随着中国新能源汽车市场的快速增长，车辆到电网（V2G）技术的应用对国家能源战略和智能电网建设的重要性日益凸显。V2G技术将电动汽车转变为移动储能单元，并利用双向充电桩实现车辆到电网的电能传输。通过该技术，电动汽车可以在高负荷时段为电网供电，在低负荷时段充电，从而平衡电网负荷。
2024年1月4日，国家发改委等部门印发了国内首个专门针对V2G技术的政策文件——《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》。实施意见在此前国务院办公厅印发的《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》基础上，不仅明确了车网互动技术的定义，还提出了具体的目标和策略，并计划在长三角、珠三角、京津冀鲁、川渝等条件成熟的地区建立示范项目。
此前信息显示，全国具备V2G功能的充电桩仅有1000个左右，目前全国充电桩保有量达398万个，仅占现有充电桩总量的0.025%。此外，车网交互的V2G技术也相对成熟，国际上该技术的应用研究也并不少见。因此，V2G技术在城市的普及还有很大的提升空间。
作为国家低碳城市试点，北京正在大力推广可再生能源的使用。北京庞大的新能源汽车和充电基础设施为V2G技术的应用奠定了基础。截至2022年底，北京已建成超过28万个充电桩和292座换电站。
然而，在推广实施过程中，V2G技术也面临一系列挑战，主要涉及实际运行的可行性以及相应基础设施的建设。以北京为样本，澎湃新闻研究院的研究人员近期对城市能源、电力及充电桩相关行业进行了调研。
双向充电桩初期投资成本高
研究人员了解到，如果V2G技术在城市环境中普及，或将有效缓解目前城市“充电桩难找”的问题。中国目前仍处于V2G技术应用的早期阶段。正如一位发电厂负责人指出的，V2G技术理论上类似于手机给充电宝充电，但实际应用需要更先进的电池管理和电网互动。
研究人员调研北京充电桩企业了解到，目前北京大部分充电桩为单向充电桩，只能为车辆充电。推广具备V2G功能的双向充电桩，目前面临几个现实挑战：
首先，北京等一线城市面临土地短缺的问题。建设具备V2G功能的充电站，无论是租赁还是购买土地，都需要长期投入，成本高昂。而且，新增土地也较为困难。
其次，改造现有充电桩需要时间。建设充电桩的投资成本相对较高，包括设备成本、场地租赁成本以及接入电网的线路成本。这些投资通常至少需要2-3年才能收回。如果在现有充电桩上进行改造，企业在收回成本之前可能缺乏足够的动力。
此前有媒体报道称，目前在城市推广V2G技术将面临两大挑战：首先是前期建设成本高；其次，如果电动汽车电源接入电网出现故障，可能会影响电网的稳定性。
该技术前景乐观，长期潜力巨大。
V2G技术的应用对车主来说意味着什么？相关研究表明，小型电车的能源效率约为6公里/千瓦时（即一度电能跑6公里）。小型电动汽车的电池容量一般为60-80kWh（即60-80千瓦时电），一辆电动汽车充电大约可以消耗80千瓦时的电。不过，车辆能耗还包括空调等，与理想状态相比，行驶里程会有所减少。
前述充电桩公司负责人对V2G技术持乐观态度。他指出，一辆新能源汽车充满电后可储能80千瓦时，每次可向电网输送50千瓦时的电量。以研究人员在北京东四环某商场地下停车场看到的充电电价计算，非高峰时段充电价格为1.1元/千瓦时（郊区充电价格较低），高峰时段充电价格为2.1元/千瓦时。假设车主每天都在非高峰时段充电，高峰时段向电网输送电力，按照目前的电价计算，车主每天至少可盈利50元。“随着电网可能进行电价调整，比如高峰时段实行市场化定价，车辆向充电桩输送电力的收益可能还会进一步提升。”
前述发电厂负责人指出，通过V2G技术，电动汽车向电网送电时必须考虑电池损耗成本。相关报告显示，一块60kWh电池的成本约为7680美元（折合人民币约5.5万元）。
