放電價(jià)格機(jī)制缺乏
電動(dòng)車銷量不及預(yù)期：電動(dòng)車滲透率提升不及預(yù)期、受限于小區(qū)安裝充電樁問(wèn)題，個(gè)人車主購(gòu)買意愿下降
車載電池技術(shù)升級(jí)緩慢：電池循環(huán)壽命提升進(jìn)度緩慢、電池安全防控技術(shù)升級(jí)不及預(yù)期、升級(jí)后電池成本大幅提升
用戶配合度低：個(gè)人新能源車主參與意愿低、班車公交等公共領(lǐng)域車輛參與積極性低
車網(wǎng)互動(dòng)充電樁生產(chǎn)不及預(yù)期：智能有序充電樁生產(chǎn)不及預(yù)期、雙向充放電充電樁技術(shù)升級(jí)緩慢
