隨著新能源汽車保有量的快速增長，電動汽車充電負荷帶來的電力需求必將給電力系統(tǒng)帶來較大負擔。
在近日舉行的電動汽車百人會研討會上，中國工程院院士歐陽明高提出，汽車行業(yè)的系統(tǒng)智能化不僅要關(guān)注自動駕駛技術(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，建立氫-電智慧新能源系統(tǒng)。
車網(wǎng)互動 聚散為整
電動化浪潮不斷襲來，汽車的概念開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。比亞迪車主們便運用反向充電功能，自發(fā)成立了“供電小分隊”，為小區(qū)居民賦能充電，確保通訊暢通。
當汽車成為移動儲能裝置，它不僅能實現(xiàn)車對車、車對負載的對外放電，同樣可以讓汽車與電網(wǎng)的雙向互動場景成為現(xiàn)實。V2G（Vehicle to Grid）技術(shù)便意指電動汽車給電網(wǎng)送電的雙向互聯(lián)技術(shù)。歐陽明高指出，智慧新能源系統(tǒng)的建立，離不開V2G技術(shù)的應(yīng)用。
隨著電動汽車保有量的不斷增長，隨時隨地無序充電模式必將給電網(wǎng)帶來巨大沖擊。V2G技術(shù)的運用，可以把分散的車用電池聚合起來反向充電，減少電網(wǎng)增容壓力。不久前，國家電網(wǎng)有限公司董事長辛保安在第三屆世界新能源汽車大會上表示，廣泛應(yīng)用V2G技術(shù)，讓電動汽車向電網(wǎng)反向送電，具有巨大的可調(diào)度儲能潛力。預(yù)計到2025年，我國電動汽車充電可調(diào)節(jié)負荷將達到3000萬kW，儲能資源有望超1500億kWh。辛保安指出，電動汽車“低谷充電、高峰放電”的形式可以促進新能源消納，提高新能源系統(tǒng)的整體效率。
正是看到電動汽車的巨大儲能潛力，各大車企紛紛開始布局V2G技術(shù)。2020年，奧迪宣布與德國海格電器集團達成合作，采用奧迪e-tron車型進行雙向充電創(chuàng)新研究項目研究，力圖將電動汽車納入家庭電網(wǎng)。今年4月，大眾表示將從2022年起對出自集團MEB平臺的所有純電動車型推出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，有外媒報道，特斯拉于2020年便已為Model 3增加雙向充電功能。
國內(nèi)各大車企同樣也在加足馬力布局V2G這一“香餑餑”。2020年，威馬順利通過全項V2G的車、樁實測及道路測試，成為首家落地應(yīng)用V2G技術(shù)的新造車企業(yè)。蔚來與國網(wǎng)電動也在開展V2G技術(shù)試點。此外，蔚來正在上海等地嘗試一種用戶參與的極簡版V2G試驗——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、東風汽車也分別與國家電網(wǎng)達成相關(guān)合作，通過推出V2G技術(shù)、進行V2G試點。
不過，V2G商業(yè)化落地還為時尚早。全國乘用車市場信息聯(lián)席會秘書長崔東樹表示，目前車與電網(wǎng)的雙向交流國內(nèi)尚處于試點示范階段，需要完善的內(nèi)容還有很多。按照歐陽明高此前提出的車網(wǎng)互動發(fā)展路徑，我國在2021～2025年將進入有序充電階段，進行功率調(diào)節(jié)，降低電網(wǎng)負荷；2025～2040年期間，我國將經(jīng)歷車家互動（V2H）、車網(wǎng)互動（V2G微網(wǎng)）幾個階段，最終實現(xiàn)車網(wǎng)互動（V2G）。
車能融合需形成強大技術(shù)合力
“汽車反充電網(wǎng)理論上可行，但實際操作起來不靠譜?！辟惖涎芯吭浩嚠a(chǎn)業(yè)研究中心高級分析師韶元駿在接受采訪時表示，雙向充電的技術(shù)難度過大。固定的儲能電站尚有電壓、功率的限制，單車如何能簡單地將電反充到電網(wǎng)上？在他看來，車家互動是可行的，但車網(wǎng)互動需要電網(wǎng)承擔過大的負荷。他認為，如太陽能發(fā)電用于居家使用一樣，汽車的儲能功能應(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?！败嚻筚u出車之后，用戶經(jīng)常賣電，導(dǎo)致電池壽命大大減少，車企如何給電池進行保修？”韶元駿如是說。
新能源及智能網(wǎng)聯(lián)汽車獨立研究員曹廣平也提出，電動汽車在不使用狀態(tài)下為家庭供電是一種不錯選擇，而讓車輛承擔削峰填谷的作用，就算車主能夠收獲部分經(jīng)濟效益，也很難抵消電池的壽命損失和昂貴的電池成本。美國夏威夷自然能源研究所的一項研究表明，在恒定功率下，V2G會顯著降低電池壽命至5年甚至以下。若因V2G造成對汽車電池的巨大損耗，難免本末倒置。因此，若想讓車-能雙向互動成為現(xiàn)實，除了提升V2G技術(shù)，還需關(guān)注長壽命循環(huán)電池技術(shù)的進步。
