電動汽車儲能,挑戰(zhàn)電網(wǎng)未來?
電動汽車儲能,挑戰(zhàn)電網(wǎng)未來?
實(shí)習(xí)記者 潘秋杏
如果只看規(guī)模,中國的動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)是全球第一了。不過,一旦審視成本、智能充電技術(shù)等因素,電動汽車的電力系統(tǒng)儲能還處在非常初級的階段。
2018年2月,一份由美國自然資源保護(hù)協(xié)會(NRDC)與國家發(fā)改委能源研究所、中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布的報(bào)告預(yù)計(jì),到2030年,全國各類電動汽車保有量有望突破一億輛,同時(shí),電動汽車本身也可以成為規(guī)模可觀且經(jīng)濟(jì)高效的儲能資源。其中,車電互聯(lián)( V2G)儲能應(yīng)用潛力最高,但其市場化推廣取決于電池技術(shù)進(jìn)步與成本下降速度。
電動汽車儲能成本將低于同期固定電池
.通過有序充電( SC)、車電互聯(lián)(V2G)、電池更換(BS)、退役電池儲能( RB)四類儲能方式,電動汽車可作為分布式儲能,為電力系統(tǒng)提供可觀的靈活性資源,進(jìn)而有效提升電力系統(tǒng)對波動性可再生能源的消納能力。
《電動汽車儲能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究》課題組的研究顯示,在四類電動儲能模式中,有序充電成本最低,但其儲能應(yīng)用潛力受限于車輛出行強(qiáng)度;電池更換儲能靈活度最高,但僅適用于特定車型;V2G儲能應(yīng)用潛力最高,但其市場化推廣取決于電池技術(shù)進(jìn)步與成本下降速度。
在V2G儲能模式T,當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過高時(shí),由電動汽車儲能源可向電網(wǎng)饋電;而當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí),電動汽車客運(yùn)存儲電網(wǎng)過剩的發(fā)電量,避免造成浪費(fèi)。
除通過有序充電參與電力需求響應(yīng),其他各類電動汽車儲能方式目前都涉及電池老化成本,但隨著動力電池成本的快速下降,電動汽車儲能的經(jīng)濟(jì)性將得到提升。
報(bào)告指出,到2030年,四類電動汽車儲能方式都將具有負(fù)荷側(cè)峰谷電價(jià)套利的經(jīng)濟(jì)性,且低于同期固定電池儲能成本。其中,電池更換和V2G模式的儲能均化成本最低。
對于V2G,除常規(guī)成本因素外,其實(shí)際應(yīng)用還受到電動汽車用戶參與意愿的影響。不同于固定電池儲能,V2G車型動力電池的綜合經(jīng)濟(jì)性和市場接受度受交通運(yùn)輸和電力系統(tǒng)儲能的共同影響。
“現(xiàn)階段相對來說比較好實(shí)現(xiàn)的是有序充電,實(shí)際上V2G能夠發(fā)展起來,對整個(gè)儲能模式有顛覆作用,所以我們也希望通過這些課題,去考慮未來電動汽車到底會對現(xiàn)有儲能的項(xiàng)目模式有多大的顛覆作用。”中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟高級研究經(jīng)理李岱昕認(rèn)為。
電動汽車的電力系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值包括提供發(fā)電容量、提供發(fā)電能量(包含減少可再生能源棄電)、提供輔助服務(wù)及避免(或延緩)輸配電投資價(jià)值。發(fā)電商、電網(wǎng)公司分別通過降低燃料/減少棄風(fēng)、減少輸配電設(shè)施投資獲得價(jià)值。在電力市場中,電動汽車用戶、充電運(yùn)營商或充電負(fù)荷集成商是電動汽車儲能服務(wù)的提供方,其產(chǎn)生的成本可通過降低容量電費(fèi)、電量電費(fèi)等方式獲得補(bǔ)償。
為了充分發(fā)掘電動汽車的儲能價(jià)值,促進(jìn)價(jià)值在不同利益相關(guān)方之間的流動,國外部分地區(qū)已開始探索充電價(jià)格政策創(chuàng)新。
此外,國外一些電力公司推出了專門針對電動汽車車主的優(yōu)惠電價(jià),鼓勵(lì)用戶選擇非高峰時(shí)段進(jìn)行充電,有效地控制并利用電動汽車充電負(fù)荷。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)( BNEF)的統(tǒng)計(jì),美國已有27家電力公司推出了“居民電動汽車充電優(yōu)惠電價(jià)”,高峰和非高峰時(shí)段的充電電價(jià)差異最大可達(dá)8倍。此外,英國、西班牙、葡萄牙和澳大利亞的部分電力公司也開始推出類似服務(wù)。
