中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日下午的“電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互聯(lián)”專場，國家發(fā)改委能源研究所研究員劉堅(jiān)博士在會上分享了主題報(bào)告《電動(dòng)汽車參與電力系統(tǒng)儲能的模式與影響分析》，以下為演講實(shí)錄：
劉堅(jiān)：各位來賓，下午好，非常感謝大家今天下午參加電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互聯(lián)專場，我是來自國家發(fā)改委能源研究所的劉堅(jiān)。我的這個(gè)介紹內(nèi)容分為，以下幾個(gè)內(nèi)容包括電動(dòng)汽車跟電網(wǎng)互動(dòng)的主要幾種模式，未來與電動(dòng)汽車參與儲能的這樣技術(shù)潛力多大，具體在做電動(dòng)汽車儲能的具體的案例，做一些介紹。第三個(gè)問題也是介紹里面核心的問題就是目前電動(dòng)汽車儲能面臨的一些具體的問題，詳細(xì)來講的話，分為三個(gè)角度來說包括目前這樣的價(jià)格問題，還有市場問題，也會提一些建議。
這個(gè)圖就是目前現(xiàn)在電動(dòng)汽車的一個(gè)大的背景，因?yàn)閿?shù)量仍然是議題最根本的背景，我們知道中國的這個(gè)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)，實(shí)際上是由大力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的，這樣的一個(gè)示范項(xiàng)目，然后2013年開始全國性這種購置補(bǔ)貼的這樣一個(gè)政策，然后像一些重點(diǎn)城市北上廣這些城市，有對電動(dòng)汽車特殊的扶持政策，也是推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。補(bǔ)貼大家也都知道正在逐步的推廣，引入了新的市場化模式，促進(jìn)電動(dòng)汽車成本的補(bǔ)償，除了車輛本身之外，涉及到的一些其他的政策，像充電服務(wù)費(fèi)，希望能夠給予這樣的一個(gè)電動(dòng)用戶更加完善的這樣綜合服務(wù)的這樣一個(gè)效果。
可以看到右邊這個(gè)圖就是數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，2018年的話已經(jīng)是年度銷量超過125萬輛，但是與國外的情況不太一樣由于國內(nèi)的政策更多的是比如說補(bǔ)貼的話，跟電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航有緊密的掛鉤的，所以基本上來講的話，就是中國的這個(gè)電動(dòng)汽車總保有量里面，純電動(dòng)汽車占比比較高這樣的一個(gè)結(jié)果。
再來看一下就是電池產(chǎn)量的結(jié)構(gòu)，這個(gè)圖其實(shí)想說明一個(gè)問題就是實(shí)際上目前這個(gè)電動(dòng)化儲能更大一部分來自電動(dòng)汽車，總的累計(jì)的電池的產(chǎn)量的一個(gè)統(tǒng)計(jì)，到2018年，總的這個(gè)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池它的累計(jì)的產(chǎn)量已經(jīng)大約達(dá)到2億千瓦時(shí)這個(gè)規(guī)模，這個(gè)就是固定式儲能的統(tǒng)計(jì)，除了鋰離子電池之外也涵蓋了一些其他的典型的電池，包括鉛酸這些的，總的裝機(jī)規(guī)模大約是1G瓦，也就是四百萬千瓦時(shí)這樣的規(guī)模。所以相比于這個(gè)動(dòng)力電池的市場規(guī)模來講的話是非常小的，大約也就是2%的這樣的規(guī)模?？傮w來講的話，電動(dòng)汽車這樣的數(shù)量規(guī)模推動(dòng)了整體電池成本下降，如果電動(dòng)汽車本身作為一個(gè)儲能的單元，來參與到整體的這個(gè)電力系統(tǒng)儲能來講的話，它會產(chǎn)生非常重要的戰(zhàn)略的價(jià)值，比如說我們這個(gè)圖里面把這個(gè)電動(dòng)汽車和可再生能源之間進(jìn)行了一個(gè)聯(lián)系，可以幫助我們上游吸納更多的可再生能源，反過來新能源越來越多之后，里面有更多的新能源占比，可以解決目前電動(dòng)汽車的爭議，中國大量還是媒電，排放水平是逐步的降低?？傮w來講他們之間的協(xié)作，通過儲能這種方式產(chǎn)生這樣的互動(dòng)協(xié)作可以解決各自在發(fā)展過程當(dāng)中面臨的關(guān)鍵的問題。
