中國儲能網訊:近年來,隨著我國新能源汽車爆發(fā)式增長和行業(yè)技術快速進步,電網與新能源汽車的關系正在從單向充電服務向車網互動發(fā)展加速轉變[1]。在此背景下,2024年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局、工業(yè)和信息化部、市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布《關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》,明確提出“培育車網融合互動新型產業(yè)生態(tài),到2030年車網互動實現(xiàn)規(guī)?;瘧?,力爭為電力系統(tǒng)提供千萬千瓦級的雙向靈活性調節(jié)能力”。國家出臺的有關支持政策,對加快推動車網互動新型產業(yè)發(fā)展具有積極的推動作用。筆者長期在電網企業(yè)從事改革與政研工作,持續(xù)關注行業(yè)內技術發(fā)展、產業(yè)動態(tài),并深入參與調查研究,現(xiàn)就培育發(fā)展我國車網互動新型產業(yè)生態(tài)談談自己的理解和認識。
01 從政策驅動過渡至市場驅動階段
公安部、國家能源局數(shù)據顯示,截至2023年底,我國新能源汽車保有量達2041萬輛,充電基礎設施總量達859.6萬臺。隨著新能源汽車的規(guī)?;l(fā)展,新能源汽車在新型儲能體系中的作用愈發(fā)凸顯,通過充放電參與電網系統(tǒng)電能質量治理、調峰調頻等互動的模式展現(xiàn)出巨大的應用價值和發(fā)展前景。
(一)我國新能源汽車保有規(guī)模持續(xù)擴大是促進車網互動發(fā)展的原動力。我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展形勢向好,據中國電動汽車百人會發(fā)布成果顯示,從短周期來看,2026年前,新能源汽車市場占有率將快速提升,2024年將接近40%,2025年接近50%,2026年超過50%,新能源汽車占市場的主導地位。從中周期來看,到2030年,中國新能源汽車保有量會達到1億輛,市場占有率超過70%。隨著新能源汽車保有量的持續(xù)提升,新能源汽車正在成為電化學儲能體系中不容忽視的重要力量,積極發(fā)揮新能源汽車動力電池作為可控負荷或移動儲能的靈活性調節(jié)能力,可為新型電力系統(tǒng)提供可觀的、低成本的靈活調節(jié)資源。預計到2040年,新能源汽車可提供功率支撐潛力超30億千瓦。
(二)新型電力系統(tǒng)建設為車網互動大規(guī)模發(fā)展奠定基礎。當前,我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正向清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協(xié)同、智能靈活的新型電力系統(tǒng)加速演進,電力基礎設施建設正在迎來巨變,數(shù)字技術與電力電子技術、人工智能技術等加快融合,推動風光水火儲一體化和源網荷儲一體化,在更高層次實現(xiàn)對能源需求精確預測、能源資源優(yōu)化配置。據艾瑞咨詢公司統(tǒng)計,“十四五”期間我國電力行業(yè)數(shù)字化核心軟件及服務市場規(guī)模復合增長率預計將達到19.3%,遠超其他行業(yè)。借助數(shù)字化、智能化等技術手段和經濟激勵機制,通過大范圍、規(guī)?;⒕珳矢咝У挠行虺潆姾蛙嚲W互動應用,實現(xiàn)對全社會新能源汽車充放電行為的協(xié)同引導與智能調控。
(三)車網互動業(yè)態(tài)應用初步具備可行商業(yè)模式。目前我國已有多個車網互動項目試點,多種技術模式得到驗證。對于新能源汽車車主,主要以智能有序充電和雙向充放電等形式開展,通過峰谷電價等激勵措施進行谷時充電、峰時放電,降低新能源汽車用電成本。對于充換電運營商(聚合商),除提供充電業(yè)務外,還可為電網提供調頻輔助服務。例如蔚來汽車在全國建成2375座換電站,并已組織換電站587座、充電樁超過2.7萬根參與全國14個省市的需求響應以及調峰輔助服務,總調峰容量約30萬千瓦。對于能源類企業(yè),主要是通過建設虛擬電廠平臺,聚集分布式電源、柔性負荷等資源,參與電力負荷削峰填谷、電力需求側響應、應對能源電力應急事件等應用場景。如南方電網深圳供電局的虛擬電廠管理中心目前已接入1.8萬根充電樁,車網互動可調節(jié)能力超過10萬千瓦。以上商業(yè)模式是市場化運作層面有益的探索和實踐。
02 缺乏整體統(tǒng)籌是主要制約因素
隨著車網互動技術的發(fā)展,當前部分電網企業(yè)、充電基礎設施運營商和汽車企業(yè)正加速探索車網互動。有關專家表示,作為我國新型電力系統(tǒng)建設的重要組成部分,車網互動技術和應用正處于快速發(fā)展、即將成熟的拐點期,但要實現(xiàn)大規(guī)模推廣還需邁過技術、標準、盈利模式等多道坎,亟待加強產業(yè)整體統(tǒng)籌。
