中國儲能網訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統集成商等代表出席本次大會。
國家發(fā)改委能源研究所研究員劉堅在“儲能電站專場（下）”發(fā)表了題為“電動汽車儲能與光伏發(fā)電協同前景展望”的精彩演講。
演講內容如下：
劉堅：各位下午好！非常感謝儲能大會邀請我來參加這次峰會，我來自國家發(fā)改委能源研究所，主要是從事儲能、可再生能源、電動汽車方面的研究，我們的研究更加偏向于政策和市場的層面。
本來這個會議邀請的時候是把我安排在光儲充的環(huán)節(jié)，但是今天實際的安排還是把我放在儲能電站的領域，大家之前聽到的和后續(xù)聽到得更多是關于儲能技術本身未來發(fā)展的情況，包括政策方面的一些變化或技術上的趨勢，我這邊更多側重于純電動汽車與電力系統或者是可再生能源之間的協同。電動汽車可以與可再生能源形成協同之后，它也可以成為一種儲能的資源，從而實現電力的更加優(yōu)化的過程。
今天我也給大家介紹一下我們最近研究的一些新的進展，因為我不能參加最后的討論環(huán)節(jié)，如果大家在我講完之后有任何問題也可以隨時提出來，我們可以進行交流。
（見PPT）這張圖是對比我國的新能源汽車和可再生能源在用戶側、電源側發(fā)展的情況。剛才的宣傳片里面也已經提到，這兩者其實是影響電力系統的一個非常重要的產業(yè)趨勢，在用戶側越來越多的電動汽車接入電網，而且它的充電負荷是不規(guī)律的，在發(fā)電側有越來越多的波動性的可再生能源，它是很難預測、很難調節(jié)的，這一頭一尾在影響著電力系統的運行方式，也就催生了大量的儲能需求。中國的新能源和電動汽車的發(fā)展速度是非?？斓模筮呥@張圖是我國的電動汽車的發(fā)展態(tài)勢，截止到去年中國已經占到全球電動汽車銷量的一半以上，增速非常巨大，也引領了全球交通電動化的趨勢。我們對后續(xù)也做了一個預測，左邊這個是高增速預測下的電動車保有量的變化，預計到2050年，電動汽車在乘用車領域基本上可以替代燃油汽車，總數量規(guī)?？梢赃_到4億輛。右邊是新能源發(fā)電的情況，中國現在也是全球最大得風電和太陽能發(fā)電的增速市場，現在的市場規(guī)模累計的裝機量大約可以占到全球總的風能、太陽能發(fā)電裝機的1/3，同樣也是全球最大規(guī)模的。
我國的電動汽車和可再生能源發(fā)展比較快，但是各自在發(fā)展過程中都遇到了很多的問題，一直到現在電動汽車都還有這樣的爭議，就是電動汽車在發(fā)展過程中是不是存在問題，因為中國的電能結構更多是煤電，新能源發(fā)電雖然發(fā)展很快，但是傳統能源發(fā)電還是占主體的，在這個時候使用電動汽車，是不是真正的節(jié)能環(huán)保也是一個有爭議的問題，另外就是有棄風、棄光的問題，如此高的增速對能源系統也帶來了明顯的挑戰(zhàn)。
基于這樣的背景，我們就提出這樣一個想法，是不是我們可以通過電動汽車和可再生能源之間的協同，實現兩者的互動，解決它們各自在發(fā)展過程中出現的問題。使用電動汽車，對新能源來講，可以提升它的消納規(guī)模，因為電源結構中有更多的清潔能源，電動汽車充進去的電有更多的是清潔能源，也是幫助電動汽車本身節(jié)能減排，也提升它的社會接受度。
電動汽車與可再生能源之間的協同方式可以分為很多種，我們這里主要列了4種方式，首先是有序充電，這是虛擬的充電方式，我們簡單地改變電動汽車的充電時間，就可以一定程度上跟可再生能源發(fā)電形成一種互動，幫助更多的新能源的消納。后面三類包括電池的更換，V2G和退役電池的儲能，都是實實在在的儲能方式，通過這種儲能方式就可以大幅提升整個電力系統里面儲能的規(guī)模，幫助新能源的消納。
如果我們利用好電動汽車這部分儲能的資源，它的潛在的發(fā)展前景其實是非常理想的。這里是根據剛才我們所做的電動汽車數量增速預測的結果分析出未來電動汽車儲能的潛力，2030年達到1億輛電動汽車保有量的情況下，它的理論的儲能規(guī)模大約是500GWH。對比目前全國已經探明的抽水蓄能的資源量，是1.5億千瓦的規(guī)模，電動汽車基本上可以提供4倍的抽水需能的資源量的儲能規(guī)模，所以它這種作用是目前我們可以看到的潛在的儲能資源里面最大的一個種類。我們也對比了可再生能源發(fā)展的趨勢，看看這個潛在的數量到底有多大，比如說我們有一個可再生能源預測的前景之一，2030年風電和太陽能光電的總裝機量大概是1.5億千瓦，平均到每一天可再生能源發(fā)電量，大概可以滿足兩天可再生能源的電量的存儲。如果我們充分利用好這種電動車儲能的資源，未來并網之后日內調峰是可以得到滿足的。