電動(dòng)汽車儲能有一些技術(shù)的條件，比如說最關(guān)鍵的就是它的電池這樣一個(gè)技術(shù)水平的提升，比如說這個(gè)圖里面我們是對最近幾年這個(gè)國內(nèi)電動(dòng)汽車的它的這個(gè)電池參數(shù)進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)計(jì)，包括像車輛的續(xù)航，平均的續(xù)航，這個(gè)成長的能效，單車的電池的容量，電池的容量密度等等，總得來講可以看到進(jìn)步的速度還是非常明顯的，像電池容量都有翻倍的提升，能量密度也有50%這樣的提升，百公里電耗有所下降，都是一個(gè)進(jìn)步的趨勢，這樣背景下可以聯(lián)系到電動(dòng)車儲能的，這是一個(gè)示意圖，它的意思就是說如果這個(gè)動(dòng)力電池扣除掉出行所需要的電量來講，所剩余的充放電的能力會有什么變化，這兩個(gè)技術(shù)參數(shù)就是電池的容量以及它的這個(gè)循環(huán)壽命，這兩者不停進(jìn)步使得我們新車新售出的電動(dòng)汽車，就會大幅提升。根據(jù)我們測算來講的話就是去年新售的電動(dòng)汽車普遍開始具有這樣的富有充放電能力的情況，這種電量會達(dá)到接近四百千瓦時(shí)這樣的概念，利用每輛車這樣的充放電能力的，去做價(jià)差的套利來講的話它的收益還是非常明顯的。
我們這里大致看一下就是電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的幾種典型的模式，電池更換還有這個(gè)第一類稍微有點(diǎn)不同，是一個(gè)單向的通過調(diào)節(jié)充電時(shí)間，去實(shí)現(xiàn)虛擬儲能的作用，后面幾種是電動(dòng)汽車跟電網(wǎng)雙向驅(qū)動(dòng)的模式，這個(gè)大家比較了解，不具體說了，這也是我們可能兩年前做的一個(gè)研究的，就是假設(shè)2030年有一億輛電動(dòng)汽車的規(guī)模，來評估幾種儲能方式，總的儲能的這樣能力。通過V2G這樣來講的話，可以提供5T瓦時(shí)的儲能能力這樣的規(guī)模的話差不多就是4倍這樣的規(guī)模，按照8小時(shí)的放電時(shí)間，1.5億千瓦的這種資源去評估的。
我們也對比的新能源消納這樣的作用，如果風(fēng)能和太陽能裝機(jī)達(dá)到15億千瓦的話，這樣的規(guī)?？梢詫?shí)現(xiàn)就是3.3小時(shí)的新能源發(fā)電的連續(xù)的充電，如果平均分到每一天新能源的出力小時(shí)來講的話可以保證兩天的新能源消納的這樣的需求，也就是說未來如果我們可以充分利用電動(dòng)汽車這樣的儲能資源的話，未來新能源可以通過電動(dòng)汽車解決，這個(gè)圖是一個(gè)大體上面電動(dòng)汽車的儲能的分布，跟電動(dòng)車數(shù)量的分布非常接近的，像廣東、上海、北京，這些電動(dòng)汽車比較多的地區(qū)，比較集中的地區(qū)。從這張分布來講的話，其實(shí)就會看出未來可以跟這種發(fā)電做一些結(jié)合，很大程度上面可以幫助我們實(shí)現(xiàn)這樣的一個(gè)去中心化的能源供應(yīng)體系的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)圖是我們做的一個(gè)案例研究，針對蘇州的一個(gè)電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)運(yùn)行的分析，我們預(yù)測同樣也是2030年，預(yù)測到總的大概64萬輛，參與V2G對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響，左邊這個(gè)圖就是隨機(jī)充電的結(jié)果可以看到紅色的這個(gè)曲線基本上就是電動(dòng)汽車它雖然在有一定的充電負(fù)荷但是更多的集中在傍晚，電動(dòng)汽車隨著充電之后，使得系統(tǒng)的這樣的差進(jìn)一步會被拉大。