其實(shí),服務(wù)成本也包含在充電價(jià)格里。國家發(fā)改委能源研究所助理研究員劉堅(jiān)博士表示,電動汽車的充電價(jià)格、定價(jià)機(jī)制應(yīng)該更多依賴于邊際價(jià)格,以便引導(dǎo)制定充電服務(wù)價(jià)格, “最關(guān)鍵的仍然是創(chuàng)新電動汽車允電價(jià)格機(jī)制,特別是制定專門的電動汽車充電價(jià)格,充分激發(fā)電動汽車儲能潛力”。
報(bào)告建議,在將電動汽車V2G及退役電池儲能納入分布式發(fā)電資源管理的同時(shí),對參與電力需求響應(yīng)及儲能服務(wù)的充放電行為給予綠色證書或碳積分。
“電動汽車?yán)鄯e的資源總量大,對于電網(wǎng)來說,是輕資產(chǎn)”
隨著電動汽車的普及和電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電動汽車本身可成為規(guī)模可觀且經(jīng)濟(jì)高效的儲能資源,具有巨大儲能應(yīng)用港力。
2017年中國電動汽車產(chǎn)量為79.4萬輛,全國電動汽車保有量超過170萬輛,2017年中國電動汽車銷量達(dá)到77.7萬輛,為全球電動汽車總銷量55%,是美國市場規(guī)模近四倍。考慮不同車型結(jié)構(gòu)及各類車型電池容量等因素,車載動力電池儲能能力接近90GWh。而截至2017年底,全國固定電化學(xué)儲能裝機(jī)容量約為389.8MW,若按半均4小時(shí)放電計(jì)算,合計(jì)儲能能力約1.6GWh。由此看來,車載動力電池儲能能力遠(yuǎn)超過固定電化學(xué)儲能容量。
“我們認(rèn)為,快速成長的電動汽車產(chǎn)業(yè)是儲能成本下降的一個(gè)非常重要的驅(qū)動力,中國有非常大的電動汽車產(chǎn)業(yè),且居于全球最領(lǐng)先地位,對儲能行業(yè)的影響沖擊力也是非常大的。”劉堅(jiān)博士在發(fā)布會上介紹說。當(dāng)前全球新能源汽車向電動化發(fā)展迅速。根據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì),2016年全球電動乘用車保有量超過200萬輛。德國、英國、荷蘭、法國、挪威、印度等國及部分汽車企業(yè)更是提出燃油汽車退出目標(biāo),為電動汽車的持續(xù)發(fā)展?fàn)I造了有利的政策環(huán)境。
報(bào)告指出,動力電池容量和智能充電水平是影響電動汽車儲能潛力避為關(guān)鍵的兩個(gè)因素。當(dāng)前電動汽車動力電池容量較有限,電池續(xù)航能力以滿足道路出行為主,車輛參與V2G將加速電池老化,給用戶帶來極高成本。
目前,智能充電技術(shù)不斷發(fā)展完善,為用戶提供更多便利。在國外已經(jīng)有車廠通過添加簡單程序,方便用戶靈活控制充電時(shí)間。例如,特斯拉的車載屏幕可以進(jìn)行延時(shí)充電設(shè)置,在客戶輸入的時(shí)間開始充屯,而手機(jī)可以遠(yuǎn)程終止充電,并設(shè)置允電電量。在充電設(shè)施一側(cè),添加簡單的軟件程序即可以實(shí)現(xiàn)智能充電,例如在充電APP上實(shí)時(shí)提示充電費(fèi)率的變動并鼓勵(lì)客戶在谷時(shí)進(jìn)行充電,對于谷時(shí)充電客戶給予一定獎(jiǎng)勵(lì)等措施。
報(bào)告建議降低電動汽車充電服務(wù)市場門檻,放開住宅及辦公地點(diǎn)充電市場,允許公共充電服務(wù)公司通過集中建設(shè)、集中運(yùn)行的方式為私家電動汽車用戶提供充電服務(wù),為未來電動汽車充電行為集中引導(dǎo)奠定基礎(chǔ)。
劉堅(jiān)表示,隨著電動汽車規(guī)模不斷提升以及電動汽車與電網(wǎng)互動技術(shù)日益成熟,電動汽車可依托分布式儲能、智能網(wǎng)聯(lián)等技術(shù)與模式創(chuàng)新,與可再生能源一起構(gòu)建新一代經(jīng)濟(jì)高效的智慧能源系統(tǒng),帶動中國能源工業(yè)整體變革。
“電動汽車會形成一個(gè)洼地,因?yàn)殡妱悠囁塾?jì)出來的資源總量非常大,對于電網(wǎng)來說,是輕資產(chǎn)。”中國電科院首席技術(shù)專家惠東說, “未來電動汽車可能形成50億-80億千瓦時(shí)的總體儲能,現(xiàn)在電網(wǎng)一天的交易為160億,也就是說可以翹動整個(gè)電網(wǎng)交易,對電網(wǎng)來說,將來投資固定儲能還是利用這種東西,是—個(gè)很大的問題。”
自然資源保護(hù)協(xié)會的中國區(qū)副主任游夢娜表示,到了2030年,若電動汽車實(shí)現(xiàn)規(guī)模化,其對電網(wǎng)影響仍需進(jìn)一步分析。

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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