經(jīng)過十余年的努力，我國以電動汽車為主體的新能源汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，不僅使中國汽車工業(yè)縮短了與國際先進水平的差距，還引導世界汽車工業(yè)向電動化轉(zhuǎn)型。電動車的規(guī)模化推廣給電網(wǎng)帶來了新的課題，如何利用車網(wǎng)協(xié)同措施讓電動汽車根據(jù)電網(wǎng)的載荷選擇充電時間，根據(jù)電網(wǎng)的需要適時向電網(wǎng)回饋電能，成為業(yè)界探討和試驗的方向。
全球范圍內(nèi)，車網(wǎng)協(xié)同的項目基本隨著電動汽車的普及而鋪開。根據(jù)世界資源研究所（World Resources Institute，簡稱WRI）的調(diào)研顯示，截至2018年底，全球共有約50個車網(wǎng)協(xié)同的實踐案例，其中大約有九成分布在歐洲和美國。6月18日，在中國電動汽車百人會聯(lián)合世界資源研究所舉辦的中國電動汽車與電網(wǎng)協(xié)同路線圖研究發(fā)布會上，德國國際合作機構(gòu)能源項目轉(zhuǎn)型主任Anders Hove分享了歐美智能有序充電的進展情況。
1、什么是智能有序充電
據(jù)Anders Hove介紹，智能有序充電是智能電動汽車生態(tài)系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵要素，是指電動汽車充電站和充電運營商共享數(shù)據(jù)的連接，以預測電力供應、電力需求、駕駛需求的充電量，優(yōu)化充電時間和充電時長，滿足所有用戶的要求。車網(wǎng)協(xié)同是智能充電技術(shù)的一種形式，電動汽車不僅可以從電網(wǎng)接收消納電能，在需要時還可以向電網(wǎng)注入電能，起到儲能和調(diào)控的作用。
從當前的情況來看，由于電動汽車的數(shù)量還少，對電網(wǎng)的影響并不大，但國際能源署預計，2030年大部分電動車將由私人所有，多數(shù)在慢速充電器上充電，慢充總消耗電量預計可達全球電動汽車60%以上。如果充電時間集中在某一高峰期時，就需要進行大規(guī)模電網(wǎng)升級。為降低大規(guī)模升級電網(wǎng)的成本，智能充電應運而生。最簡單的智能充電方法是按照使用時間確定充電電價，即峰谷電價。據(jù)分析，這種方法可以將高峰期充電負荷降低一半以上，同時可以降低基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。
2、歐洲三種充電標準
據(jù)Anders Hove介紹， 現(xiàn)在歐洲現(xiàn)有三種充電標準，分別是特斯拉的超級充電站標準、日本的CHAdeMO的標準、美國和大部分歐洲國家使用的CCS標準。
因為日本的CHAdeMO標準2.0版本一開始就支持直流有序充電與雙向充放電（V2G），所以歐洲大部分V2G試點項目都采用這個標準。Tesla早期對V2G技術(shù)不屑一顧，但新Tesla車型已經(jīng)安裝雙向充電軟件代碼，這個代碼可以通過軟件更新實現(xiàn)。CCS標準涉及到不同公司、不同電池和充電網(wǎng)絡，是三個標準當中最復雜的一個，根據(jù)官方在2018年底給出的路線圖，預計要到2025年才能具有支持雙向充放電V2G的能力。
3、歐洲的智能有序充電試驗
經(jīng)過十余年的發(fā)展，國際上的車網(wǎng)協(xié)同試點項目已經(jīng)完成了從技術(shù)可行性驗證向商業(yè)模式驗證的轉(zhuǎn)變。從具體內(nèi)容來看，這些試點項目幾乎覆蓋了所有的應用場景，測試規(guī)模逐漸擴大。
汽車制造商正在與能源公司、軟件公司和電網(wǎng)運營商合作，探索 V2G 的優(yōu)勢。三菱汽車公司于2017年開始在荷蘭進行V2G試點項目，目的是驗證V2G技術(shù)是否可行，并提供容量儲備和平衡服務。試點項目有10臺10kwV2G充電裝置與10輛插電式電動汽車。此次試點，三菱汽車就聯(lián)手了當?shù)氐碾娋W(wǎng)公司、V2G解決方案提供商、V2G聚合商以及硬件設(shè)備提供商共同進行。目前，荷蘭已售出2.5萬輛三菱歐蘭德插電式混合動力汽車。