通過電動(dòng)汽車儲能這種方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)調(diào)節(jié)的話，右邊這個(gè)圖的話可以看到還是可以起到比較明顯的這樣的作用的。特別是在凌晨和午間跟風(fēng)電太陽能發(fā)電的這樣的聯(lián)系，或者就是互動(dòng)，還是有一定的這樣的技術(shù)潛力。
剛剛說的是一個(gè)技術(shù)潛力這個(gè)問題，再看一下電動(dòng)汽車儲能的經(jīng)濟(jì)的這個(gè)問題，這個(gè)國外研究比較多，收集了相關(guān)的一些研究成果，上面幾類在德國美國歐洲的一些國家，他們所做的案例的研究，有部分試點(diǎn)項(xiàng)目，有一部分就是研究的一個(gè)結(jié)果，總的來講的話，我們看到如果電動(dòng)汽車可以去參與一些比如說像調(diào)頻這種服務(wù)的話，它其實(shí)產(chǎn)生的這樣的價(jià)值還是非常高的，差不多每年可以超過兩千，就是比較高的情況下可以超過兩千美元。國內(nèi)也有一些案例研究，總的來講的話就是如果我們最后的歸類來講的話，電動(dòng)汽車可以實(shí)現(xiàn)跟電網(wǎng)更多的分離，比如說可以把電池跟車運(yùn)行可以結(jié)合的話，它的價(jià)值會更高一些，如果使用車載電池的話，V2G相對來說更低一些，采用這種單向的調(diào)節(jié)的話，它的價(jià)值可能又會更低一些，總體來講的話這樣的規(guī)律，高中低這樣的價(jià)值的排列，跟國外的情況也有比較相似的地方。
剛剛我們說到的這個(gè)就是電動(dòng)汽車儲能價(jià)值的問題，剛剛說一下成本的問題，核心的成本問題就是在于它的電池充放電導(dǎo)致，你服務(wù)電網(wǎng)肯定是有額外的充放電的這樣的損失使得電池快速老化，可能會更快速的老化，會帶來這部分的成本，除了這部分成本之外，還有一些其他的成本，這里面我大致梳理了三個(gè)環(huán)節(jié)，包括電網(wǎng)側(cè)的成本，還有電網(wǎng)的成本，電網(wǎng)的成本來講的話，主要就是由于這個(gè)配電網(wǎng)升級的成本，電動(dòng)汽車對這種雙向的充放電會導(dǎo)致我們這個(gè)負(fù)荷側(cè)的變化，會產(chǎn)生這樣的額外的檢修的成本，中端來講的話就是因?yàn)闀幸徊糠殖杀咎嵘?，相比目前單向的話可能會?0%到100%額外的成本可以通過規(guī)模化生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)成本的降低，特別是現(xiàn)在很多充電裝具備了這樣雙向充電的能力，車端來講的話分兩種情況，一個(gè)就是交流車載充電機(jī)來講的話，可能會增加一部分的少量的這樣的逆變模塊還有保護(hù)回路的成本，如果反向充電的話可以簡單一些，利用現(xiàn)有的接口改變少量的這樣的保護(hù)設(shè)置就可以的。
所以總得來講，我們?nèi)绻闯杀具@樣的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上相對比較少，使得他們成本降低，但是我們認(rèn)為實(shí)際上少量的這樣的配電網(wǎng)升級，提高能力之后，這部分的成本雖然有一部分這樣的升級的成本，但是它可以很大程度上釋放我們電動(dòng)汽車這樣的一個(gè)靈活充放電的資源，還有包括像固定式的儲能，以及分布式的光伏的資源都需要這樣的過程，總的來講這部分的升級會帶來非常大的收益。其實(shí)隨著分布式的能源越來越擴(kuò)大，會有輸電成本的需要，也會大幅度的降低，實(shí)際上這部分網(wǎng)端的成本，升級所帶來的這樣的成本實(shí)際上是相當(dāng)高的。
