電動汽車越多，電網越開心
作者 |?邱鍇俊
【資料圖】
編輯?|?邱鍇俊
電動汽車越來越多，充換電需求也越來越大。這些日益累積、瞬時用電量大的“麻煩”，對于電網來說，現在是癬疥之疾，但日后可能是心腹大患。（參見：電網難以承受的充電之輕）
然而，禍兮福所倚，福兮禍所伏。電動汽車廣泛普及之后，可能不會是電網的麻煩，反而是福音——電網所需的調控儲能需求，利用電動汽車的動力電池來做，可能就足矣。
樂觀者，如特銳德、特來電的董事長于德翔：到了2030年，以電動汽車和梯次電池為基礎的儲能，就達到1320GW，按照電網的調峰需要的話，連一半都用不了。
謹慎者，如國家發改委能源研究所主任趙勇強：2030年有一億輛電動汽車存量，如何用好巨量的電動汽車的儲能資源，是我們很重要的一個課題。用不好，對電力系統是一個巨大的沖擊；用得好，它就是一個海量資源。
無論樂觀者還是謹慎者，都看到了這樣一種可能：電網在滿足電動汽車充電需求的同時，利用電動汽車的電池做儲能，能夠平抑電網的峰谷需求。
6月17日，2023年度“節能服務進企業”暨工業綠色微電網交流研討會在山東青島特來電總部召開。《電動汽車觀察家》在會上，看到了電動汽車和電網擺脫相愛相殺，走向琴瑟和鳴的可能。
01
電網之變
碳達峰、碳中和的承諾，給電網帶來巨變。
根據趙勇強的研究，2060年要實現碳中和，中國能源90%是電力加上氫能，加上可再生能源直接供熱，這樣才能實現全社會近零碳排放。具體到電力，可再生能源加上核電，就是非化石能源占比達到90%以上，甚至更高，才能實現碳中和。
可再生能源發電，將成為未來主流，但也對電網形成了挑戰。
“風電光伏是波動性的?！壁w勇強說，提高系統靈活性是未來新型電力系統/能源體系的核心任務……未來幾十年，從當前煤電為主提供靈活性，到中遠期以儲能、電動汽車、電解質制氫，提供靈活資源的轉變，這樣才能構成一個新型電力系統。
中國電力企業聯合會副秘書長劉永東也表示，不僅今后發電端“看天吃飯”，另一方面在用戶端，負荷特性也開始了“看天吃飯”：夏天天一熱，負荷就會陡升，冬天一旦冷，負荷也會陡升?！?strong>所以說整個電力系統來講，需要一個大量的靈活性資源，越往2030/2060以后走，我們靈活性資源的作用或者地位越來越顯現?！?/p>
中國電力企業聯合會副秘書長劉永東
于德翔也表示，新能源發電意味著必須要配很多的儲能。但單純配上儲能的商業模式，成本太大了。
有沒有更好的辦法？
恰逢電網之變，汽車界也在進行一場電動之變。
02
電動之變
中國電動汽車的發展速度，超出了絕大多數人的預期。而人們新近的預測，就變得積極了很多。很多人預測，2025年電動汽車滲透率將突破50%；2030年將突破80%。
和趙勇強一樣，于德翔也認同，2030年，中國電動汽車存量將達到1億輛。如果按1輛車搭載60度電池計算，總動力電池裝車量就有6000Gwh。
于德翔做了一番測算：“如果一個車能放出10度電，相當于1000GW的儲能。1000GW是多少？……按照2030年裝機達到12億，實際上按照一半去配儲能，也才配到600GW。當真正有1億臺車連接到電網上，基本上儲能的資源就足夠了。”
特銳德、特來電董事長于德翔
于德翔還說，有一塊更好的資源是梯次電池，到2030年，大概退役下來一千萬塊，一塊40度電，有80%參與，就是320GW。“到了2030年，我們以連接到電網的電動汽車和梯次電池為基礎的儲能，就達到1320GW，實際按照電網的調峰需要的話，連一半都用不了，最多用1/3?！?/p>
他還強調，碳中和的核心是“儲能”，而儲能的核心不是技術，而是成本。利用電動汽車做儲能，邊際成本幾乎為0。而梯次電池，成本為0.2元/度。“5年以后（儲能的）成本的問題，我們就把它解決了。也就是（電動汽車）連接到大電網上，構建了這樣新型的電力系統?！?/p>
電動汽車用于儲能，有無可能性？
劉永東介紹，電動汽車使用的自然屬性，適用于電網的儲能需求。
“我們電動汽車的電池實際上80%的時間，甚至90%的時間是停止使用的，這里面電池的資源就被電力系統的人看中了，大部分資源可以參與電力系統的這樣一個響應?！眲⒂罇|說?！巴瑫r我們的車主在購車的時候，把電池成本已經覆蓋住了。”
另外，于德翔還認為，電動汽車的電池在全生命周期里面，壽命是用不完的?！霸谲嚾芷诮Y束的時候，（電池）大概有兩千次（循環）是沒用的，那為什么我們不能拿來做儲能呢？”
他還描繪了一個場景：“車一天24個小時最多開2個小時，那20個小時到22個小時要么停到單位，要么停到家里面，停到家里的電價比較低……如果在家里充上一個充電樁，把便宜的電充上，到單位價格高的時候能不能放出來呢？這完全可以?！?/p>
