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V2G上海案例:車網互利共贏面臨分利機制與市場身份兩大難題

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國電動汽車百人會 發布時間:2020-06-16 瀏覽:
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電動汽車在滿足用戶出行需求的前提下,能夠根據電網負荷情況進行有序充電,調整電網峰谷差;同時被視作儲能單元,在必要的時候反向為電網提供能量,維持電網的穩定運行,是車網互動的理想狀態。要實現這一狀態,除了需要技術的支撐,還有賴于商業模式的形成。

6月3日,中國電動汽車百人會與自然資源保護協會共同主辦了以“車網互動創新商業模式”為題的第一期2020汽車市場與消費聯合圓桌會,就車網互動的商業模式進行了全面的探討。

會上發布了全國首份電動汽車參與需求響應的研究報告《電動汽車與電網互動的商業前景——上海市需求響應試點案例》(以下簡稱報告),從上海市需求響應案例入手,分析了當前電動汽車參與電網互動時存在的問題,并結合國外案例,為后續發展建言。

1、電動汽車作為需求響應資源的價值日益突顯

電力需求響應,簡言之,是為了使電網穩定運行,通過價格引導或者激勵手段使電網用戶側能夠響應電網的調度。需求響應是調用需求側的資源來緩解電網運行時出現的各類問題,削峰填谷。此外,可再生能源因具有不確定性(如風能、太陽能獲取量的不穩定),需求側的靈活調度可以增加可再生能源發電的消納能力。

報告中提到,隨著電動汽車數量的不斷增多,其作為需求響應資源的價值日益突顯。不過,電動汽車參與需求響應與傳統情況有所不同。

一方面,電動汽車的充電需求與用戶的用車需求是分開的,尤其是私家車與公務車,每天停駛時間長,實際所需的充電時間短,就有充分的時間讓系統進行調度安排。電動汽車參與需求響應的成本相較于傳統的需求響應資源更低。

另一方面,電動汽車充電具有隨機、分散的特性,因而其充電給電網帶來的負荷相對就更加難以被精確地預測和調度。需求響應實施的實時性要求越高,電動汽車參與需求響應的成功率和準確性就可能越低。

據報告介紹,2019年,上海市首次將電動汽車納入需求響應體系,共進行了三次電動汽車參與響應試點的活動。電動汽車作為虛擬發電資源接入上海虛擬電廠平臺參與到需求響應體系中。報告以三次試點活動數據為基礎,選取蔚來充換電平臺的運行數據,對私人充電樁、專用充電樁以及換電站三個不同充電場景參與需求響應的效果進行了對比。(點擊鏈接查看具體數據:【活動】電動汽車如何參與電力需求響應 ——百人會舉辦車網互動創新商業模式研討會并發布研究報告)

從運行策略來看,2019年上海市將電動汽車納入需求響應體系時,未設立準入門檻,對于未報裝的充電樁也允許參與試點活動;在費用結算時以充電運營商線下上報數據為主而并非線上的實時采集;同時不設響應量門檻,只要存在響應量即認為有效并給予補償;補償直接采用競價交易報價的上限執行,最大化鼓勵充電運營商和用戶的參與積極性。

從結果來看,電動汽車在不同充換電場所充電靈活性與可調節規模各異,各自實現的響應效果存在較大差別,商業化過程中需要解決的問題也有所不同。

1. 私人充電樁響應率最低,不過由于充電樁數量多、車輛接入時間長,故仍有很大的潛力挖掘空間,但是在這個過程中需要第三方負荷聚合商進行零散用戶的資源整合與需求響應的協調工作,而目前電動汽車中負荷聚合商的商業模式還不清晰。

2. 專用充電樁的接入時長與私人充電樁相類似,但是可以實現相對集中管理,本次專用充電樁的功率規模最大,充電運營商直接承擔協調的角色,相關參與方定位清晰。

3. 換電站在三者中響應率最高,但是由于備用電池儲備數量較少,總體響應規模受其換電裕度影響,隨著換電需求提升,其參與需求響應的能力取決于換電站的綜合管控能力。

報告指出,要實現自動化需求響應,需要有初始的技術投資,充電運營商/負荷聚合商將要承擔設施改造、平臺升級成本,但此次需求響應試點是采用電費抵扣的方式進行補償參與需求響應的用戶,尚未涉及到軟硬件設施的補貼政策。目前電動汽車參與需求響應的試點大多依賴于半行政化的手段才能夠順利開展,尚未建立起市場化的商業模式,補貼水平直接影響參與的積極性與質量,而電動汽車車主、充電運營商、電力公司之間收益分享機制尚不明確。

