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2025 07/17

張越月

來源:能源評論·首席能源觀

車網互動正加速車網互動正加速

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摘要:車網互動(V2G)技術加速規模化應用,我國首批試點涉及9個城市和30個項目。雖面臨諸多挑戰,但隨著電動汽車保有量增長、技術進步及政策支持,其未來前景廣闊。

今年3月,國家發展改革委等四部門聯合印發《關于公布首批車網互動規模化應用試點的通知》,正式確定上海市、常州市、廣州市等9個城市為首批試點城市,同步公布30個試點項目。《能源評論》派出多路記者,前往濟南、成都、廣州、深圳等地,實地探訪車網互動項目,了解規模化試點的進展。

在濟南,我們來到位于濟南新舊動能轉換起步區的綠色低碳車網互動充換電示范站,采訪車網互動試點的多方參與者。

在成都,我們實地采訪天府新區的居民和供電公司員工,嘗試解讀西南水電富集區的車網互動商業模式。

在廣東,我們采訪能源監管部門以及汽車、電網和參與車網互動運營的企業,探訪深圳蓮花山等多個充電站,了解廣州產業鏈協同、深圳“超充之城”的車網互動的先行之道。

在此期間,我們也感受到業內對現實挑戰的擔憂,如“商業化模式不成熟”“技術標準難統一”“用戶缺乏興趣”,顯然,這些難題也影響著不少電動汽車車主對這項新事物的參與熱情,這也是當前政策統籌的發力點。

中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授歐陽明高分析,我國車網互動的未來發展可分為三個階段:2025年正是第一階段“孕育突破期”的最后一年;第二階段就是為期五年的“提升推廣期”;第三階段則是“加速普及期”。如果按照這樣的節奏進度,車網互動的電網基礎設施升級改造范圍逐漸擴大,電動汽車用戶參與電力現貨、綠電交易和輔助服務市場交易等目標將在未來的五年內實現。

那么,車網互動的規模化需要哪些條件?這一創新應用在新型電力系統中如何發揮更大作用?

厚積薄發,開啟規模化應用

車網互動(Vehicle-to-Grid,V2G)是一種把電動汽車車載電池作為分布式儲能單元,以實現車輛和電網之間能量與信息雙向傳遞的技術。這項技術誕生于20世紀90年代,2010年前后在美國、日本和德國等國從研發走向應用,并在2015年前后進入我國。

當時,我國電動汽車市場開始快速發展,動力電池技術逐步升級,加之電網智能化水平顯著提升,車網互動生長的基礎逐漸夯實。此后幾年中,政策激發了市場主體的積極性,技術突破為試點提供了助力,企業的探索也為應用積累了寶貴經驗。

從2024年開始,在多重因素的作用下,我國車網互動應用呈現出加快推進的態勢。一方面,能源對于系統靈活調節資源的需求日益增加,這使得車網互動的應用場景和價值越發凸顯;另一方面,電力市場的建設加快推進,也為V2G規模化應用試點按下了“加速鍵”。

根據東南大學成賢學院常務副院長黃學良的研究,車網互動系統架構包括車企、電網、樁企等產業鏈環節,以及能源、交通和氣象等政府部門,還有海量的用戶群體。

參與主體的增加,也意味著各主體之間利益協調、技術對接的難度會大幅提升。因此,要推進V2G規模化應用,既需要電動汽車的保有量、充電基礎設施的數量達到一定基數,也依賴車載電池技術、電網數字化水平的不斷提升,同時,政策支持及電力市場建設等外部條件的加持也非常關鍵。

電動汽車保有量的持續增長是規模化應用的基礎。

截至2024年年底,我國新能源汽車保有量已達3140萬輛,其中,純電動汽車保有量為2514萬輛。中國汽車工程學會組織行業專家共同撰寫的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》預測,到2030年,我國純電動汽車保有量將超過8000萬輛,其中私家電動汽車的占比將超過87%。國網智慧車聯網技術有限公司能源服務中心總監方向亮認為,目前,由于車企需要考慮電池質保、車主對電池使用壽命的擔憂等因素,能夠真正用于V2G的車輛還相對較少。然而,大部分新能源車企對V2G技術持積極態度,廣汽、比亞迪、蔚來等車企已開展相關技術研發和試點工作。

電池技術的不斷迭代,支撐了規模化應用的推進。

目前,主流廠商的電動汽車電池載電量一般為60~100千瓦時。如果以100千瓦時/輛計算,20輛新能源汽車的儲能潛力,幾乎相當于一個中等規模的用戶側儲能電站。在電池循環壽命研發方面,企業近年來通過研發新型電解液添加劑、改進電池隔膜性能、提升電池管理系統水平等,有效抑制電池在充放電過程中的副反應,減緩電池容量的衰減速度。目前,部分經過技術優化的動力電池已基本能夠滿足電動汽車參與車網互動的需求。

