有效解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中供需協(xié)同不足—— 靈活電網(wǎng)怎么建？新能源車來出力

在北京市西城區(qū)中國再保險中心B4停車場，車輛在使用V2G雙向充放電樁放電。 本報記者 徐佩玉攝

伴隨新能源汽車保有量增長，渝蓉高速大足石刻服務(wù)區(qū)充電站持續(xù)加大充電樁保障，提供快充槍和全液冷超充槍，為新能源車主帶來暢快的充電體驗，助力綠色出行。圖為該充電站一角。 孫凱芳攝(人民視覺)

今年8月，中國國內(nèi)新能源汽車零售量首次邁過百萬大關(guān)，達到102.7萬輛。一些車主發(fā)現(xiàn)，自家的新能源汽車不僅是綠色智能的代步工具，還可以賺錢。中國正在探索推廣的一項新技術(shù)，可以將新能源汽車的動力電池變?yōu)閮Υ骐娔艿?ldquo;充電寶”，根據(jù)電網(wǎng)需求反向給電網(wǎng)送電，車主獲得補貼收益。這就是雙向充放電(V2G)。

近年來，中國積極探索新能源汽車與電網(wǎng)雙向互動，通過充換電設(shè)施與供電網(wǎng)絡(luò)相連，發(fā)揮動力電池的靈活調(diào)節(jié)能力，建設(shè)靈活電網(wǎng)。

一邊充電一邊賺錢

在北京市西城區(qū)中國再保險中心B4停車場，有一個車網(wǎng)互動V2G示范站，配備了9臺15kW直流V2G雙向充放電樁。

每天早上，在附近上班的劉先生將自己的新能源汽車停在這里并連上V2G充電樁，進行放電操作。他的新能源汽車電池容量為52千瓦時，扣除通勤所需電量，每次放電量約30千瓦時，每千瓦時可獲得0.7元補貼。“我下班后利用夜間用電低谷時段充電，白天在單位放電，一年能有4000元收入，基本覆蓋了日常出行的成本。”劉先生說。

這是國內(nèi)第一個實現(xiàn)V2G商業(yè)化運營的項目，于2020年7月建成投運，依托國家電網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺，引導(dǎo)新能源汽車低谷時段有序充電、高峰時段向大樓放電，降低大樓高峰用電負(fù)荷。

什么是V2G?簡單來說，就是在用電低谷、電價較低時給汽車充電，用電高峰時將多余的電反向供電給電網(wǎng)，起到“削峰填谷”的作用。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長劉永東對記者表示，V2G是將新能源汽車作為一種可移動的儲能單元，通過雙向充電技術(shù)，實現(xiàn)新能源汽車與電網(wǎng)之間的能量交換。

這一技術(shù)有效緩解了電網(wǎng)的供需矛盾，提高了能源利用效率，也通過“峰谷套利”的模式為車主帶來了實實在在的收益。目前，常態(tài)化參與V2G充放電的車主，3年放電收益超萬元，除去充電成本，V2G放電年凈收益可達到1300元。

去年浙江省舟山市首個V2G充電示范站正式投入使用。據(jù)國網(wǎng)舟山供電公司相關(guān)項目負(fù)責(zé)人計算，車主在家使用谷電充電成本約0.3元/千瓦時，在V2G充電樁送電可賺0.6元/千瓦時，園區(qū)客戶電費標(biāo)準(zhǔn)為0.8元/千瓦時。以電池容量為60千瓦時的普通家用車為例，一次送電40千瓦時，車主可賺12元，園區(qū)節(jié)約電費成本8元。

有人或許擔(dān)心，頻繁充放電是否會影響汽車電池使用壽命?