如果我們能夠有效地影響電動汽車的并網方式，特別是影響它的充電行為，實際上整個電力系統的峰谷差就會得到很明顯的平抑的作用。但是我們這里反映的只是一種電動汽車V2G的應用場景。其實電動車類似于儲能，它可以實現各個不同層面的應用，除了峰谷差調節(jié)，它可以幫助可再生能源并網，可以幫助我們提升系統備用的規(guī)模等等，各種不同層面的應用都有相當大的應用空間。比如說這個圖中最左邊的部分，電動汽車V2G更多的是在凌晨0點到5點之間來充電，提升電網低谷負荷的負荷水平，這部分負荷在這張圖中反映出來的就是一個填谷的作用，隨著新能源，特別是風電在夜間不斷地產生，這部分電量也可以消納新能源產生的電量，所以它的應用的價值是多個層面的。
電動汽車與可再生能源之間的協同可以分為不同的方式，或者說存在直接影響、間接影響兩種方式，首先來看間接影響，其實這種影響已經在發(fā)生，就是電動汽車的市場正在驅動鋰電池成本的快速下降。這張圖是我們做的一個學習曲線的預測結果，這里對比了電動汽車動力電池，也包括傳統的鉛酸電池、釩液流電池等等，也包括抽水蓄能等等的技術種類。實現的部分是我們基于已有數據做的學習曲線的結果，雖然說目前來講電動汽車動力電池的成本相對來說還是比較貴的，特別是對于抽水需能來講，它的成本是更高的。但是我們通過梳理前幾年的累計產量和當年的電池成本的數據可以發(fā)現，動力電池由于它的產能增速非?？?，它的技術成熟也是非常迅速，所以它的成本下降速度相比于其它幾類技術來講是更快的，特別是我們預測到未來有非常大的電動汽車的需求量，所以能夠保證這樣一個電動汽車動力電池成本下降的趨勢，仍然是按照我們剛才所說的1億輛電動汽車的保有量來講，到2030年如果實現累計保有量1億輛的規(guī)模，電動汽車屆時的生產成本，也就是按照瓦時生產的成本，比我們計算的抽水蓄能的成本是相當的，但是問題在于抽水蓄能到1.5億千瓦以后就存在資源的限制，可能后續(xù)它的成本下降潛力是非常有限的，特別是目前抽水蓄能的成本已經不是按照這張圖里顯示的情況，這張圖按照學習曲線的分析方法，更適合電化學儲能，對抽水蓄能來講，它的成本下降并不是可以通過它的產量或者產能規(guī)模的變化來體現的，因為現在很多抽水蓄能的資源開發(fā)難度已經越來越高，實際的成本已經呈上升的趨勢，所以從長遠來講，我們認為由電動汽車所催生的動力電池成本的下降速度可能是要更快，而且是更具競爭力的，當然這是電動汽車的發(fā)展間接影響到儲能行業(yè)，間接影響到可再生能源并網的作用。
（見PPT）其實電動汽車本身也可以作為直接的儲能的方式，提升整個電力系統的靈活運行能力。比如說我們這里對比了四種方式，最左邊是作為參考的固定電池的儲能方式，右邊三類是電池更換、V2G和退役電池的儲能，總體的結論是，電動汽車與可再生能源的協同，它的成本是低于固定電池儲能的，但是主要的影響因素就在于市場規(guī)模足夠大，能夠將動力電池成本下降得足夠快，導致現在電動汽車的儲能成本相對于其它的固定式儲能更低。
剛才做的是硬件的儲能成本的分析，在我們做調研的時候發(fā)現，用戶對電動汽車儲能的接受度是要打一個問號的，比如說我們這張圖是基于我們的調查得出的不同車型用戶對于V2G或者說電動汽車儲能的認可度。我們這里主要是針對兩種并網方式，一種是電動汽車參與的需求響應，也就是改變它們的充電時間，一種虛擬充能的方式。另外一種是V2G，通過電動汽車放電來實現儲能的方式，問用戶對這兩種方式的接受程度，可以看到每種車型用戶的接受度都有比較大的差異，總體來講都不高，哪怕是對于私家車來講，他對需求響應的接受度在50%左右，但是對V2G來講，所有的車主都有比較大的接受難度。而且這跟它的成本也存在一定的相關性，也就是說當我們的電池成本越貴，到目前我們這個電池成本可能還是比較貴的，在這種情況下，用戶對V2G的接受程度可能會進一步降低。比如說我們這張圖里電池的成本如果幾乎是0的話，私家車用戶對V2G的接受度可以達到20%。但是實際上我們的電池成本還是比較貴的，以目前的成本，平均轉化成本大約是8毛錢，根據我們的問卷結果，認可V2G方式的用戶不到5%。根據這個分析，從硬件的角度來講，對用戶來講它的成本是有限的，收益更大，但是對用戶的直觀的認識來講，能接受這種方案的用戶是非常少的。