2、車網互動商業探索場景愈加豐富

在本次會議上,中國電力企業聯合會標準化中心主任劉永東提到,電動汽車與電網的互動程度是逐步演進的,從單向有序充電、一定區域范圍的充放電逐步過渡到廣域的充放電,而三個不同的參與程度會有很多不同的應用場景。

自2017年開始,國內陸續開始了車網互動的試點應用,在政府引導下,以電網公司為主導,充電運營商與車企共同參與,進行車網互動的商業化嘗試。在具體互動形式上,以單向有序充電為主,雙向充放電的應用較少。報告中的上海市需求響應案例即是單向充電的調度,還未涉及到電動車放電部分。

單向有序充電是靠價格引導用戶進行錯峰充電。廣東電網有限責任公司廣州供電局副總經理蘇志鵬在會議上介紹,2018年廣州供電局投產了南網首個有序充電試點,目前已實現有序充電就地控制試運行的場站達到50個,包括居民住宅、商業廣場、政企機關以及高速公路等多種應用場景。據媒體報道,國電南瑞也曾在北京、上海、江蘇、河南四地的居民區進行有序充電試點。

不過,需求響應與錯峰充電在行為上存在一定共享。報告針對用戶在錯峰充電基礎上還參與需求響應的潛力進行了分析,認為兩者之間雖然存在一定重合,但重合程度有限,日常執行低谷充電的電動汽車仍然可以憑借需求響應獲得額外收益。

雙向充放電是在單向有序充電基礎上再利用電動汽車的儲能特性。但要實施對電網的放電,一方面涉及到放電通訊協議的標準化、雙向充放電技術的研發,另一方面則是此過程中會加速電池壽命的衰減,從而降低用戶參與的積極程度。中國工程院院士楊裕生曾指出,電動汽車與電網互動作用發揮的重要瓶頸之一就是電池技術,尤其是電池的成本。報告里也提到,近中期,有序充電的可行性高于充放電,但隨著電池成本降低,充放電的優勢將逐步顯現。

根據國家電網電動汽車服務有限公司能源事業部總監彭曉峰在會議上的發言,目前,國網電動電動汽車V2G樁資源正式納入華北電力調峰輔助服務市場。國網電動與多家主機廠開展V2G定制車合作,其自主研發的15kW\7kW小功率充放電樁已實現量產,V2G車型、雙向樁、平臺具備推廣應用條件,并將在2020年建成一批商業模式清晰的V2G試點項目。

3、車網互動還未有明確的市場機制

目前,車網互動的應用還處于早期階段,尚未形成明確的市場機制。

一方面,從電動汽車充電行業來看,充放電通訊標準的制定尚未完善,難以實現大規模的車網互動,相關技術如雙向充放電、終端設備的智能化控制等仍在開發過程中,而在實現互動的過程中,第三方負荷聚合商定位不清晰、各參與方利益分享機制并不明確,可持續發展的商業模式探討正在進行中。中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟秘書長許艷華在會議上提到,當前電動汽車的充電電量僅占全國電力消耗量的千分之一。電動汽車規模的增長、新能源汽車用電量占比增多將會推動市場機制與商業模式的形成。

另一方面,從電力市場來看,報告中指出,目前電力現貨市場仍在建設期,只在部分地區開始現貨市場試運行,且僅有廣州計劃開展電動汽車參與現貨市場試點,電動汽車參與電力現貨市場的地位沒有得到充分確立;現階段我國電力輔助服務市場主要針對火電等大容量可調度的發電側資源設計,在充放電功率、持續充放時間、充放電量規模等方面準入門檻較高,缺乏對分散型用戶側資源的準入政策且補償額度低。

而要實現電動汽車與能源網的深度融合,報告還提到,要對電動汽車充電負荷與儲能資源進行有效利用和管理,必須對電動汽車的運行強度、充電行為、對電價敏感度、響應特性等等進行透徹研究,并考慮到其在不同環境和地區下的變化性。

執筆:王珺

關鍵字:電動汽車 充電樁

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