從遠景看，電動汽車參與電網儲能益處很大。是否可以馬上大規模實施了呢？
03
諸多挑戰
劉永東認為，車網互動當前還存在很多的挑戰。
其一，是電動汽車電池的壽命和性能的挑戰?！?strong>車的保養條件是8年或者10萬公里，那是建立在用于電動汽車行駛上的，假設你還要放電，那電池的壽命夠不夠？車企會不會按照原有的質保來承諾？”他說，電池的技術可能需要更好地發展，來解決老百姓的擔憂。
其二，對于充放電設施，挑戰也是巨大的，包括相關的技術路線，“我們是走交流還是走直流，我們的計量，我們的保護等等，都要有一個根本性的改變?！?/p>
其三，對于運營商來講也面臨很大的挑戰，“我們充電身份的認證如何確定，車主可能把車借給別人了，放電資源的歸屬權是歸誰的？”這需要背后一系列的身份認證體系，包括整個互聯互通相關的技術路線的確定。
其四，“我們認為最大的挑戰還是來自于配電網，配電網系統能否適應帶有充放功能的挑戰？”
其五，車電互動的場景之一是參與電力市場的交易。電動汽車是聚合商中一種可用資源之一。但是，“電力市場改革的進程還是比較緩慢的，在這個過程中，電動汽車運營商參與電力市場還有很大的技術門檻和準入門檻?！?/p>
其六，還需要政策提供寬松的條件。
其七，車網互動的標準剛剛開始關注，包括中電聯也正在布置、正在探索車網互動的標準體系如何架構，如何來推動。
趙勇強在評價車網互動的進展時也表示，“現在車網互動從研究轉向試點示范，再轉向電網企業各方面共同參與的一個規?；茝V應用。當然了，對電力系統的要求也是非常高的，車、樁、網、調各方面的配合，保證安全，讓各市場主體參與進來，解除他們的顧慮，需要做很多很多的工作，潛力非常巨大?！?/p>
04
微電網先行
在大電網的去碳化、柔性化、智能化中，微電網也逐漸成為電力行業的熱點話題。
所謂微電網，就是一個小的供電系統，一般在相對封閉、獨立的園區、廠區等場所。劉永東總結了微型、清潔、自治和友好四個特點。
劉永東認為，在車網互動的過程中，需要有多個階段逐級發展。當前大家熱議的V2G（電動汽車向電網放電）只是選項和過程之一。
“在向V2G技術演進過程中，我認為當前有序充電和工業微電網是目前具備條件可以廣泛推廣的?！眲⒂罇|說。
對于大電網而言，如何消納來自電動汽車的放電還不明晰。但是，微電網可以解決充電和放電問題?！疤貏e是現階段，放電功能可以在微電網得到這樣一個推廣”。另外，微電網一般都有儲能需求，電動汽車的電池可以變成微電網保持電力系統平衡非常重要的儲能資源。
另外，劉永東認為，有序充電也是解決容量不夠的情況下，能夠更多為電動汽車提供充電服務的方案。
對于電動汽車如何實現與電網的車網互動，于德翔說，“只有采用微電網+充電網才能保證電網自身的安全。”
特來電帶光伏發電和儲能的微電網充電站
有別于簡單建設充電樁的做法，充電網是特來電一直在推行的理念。
于德翔舉了深圳的例子：“深圳有80萬輛電動汽車，今年年底會超過100萬輛，但是深圳電網里的電，尤其夏天的時候，在高峰期的時候已經沒有富余電了。電網里沒電充什么呀？那我就多建充電樁，深圳那個地方又小，相當于青島面積的1/6，也沒有地方裝了，所以整個這條路線按簡單充電樁簡單的疊加是錯的?！?/p>
于德翔說，城市需要重新構建充電基礎設施供電網絡，形成充電網，根據客戶不同的需要，按照充電的時間、充電的功率，在時間和空間上重新做布局?！巴ㄟ^這樣一個布局，我們會保證70%的車基本上在電網的低谷期、低峰期、低價期充電，用戶不會和工業爭負荷?！?/p>
充電網實現方法，是將一個區域里充電設施連接成一個簡單的物理化網絡，連接到變壓器，統籌總體充電需求，并與其他用電需求協作。本質上，充電網就是電動汽車的有序充電和放電。
特來電目前還在充電網的基礎上構建微電網。于德翔介紹，充電場站加裝光伏之后，“光伏發電的直流電先不上網，直接進入電動汽車里，新能源車充新能源電，這樣構建了一個小型微電網?！?/p>
特來電嘗試將其做成標準化產品，“目前特來電推動的小型微電網單個就是光伏60千瓦，電動汽車的充放電20個車位，同時加上一個梯次電池?！?/p>
“我們把它做成一個標準化的微電網體系，就可復制和推廣，同時有了非常好的商業模式。通過這樣的商業模式，一定能實現新能源汽車充新能源電，讓尾氣和霧霾遠離人類?！庇诘孪枵f。
“電動汽車充電和放電，需要一個量的聚集才會取得作用……也許四五千萬甚至一億輛以后，對電網來講，這個資源才會顯得比較重要?！眲⒂罇|說。
從這個意義上，電網應當期盼，電動汽車要再快點普及才好。