我們進一步分析，為什么很多用戶對V2G沒有很好的接受度的原因，我們大致梳理可能存在兩方面的原因，一方面是因為充電費用可能提升，我們知道電池是一個比較重的設備，我做了儲能之后，在車上又增加了一塊電池，導致車輛的電耗提升，全生命周期充電的成本就會提升，對用戶來講直接增加負擔，而且對于能量密度相對比較低的電池技術，這種問題會更嚴重，它的充電成本提升速度會更快。另一方面，同樣是由于電池的成本是比較貴的，我們每增加這么一塊電池，我們期望它能夠給我們帶來一個比較直接的續(xù)航能力的提升，但是由于我們增加這塊電池，導致我們的車輛的續(xù)航可能也會受到影響，而且這個影響會隨著電池容量越來越大，重量越來越重之后，對續(xù)航的影響會越來越大，也就是說實際的續(xù)航能力與理論續(xù)航提升的速度偏離的差距會越來越大，所以導致目前我們在已有已經相對比較重的電池上增加一塊儲能電池的可能性或者用戶的接受度，就會越來越困難。可能是進一步導致電動汽車用戶對V2G這種儲能方式的接受度降低。
剛才我們所說的更多的還是電動汽車與電網互動的情況分析，另一個層面就是氫能，這是非常理想的與新能源或者說與電力系統做協同的方式，一方面來講，氫能與電力系統運行是解耦的方式，它的靈活度比電池儲能更高。另一方面相比于鋰電池儲能，氫能將功率單元和它的儲能單元分離，所以我們在做一些大容量儲能的時候，其實我們只要增加儲能單元的投資就可以。左邊這張圖里我們分析了不同的電量的情況下儲能系統成本變化的情況。簡單來說，我們在能量需求相對來說比較低，功率需求相對比較高的情況下，我們對鋰電池的需求更高一些，因為它的市場競爭力更高。但是隨著能量的需求越來越大之后，燃料電池+氫的儲能方式，相比之下它的經濟性會更加凸顯。但是同樣存在一個問題，如果我們只是在電力系統做儲能的這種應用，氫能存在一個效率存在的問題，因為多了一層氫能的轉換。只有當電力成本非常低的時候，再實現一個放電的過程，它才是經濟的方式。在發(fā)電成本相對來說比較高的時候，目前新能源發(fā)電規(guī)模還是比較小的時候，我們認為最好還是實現多能的互補，也就是電力與熱力，乃至于油氣之間的互補，這樣才能彌補氫能轉換效率損失比較高的問題。
還有一點是市場環(huán)境，這方面說的已經很多了，我們需要一個比較靈活的電力市場來銜接我們的波動性的可再生能源發(fā)電和電動汽車用戶的行為，這方面的核心觀點認為，未來的集成運營商可以作為非常重要的角色，它的并網效率相對來說是更高的，這些集成運營商也能更好地幫助退役的動力電池應用在一些其它的二次儲能利用的場景里面。
目前潛在的集成運營商有很多的備選方案，比如說電動汽車充電運營商，或者說一些新生的售電服務商，他們可能都是非常好的集成運營商的主體，因為他們相對來說獲得電動汽車這種資源的售電商，在未來的市場售價方面具有更強的競價能力。
最后說一下結論，首先我們認為電動汽車與可再生能源具有巨大的協同發(fā)展?jié)摿?，根據剛才的分析，大約1億輛電動汽車理論的儲能能力可以實現我們日內大規(guī)模高比例的可再生能源的并網，這樣的作用可以說是非常明顯的。第二，目前電動汽車產業(yè)已經成為儲能成本下降的一個關鍵的驅動力，儲能成本下降之后，可再生能源系統并網的成本就會明顯的降低，從而提升新能源并網的規(guī)模。第三，電動汽車也可以通過有序充電、V2G、電池更換的方式來實現與可再生能源的直接互動，但是這種方式實現是存在一定成本的，但是對比它所帶來的效益，我們認為還是有很大的經濟性，問題就是要更好地教育用戶，引導電動汽車用戶的并網行為或者充電行為，來發(fā)揮這部分的潛在的儲能的潛力。氫能方面，我們認為氫能是靈活性最高的儲能方式之一，特別相對于鋰電池來講，它可以實現電網運行的解耦，它非常適合大容量、長周期的儲能方式。目前氫能在中國發(fā)展的基礎是比較薄弱的，而且在電力系統的運行中存在效率存在的問題，所以首先需要構建多能互補的體系，才能提升氫能儲能的效率。最后一點，我們認為市場和商業(yè)模式是影響協同效果的一個非常重要的因素，特別是一些商業(yè)模式的創(chuàng)新，新的繼承商、充電服務商的引入，能夠更好地幫助我們的客戶，形成上游可再生能源的互動。
這就是我今天要給大家介紹的內容，謝謝大家。
（本文根據現場錄音整理，未經本人審核）