據(jù)國家電網(wǎng)統(tǒng)計，絕大多數(shù)私家車輛平均充電頻率約為每年50次。按照汽車10年壽命測算，全周期內(nèi)車主使用的充電次數(shù)約為500次。而目前，動力電池的實際使用壽命至少為2000次，每輛新能源汽車在全周期內(nèi)仍有超過1000次的電池充電次數(shù)可參與車網(wǎng)互動。經(jīng)過相關(guān)驗證，車輛以小倍率進行充放電，在淺充淺放的工況下，經(jīng)過數(shù)千天的使用，在完成200余個V2G充放電循環(huán)后，電池容量仍保持在93%以上。此外，雖然V2G技術(shù)會增加新能源汽車電池的充放電次數(shù)，但合理的充放電管理策略可優(yōu)化電池的使用效率，減少電池的老化和降解。

保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行

中國新能源汽車保有量逐年上升，2023年底已達2041萬輛，占汽車總量的6.07%;其中純電動汽車保有量1552萬輛，占新能源汽車保有量的76.04%。

新能源汽車保有量不斷增加的同時，電網(wǎng)運行也迎來了新挑戰(zhàn)。例如，負(fù)荷峰谷差加大，發(fā)電側(cè)調(diào)節(jié)困難;輸電網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷不均衡，導(dǎo)致系統(tǒng)網(wǎng)損增加和網(wǎng)絡(luò)阻塞等。

在此背景下，推廣V2G，既有可能性，也有必要性。劉永東表示：“一方面，當(dāng)前電池的技術(shù)、安全性都得到很大提升，電池循環(huán)次數(shù)可達3000到5000次，新能源汽車電池可作為移動的儲能單元發(fā)揮更大作用。另一方面，在能源轉(zhuǎn)型和‘雙碳’目標(biāo)的背景下，我國大力發(fā)展可再生能源，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電將逐步成為發(fā)電主力，電源側(cè)的隨機性和波動性會越來越強，亟需做好發(fā)用電平衡。推廣V2G對建設(shè)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)意義重大。”

電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性將進一步增強。在電力需求高峰期間，V2G技術(shù)可以將新能源汽車中的電能釋放到電網(wǎng)中，減輕電網(wǎng)壓力，提高供電穩(wěn)定性;通過快速充放電，對電網(wǎng)頻率波動進行調(diào)節(jié)，增強電網(wǎng)的動態(tài)響應(yīng)能力。國網(wǎng)江蘇無錫供電公司營銷部主任許涵慎對記者表示，這一模式不僅增強了電網(wǎng)應(yīng)對突發(fā)情況和波動的能力，提高了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，還有助于提升對可再生能源的消納能力，減少碳排放，同時降低燃料費用和電力系統(tǒng)升級改造費用。

新能源汽車的有序補能將得到保障。中國汽車工程研究院政研咨詢中心有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，新能源汽車與電網(wǎng)系統(tǒng)具有強耦合性。車網(wǎng)互動試點引導(dǎo)新能源汽車在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段充電，可有效規(guī)避在負(fù)荷高峰時段新能源汽車充電給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來的沖擊，保障新能源汽車的有序補能。

雙向充放電還可提高電動汽車用戶經(jīng)濟性。中國汽車戰(zhàn)略與政策研究中心主任助理姚占輝對記者表示，通過V2G技術(shù)，電動汽車用戶可以通過向電網(wǎng)售電獲得收益，降低電動汽車的使用成本。同時，具備V2G功能的車輛，通過對外放電功能可以滿足一些特定場景的需求，如露營、戶外野炊等活動用電，充分發(fā)揮電動汽車的使用屬性，提升消費者的用車體驗。

據(jù)了解，目前電網(wǎng)超過全年峰值負(fù)荷95%的時間不足50個小時，為保障這部分高峰負(fù)荷需求，電力系統(tǒng)往往需要配置頂峰電源或輸電通道，付出的邊際成本較高。通過高效、智能的車網(wǎng)互動應(yīng)用，可節(jié)省出超萬億元的電力保供和靈活調(diào)節(jié)的社會成本。

