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V2G商业化还要迈过几道坎?

作者:赵建国 来源:中国汽车报 发布时间:2021-04-25 浏览:次

中国betway88w彩票游戏网讯:近日,大众汽车集团表示,将从2022年起对出自集团MEB平台的所有纯电动车型推出“车对网”(V2G:Vehicle-to-grid)双向充电技术,希望率先成为欧洲第一家将V2G投入商用的汽车制造商。由此,再次引发业界对电动汽车V2G双向充电的关注。

V2G双向充电技术之所以备受关注,是因为其对于解决能源紧缺及应急供电有实际意义。“V2G包含电动汽车相互之间、电动汽车与电网之间的双向充电,以及紧急情况下对民用的供电,一旦实现大规模商业化,无论是对消费者、汽车企业还是企业以及充电设施企业都是利好。”广东工业大学新能源材料研究中心研究员陈新泰在接受《中国汽车报》记者采访时说,但目前V2G大规模商业化道路上仍有一道道需要跨越的“坎儿”。

V2G将成能源转型支点

截至2020年底,全球电动汽车保有量已经接近1000万辆,正对各国电网的供电能力形成新的考验。数据显示,2020年全球电动汽车的销量达到324万辆,比2019年的226万辆增长43%。其中,具有V2G双向充电功能的车辆寥寥无几。而一旦遭遇像今年2月美国得克萨斯州大停电类似的紧急情况,普通电动汽车充电就会变得困难重重。而V2G技术一旦普及,无论是车与车之间,还是在车与电网之间的双向充电,就会在很大程度上缓解这种窘境。

“目前全球有50余项V2G试点示范项目,主要集中在美国、欧洲、日本和韩国等地,包括技术验证、示范推广、商业化运行等不同类型。”西安工业大学微电子技术实验室工程师魏冬在接受《中国汽车报》记者采访时谈到,V2G技术一旦商业化,不仅可以实现电动汽车与电网的双向能量互动,实现日常稳定供电和应急供电保障,而且还能够显著降低电动汽车的全周期成本,纯电动汽车可以通过市场交易获得额外辅助服务或峰谷差价收益,从而在经济性上达到甚至超过燃油车,加速电动汽车取代燃油车的进程。中国工程院院士黄其励也看好V2G技术成为能源转型的支点,因为该技术能促进车网一体。

除了大众汽车,大众集团旗下奥迪、斯柯达、西雅特等子品牌电动汽车也将实现V2G充电。在全球范围内,日产聆风已经实现了V2G双向充电功能;雷诺也在欧洲推出V2G试点项目,由ZOE纯电动车组成的车队来“反哺”电网。在2020年疫情防控期间,菲亚特克莱斯勒(FCA)宣布在其意大利工厂启动V2G试点项目,旨在实现FCA旗下纯电动汽车与电网之间的双向充电。特斯拉也在积极准备为旗下主力车型Model 3和Model Y搭载V2G双向充电的功能。

国内V2G发展亟待提速

与欧美等地的蓬勃发展的热潮相比,V2G在国内显得有些“冷清”。

4月13日,浙江吉利控股集团有限公司获得“一种车对车充电的装置及方法”的发明专利授权。该专利提出了一种车对车充电的装置及方法,其中包括车载双向充电机、充放电连接装置和控制盒等。不过,配备了V2G技术的车型在国内可谓凤毛麟角。2013年,比亚迪纯电动汽车e6上曾配备了双向逆变充放电驱动电机控制器(简称“逆变器”),并且在国内申请了42项相关技术专利。

总体而言,国内V2G发展仍显得有些迟缓。根据前两年出台的有关文件,国内V2G发展的计划是,2020年之前,开展小批量多批次的V2G试验验证,参与双向充电的电动汽车数量可控制在10~300辆,主要任务是验证多台电动汽车与电网双向充电技术,实现多辆电动汽车的相互充电放电。2020年~2025年,主要开展规模化电动汽车(数量一般不少于500辆)与电网双向充电的示范运行。2026年之后逐步商业化推广。

“由此可见,这与欧美日的推进步伐相比,亟待提速。”山东省电池行业协会理事会专家杨建平在接受《中国汽车报》记者采访时表示,国内的研究显示,当城市中的纯电动汽车保有量增长加速(预计2035年城市电动汽车保有量超过300万辆),且快充模式占比相对较高时,我国城市电网峰值负荷的增幅在极端情况下,可能使部分地区的电源装机容量、输电线路容量出现缺口。“因此,我国应该尽快推动V2G技术应用及商业化进程。”他说。

“车-桩-网”多重瓶颈待破

“V2G技术的商业化无疑潜力巨大,但目前在车、桩、网、人等方面还有一些亟待解决的瓶颈和难题。”东方证券汽车行业分析师覃筱鹏向《中国汽车报》记者表示,只有正视并认真解决这些难题,V2G商业化才会加速实现。