雷諾集團的試點則是探索經(jīng)濟上可行的智能充電實施方案。2019年，雷諾集團在荷蘭的第一個大規(guī)模V2G試點項目，部署了15輛配備V2G充電功能的車隊。與其它項目不同，雷諾將V2G裝置放置在車輛內(nèi)部，充電終端方面只需要進行簡單廉價改造就可以實現(xiàn)V2G功能，減少了在基礎(chǔ)設(shè)施上的投資。雷諾也借此項目來驗證車端的雙向充電產(chǎn)品，并為未來的標準制定打下基礎(chǔ)。未來雷諾還將在法國、德國、瑞士、瑞典、丹麥推出試點計劃。
V2G 試點項目越來越多地將重點放在電網(wǎng)負載轉(zhuǎn)移和調(diào)峰以外的服務上。
菲亞特克萊斯勒集團（下稱FCA）的2019-2021年總預算為50億歐元的工業(yè)計劃中，包括有建設(shè)車輛到電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施和光伏工程。今年6月初，F(xiàn)CA開始在意大利都靈建設(shè)V2G試點基礎(chǔ)設(shè)施。初步規(guī)劃中將安裝32根V2G充電樁，用來連接64輛電動車，到明年年底會擴大到700輛電動汽車互聯(lián)，裝機容量達到25兆瓦。該設(shè)施作為一個虛擬發(fā)電廠，由意大利電網(wǎng)運營商Terna提供包括調(diào)頻在內(nèi)的服務。該項目還將建立交通實驗室，用以評估電動汽車的性能和電網(wǎng)的服務能力。
V2G 電動車可以作為移動電站幫助解決電力系統(tǒng)的供需平衡問題。日產(chǎn)在德國哈根進行的試點項目就證明了這一點。日產(chǎn)聆風是首款通過德國平衡能源市場預審的電動汽車，證明了V2G電動汽車可以滿足參與平衡能源市場的法規(guī)和技術(shù)的要求。據(jù)介紹，在這個項目中，一輛電動車一周為電網(wǎng)提供8kW的電能可以獲得20歐元的收益。而且，對于哈根這個規(guī)模的城市（19萬居民）而言，只需要20到30輛車就能夠穩(wěn)定當?shù)氐碾娋W(wǎng)頻率。
V2G電動車也可以通過虛擬電廠參與需求響應。2018年，Enel X公司在美國加州安裝了6000多個電動汽車智能聯(lián)網(wǎng)充電樁，構(gòu)成30MW、70MWH虛擬電廠，作為需求響應資源參加加州電力現(xiàn)貨市場。
現(xiàn)在很多公司開始在離網(wǎng)環(huán)境中對智能充電系統(tǒng)進行測試。2018年，雷諾在葡萄牙圣波爾圖島建設(shè)了一套智能電動汽車生態(tài)系統(tǒng)。圣波爾圖島位于大西洋，不與大陸連接，該項目利用電動汽車以及退役電池，通過充電和V2G來提升該島的能源獨立性，以減少對石油的需求，同時提高可再生能源的利用率。
4、智能有序充電服務面臨三大挑戰(zhàn)
當前，歐洲越來越多的汽車、電網(wǎng)和服務公司正在探討新的商業(yè)模式，使智能有序充電服務在經(jīng)濟上對買家更有吸引力。但當前智能有序充電模式還面臨著一些挑戰(zhàn)。
第一，智能充電一直存在著投資成本高的問題。解決這個問題的辦法很多，比如政府提供補貼的方式，但Anders Hove認為，電網(wǎng)公司將V2G的收入作為設(shè)備資金使用將會是未來可能的商業(yè)模式之一。在美國Vermont州，當?shù)仉娋W(wǎng)公司采用向特斯拉車主支付安裝Powerwall儲能設(shè)施和充電樁的費用辦法吸引車主參加項目，交換條件是車主允許電網(wǎng)公司控制Powerwall和車輛充電，并且參與電力服務，使電網(wǎng)公司可以用峰谷差價或電力市場收益覆蓋前期設(shè)備投入。
第二，智能充電與V2G沒有統(tǒng)一標準的問題。不過這個問題會隨著該產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟而逐漸建立起來，不存在太多障礙。
第三，電動汽車如何參與電力市場運營的問題。這是智能有序充電發(fā)展遇到的最主要的挑戰(zhàn)，需要建立起完善的電力現(xiàn)貨市場和輔助服務市場，才能讓消費者參與到市場運營當中。
整理：沈承鵬
