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新势力与跨国车企加入V2G领域:能否共创双赢局面?

2023-10-25 21:53 来源: 中国汽车报网 作者: 张雅慧

摘要:近日,福特汽车公司、宝马集团和本田汽车美国公司宣布联合成立一家新公司,旨在通过将能源回馈电网,帮助电动汽车车主节省资金。

近日,福特汽车公司、宝马集团和本田汽车美国公司宣布联合成立一家新公司,旨在通过将能源回馈电网,帮助电动汽车车主节省资金。

“反向充电,躺着赚钱。”越来越多车主将以此盈利。据悉,新公司名为ChargeScape,其将创建一个单一的、具有成本效益的平台,可连接电力公司、汽车制造商和感兴趣的电动汽车车主。通过新平台,电动汽车车主可以通过各种充电管理和能源共享服务获得经济利益,而这是传统汽油动力汽车无法实现的。看似合理的充电闭环,能为日益紧张的充电带来可持续能量吗,V2G会成为新能源汽车产业新的增长点吗?

需求催生 入局者端望“红海”

如今“充电难、难充电”依旧是困扰新能源汽车难以快速推广的关键难题。用户对于充电时间的选择也成为越来越重要的考量,曾经为了解决新能源充电难的问题而采取的波谷错峰充电,如今却成了新的痛点。“十一”期间,记者在走访调查中发现,在电价更低的波谷期往往出现新的用电高峰,“错峰充电”似乎总是事与愿违。

为了平衡这一问题,业内提出,要将充电行为从无序充电到有序充电再到双向充电车网的互动普及。鼓励将闲置电动汽车,通过双向充电桩与电网联接,通过能源互联网调控,实现低谷充电高峰放电,既解决电网能源紧张问题,同时也能让车主在实际激励下,主动参与进来。V2G就是在这样的需求下应运而生的。

全称Vehicle-to-grid的V2G,也可称为“汽车对电网”,是指充电式电动车辆(例如纯电动汽车、插电式混合动力汽车或氢燃料电池汽车)可以和输电网络通讯,有需求响应的服务,可将电力输送回电网,或是依电费调整其充电的速度。V2G的电源储存能力可以储存及使用新能源(如太阳能及风力)的电力,这些电力的输出会随着气候及时间而改变,对电网起到反向补能的作用。

其实,除了福特、宝马与本田联合成立的公司,国内也早有企业开始在此布局。4月,今年上海车展期间,广汽埃安发布了“快速补电+V2G”行动计划,宣布将于2025年建成2000座具备V2G技术的埃安超级充换电站,并将V2G技术向私人用桩推广。

8月,蔚来汽车在NIO Power Day 2023上,发布了一款20kW的V2G充电桩。据介绍,除支持快速充电外,该款充电桩还增加放电功能,可为电网反向输电,参与电网的削峰填谷调度,并已经在祁连山国家公园部署了V2G自循环补能体系。

在某些城市地区,V2G已经投入试点示范应用,8月23日,国网无锡供电公司车网互动验证中心,50位新能源车主将车接入V2G充放电设备,把“电动汽车与电网双向互动技术”从实验室推向实际应用。此次试验历时30分钟。50辆车反向送电功率近2000kW,可满足133户居民一天的正常用电需求。

中国石油首座“光储充放换检非”智能超级充换电综合示范站也于9月投入使用,该站还采用了多项技术,包括光伏、储能、大功率液冷超充、无线充电和V2G技术。车主可以通过智慧化的平台系统进行车网互动、有序充电和预约充电。

有机构预测,2025年V2G市场空间约为333亿元,到2030年将达1052亿元。巨大的市场机会面前,进入2023年的V2G技术试点示范建设、战略合作项目等正在快速铺开。然而从提出到普及,V2G近年来的发展一直不温不火,颇有种“雷声大雨点小”的架势,难道V2G也难逃“理想丰满,现实骨感”的结局?

三方获利的V2G为何寸步难行

为了大规模发展V2G,三年来,国家每年都发文予以鼓励。2020年11月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021~2035)》,鼓励新能源汽车与电网(V2G)能量互动,鼓励地方开展V2G示范应用。2021年5月,国家发改委和国家能源局发布了《关于进一步提升充换电基础设施服务保障能力的实施意见(征求意见稿)》,强调对车网互动等新技术研发应用的加强工作,推动V2G协同创新与试点示范。2022年12月14日,国务院印发的《扩大内需战略规划纲要(2022~2035年)》指出,鼓励车企研发具有丰富车网互动功能的新能源汽车。

