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产业观察:电动汽车储能看上去很“美”

产业观察:电动汽车储能看上去很“美”
2018-12-13

国家发改委等4部们最近发布《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》(以下简称《行动计划》)提出鼓励新能源汽车提供储能服务,为蓄势待发、嗷嗷待哺的储能市场带来了新机会。

《行动计划》提出,利用智能电网、智能网联汽车等技术,鼓励新能源汽车提供储能服务, 并通过峰谷差获得收益。加强技术储备,开展电动汽车充放电试点,探索分布式发电、储能与电动汽车充放电技术的结合,促进清洁能源消纳。

新能源汽车储能是一个新的概念,也是一个很好的愿景。根据国家发改委能源研究所、自然资源保护协会、中关村储能联盟合作撰写并与2018年2月发布的研究报告《电动汽车储能应用潜力及成本分析》(《成本分析》),所谓新能源汽车储能的实现方式主要包括有序充电、车电互联(Vehicle-to-Grid,以下简称V2G)、电池更换、退役电池储能等。

在上述四种新能源汽车储能方式中,所谓有序充电,即在充电过程中,电动汽车无法向电网或负荷直接放电,但仍可通过改变充电时间(电力需求响应)的方式参与电网削峰填谷,实现“虚拟储能”作用。

所谓车电互联电动汽车和电网的互联,电动汽车都具备大容量的电池组,因此考虑到峰谷价差的存在,可以在电价相对低时对电池组进行充电,而在电网负荷较高时,以更高的价格“出售”给电网,电动汽车车主不仅可以从电网买电,还有望卖电给电网赚钱。

这份研究报告提出,对比四类电动汽车储能模式,有序充电成本最低,但其储能应用潜力受限于车辆出行强度;V2G 储能应用潜力最高,但其市场化推广取决于电池技术进步与成 本下降速度;电池更换储能灵活度最高,但仅适用于特定车型。

对退役电池储能也即梯此利用,国内最大的 动力电池公司、宁德时代董事长黄世霖提出四点理由认为这一条路无法走通。

第一,4000个循环的动力电池衰减到2000个循环,如果装在储能系统里面,仅仅做削峰填谷的话,磷酸铁锂能用三到四年,而三元电池只能用两年,经济性算不过来;

第二,动力电池如果从回收到运输再进行检测,再做成储能系统的话,实际上隐形的成本非常高;

第三,目前汽车主流电池是三元电池,生命末端的三元电池是否适合拿来做储能?现阶段来讲还不够成熟。如果系统设计得不够好,或者系统超期服役的话,留下的安全隐患会非常多;

同时,未来动力电池和储能电池技术路线会分开,动力电池提升能量密度后循环寿命会越降越少,再拿来做梯级利用,可能性就更小了。

因此,电动汽车储能未来比较可行的主要集中在V2G。这种方式看上很美,也有比较多的制约因素。

第一,中国要实现V2G储能,首先要需要具备V2G功能的电动汽车,但中国目前并未有一家主机厂可以生产这种电动汽车,即便是全球电动汽车的标杆特斯拉也不具备这种生产能力。

“如果动力电池的寿命远远超过车身的寿命,V2G是有可能的,如果动力电池寿命短于车身的寿命,V2G就是不现实的。”中科院电工所储能技术组组长陈永翀对中国储能网分析,用户对于电动汽车15分钟快充技术是否有强烈的需求?以及这样的安全快充电池技术是否可以突破?

第二,即便具备V2G储能的电动汽车之后,参与V2G储能的参与度比较有限。

根据研究发现,现有各类车型中,乘用车、商用车、物流车参与电动汽车储能相对可行,而接受有序充电或 V2G 的公交车、出租车不足受访用户的 20%。

一位国内充电桩运营商负责人对中国储能网分析,V2G电动汽车储能主要适用于私人充电桩,能否实现V2G电动汽车储能的一个关键因素将取决于车主是否拥有私人专属车位,不同于欧美市场,国内电动汽车车主拥有私人专属车位的比例并不高。

第三,国家没有出V2G上网“收电”的技术标准、以及收电上网电价。

前述国内充电桩运营商负责人提出,从近期来看,即便政策和技术问题解决之后,V2G的储能市场规模并不大。

不过,国家发改委能源所研究员刘坚认为,从长期来看,V2G市场规模巨大。

根据它的测算,仅仅车电互联(V2G),考虑到我国新能源汽车的发展趋势,假设2030年全国累计推广1亿辆电动汽车,电动汽车理论的储能潜力就可达到5000GWh以上,与全国潜在的1.5亿千瓦抽水蓄能相比,可以实现4倍或者与抽水蓄能更高的储能规模,所以应用潜力是非常巨大的。

为此,国家发改委能源研究所、国家可再生能源中心、自然资源保护协会2018年9月发布的《电动汽车储能市场及激励机制研究》提出,为加快电动汽车储能推广,应在市场准入、商业模式、价格机制、用户宣传、技术研发方面提前进行政策布局。

其中,在市场准入上,首先应明确电动汽车储能的市场身份与地位,鼓励将电动汽车资源纳 入当前需求响应、储能资源进行管理;第二,根据电动汽车充电特性和充电基础设施分布情况,适度降低电动汽车储能参与市场的功率容量门槛; 第三,允许电动汽车通过聚合集成的方式参与电力系统服务,制定第三方以平台方式参与电力市场交易的规则,明确第三方参与市场交易的责任和义务,为电动汽车平台化接入营造政策环境;第四,完善电动汽车充放电计量,尤其在住宅和办公地点,通过增设电网电表或实时核减负荷有效区分电动汽车充放电负荷与一般用电负荷,为电动汽车储能参与电力系统服 务提供技术条件。

在商业模式上,对于电动汽车用户个体而言,车辆出行具有更高优先级,直接与电网 达成储能协议的难度较大。要充分释放分散的电动汽车储能潜力,提高电 动汽车储能效率,位于电动汽车用户与电网之间的中间方必然起到重要作用。该中间方可通过价格设计激励电动汽车汽车用户参与电力系统储能服 务,同时也能最大程度保留用户个体出行自由度。车辆服务商、充电运营 商、负荷集成商都是潜在的电动汽车储能中间方,其中车辆服务商对车辆 运营有充分调度能力,最有能力将电动汽车充电与车辆运行协同优化;充电服务商掌握硬件接口和充电用户资源,可通过改变充电技术及设施布局 的方式影响用户充电行为;负荷集成商拥有平台优势,可通过“虚拟电厂”方式跨地域整合充电资源。

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