隨著新能源汽車保有量的快速增長(zhǎng)，電動(dòng)汽車充電負(fù)荷帶來(lái)的電力需求必將給電力系統(tǒng)帶來(lái)較大負(fù)擔(dān)。
在近日舉行的電動(dòng)汽車百人會(huì)研討會(huì)上，中國(guó)工程院院士歐陽(yáng)明高提出，汽車行業(yè)的系統(tǒng)智能化不僅要關(guān)注自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展，還要關(guān)注新能源汽車與新能源電力系統(tǒng)的融合互動(dòng)，建立氫-電智慧新能源系統(tǒng)。
車網(wǎng)互動(dòng) 聚散為整
電動(dòng)化浪潮不斷襲來(lái)，汽車的概念開(kāi)始逐漸從單一的交通工具衍生出更豐富的內(nèi)涵，“大型移動(dòng)充電寶”便是其新身份之一。今年7月，河南雨災(zāi)期間，鄭州市眾多小區(qū)出現(xiàn)停電現(xiàn)象。比亞迪車主們便運(yùn)用反向充電功能，自發(fā)成立了“供電小分隊(duì)”，為小區(qū)居民賦能充電，確保通訊暢通。
當(dāng)汽車成為移動(dòng)儲(chǔ)能裝置，它不僅能實(shí)現(xiàn)車對(duì)車、車對(duì)負(fù)載的對(duì)外放電，同樣可以讓汽車與電網(wǎng)的雙向互動(dòng)場(chǎng)景成為現(xiàn)實(shí)。V2G（Vehicle to Grid）技術(shù)便意指電動(dòng)汽車給電網(wǎng)送電的雙向互聯(lián)技術(shù)。歐陽(yáng)明高指出，智慧新能源系統(tǒng)的建立，離不開(kāi)V2G技術(shù)的應(yīng)用。
隨著電動(dòng)汽車保有量的不斷增長(zhǎng)，隨時(shí)隨地?zé)o序充電模式必將給電網(wǎng)帶來(lái)巨大沖擊。V2G技術(shù)的運(yùn)用，可以把分散的車用電池聚合起來(lái)反向充電，減少電網(wǎng)增容壓力。不久前，國(guó)家電網(wǎng)有限公司董事長(zhǎng)辛保安在第三屆世界新能源汽車大會(huì)上表示，廣泛應(yīng)用V2G技術(shù)，讓電動(dòng)汽車向電網(wǎng)反向送電，具有巨大的可調(diào)度儲(chǔ)能潛力。預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)電動(dòng)汽車充電可調(diào)節(jié)負(fù)荷將達(dá)到3000萬(wàn)kW，儲(chǔ)能資源有望超1500億kWh。辛保安指出，電動(dòng)汽車“低谷充電、高峰放電”的形式可以促進(jìn)新能源消納，提高新能源系統(tǒng)的整體效率。
正是看到電動(dòng)汽車的巨大儲(chǔ)能潛力，各大車企紛紛開(kāi)始布局V2G技術(shù)。2020年，奧迪宣布與德國(guó)海格電器集團(tuán)達(dá)成合作，采用奧迪e-tron車型進(jìn)行雙向充電創(chuàng)新研究項(xiàng)目研究，力圖將電動(dòng)汽車納入家庭電網(wǎng)。今年4月，大眾表示將從2022年起對(duì)出自集團(tuán)MEB平臺(tái)的所有純電動(dòng)車型推出V2G雙向充電技術(shù)，希望率先成為歐洲第一家將V2G投入商用的汽車制造商。此外，有外媒報(bào)道，特斯拉于2020年便已為Model 3增加雙向充電功能。
國(guó)內(nèi)各大車企同樣也在加足馬力布局V2G這一“香餑餑”。2020年，威馬順利通過(guò)全項(xiàng)V2G的車、樁實(shí)測(cè)及道路測(cè)試，成為首家落地應(yīng)用V2G技術(shù)的新造車企業(yè)。蔚來(lái)與國(guó)網(wǎng)電動(dòng)也在開(kāi)展V2G技術(shù)試點(diǎn)。此外，蔚來(lái)正在上海等地嘗試一種用戶參與的極簡(jiǎn)版V2G試驗(yàn)——反向換電模式，即車主晚上在家充滿電，再去換電站換不滿電的電池包。2020年，北汽新能源、東風(fēng)汽車也分別與國(guó)家電網(wǎng)達(dá)成相關(guān)合作，通過(guò)推出V2G技術(shù)、進(jìn)行V2G試點(diǎn)。
不過(guò)，V2G商業(yè)化落地還為時(shí)尚早。全國(guó)乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書長(zhǎng)崔東樹(shù)表示，目前車與電網(wǎng)的雙向交流國(guó)內(nèi)尚處于試點(diǎn)示范階段，需要完善的內(nèi)容還有很多。按照歐陽(yáng)明高此前提出的車網(wǎng)互動(dòng)發(fā)展路徑，我國(guó)在2021～2025年將進(jìn)入有序充電階段，進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，降低電網(wǎng)負(fù)荷；2025～2040年期間，我國(guó)將經(jīng)歷車家互動(dòng)（V2H）、車網(wǎng)互動(dòng)（V2G微網(wǎng)）幾個(gè)階段，最終實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)互動(dòng)（V2G）。
