鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:792次 | 2019年05月13日
電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能:協(xié)同還是競爭?
原本同氣連枝的電動(dòng)汽車與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)相互滲透融合,將給行業(yè)帶來怎樣的變局?
雖然電動(dòng)汽車時(shí)代早已呼嘯而來,但那些基于人工智能、無人駕駛的科幻場景仍然超出了大多數(shù)人的想象力。正如智能手機(jī)的出現(xiàn)一樣,沒有人能想到它會(huì)替代電腦、相機(jī)、電視、MP3成為人體的一部分。未來某一天,當(dāng)電動(dòng)汽車成為人們的工作助手、家庭保姆、兼職出租車,你一點(diǎn)也不要驚訝。
當(dāng)蝴蝶煽動(dòng)了翅膀,影響的不僅僅是交通出行。對(duì)能源產(chǎn)業(yè)而言,電動(dòng)汽車帶來的“蝴蝶效應(yīng)”不亞于對(duì)汽車行業(yè)的影響。
首先是對(duì)電網(wǎng)的沖擊,每一輛電動(dòng)汽車都是一個(gè)移動(dòng)能源終端,如果1萬臺(tái)電動(dòng)汽車同時(shí)與電網(wǎng)互動(dòng),會(huì)讓半個(gè)城市的電網(wǎng)調(diào)度基本停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
其次,隨著電動(dòng)車保有量的逐漸增加,對(duì)電能的需求將十分龐大。如果電動(dòng)車消納的是以光伏、風(fēng)電為主的可再生能源,將會(huì)大大推進(jìn)能源消費(fèi)革命的進(jìn)程。
新型停車場,本身即是一個(gè)巨大的車網(wǎng)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。
V2G(車網(wǎng)互動(dòng))這一概念正是在這樣的情況下應(yīng)運(yùn)而生。由于電動(dòng)汽車自帶儲(chǔ)能屬性,相當(dāng)于移動(dòng)的“充電寶”,電動(dòng)汽車車主可以將電池儲(chǔ)存的電力出售給電網(wǎng)。這開啟了一種新的可能性,大量的電動(dòng)汽車可以作為分布式儲(chǔ)能資源,為電網(wǎng)所用。如果調(diào)動(dòng)得當(dāng),電動(dòng)汽車不僅不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊,還可為電力系統(tǒng)提供調(diào)頻和削峰平谷等服務(wù),促進(jìn)清潔能源的消納。
不得不說,這是一個(gè)完美的設(shè)想。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)改委能源研究所聯(lián)合發(fā)布的《電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究》報(bào)告顯示,2030年中國電動(dòng)汽車保有量將超過8000萬輛,V2G理論上的儲(chǔ)能潛力將超過5000GWh。如此大規(guī)模的儲(chǔ)能資源得以利用,是否會(huì)改變儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展邏輯甚至顛覆儲(chǔ)能行業(yè)當(dāng)前的主流模式?
在5月18—5月20日舉行的“儲(chǔ)能國際峰會(huì)暨展覽會(huì)2019”上,屆時(shí),來自清華大學(xué)、發(fā)改委能源研究所、國家電網(wǎng)、中車、特銳德、蔚來汽車、電巴新能源等企業(yè)和機(jī)構(gòu)將共同探討V2G、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、充換電與梯次利用等前沿課題。
Ⅰ車網(wǎng)交互前夜
未來五到十年的時(shí)間,電動(dòng)汽車無疑會(huì)迎來一輪高速發(fā)展周期。電動(dòng)汽車的廣泛使用和動(dòng)力電池技術(shù)的進(jìn)步,V2G正受到越來越多的關(guān)注。
根據(jù)國網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司的估算,2030年,電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的電量總理論潛力將超過2萬億度,互動(dòng)服務(wù)每度電按5分錢計(jì)算,這將是一個(gè)超千億級(jí)的市場。
從全球來看,美國、日本、英國在V2G方面的探索仍處于試點(diǎn)階段,為技術(shù)的商業(yè)化做準(zhǔn)備。中國作為全球最大的電動(dòng)車市場,對(duì)V2G的探索比其它國家要更為迫切。
2018年,首個(gè)由國家層面主導(dǎo)的示范項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng),由工信部聯(lián)合全球環(huán)境基金(GEF)、聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織(UNIDO)發(fā)起的“中國新能源汽車和可再生能源綜合應(yīng)用商業(yè)化推廣”項(xiàng)目率先在上海、鹽城、如皋三個(gè)城市進(jìn)行技術(shù)和商業(yè)化示范驗(yàn)證。