在车的方面,主要是受到电池寿命的制约。“在电动汽车上配置V2G技术有两大问题需要解决,一是关键核心技术是逆变器技术的研发,二是车载动力电池的寿命影响,这也是车主是否能接受V2G的关键。”陈新泰介绍,一方面,通俗地说,普通逆变器只能输出200W的电流,相当于只能供一只或几只传统的白炽灯灯泡,而V2G的逆变器充放电可以直接带动10~25kW的电器,相当于一个小型移动betway88w彩票游戏电站。另一方面,V2G技术不可避免地会增加车载动力电池的充放电次数,而影响到电池的寿命。这也是特斯拉前些年一直不愿意部署V2G双向充电技术“上车”的主要原因。因此,对于产销规模相对较小的一些电动汽车品牌来看,意义不大。

在充电桩方面,需要对现有的充电桩进行技术改造。魏冬告诉记者,适应V2G技术的充电桩或充电站中有两种方案,一种是直接对电路进行改造;另一种是在充电桩或充电站配备betway88w彩票游戏电池。两种技术方案目的相同,既可以正常给电动汽车充电,电动汽车也可以将电返回到充电桩的betway88w彩票游戏电池中,但是改造费用很接近。无论采用哪一种方案,都需要对充电桩或充电站进行改造,目前绝大多数充电桩和充电桩设备只有输出电流,没有输入电流功能,无法适应V2G的应用。

在电网方面,杨建平解释说,其中面临两大难题。一是V2G双向充电,需要从技术上解决车网协同控制及管理。众所周知,社会用电量非常明显地呈现波峰波谷状态,目前主要是夏季冬季的用电高峰,但伴随着电动汽车的不断增多,而且电动汽车的充电及放电时间是高度随机性的,如果不能进行统一协调控制及管理的话,将会对电网网损及电能稳定性产生巨大影响。二是技术上要解决回输电流不稳定问题,特别是在回输入电网时需要稳定的电流。如果某一时刻产生大规模电量供求变化,会对电网本身产生一定的冲击,严重时甚至会产生电网电流不稳,可能引起变电站跳闸,而跳闸又会导致停电等事故。

特来电市场总监路文刚在接受《中国汽车报》记者采访时也认为,V2G商业化应用最大的挑战在于智能电网中的系统能量管理。“电动汽车要实现规模化充放电时,需要跟区域内的分布式光伏、分布式betway88w彩票游戏构建组成多重功能合一的系统,一方面实现区域自治,对区域内的能源进行统一调度和管理,实现自发自用,自放自用,经济用电等;另一方面是发挥负荷聚合服务商的作用,与大电网友好互动和协同,实现负荷调度、削峰填谷、调频调压等。”他说,“特来电一直践行的充电网技术路线就是一种系统,是实现电动汽车规模化充放电的最佳方案。”

V2G巨大经济效益待挖掘

从人的角度来看,主要是车主是否能接受V2G技术。路文刚表示,实际上,V2G技术对电池寿命的影响微乎其微,带给车主的收益却是实实在在的。一位比亚迪唐EV600D车主告诉记者,该车的三元betway88wapp下载安装容量为82.8kWh,即满电为82度电左右,而目前的充电设施白天波峰时段价格为0.617元/kWh,后半夜的波谷时段价格为0.307元/kWh。该车的续驶里程为500公里,一般上下班等活动每天使用不到100公里,剩余400公里约有80%的电量可出售给电网,即使按照70%来算,电量也有57.4kWh。理论上,车主每天可以得到17.8元至20.3元收益;一年累计收入可以达到6497元至7409.5元。

“相信随着相关技术的进步,也会推动消费观念的改变,其实,如果从整个能源结构、布局以及发展新能源来看,V2G的商业化更有价值。”杨建平表示,V2G技术不仅具有“削峰填谷”的作用,还可以在电动汽车路上抛锚、遭遇自然灾害、电网供应意外等紧急情况下提供,优势更为突出。

截至目前,国内新能源汽车总数已经接近500万辆,而且随着《新能源汽车产业发展规划(2021年~2035年)》的落实,新能源汽车数量还将有大幅增长,传统充电方式可能造成的供应压力,以及V2G自身所拥有的优势,为V2G商业化奠定了基础。中国电动汽车百人会也建议,尽快明确电动汽车参与市场的准入条件,鼓励实施主体多元化。同时要逐步完善车网互动的市场机制,形成电网企业、电动汽车车主、充电运营商等多方主体共赢的商业模式。

“V2G技术可以有效降低新能源汽车用电成本,对于大力发展新能源、助力实现碳达峰、碳中和具有实际作用,随着车、桩、网等问题的解决,消费者的消费观念也一定会发生变化,如果再加上政策支持和国际竞争倒逼作用,V2G的商业化步伐一定会提速。”覃筱鹏表示。

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