早在2021年,中国科学院院士欧阳明高便作了题为《车网互动(V2G)技术潜力与实施可行性》的主旨报告,提出V2G的技术潜力与实施可行性。

欧阳明高建议,构建与分布式小微市场主体相匹配的红利传导机制,在V2G市场培育期,研究出台分阶段逐步退坡的激励政策,加大市场培育期扶持力度。“实现V2G模式,需要电池、整车、电网、能源服务、物业等多方协同,产业链长,尤其在我国集中式的居住环境下,需要协调的利益主体多。”

对于电网而言,V2G不但可以减少因电动汽车大量发展带来的用电压力,还能将电动汽车作为储能装置用于调控负荷,提高电网运行效率和可靠性,减少电网在储能建设上的投资。

对车企而言,V2G技术使用户有效降低了电动汽车的使用成本。在紧急情况下,还能利用V2G技术将具有电力输出功能的电动汽车当作紧急电源使用,无形中增加了电动车的用途,从而推动电动汽车的生产与销售。

对于电动汽车车主来说,可以通过V2G在电网负荷低、电价低的时候充电,然后在电网负荷高、电价较高的时候卖电,从中赚取差价收益。以一辆带电量为100kWh的电动汽车为例,如果车主将其中50kWh的电卖给电网,以某地区峰时1元/kWh、谷时0.3元/kWh电价计算,车主每次将可获利35元。

特来电市场支持中心副总经理韩松在接受记者采访时表示,新能源汽车的电池循环寿命大约在2000次以上,一次充电约可行驶400~500公里,1000次循环大约能行驶50万公里,但在实际使用中,一般用户换车的行驶里程在20万公里左右,约400次循环。因此利用V2G放电,也可以充分地利用这些被浪费的循环次数。

电网、车企、用户三方获益,V2G技术看起来似乎是一个不错的可以快速落地的商业技术。但是为何V2G的发展不如人愿?

V2G本身最大的用处就是反向供电实现削峰填谷,但是就目前整个市场布局来看,能够支持V2G的充电桩太少了。凯联资本行业分析师朱涛指出,当前全国范围内具有V2G功能的充电桩不到2000个,而普通充电桩共有398万个,V2G充电桩只占现有充电桩总量的0.05%,数量微乎其微。其次,国内各个城市虽然波峰波谷价格不同,但整体来看,峰谷电价差距并不大,因此也没有什么利益能够驱动车主去反向给微电网供电,整个商业模式并没有完全跑通。

确如其所言,不少电动汽车车主本身对于反向充电一事并没有太大兴趣。“我了解过充放电赚差价,但是我们这边波峰电价1.64元/度,波谷价格大约在0.7元/度,差价0.95元左右,还不到1元。我开车毕竟是为了日常出行方便,不会专门出来靠这个赚钱。卖太多电影响自己用车,卖得少又不划算,赚得这点差价可能还不够停车费,不太划算。”山东一位电动汽车车主薛先生表示。

“当前我们国家的V2G仍处在发展初期,其技术门槛并不高,主要问题在于商业模式的落地。”中国电动汽车充电基础设施促进联盟副秘书长仝宗旗表示,第一个问题就是,国内支持V2G功能的车非常少,这一技术并不是标配,如果需要支持V2G功能,从车端到桩端,都需要配备一个控制系统模块,增加成本也影响了其发展;其次,将车端作为能源端,车端反向放电到电网,如何利用好这一部分回收的电,当前并没有完善的规划和利用,所以这也对它的应用场景产生了限制。目前V2G基本只用在一些相对封闭的、离网状态下的环境,比如工业园区、物流园区、公园或者办公楼等相对封闭的地方,将回收的电能结合自己发电需求来消纳掉。

“另一个更重要的因素在于,持续充电放电会对电池带来不同程度的损伤,”仝宗旗指出,这对电池回收利用的残值有影响,通过充电放电对电池造成的损耗,最终还是车主承担这一代价,究竟是赚了还是亏了,这不好评判。

再就是安全问题。除了硬件设施的制约外,电力交易市场仍待完善,如果直接将零散的电动汽车电源无序地释放给大电网,会对电网形成一定的冲击。这种冲击不只是效率问题,甚至对电网安全都会产生影响。”

专场专用 商业试运营仍在探索

尽管与V2G相关的电池、整车、电网等相关技术仍需要完善,其应用也处于试点示范应用阶段,但仍不可否认它拥有的巨大前景,此起彼伏的入局者证明了这一点。韩松表示,众多参与者主要可以分为4类:国家电网、南方电网等电网公司;充电桩企业;国电投、地方企业的能源类公司;车企。”

“不同的参与主体,目的不同。如:车企可能是为了更好地卖车,能源企业为了回收能源……我们的目标则是要构建基于充电网的大型车网互动储能网。”韩松表示,“针对特定的、专用场景,特来电已经成功构建了一些服务案例。如:公交场站存在两种应用情况:第一种,一些公交车剩余100度电,不足够支持整条线路运营所需电量,处于半退役状态,可以将电池的剩余价值充分利用,提高残余价值;第二种,许多备用运营车辆参与放电,将闲置车辆的电能充分利用起来。”