此外，智慧新能源系統(tǒng)的發(fā)展必須循序漸進，在實現(xiàn)車網(wǎng)互動前，必須先實現(xiàn)從無序充電到有序充電的過渡。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，這對電網(wǎng)的沖擊非常大。因此，有序充電的形成必須要鼓勵慢充，引導(dǎo)車主合理調(diào)配充電時間。中國汽車工業(yè)咨詢委員會主任安慶衡表示，若想做到有序充電，真正發(fā)揮電動汽車的儲能功能，必須發(fā)展智能充電技術(shù)?！捌嚭碗娋W(wǎng)的智能充電技術(shù)必須解決，想辦法把風電、光電這些清潔的電儲存進電網(wǎng)中?！彼f。
當然，車家互動、車網(wǎng)互動的前提是要有可適配的設(shè)施。崔東樹表示，目前我國慢充樁尚未實現(xiàn)雙向充電和儲電功能，基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善。中國工程院院士、清華大學(xué)教授江億此前曾表示，若想充分開發(fā)電動汽車電池的儲能潛力，智能主動式充電樁系統(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)進步速度較快。從2008年北京奧運會上出現(xiàn)的氫燃料電池車，到2022年依托北京冬奧會進行的氫燃料電池汽車示范工程建設(shè)，我國氫能發(fā)展在制氫、儲氫、零部件等方面均取得一定進展。不過，曹廣平表示，氫的綠色來源成本很高，儲氫耗能安全系數(shù)和復(fù)雜程度較高，智能化使用尚難實現(xiàn)。
安慶衡提出，目前國內(nèi)的車網(wǎng)互動、車能融合正處于發(fā)展階段，無論是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，形成強大的技術(shù)合力。安慶衡稱：“各方都有車網(wǎng)互動的積極性，只要可再生能源比例和裝機量越來越大、發(fā)電量越來越多、質(zhì)量也越來越高，想辦法讓它們?nèi)刖W(wǎng)、使用，并和汽車充儲電聯(lián)系起來，這個網(wǎng)絡(luò)慢慢就建立起來了?！?/p>
跨界協(xié)同 共建能源網(wǎng)絡(luò)
全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼在第三屆世界新能源汽車大會上指出，在以新能源汽車促進汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的同時，“車能融合”、“車路協(xié)同”、“車網(wǎng)互聯(lián)”實現(xiàn)跨界協(xié)同，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長劉文強也表示，車網(wǎng)融合看似簡單，但實際上涉及電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、組建規(guī)劃、生產(chǎn)制造系統(tǒng)等多個系統(tǒng)，因此車網(wǎng)融合方案的推進必須慎重。建設(shè)新能源動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)的過程中，新能源汽車作為終端產(chǎn)品，對于上游能源結(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國民經(jīng)濟發(fā)展的兩大新興產(chǎn)業(yè)。對于可再生能源的利用，離不開電動汽車的儲能支撐。崔東樹同樣強調(diào)，必須強化電動汽車作為儲能設(shè)備的功能?！霸谌彪姷谋尘跋拢覀儽仨氁獙崿F(xiàn)電力的有效存儲和應(yīng)用。我們也可以學(xué)習(xí)美國一些小鎮(zhèn)對風電、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。”崔東樹表示。
“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，而電動化的發(fā)展趨勢讓汽車也具備了能源屬性，電動汽車可以充電，也可以放電，成為了一個移動儲能單元，這意味著汽車行業(yè)定位也將發(fā)生巨大變化。
歐陽明高此前指出，未來汽車行業(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便體現(xiàn)了車企對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)。在電動汽車領(lǐng)域玩得風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)趕超電動車業(yè)務(wù)。早在2012年，特斯拉首批儲能試點項目便已正式投建運營。在經(jīng)過幾年的摸索后，2015年，特斯拉能源公司正式成立。同年，馬斯克宣布發(fā)售懸掛式家用儲能電池Powerwall，這標志著特斯拉儲能業(yè)務(wù)正式走向B2C。此后，馬斯克又收購光伏開發(fā)商SolarCity，開展深度光儲項目，特斯拉進一步向一家能源公司轉(zhuǎn)型。
不可否認的是，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，由于風電、潮汐能、太陽能等能源具有周期性，未來出現(xiàn)限電、斷電的情況會有所增加。因此，電池企業(yè)必須出手，為用戶提供特斯拉式的家庭儲能單元。