(一)現(xiàn)行充電國標難以滿足高品質充電需求。近年來,新能源汽車充電難、充電慢以及充電樁故障率高等問題成為社會廣泛關注的熱點,現(xiàn)行2015版充電國標理論極限充電功率僅約250kW,難以滿足快速充電需求,也無法適應未來重型交通的發(fā)展需要。隨著新能源汽車大規(guī)模推廣,新能源汽車與電網之間的雙向有序互動需求更加迫切,但現(xiàn)有標準擴展性不足,無法支撐多種新技術、新商業(yè)模式的拓展。
(二)單一盈利模式不足以支撐產業(yè)規(guī)?;l(fā)展。目前,國內大多數(shù)車網互動項目的盈利模式都基于峰谷電價差,商業(yè)模式比較單一。相比而言,國外車網互動項目商業(yè)模式多樣,具體包括為電網企業(yè)提供調頻輔助服務、參與能源批發(fā)市場、達成區(qū)域二氧化碳排放量指標要求、參與區(qū)域能源綜合計劃、支撐區(qū)域輸電運營等,服務收益包括技術服務費、節(jié)能費用、政府補貼等。當前參與車網互動的收益來源過于依賴峰谷價差套利,導致市場容量受限。
(三)缺乏政策支持導致充換電設施改造意愿不強。新能源汽車主要通過充換電設施與供電網絡相連,構建能量流雙向互動體系?,F(xiàn)有的大部分存量換電站和充電樁都無法滿足能源數(shù)字化、智能化發(fā)展要求,需要對現(xiàn)有設施進行全面改造和智能化升級。同時,供電網絡端的配電設施也需要進行相應改造,這些存量設施改造費用較大,由于缺乏相關政策支持,部分企業(yè)改造意愿不強,影響新能源汽車的廣泛接入。
(四)長期資本參與充換電設施建設不足。由于充換電基礎設施建設具有典型的網絡效應,前期投入大、見效慢,但到達一個臨界點、形成網絡之后,每一個換電站或充電樁的價值將陡然增大。據統(tǒng)計,目前我國充電選點布局過于集中,充換電設施網絡遠未形成,亟需長期資本參與投資建設,突出基礎保障,實現(xiàn)充換電設施的均衡分布和高效利用。
03 強化政策統(tǒng)籌,加快培育壯大車網互動新型產業(yè)生態(tài)
黨的二十大報告對建設制造強國、交通強國作出部署,明確要加快發(fā)展方式綠色低碳轉型,新能源汽車產業(yè)作為制造強國、交通強國的重要發(fā)力點,對于推動交通領域清潔低碳轉型、落實“雙碳”目標具有重要意義。當前,我國車網互動產業(yè)正處于從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展的關鍵轉換期。為促進行業(yè)健康良性發(fā)展,加快培育壯大車網互動新型產業(yè)生態(tài),提出以下建議。
(一)強化產業(yè)政策統(tǒng)籌,加強車網互動管理制度體系頂層設計。發(fā)布以低碳綠色為目標的車網互動管理指導意見,鼓勵支持電力企業(yè)、充換電設施制造(運營)商、車企等積極開展技術和商業(yè)模式創(chuàng)新探索,引導和約束新能源汽車參與車網互動。將充換電設施納入電網負荷管理范圍,推動充換電設施與電網緊密耦合。盡快出臺技術過渡期的專項補貼政策,優(yōu)先在高速公路服務區(qū)、城市集中充電場站等關鍵樞紐節(jié)點建設新一代充換電設施,統(tǒng)籌產業(yè)鏈全鏈條,共同推動車網互動產業(yè)高水平發(fā)展。
(二)強化產業(yè)技術統(tǒng)籌,推動充換電基礎設施迭代升級。加強新能源汽車行業(yè)與能源電力行業(yè)協(xié)同,明確新能源汽車充電接口技術路線,盡快發(fā)布新版充電技術國標。加強充電技術創(chuàng)新,不斷提升充電安全性、互操作性和用戶體驗。組織產業(yè)鏈上下游科研機構、充換電設施制造商、汽車制造企業(yè),聯(lián)合開展車樁網互動的新一代充換電設施關鍵技術研究,組建推進核心技術功關和產業(yè)化落地的專業(yè)團隊,以示范工程建設整合多方資源,推動關鍵核心技術攻關在多方位和多層次上實現(xiàn)集中突破。
(三)強化產業(yè)標準統(tǒng)籌,加快制定充換電設施參與車網互動國家、行業(yè)標準。推動有關部門加快出臺有序充電相關標準,開展充電樁功率實時調節(jié)、車樁通信、車輛充電喚醒、功率調節(jié)響應等相關標準制修訂,加快車網互動標準體系框架、充放電設備技術規(guī)范、預約充放電、通信控制接口協(xié)議等標準編制。積極參與國際標準制定,加強國際合作,加速推動國家標準成為具有全球兼容性的國際通用標準,優(yōu)先在“一帶一路”沿線國家地區(qū)落地推廣,提升我國在充換電標準領域的國際話語權和影響力。
注釋:
[1]車網互動:指新能源汽車通過充放電裝置與電網進行能量和信息的互動,新能源汽車既可以錯峰充電,又可以反向送電給電網,實現(xiàn)輔助調峰,使得新能源汽車化身為電網系統(tǒng)的“充電寶”,推動新能源汽車車主成為能源低碳運行的消費者和生產者。