充電基礎設施的發展,給V2G技術落地提供了可能。

按照充電速度和停放屬性,充電方式可分為停充復合(慢充)和即充即走(快充、超充)兩類。歐陽明高認為,慢充將占據全部充電方式的85%。在慢充場景下,電動汽車長時間連接充電設施,這為其參與大電網負荷調節創造了極為有利的條件,其能夠依據電網負荷狀況,靈活地向電網反饋電力,有效平衡電網供需,提升能源利用效率,降低用電成本,讓電動汽車成為電網穩定運行的有力支撐。

平臺數字化水平的提升,讓車網互動更智能、高效。

近年來,電網企業、車企和電池企業不斷提高車聯網平臺的數字化水平,為車網互動提供了安全可靠保障。國家電網公司近年來加強V2G車聯網平臺升級,用戶可通過App與電網互動,實現雙向充放電智能調度。在車企中,蔚來構建了全鏈路換電站仿真平臺,覆蓋電池、BMS、PCS、EMS和輔控系統等全部環節,實現各設備的實時監控、預測與診斷,及早發現和解決故障。

電力市場的加速建設,有助于多元化收益模式的形成。

在完善的電力市場環境中,V2G技術可以作為虛擬電廠的重要組成部分,參與電網的調頻、調壓等輔助服務,并催生出更多的創新商業模式。今年年底前,我國將基本實現電力現貨市場的全覆蓋,并開展全網連續結算運行。在電力現貨市場環境下,V2G技術可作為需求側響應的重要資源,響應電網調度的需求,實時參與市場交易。這不僅能夠優化電力資源的配置,還能降低電力系統的運行成本。

場景豐富,“電力海綿”大有可為

自2020年7月開始運營的北京中再中心車網互動示范項目,是全國第一個座V2G商業化運營項目,項目共設有9個V2G充電樁。6月12日14時30分,當記者抵達北京中再大廈車網互動示范項目現場時,正值放電價格為0.7元/千瓦時的高峰時段。車主如果在這時參與放電,將電能以0.7元/千瓦時的價格賣出,隨后在用電低谷時以0.3元/千瓦時的價格充入,那么車主每充放電1千瓦時,就能獲得0.4元左右的收入。

“停車即賺錢”,即V2G給予車主的直接福利。在V2G規模化應用開始后,除了車主能夠獲得收益,電動汽車也將擁有更多功能,成為與新型電力系統融合互動的關鍵一環。

歐陽明高認為,車網互動是交通運輸業和新型電力系統全面融合互動的重要載體,一輛電動車,就是電網的一個微型儲能站,可以作為全社會最大規模的靈活性資源發揮作用。

“電力海綿”,方向亮如此形容電動汽車的價值。他認為,V2G技術的加持,可以讓電動汽車在新型電力系統中發揮三重功能:一是在電力需求高峰時段通過V2G技術向電網放電,幫助緩解電網的供電壓力;二是在電網頻率波動或需要快速響應時,迅速調整充放電狀態,幫助維持電網的穩定運行;三是在新能源發電過剩時充電,或在新能源發電不足時向電網放電,實現新能源的有效消納和利用。

未來,隨著新型電力系統建設的推進,上述作用將應用于多種場景,為電網提供更多用途的集成解決方案。

社區私人用戶場景是未來車網互動潛力最大的場景。清華四川能源互聯網研究院光儲直柔應用技術研究所副所長李立理認為,社區私人用戶場景面臨V2G設備成本、用戶收益長效機制、V2G質保協議、并網結算流程等方面的挑戰,如果能解決補貼、電價、質保、并網等問題,社區私人用戶場景有望在短期內獲得最快發展。

未來,社區私人用戶場景下的電動汽車將成為分布式儲能單元,可在電網負荷低谷時存儲電能,在高峰時段向電網釋放電能,有效平衡電網負荷,減輕電網壓力;當電力系統出現不平衡時,電動汽車可作為應急備用電源,為建筑、社區等提供臨時電力支撐。

園區企業公務用車場景的特色在于其擁有穩定的車輛停放與使用規律,便于統一規劃與管理充放電設施,因此規模化推廣速度較快。國網車聯網公司移動儲能業務高級經理王明才認為,V2G規模化應用后,園區內的新能源汽車將作為分布式儲能單元,根據電網負荷情況,靈活調整充放電功率。

園區企業對能源的需求量大,通過V2G技術實現能源的靈活調配,可以提高園區能源的調配效率。特別是近年來,打造綠色園區已經成為落實“雙碳”目標的重要途徑之一,新能源發電項目也在陸續落戶園區。在規模化推廣V2G后,園區電動汽車可以將綠色電力存儲,并在需要時釋放,以提高園區對綠色電力的消納能力。

相比社區私人用戶場景和園區企業公務用車場景,公共場景包括了公共充電場站、公交場站、出租車場站、高速服務區,具有車輛集中、用電負荷大、規律性強、響應速度快等特點,便于進行統一的管理和調度,替代部分效率較低的調頻電廠,提升調頻效率。

但公共場景面臨著基礎設施建設成本高、對電網沖擊大等挑戰。對此,業內人士指出,應優化電池管理系統及相關充放電策略,通過智能算法預測電網負荷高峰和低谷,提前規劃車輛的充放電策略,避免大量車輛同時充電對電網造成沖擊。