眾多的電動(dòng)汽車廠家、充電運(yùn)營商、能源企業(yè)正在這一領(lǐng)域匯聚,其中國家電網(wǎng)走得最為靠前。作為承載國網(wǎng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的一部分,國網(wǎng)電動(dòng)汽車公司已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室和示范點(diǎn)完成了V2G的技術(shù)驗(yàn)證。
上海國際會(huì)展中心。一次巨大的車展或博覽會(huì),未來可能匯集數(shù)千輛電動(dòng)汽車。若同時(shí)充電,將對(duì)小半個(gè)城市的電網(wǎng)造成巨大沖擊。
盡管如此,想讓電動(dòng)汽車真正參與到儲(chǔ)能之中并非一路坦途。
首先,要想讓大量的電動(dòng)汽車與電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng),目前的車、樁、網(wǎng)都需要升級(jí)改造。
其次,雖然國家層面有“分時(shí)電價(jià)”大政策的框架。一方面目前峰谷時(shí)段的電價(jià)價(jià)差不夠明顯,讓充電樁和電動(dòng)汽車車主并沒有足夠的動(dòng)力去做出改變。另一方面,受制于各種因素,價(jià)格并沒有傳遞到終端的電動(dòng)汽車車主,大多數(shù)車主被迫接受的還是固定電價(jià)。
另外,動(dòng)力電池的衰減也是不得不考慮的原因,V2G模式下雖然用戶可以通過差異電價(jià)帶來的收入,但能否抵消充放電次數(shù)增加導(dǎo)致的動(dòng)力電池壽命衰減也是現(xiàn)實(shí)問題。
最后,車輛服務(wù)商、充電運(yùn)營商、負(fù)荷集成商都是潛在的電動(dòng)汽車儲(chǔ)能中間方,如何讓電源電網(wǎng)、電動(dòng)汽車用戶、充電運(yùn)營服務(wù)商等產(chǎn)業(yè)鏈條上的各個(gè)參與方獲益,還需要進(jìn)一步探索。
從現(xiàn)實(shí)來看,目前的車與電網(wǎng),幾乎沒有互動(dòng)性可言。有業(yè)內(nèi)人士指出,現(xiàn)在談V2G為時(shí)過早,先把G2V解決好。車網(wǎng)互動(dòng)需要從單項(xiàng)無序(V0G)、單項(xiàng)有序(V1G)逐漸過渡到雙向有序(V2G)。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高認(rèn)為,近期的車與網(wǎng)的協(xié)同應(yīng)以功率調(diào)節(jié)為主,電池淺充淺放,以需求響應(yīng)的形式參與電網(wǎng)的調(diào)峰,類似于電動(dòng)汽車中混合動(dòng)力里電池的作用。從長遠(yuǎn)來看,隨著電動(dòng)車和可再生能源規(guī)模的不斷擴(kuò)大,同時(shí)進(jìn)行功率和能量調(diào)節(jié),電池會(huì)深充深放,類似于純電動(dòng)汽車中電池的工作模式,電動(dòng)車與分布式微網(wǎng)逐步構(gòu)建起移動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)。
Ⅱ新的交匯點(diǎn):充電站+儲(chǔ)能
與V2G相對(duì)應(yīng)的是,儲(chǔ)能行業(yè)專家在幾年前提出了VEG(vehicle-energystation-grid)的概念,即在公共充電站安裝低成本、長壽命的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電池,可從電網(wǎng)充電存儲(chǔ)后,給電動(dòng)汽車快速充電,同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)也可參與電網(wǎng)互動(dòng),用于調(diào)峰或調(diào)頻。
這是一個(gè)特殊的用戶側(cè)場景,相比V2G,VEG倡導(dǎo)者認(rèn)為VEG有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢:
1.VEG要求電動(dòng)汽車必須具有快充功能,但充電方式由用戶自行選擇,可以在充電站快充,也可以在停車場或家里慢充。
2.VEG這種集中儲(chǔ)能與供能的方式更有利于管理。
3.VEG避免了動(dòng)力電池?fù)p耗,減少了車網(wǎng)互聯(lián)的基建成本。
2019年,新能源汽車地方補(bǔ)貼由汽車開始轉(zhuǎn)向充電基礎(chǔ)設(shè)施,補(bǔ)貼力度不斷加大,公共充電樁行業(yè)有望迎來新一輪的高速發(fā)展期。根據(jù)業(yè)內(nèi)的判斷,在電動(dòng)汽車快充市場日益升溫的情況下,尤其對(duì)公交車、出租運(yùn)營車輛以及應(yīng)急車輛來說,大功率直流快充已成為剛需。
來自恒大研究院的一份研究報(bào)告顯示,采用250KW及以上的大功率快充是未來的突破方向?!俺潆?0-15分鐘、續(xù)航300公里”,許多車企、充電運(yùn)營商正在發(fā)力大功率充電技術(shù),其中特斯拉的第三代超級(jí)快充已達(dá)到250KW。
目前,中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心已經(jīng)在北京、南京、常州等地投建大功率充電樁示范項(xiàng)目,為國標(biāo)制定提供數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2019年6月底將啟動(dòng)大功率充電國標(biāo)制定工作。