除了公交场站,V2G另一个重要的应用场景是封闭工业园区。韩松认为,推广V2G的前提是要有放电消纳需求,而工业园区的用电需求正是合适的应用场景。“类似工业园区这样的固定场景,用电高峰期具有一定规律。当电价提高,光伏退坡,传统配电跟不上供应的时候,就非常需要有额外电源给予补给,于是新能源车辆这样的‘虚拟电厂’放电恰好可以派上用场。对于园区来说,他们也多了一个补给电源,可以减少从电网买电。”

基于对电网运行体系的理解,充电桩的技术路线无法支撑大规模电动汽车发展,必须建立起一套规模化电动汽车和电网深度融合的充电网新架构、新体系、新技术、新产品。以充电网为基础的新场景,可将“光伏—充电—放电”融合成微电网,通过充电网电动汽车电池的移动储能,加上退役电池梯次储能,低谷充电、高峰放电,形成储能网,构建以“充电网—微电网—储能网”为载体的虚拟电厂。

尽管目前V2G主要应用在一些专用场景,但仝宗旗认为私人用桩的V2G模式也是可探索的。“现在车辆续驶里程普遍达到500~600公里,但是每天出行可能只有几十公里,每天都会剩余大量的电。这些电可以在白天用电高峰期时放出去,等晚上用电低峰期再进行补能,尤其是拥有私人充电桩的用户。”他说。

“我们鼓励用户在晚上电价便宜的时候在私桩充电,然后在用电高峰时去一些用电紧张的专用场景放电。但未来如果居民用电电价政策转变,也出现较大的峰谷电价差,则能够实现‘私充私放’,即新能源车辆在外面用便宜的价格充的电,也可以回到家释放,放出的电可以供给家庭用电。”韩松对记者表示。

拒绝“傻瓜式”放电 V2G回本有路可循

正如所有新技术的发展轨迹一样,V2G的进阶之路也是缓慢的。当前V2G整体市场规模并不大,如特来电这样的先行者,在全国部署的V2G功能充电桩也未形成规模化。但对于V2G的前景,韩松充满信心。V2G现在没有大规模铺开,主要原因是目前充电设施还不够完善,达不到理想规模,大部分用户充电还不是无知无感、足够方便,但这不妨碍它会成为未来的趋势。此外,对于V2G的商业模式,韩松也有着自己的分析和判断。他断言:“纯傻瓜式放电走不长久。”如今许多人对V2G的认知仍停留在充电桩本身,没有综合考虑为支撑V2G商业模式所需要建立的车-桩-网-平台的综合技术体系。从电网、企业、用户三端来看,V2G商业推广的核心仍在于车主认知和整个行业技术、商业体系是否完善。

在韩松看来,国内V2G技术和国外有着些许不同。如果说国外建立V2G只能限于本地性的功能,那么,建立全国性V2G最大的价值在于从更宏观的角度可以建立起规模性的充、放电双向网络,并可以形成规模化的“储能池”,解决区域性电网的发用电均衡问题。

“我们一开始的目标就是构建一个可持续的充电网络,对于车辆的放电有着相应的规划和设计。”韩松举例说道,“电不是想放就放的。就像现在充电桩通过电价来控制用户充电,V2G放电也是一样,当没有用电需求时,我们也会通过能量管理的策略来约束用户放电行为,避免电量冗余。”

而为了实现这些功能,在建设V2G充电桩时要有三方面设计考量:首先,充电桩模块需要由单向变为双向模块,即支持“充电+放电”两个要求;其次,APP或服务平台要增加用户接口相关功能,增加多样化的放电选项;第三,优化能量管理技术,对放电能量进行实时监控和管理,采集实时的用电需求、新能源发电能力、实时电价、虚拟电厂调度命令等,辅佐判断何时充电、何时放电以及放电的功率大小。

“增加了这些功能后的充电桩,每根成本大约会增加30%~50%。但对于建设一个充电场站来说,考虑到原有的变压器、电缆等硬件设施的投资,V2G桩的实际投入增长比例会缩小。”韩松表示V2G走向成熟的商业模式并不遥远,“据我们测算,一根V2G放电桩,一天只要30~40度电,3~5年就能够回本,这在一些试点示范场景很容易实现。”

中国汽车工业协会数据显示,今年前三季度,新能源汽车产销分别完成631.3万辆和627.8万辆,同比分别增长33.7%和37.5%,市场占有率达到29.8%。随着电动汽车规模化发展,未来新能源汽车保有量将成几何级增长,充电必然会成为问题,充电桩等基础设施必须要配合新能源汽车发展,V2G必然会提上日程。

责任编辑:苏城

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