迎來規(guī)�；�、商業(yè)化應(yīng)用前景

對車主而言，車網(wǎng)互動可以增加個人收益;對能源系統(tǒng)來說，車網(wǎng)互動是提高電力系統(tǒng)運行效率、提升電網(wǎng)靈活性與穩(wěn)定性的“阻尼器”，可有效解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中供需協(xié)同不足的問題。

為啥尚未實現(xiàn)規(guī)�；�的商業(yè)應(yīng)用?業(yè)內(nèi)人士分析，車網(wǎng)互動模式的門檻較高，涉及技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、市場機制等多個方面。當(dāng)前，車網(wǎng)互動所涉及的車、樁、網(wǎng)、負(fù)荷聚合等技術(shù)逐漸成熟，在政策、技術(shù)和市場的推動下，車網(wǎng)互動在中國將迎來規(guī)模化、商業(yè)化的應(yīng)用前景。

政策支持——今年9月，國家發(fā)展改革委、國家能源局、工業(yè)和信息化部、國家市場監(jiān)督管理總局4部門聯(lián)合印發(fā)《國家發(fā)展改革委辦公廳等關(guān)于推動車網(wǎng)互動規(guī)�；瘧�(yīng)用試點工作的通知》，明確將在全國開展車網(wǎng)互動規(guī)�；瘧�(yīng)用試點，擴大雙向充放電(V2G)項目規(guī)模，豐富車網(wǎng)互動應(yīng)用場景。

從試點指標(biāo)要求看，參與試點的地區(qū)通過峰谷分時電價和政策制度等，推動本地新能源汽車充電電量60%以上集中在低谷時段，其中通過私人充電樁充電的電量80%以上集中在低谷時段。同時，參與試點的V2G項目放電總功率不低于500千瓦，年度放電量不低于10萬千瓦時，西部地區(qū)可適當(dāng)降低。

市場開放——據(jù)了解，隨著中國電力市場化改革的穩(wěn)步推進，已有多種電力市場開放配網(wǎng)側(cè)靈活性資源參與，包括電能量市場和電力輔助服務(wù)市場內(nèi)的多個電力交易品種，盈利模式清晰。

目前，中國多個車網(wǎng)互動項目正在全國試點，并已在部分地區(qū)實現(xiàn)了商業(yè)化運營。國家電網(wǎng)已經(jīng)在20個省市試點建設(shè)V2G充放電樁1500余臺，今年1—8月累計放電量2.8萬千瓦時，并依托試點項目探索V2G參與一般工商業(yè)削峰填谷、配網(wǎng)互動等多場景應(yīng)用。

當(dāng)然，國內(nèi)V2G市場尚處發(fā)展初期，車網(wǎng)互動模式仍有諸多痛點亟待突破。包括，用戶接受度低，商業(yè)模式不成熟;V2G充電樁數(shù)量少，大規(guī)模改造成本較高等。

對此，多位專家建議，要加快建立車網(wǎng)互動相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，推動車網(wǎng)互動能量流、信息流互聯(lián)互通，支撐車網(wǎng)互動規(guī)�；瘧�(yīng)用。健全配套價格機制和市場交易機制，進一步優(yōu)化充電峰谷分時時段和電價，研究建立向電網(wǎng)反向放電的價格機制，探索虛擬電廠聚合各類充電資源參與電力市場的模式和路徑。同時，政府可通過提供經(jīng)濟激勵，如電價補貼或稅收優(yōu)惠，鼓勵車主參與V2G模式。如上海市通過對參與電力需求響應(yīng)的電動汽車用戶提供相對較高的補償價格，一定程度上提高了車主參與的積極性。

“隨著政策與技術(shù)的雙輪驅(qū)動，V2G聚合儲能潛力巨大。2050年新能源汽車保有量預(yù)計達到3.5億輛，保守估計車載電池總?cè)萘窟_到240億千瓦時，未來V2G將在短周期儲能方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。”劉永東說。