車能融合需形成強(qiáng)大技術(shù)合力
“汽車反充電網(wǎng)理論上可行，但實(shí)際操作起來(lái)不靠譜。”賽迪研究院汽車產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)分析師韶元駿在接受采訪時(shí)表示，雙向充電的技術(shù)難度過(guò)大。固定的儲(chǔ)能電站尚有電壓、功率的限制，單車如何能簡(jiǎn)單地將電反充到電網(wǎng)上？在他看來(lái)，車家互動(dòng)是可行的，但車網(wǎng)互動(dòng)需要電網(wǎng)承擔(dān)過(guò)大的負(fù)荷。他認(rèn)為，如太陽(yáng)能發(fā)電用于居家使用一樣，汽車的儲(chǔ)能功能應(yīng)該發(fā)揮在為家庭供電上。
此外，從商業(yè)邏輯上看，V2G技術(shù)也很難行得通。韶元駿指出，目前新能源車企為用戶提供的保修是以車輛正常行駛為前提，保修的是續(xù)駛里程，而非電池使用循環(huán)次數(shù)。一旦引入反向充電，車載電池造成的耗損難以斷定。“車企賣出車之后，用戶經(jīng)常賣電，導(dǎo)致電池壽命大大減少，車企如何給電池進(jìn)行保修？”韶元駿如是說(shuō)。
新能源及智能網(wǎng)聯(lián)汽車獨(dú)立研究員曹廣平也提出，電動(dòng)汽車在不使用狀態(tài)下為家庭供電是一種不錯(cuò)選擇，而讓車輛承擔(dān)削峰填谷的作用，就算車主能夠收獲部分經(jīng)濟(jì)效益，也很難抵消電池的壽命損失和昂貴的電池成本。美國(guó)夏威夷自然能源研究所的一項(xiàng)研究表明，在恒定功率下，V2G會(huì)顯著降低電池壽命至5年甚至以下。若因V2G造成對(duì)汽車電池的巨大損耗，難免本末倒置。因此，若想讓車-能雙向互動(dòng)成為現(xiàn)實(shí)，除了提升V2G技術(shù)，還需關(guān)注長(zhǎng)壽命循環(huán)電池技術(shù)的進(jìn)步。
此外，智慧新能源系統(tǒng)的發(fā)展必須循序漸進(jìn)，在實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)互動(dòng)前，必須先實(shí)現(xiàn)從無(wú)序充電到有序充電的過(guò)渡。韶元駿指出，目前大多車企喜歡搞大功率充電樁，建立快充站，這對(duì)電網(wǎng)的沖擊非常大。因此，有序充電的形成必須要鼓勵(lì)慢充，引導(dǎo)車主合理調(diào)配充電時(shí)間。中國(guó)汽車工業(yè)咨詢委員會(huì)主任安慶衡表示，若想做到有序充電，真正發(fā)揮電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能功能，必須發(fā)展智能充電技術(shù)。“汽車和電網(wǎng)的智能充電技術(shù)必須解決，想辦法把風(fēng)電、光電這些清潔的電儲(chǔ)存進(jìn)電網(wǎng)中。”他說(shuō)。
當(dāng)然，車家互動(dòng)、車網(wǎng)互動(dòng)的前提是要有可適配的設(shè)施。崔東樹(shù)表示，目前我國(guó)慢充樁尚未實(shí)現(xiàn)雙向充電和儲(chǔ)電功能，基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善。中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授江億此前曾表示，若想充分開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車電池的儲(chǔ)能潛力，智能主動(dòng)式充電樁系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施要優(yōu)先建立。
此外，智慧新能源系統(tǒng)絕不可忽略氫能的發(fā)展。安慶衡指出，目前氫能相關(guān)技術(shù)進(jìn)步速度較快。從2008年北京奧運(yùn)會(huì)上出現(xiàn)的氫燃料電池車，到2022年依托北京冬奧會(huì)進(jìn)行的氫燃料電池汽車示范工程建設(shè)，我國(guó)氫能發(fā)展在制氫、儲(chǔ)氫、零部件等方面均取得一定進(jìn)展。不過(guò)，曹廣平表示，氫的綠色來(lái)源成本很高，儲(chǔ)氫耗能安全系數(shù)和復(fù)雜程度較高，智能化使用尚難實(shí)現(xiàn)。
安慶衡提出，目前國(guó)內(nèi)的車網(wǎng)互動(dòng)、車能融合正處于發(fā)展階段，無(wú)論是V2G、車載電池還是智能充電等技術(shù)都需要汽車行業(yè)與電力、能源等部門相互協(xié)調(diào)，共同發(fā)展，形成強(qiáng)大的技術(shù)合力。安慶衡稱：“各方都有車網(wǎng)互動(dòng)的積極性，只要可再生能源比例和裝機(jī)量越來(lái)越大、發(fā)電量越來(lái)越多、質(zhì)量也越來(lái)越高，想辦法讓它們?nèi)刖W(wǎng)、使用，并和汽車充儲(chǔ)電聯(lián)系起來(lái)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)慢慢就建立起來(lái)了。”