剛剛說到了很多的理論問題，看一下實(shí)際的情況，國內(nèi)目前其實(shí)已經(jīng)有一系列的相當(dāng)多的電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)運(yùn)行做充電或者儲能的這些相關(guān)的案例，我這個(gè)圖里面是后面還有一些專家包括電網(wǎng)公司包括像科研院所所做的一些實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，這個(gè)圖里面列的是一個(gè)工信部還有全球環(huán)境基金還有聯(lián)合文化組織在去年啟動(dòng)的電動(dòng)汽車綜合運(yùn)用商業(yè)化推廣項(xiàng)目，也是聚焦在智能汽車的充放電的運(yùn)行。它的這種示范從兩個(gè)角度展開了，當(dāng)?shù)卣容^支持這一塊的技術(shù)，另一方面來講的話，當(dāng)?shù)氐碾妱?dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)也是有比較好的基礎(chǔ)。
再看一下剛剛說到很多成本還有效益的問題，現(xiàn)在一個(gè)關(guān)鍵的問題就是實(shí)際要推廣電動(dòng)汽車儲能，還是面臨一些具體的障礙，障礙來講的話，其實(shí)我們首先還要看一下國外已經(jīng)有的一些研究，因?yàn)榭赡茉贗EA他們較早之前就成立了一個(gè)電動(dòng)汽車V2G的工作組來分析這相關(guān)的一些包括技術(shù)包括市場包括政策方面的一些問題，它就將這個(gè)問題方面，就是將這個(gè)電動(dòng)汽車儲能的問題分為兩類，一個(gè)就是V2X，V1G就是通過調(diào)節(jié)充電時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的問題，V2X就是V2G就是一類的，車輛與建筑互聯(lián)，車輛與本地的負(fù)荷的這樣一個(gè)協(xié)同，也是可以作為這樣的V2X的這種應(yīng)用方式?？偟膩碇v其實(shí)跟V2G也是比較相似的，也有一系列的問題，從三個(gè)角度梳理的，包括實(shí)際的軟硬件的缺失還有商業(yè)模式利益相關(guān)方如何達(dá)成相關(guān)的協(xié)作的問題，還有政策方面的問題，總的來講的話，他們的這個(gè)研究的結(jié)論來講的話，就是實(shí)際上如果電動(dòng)汽車就是具備的解決當(dāng)?shù)乇镜氐倪@樣一個(gè)負(fù)荷的調(diào)節(jié)來講的話，它的障礙其實(shí)比較少的，直接可以通過現(xiàn)有的信號，如果這個(gè)價(jià)格機(jī)制可以傳遞到用戶側(cè)的話，它這樣的一個(gè)商業(yè)模式實(shí)際上是比較成熟的但是問題比較大的就是如果電動(dòng)汽車想去參與一些上游的這種應(yīng)用，比如說像調(diào)峰之類的可能就會存在兩大方面的問題，第一方面就是政策會存在一些門檻，作為電動(dòng)汽車這樣的單元，直接參與市場會存在很多的這樣一個(gè)具體技術(shù)的量的這樣的限制。
另一方面來講的話，還是商業(yè)模式不太成熟因?yàn)榫褪欠稚⒌挠脩魜碇v的話，它參與這些就是比較成熟的電力市場交易來講的話，可能還是會有一些障礙?；氐絿鴥?nèi)來講的話，我們這邊其實(shí)也是可以大致梳理一下電動(dòng)汽車它去做儲能可能實(shí)現(xiàn)的幾種商業(yè)模式，首先還是電價(jià)，就是說簡單來說就是峰谷電價(jià)，最開始2014年的時(shí)候，發(fā)改委出臺了這個(gè)政策，就已經(jīng)明確鼓勵(lì)電動(dòng)汽車在低谷用電實(shí)現(xiàn)這樣峰谷充電，來調(diào)節(jié)峰谷，去年這個(gè)又出臺了一個(gè)創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見，鼓勵(lì)電動(dòng)汽車提供儲能服務(wù)，來通過這個(gè)峰谷價(jià)差獲得收益，有這樣的頂層的政策設(shè)計(jì)，實(shí)際上最后政策的落地還是存在一些問題，其實(shí)現(xiàn)在很多地方很多領(lǐng)域并不是能夠很好的執(zhí)行這樣的峰谷電價(jià)，很多情況下用戶其實(shí)體會不到峰谷差，沒有太多的積極性做儲能的這種服務(wù)。