对于充电桩公司而言，随着新能源汽车保有量的持续增长，市场对V2G技术的需求也将不断增长。当电动汽车通过充电桩向电网输送电力时，充电桩公司可以收取一定的“平台服务费”。此外，在中国许多城市，企业投资运营充电桩，政府也会提供相应的补贴。
国内城市正在逐步推广V2G应用。2023年7月，舟山市首个V2G充电示范站正式投入使用，并顺利完成浙江省首笔园区内交易订单。2024年1月9日，蔚来汽车宣布其在上海的首批10座V2G充电站正式投入运营。
全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树对V2G技术的潜力持乐观态度。他告诉研究人员，随着动力电池技术的进步，电池循环寿命可能提升到3000次甚至更高，相当于使用10年左右。这对于电动汽车频繁充放电的应用场景极为重要。
海外研究人员也得出了类似的结论。澳大利亚首都领地（ACT）最近完成了一项为期两年的V2G技术研究项目，名为“实现电动汽车向电网服务（REVS）”。研究表明，随着技术的大规模发展，V2G充电成本预计将大幅降低。这意味着从长远来看，随着充电设施成本的下降，电动汽车的价格也将下降，从而降低长期使用成本。该研究结果对于在电力高峰期平衡可再生能源对电网的输入也尤为有益。
这需要电网的配合，需要市场化的解决方案。
从技术层面看，电动汽车回馈电网的过程会增加整体运行的复杂性。
国家电网公司产业发展部主任奚国富曾表示，新能源汽车充电存在“高负荷、低功率”的问题，大部分新能源汽车车主习惯在19:00至23:00之间充电，这个时间段恰逢居民用电负荷高峰期，居民用电负荷占比高达85%，加剧了电力高峰负荷，给配电网带来较大冲击。
从实际角度来看，电动汽车将电能反馈回电网时，需要变压器来调节电压，以确保与电网兼容。这意味着电动汽车放电过程需要与电网的变压器技术相匹配。具体来说，从充电桩向有轨电车输送电力涉及电能从较高电压向较低电压的传输，而从有轨电车向充电桩（进而向电网）输送电力则需要从较低电压升压到较高电压。在技术上更为复杂，涉及电压转换以及确保电能的稳定性和符合电网标准。
前述发电厂负责人指出，电网需要针对多辆电动汽车的充放电过程进行精准的能量管理，这不仅是技术挑战，也涉及电网运行策略的调整。
他表示：“比如有些地方，现有的电网电线不够粗，无法支撑大量的充电桩。这就相当于自来水管道系统，主管道无法向所有支管供足够的水，需要重新布线。这需要大量的重新布线，而且建设成本很高。”即使在某个地方安装了充电桩，也可能因为电网容量的问题而无法正常工作。
相应的适配工作需要推进。例如，慢充充电桩的功率通常为7千瓦（7KW），而普通家庭家用电器的总功率约为3千瓦（3KW）。如果接入一两个充电桩，可以满载，即使在非高峰时段用电，也能使电网更加稳定。但如果接入大量充电桩，并在高峰时段用电，则可能超出电网的负荷能力。
前述发电厂负责人表示，在分布式能源的前景下，可以探索电力市场化，解决未来推动新能源汽车向电网充放电的难题。目前，电能是由发电企业卖给电网企业，电网企业再分配给用户和企业，多级流通增加了整体供电成本。如果用户和企业能够直接从发电企业购电，将简化电力供应链。“直购可以减少中间环节，从而降低电力运营成本。这或许还能促使充电桩企业更积极地参与电网的供电和监管，对电力市场高效运行和车网互联技术推广具有重要意义。”
国网智慧车联网技术有限公司能源服务中心（负荷控制中心）主任秦建泽建议，通过发挥车联网平台的功能和优势，将社会资产充电桩接入车联网平台，简化社会运营商的运营门槛，降低投资成本，与车联网平台实现合作共赢，构建可持续发展的行业生态系统。
苏西
四川绿色科技有限公司
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发布时间：2024年2月10日