跨界協(xié)同 共建能源網(wǎng)絡(luò)
全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科協(xié)主席萬(wàn)鋼在第三屆世界新能源汽車大會(huì)上指出，在以新能源汽車促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的同時(shí)，“車能融合”、“車路協(xié)同”、“車網(wǎng)互聯(lián)”實(shí)現(xiàn)跨界協(xié)同，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長(zhǎng)劉文強(qiáng)也表示，車網(wǎng)融合看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上涉及電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、組建規(guī)劃、生產(chǎn)制造系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，因此車網(wǎng)融合方案的推進(jìn)必須慎重。建設(shè)新能源動(dòng)力與新能源電力一體化的氫-電智慧新能源系統(tǒng)，必須走跨界協(xié)同之路。
在共建能源網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，新能源汽車作為終端產(chǎn)品，對(duì)于上游能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響必然是巨大的。安慶衡指出，可再生能源、新能源汽車已成為支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大新興產(chǎn)業(yè)。對(duì)于可再生能源的利用，離不開(kāi)電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能支撐。崔東樹(shù)同樣強(qiáng)調(diào)，必須強(qiáng)化電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能設(shè)備的功能。“在缺電的背景下，我們必須要實(shí)現(xiàn)電力的有效存儲(chǔ)和應(yīng)用。我們也可以學(xué)習(xí)美國(guó)一些小鎮(zhèn)對(duì)風(fēng)電、光伏等可再生能源的利用，將智慧新能源系統(tǒng)建設(shè)與新農(nóng)村建設(shè)結(jié)合起來(lái)。”崔東樹(shù)表示。
“新四化”背景下，新能源汽車不再僅僅具備交通屬性，在智能化的發(fā)展下，汽車將成為智能終端，而電動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)讓汽車也具備了能源屬性，電動(dòng)汽車可以充電，也可以放電，成為了一個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能單元，這意味著汽車行業(yè)定位也將發(fā)生巨大變化。
歐陽(yáng)明高此前指出，未來(lái)汽車行業(yè)有兩條發(fā)展路線，一種是往ICT行業(yè)發(fā)展，一種是往能源行業(yè)發(fā)展。近日盛傳的吉利跨界造手機(jī)便體現(xiàn)了車企對(duì)ICT（信息和通訊）企業(yè)的反向沖擊。車企轉(zhuǎn)型能源行業(yè)也已然出現(xiàn)先驅(qū)。在電動(dòng)汽車領(lǐng)域玩得風(fēng)生水起的特斯拉始終定位能源企業(yè)，特斯拉創(chuàng)始人馬斯克也曾多次表示其能源業(yè)務(wù)要在10年內(nèi)趕超電動(dòng)車業(yè)務(wù)。早在2012年，特斯拉首批儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目便已正式投建運(yùn)營(yíng)。在經(jīng)過(guò)幾年的摸索后，2015年，特斯拉能源公司正式成立。同年，馬斯克宣布發(fā)售懸掛式家用儲(chǔ)能電池Powerwall，這標(biāo)志著特斯拉儲(chǔ)能業(yè)務(wù)正式走向B2C。此后，馬斯克又收購(gòu)光伏開(kāi)發(fā)商SolarCity，開(kāi)展深度光儲(chǔ)項(xiàng)目，特斯拉進(jìn)一步向一家能源公司轉(zhuǎn)型。
不可否認(rèn)的是，智慧新能源系統(tǒng)的建立不僅僅與車企相關(guān)，與電池企業(yè)關(guān)系更甚。韶元駿指出，在不斷加大可再生能源使用的情況下，由于風(fēng)電、潮汐能、太陽(yáng)能等能源具有周期性，未來(lái)出現(xiàn)限電、斷電的情況會(huì)有所增加。因此，電池企業(yè)必須出手，為用戶提供特斯拉式的家庭儲(chǔ)能單元。