第二類，就是所謂的批發(fā)市場里面的應(yīng)用，包括像現(xiàn)貨市場這些，可能就是輔助服務(wù)來講的話，其實(shí)每個(gè)地區(qū)不太一樣的，都有一些門檻，比如說對于資源它的調(diào)峰率，持續(xù)的時(shí)間都有要求的，放電時(shí)間4小時(shí)以上，調(diào)頻來講的話，可能要求更高一些，充放電時(shí)間會略低一些，總的來講的話，同時(shí)也可以看見其實(shí)類似的相關(guān)市場也一樣的，它的要求更多的在你對電動(dòng)汽車來講的話，充電量的要求上面，對于這種門檻來講的話就是比較難的，無論是車輛也好還是充電場所也好，很難實(shí)現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定功率還有穩(wěn)定的持續(xù)放電時(shí)間的，就是與具體的地理點(diǎn)做接入的話，就是對標(biāo)現(xiàn)在政策要求來講的話，還是有很大的差距的。
最后一類就是需求響應(yīng)，國內(nèi)五個(gè)地方在做試點(diǎn)江蘇那邊的補(bǔ)償力度還是很高的，它的門檻相對來說也會低一些，但是問題就是說雖然它單位千瓦這樣的補(bǔ)償?shù)牧亢芨撸碗妱?dòng)汽車來講的話，單純依靠這個(gè)響應(yīng)來講的話，很難彌補(bǔ)它的這個(gè)成本的。針對很多的這方面的問題，就是我們同樣可以看一下REA它的一些具體的建議，提出了三方面的解決方式，包括技術(shù)，接受度方面的一些建議，技術(shù)方面來講的話，就是核心來講要將現(xiàn)在的電力行業(yè)還有交通車輛行業(yè)很多標(biāo)準(zhǔn)可以協(xié)同起來，電池老化一個(gè)核心的問題，就是電池的衰減要各個(gè)的利益相關(guān)方電網(wǎng)企業(yè)還有車企達(dá)成一個(gè)共識，除此之外就是剛剛說的比較多的市場機(jī)制還有監(jiān)管的問題，市場機(jī)制的問題不再多說了。社會接受度的問題，很大程度上面需要去依賴商業(yè)模式的創(chuàng)新，讓用戶可以真正體會到這樣的價(jià)值，提供這個(gè)儲能服務(wù)所能得到的這樣的收益問題。
最后來做一個(gè)總結(jié)，首先我們認(rèn)為電動(dòng)汽車還是有非常大的這樣的推廣前景的，無論在市場經(jīng)濟(jì)性還是市場前景來說的話，還是認(rèn)為這個(gè)目前現(xiàn)有的充電價(jià)格需要進(jìn)一步的完善，特別要落實(shí)這個(gè)電價(jià)，確保價(jià)格可以充分的讓消費(fèi)者可以認(rèn)識到，第二個(gè)環(huán)節(jié)就是電力市場本身它的輔助服務(wù)這些環(huán)節(jié)要不斷的完善，這是它一個(gè)大體的環(huán)境的問題，對于電動(dòng)汽車來講的話，核心的首先還是要有一個(gè)負(fù)荷集中商，還是目前可見的比較合理的商業(yè)模式，通過這樣的第三方包括它可以更好的讓電動(dòng)汽車這種用戶跟上游的電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)銜接，里面可能有一些包括現(xiàn)在的充電運(yùn)營商都可以作為一個(gè)比較好的負(fù)荷集成商這樣的主體。我們知道電動(dòng)汽車剛剛知道一個(gè)非常分散，如果單點(diǎn)的話它的可靠性比較低，規(guī)律也比較差的，如果可以通過平臺化的管理，將分散電動(dòng)汽車作為一個(gè)整體來接入的話，它的可靠性還有它的這種可預(yù)測性就會明顯的提升，類似于目前這種虛擬電場的管理方式，我認(rèn)為這種管理方式需要進(jìn)一步完善的問題，第三點(diǎn)就是整體的計(jì)量問題，很難直接觀測到這個(gè)電動(dòng)汽車本身的充放電的行為，所以我們認(rèn)為就是中間公司也可以做一些具體的工作，讓電動(dòng)汽車的充放電的負(fù)荷跟這個(gè)電秒的數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)核減，可以很好的有技術(shù)儲能方式。
這個(gè)就是涉及到一些車端網(wǎng)端還有充電設(shè)施以及電池老化這方面的一些問題，這些問題可能都是要去解決實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車都要解決的一些問題，這是我今天給大家分享的內(nèi)容，謝謝大家！
（本文根據(jù)演講錄音整理，未經(jīng)演講人本人審核）
