电动汽车储能｜颠覆主流储能模式，挑战电网？

电力18讯：

 eo实习记者  潘秋杏

 

如果只看规模，中国的动力电池产业已经是全球第一了。不过，一旦审视成本、智能充电技术等因素，电动汽车的电力系统储能还处在非常初级的阶段。

 

2018年2月，一份由美国自然资源保护协会（NRDC）与国家发改委能源研究所、中关村储能产业技术联盟发布的报告预计，到2030年，全国各类电动汽车保有量有望突破一亿辆，同时，电动汽车本身也可以成为规模可观且经济高效的储能资源。其中，车电互联（V2G）储能应用潜力最高，但其市场化推广取决于电池技术进步与成本下降速度。

 

电动汽车储能成本将低于同期固定电池

通过有序充电（SC）、车电互联（V2G）、电池更换（BS）、退役电池储能（RB）四类储能方式，电动汽车可作为分布式储能，为电力系统提供可观的灵活性资源，进而有效提升电力系统对波动性可再生能源的消纳能力。

 

《电动汽车储能技术潜力及经济性研究》课题组的研究显示，在四类电动储能模式中，有序充电成本最低，但其储能应用潜力受限于车辆出行强度；电池更换储能灵活度最高，但仅适用于特定车型；V2G 储能应用潜力最高，但其市场化推广取决于电池技术进步与成本下降速度。

 

在V2G储能模式下，当电网负荷过高时，由电动汽车储能源可向电网馈电；而当电网负荷低时，电动汽车客运存储电网过剩的发电量，避免造成浪费。

 

除通过有序充电参与电力需求响应，其他各类电动汽车储能方式目前都涉及电池老化成本，但随着动力电池成本的快速下降，电动汽车储能的经济性将得到提升。

 

报告指出，到2030年，四类电动汽车储能方式都将具有负荷侧峰谷电价套利的经济性，且低于同期固定电池储能成本。其中，电池更换和V2G模式的储能均化成本最低。

 

对于V2G，除常规成本因素外，其实际应用还受到电动汽车用户的参与意愿的影响。不同于固定电池储能，V2G 车型动力电池的综合经济性和市场接受度受交通运输和电力系统储能的共同影响。

 

“现阶段相对来说比较好实现的是有序充电，实际上V2G能够发展起来，对整个储能模式有颠覆作用，所以我们也希望通过这些课题，去考虑未来电动汽车到底会对现有储能的项目模式有多大的颠覆作用。”中关村储能产业技术联盟高级研究经理李岱昕认为。

 

电动汽车的电力系统应用价值包括提供发电容量、提供发电能量（包含减少可再生能源弃电）、提供辅助服务及避免（或延缓）输配电投资价值。发电商、电网公司可分别通过降低燃料/减少弃风、减少输配电设施投资获得价值。在电力市场中，电动汽车用户、充电运营商或充电负荷集成商是电动汽车储能服务的提供方，其产生的成本可通过降低容量电费、电量电费等方式获得补偿。

 

为了充分发掘电动汽车的储能价值，促进价值在不同利益相关方之间的流动，国外部分地区已开始探索充电价格政策创新。

 

此外，国外一些电力公司推出了专门针对电动汽车车主的优惠电价，鼓励用户选择非高峰时段进行充电，有效地控制并利用电动汽车充电负荷。根据彭博新能源财经（BNEF）的统计，美国已有27家电力公司推出了“居民电动汽车充电优惠电价”，高峰和非高峰时段的充电电价差异最大可达8倍。此外，英国、西班牙、葡萄牙和澳大利亚的部分电力公司也开始推出类似服务。

 

其实，服务成本也包含在充电价格里。国家发改委能源研究所助理研究员刘坚博士表示，电动汽车的充电价格、定价机制应该更多依赖于边际价格，以便引导制定充电服务价格，“最关键的仍然是创新电动汽车充电价格机制，特别是制定专门的电动汽车充电价格，充分激发电动汽车储能潜力”。

 

报告建议，在将电动汽车V2G及退役电池储能纳入分布式发电资源管理的同时，对参与电力需求响应及储能服务的充放电行为给予绿色证书或碳积分。

 

“电动汽车累积的资源总量大，对于电网来说，是轻资产”

随着电动汽车的普及，电动汽车产业的发展，电动汽车本身可成为规模可观且经济高效的储能资源，具有巨大储能应用潜力。

 

2017年中国电动汽车产量为 79.4 万辆，全国电动汽车保有量超过170万辆，2017年中国电动汽车销量达到77.7万辆，为全球电动汽车总销量55%，是美国市场规模近四倍。考虑不同车型结构及各类车型电池容量等因素，车载动力电池储能能力接近 90GWh。而截止2017年底，全国固定电化学储能装机容量约为389.8MW，若按平均 4小时放电计算，合计储能能力约 1.6GWh。由此看来，车载动力电池储能能力远超过固定电化学储能容量。

 

“我们认为，快速成长的电动汽车产业是储能成本下降的一个非常重要的驱动力，中国有非常大的电动汽车产业，且居于全球最领先地位，对储能行业的影响冲击力也是非常大的。”刘坚博士在发布会上介绍说。

 

当前全球新能源汽车向电动化发展迅速。根据国际能源署统计，2016年全球电动乘用车保有量超过200万辆。德国、英国、荷兰、法国、挪威、印度等国及部分汽车企业更是提出燃油汽车退出目标，为电动汽车的持续发展营造了有利的政策环境。

 

报告指出，动力电池容量和智能充电水平是影响电动汽车储能潜力最为关键的两个因素。当前电动汽车动力电池容量较有限，电池续航能力以满足道路出行为主，车辆参与 V2G 将加速电池老化，给用户带来极高成本。

 

目前，智能充电技术不断发展完善，为用户提供更多便利。在国外已经有车厂通过添加简单程序，方便用户灵活控制充电时间。例如，特斯拉的车载屏幕可以进行延时充电设置，在客户输入的时间开始充电，而手机可以远程终止充电，并设置充电电量。在充电设施一侧，添加简单的软件程序即可以实现智能充电，例如在充电APP上实时提示充电费率的变动并鼓励客户在谷时进行充电，对于谷时充电客户给予一定奖励等措施。

 

报告建议降低电动汽车充电服务市场门槛，放开住宅及办公地点充电市场，允许公共充电服务公司通过集中建设、集中运行的方式为私家电动汽车用户提供充电服务，为未来电动汽车充电行为集中引导奠定基础。

 

刘坚表示，随着电动汽车规模不断提升以及电动汽车与电网互动技术日益成熟，电动汽车可依托分布式储能、智能网联等技术与模式创新，与可再生能源一起构建新一代经济高效的智慧能源系统，带动中国能源工业整体变革。

 

“电动汽车会形成一个洼地，因为电动汽车所累计出来的资源总量非常大，对于电网来说，是轻资产。”中国电科院首席技术专家惠东说，“未来电动汽车可能形成50-80亿千瓦时的总体储能，现在电网一天的交易为160亿，也就是说可以翘动整个电网交易，对电网来说，将来投资固定储能还是利用这种东西，是一个很大的问题。”

 

自然资源保护协会的中国区副主任游梦娜表示，到了2030年若电动汽车实现规模化，其对电网影响仍需进一步分析。