事實(shí)上,就車輛與充電樁技術(shù)本身之外,普及大功率快充的另外一個(gè)難點(diǎn)在于電網(wǎng)的負(fù)載問題。瞬時(shí)大功率充電會(huì)引起電網(wǎng)波動(dòng)過大,位于高負(fù)荷區(qū)域的充電站將面臨本地配電網(wǎng)容量的限制,而充電站+儲(chǔ)能此時(shí)可以作為一種針對(duì)性的解決方案。
充電站配置儲(chǔ)能設(shè)施,與車載電池的潛在儲(chǔ)能相呼應(yīng),或可解決許多痛點(diǎn)。
2018年至今,位于北京的充電運(yùn)營商華商三優(yōu)共計(jì)進(jìn)行過兩次充電站功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)招標(biāo),共采購了53套儲(chǔ)能系統(tǒng),這也從側(cè)面反映出國內(nèi)該細(xì)分市場需求的全貌。
VEG也有自身的局限,VEG的大規(guī)模落地取決于長壽命儲(chǔ)能電池技術(shù)和動(dòng)力電池快充技術(shù)能否有真正的突破。在電池端,電池巨頭寧德時(shí)代已給出了回應(yīng),在2018年下半年相繼推出了15分鐘的快充動(dòng)力電池和磷酸鐵鋰長壽命儲(chǔ)能電池,但實(shí)際效果還有待驗(yàn)證。
如果快充技術(shù)能在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一方面取得新的進(jìn)展,充電樁+儲(chǔ)能有望成為又一個(gè)蓄勢待發(fā)的行業(yè)??梢灶A(yù)料的是,由此衍生的充電站功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)需求將為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)打開一個(gè)新世界。
Ⅲ協(xié)同還是競爭?
未來,電動(dòng)汽車作為主體參與儲(chǔ)能還是固定式儲(chǔ)能作為主體配合電動(dòng)汽車的發(fā)展,將讓儲(chǔ)能行業(yè)走向截然不同的方向。
眾所周知,電化學(xué)儲(chǔ)能的快速發(fā)展受益于電動(dòng)汽車的帶動(dòng)。根據(jù)中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)/中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)的統(tǒng)計(jì),與2013年相比,2018年磷酸鐵鋰電池的成本下降了70%,動(dòng)力電池的超速建設(shè)為電力儲(chǔ)能規(guī)模化生產(chǎn)做好了準(zhǔn)備。
如果V2G能夠發(fā)展起來,將對(duì)現(xiàn)有的儲(chǔ)能模式產(chǎn)生顛覆式影響?!峨妱?dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究》課題組的研究顯示,到2030年,電動(dòng)汽車通過有序充電(SC)、車電互聯(lián)(V2G)、電池更換(BS)、退役電池儲(chǔ)能(RB)等方式都將實(shí)現(xiàn)與固定儲(chǔ)能相同或相似的功能,且低于同期固定電池的儲(chǔ)能成本。
“我們認(rèn)為,快速成長的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)是儲(chǔ)能成本下降的一個(gè)非常重要的驅(qū)動(dòng)力,中國有非常大的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè),且居于全球最領(lǐng)先地位,對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的影響沖擊力也是非常大的?!卑l(fā)改委能源研究所劉堅(jiān)博士曾在公開場合表示。
就目前的發(fā)展階段而言,電化學(xué)儲(chǔ)能和V2G都需要政策的支持、技術(shù)的升級(jí)、成本的降低以及電力市場的開放。打個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋扔鳎拖裨?jīng)新能源領(lǐng)域的風(fēng)電和光伏一樣,二者作為替補(bǔ)能源時(shí),共同的“敵人”是火電,在成為主力電源后,彼此之間的沖突與競爭才會(huì)逐漸顯現(xiàn)。
正如中國電科院一位專家所說,電動(dòng)汽車參與電力儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)來說,完全是輕資產(chǎn)。如此一來,包括電網(wǎng)在內(nèi)的大規(guī)模投資固定式電化學(xué)儲(chǔ)能電站真的還有必要嗎?
在5月18—20日于北京舉行的“儲(chǔ)能國際峰會(huì)暨展覽會(huì)2019”上,還將同期舉行“電動(dòng)汽車與儲(chǔ)充協(xié)同”專場。屆時(shí),各界領(lǐng)軍人士將對(duì)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能的進(jìn)展態(tài)勢與發(fā)展方向,展開深度探討。會(huì)議的主要議題包括:
1.電動(dòng)汽車與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)
2.電動(dòng)汽車V2G發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景分析
3.電動(dòng)汽車參與市場交易
4.電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能應(yīng)用:換電與梯次利用