針對鄉村場景,2023年,國家發展改革委和國家能源局發布的《關于加快推進充電基礎設施建設 更好支持新能源汽車下鄉和鄉村振興的實施意見》提出,鼓勵開展電動汽車與電網雙向互動(V2G)、光儲充協同控制等關鍵技術研究。不久前,工信部等五部門發布的《關于開展2025年新能源汽車下鄉活動的通知》明確,推動車網互動技術在鄉村地區應用,提升鄉村綠色發展水平。

鄉村場景的潛力在于,如果農戶自建有光伏設備,再加上分時電價政策,就可以實現V2G的應用。更為關鍵的是,農戶的“光伏+儲能+V2G”相對獨立,不涉及太多其他因素。然而,這一場景實現落地的前提是解決成本問題。方向亮認為,一戶家庭每月電費或不足百元,以此計算,收回V2G充電樁和其他設備的建設成本需要很長時間,因此,如果要在鄉村地區規模化推廣該場景,需要先設計出合理的補貼機制。

商業突破,聚焦用戶關鍵需求

“從技術成熟度和制造成熟度來看,V2G商用在生產力層面已經沒有阻礙”,李立理對《能源評論》表示,V2G商用化的關鍵在于突破商業閉環的瓶頸。

“商業模式難題與車主的意識直接相關”,王明才告訴記者,絕大多數車主的潛意識里會認為,電動汽車只是一種交通工具。他們還沒有意識到可以參與V2G峰谷套利,更沒有認識到新能源發電天然存在波動性帶來的機會。

“覺得劃不來”更是道出了商業模式難落地的癥結所在。在記者前往成都采訪的過程中,一位電動汽車車主表示,如果回報不高,為什么要花時間把車開到另一個地方放電呢?換句話說,雖然V2G技術可用于平衡電力系統,但如果參與者無法從中獲得覆蓋成本的收益,技術的普及將受到極大限制。

記者在采訪中發現,用戶對于V2G關注最多的問題,莫過于車載電池的壽命和安全。清華大學互聯網產業研究院研究員黃錚認為,雙向充放電需要電池在多種運行模式下高效工作,包括充電、放電、待機等。為了降低安全風險,在V2G系統中,溫控和充電策略需要精細化管理,以確保電池的壽命和效率。

因此,電池質保體系的構建對于V2G規模化推廣非常重要。在過去幾年中,確實有部分車企針對加載V2G功能的車型推出了質保條款,如大眾汽車在2024年曾表示,其V2G產品的初始保修條件涵蓋總電量2兆瓦時以及每年800小時的放電時間。但是,由于充放電設備和車輛技術規范等關鍵技術標準尚未完全建立,多數車企仍未明確V2G場景下的電池質保條款。

對此,中國汽車戰略與政策研究中心低碳經濟研究部部長石紅建議,應盡早統一雙向充放電場景下的充放電設備和車輛技術規范、車樁通信、并網運行、雙向計量、充放電安全防護、信息安全等關鍵技術標準,同步完善標準配套檢測認證體系,確保“車—樁—網”各方設備、系統的互聯互通。

在解決電池問題的同時,如何吸引用戶參與V2G項目也需要統籌考量。一位電動汽車車主向記者表示,消費者買電動汽車的核心訴求仍然是方便出行,所以,用戶只有獲得“無感”的體驗,才能更愿意去嘗試V2G。

盤點各地的試點項目,不難發現,目前,V2G應用主要通過“邀約制”實現,即車主在平臺上確定參與放電后,按照指定時間前往指定地點進行充電。盡管會得到放電費用和額外獎勵,但這種操作勢必或多或少地占用車主的時間,如果沒有特殊電價或者碳積分獎勵,用戶或將缺乏參與的積極性,該模式將無法形成常態。

對此,王明才建議,可以通過研究車主的用電習慣,在家中、工作單位等常去的地方安裝支持V2G功能的充電樁,車主可以在車輛停靠時很方便參與電網調控。平臺根據設定的電池電量上下限,在低谷時充電、高峰時放電。但他同時強調,實現這種操作,需要車輛和充電樁都支持V2G功能,平臺也要具備智能調控能力,能夠根據電網需求與電動汽車實現充放電雙向互動。

在V2G規模化發展的初期,無論是升級平臺,還是完善車輛電池質保條款,都需要借助適當的補貼機制來覆蓋安裝和運營費用,從而為后續多元應用場景的探索提供支撐。對此,業內人士建議,需要結合V2G發展的趨勢,研究可持續的價格機制。歐陽明高表示,可以設計發電和用電側責權對等的輔助服務市場補償和分攤機制,還原能源價格的商品屬性,建設面向多元主體的交易規則體系,探索市場化、差異化的能源價格形成模式。

可見,從突破商業閉環瓶頸到提升用戶參與意愿,從完善電池質保體系到構建關鍵技術標準,每一環節都至關重要。在新型電力系統建設加速、電力市場建設快速推進的前提下,只有抓住來自用戶的關鍵訴求,攻破商業模式的瓶頸,V2G技術才能駛入規模化應用的快車道。


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