随着中国新能源车市场的快速增长,车辆到网格(V2G)技术的应用对于建设国家能源战略和智能电网变得越来越重要。 V2G技术将电动汽车转变为移动能源存储单元,并使用双向充电桩实现从车辆到网格的电力传输。通过这项技术,电动汽车可以在高负载期间为电网提供电力,并在低负载期间充电,有助于平衡网格的负载。
2024年1月4日,国家发展与改革委员会以及其他部门发布了第一份针对V2G技术的国内政策文件 - “实施有关加强新能源车辆和电力网的整合和互动的意见。”基于国务院总办公室发表的先前“有关进一步构建高质量收费基础设施系统的指导意见”,实施意见不仅阐明了车辆网络交互技术的定义,而且还提出了具体的目标和特定的目标和策略,并计划在长江三角洲,珍珠河三角洲,北京-Tianjin-Hebei-Shandong,Sichuan和Chongqing等具有成熟条件的地区以建立示范项目。
先前的信息表明,该国只有大约有1,000个充电堆具有V2G功能,目前该国有398万个充电桩,仅占现有充电桩总数的0.025%。此外,用于车辆网络互动的V2G技术也相对成熟,该技术的应用和研究在国际上并不罕见。结果,城市中V2G技术的普及有很大的改善空间。
作为国家低碳城市飞行员,北京正在促进可再生能源的使用。该市庞大的新能量车和充电基础设施为应用V2G技术奠定了基础。到2022年底,该市已经建造了超过280,000个充电桩和292个电池交换站。
但是,在促进和实施过程中,V2G技术也面临一系列挑战,主要与实际操作的可行性和相应基础架构的构建有关。以北京为样本,造纸研究所的研究人员最近对城市能源,电力和充电堆相关行业进行了一项调查。
双向充电桩需要高初始投资成本
研究人员了解到,如果V2G技术在城市环境中普及,则可能有效地减轻了当前“难以在城市找到充电堆”的问题。中国仍处于应用V2G技术的早期阶段。正如负责发电厂的负责人所指出的那样,从理论上讲,V2G技术类似于允许手机为电源库充电,但其实际应用需要更高级的电池管理和电网互动。
研究人员调查了北京的收费公司,并得知,目前,北京的大多数充电堆都是单向充电桩,只能为车辆收取费用。为了促进具有V2G功能的双向充电堆,我们目前面临几个实际挑战:
首先,北京等一线城市正面临着不足的土地。要建立具有V2G功能的充电站,无论是租赁还是购买土地,都意味着长期投资和高成本。更重要的是,很难找到其他可用的土地。
其次,改变现有的充电堆将需要时间。建筑充电桩的投资成本相对较高,包括设备成本,租赁空间和接线以连接到电网。这些投资通常至少需要2 - 3年的时间才能恢复。如果改造基于现有的充电桩,则在收回费用之前,公司可能缺乏足够的激励措施。
媒体报道以前表示,目前,在城市中普及V2G技术将面临两个主要挑战:第一个是最初的建筑成本。其次,如果电动汽车的电源连接到网格中,则可能会影响电网的稳定性。
技术前景很乐观,从长远来看具有巨大的潜力。
V2G技术对汽车所有者的应用意味着什么?相关研究表明,小型电车的能源效率约为6公里/千瓦时(即,一千瓦时的电力可以运行6公里)。小型电动汽车的电池容量通常为60-80kWh(电力60-80千瓦时),电动汽车可以为大约80千瓦时的电力充电。但是,车辆能耗还包括空调等。与理想状态相比,驾驶距离将降低。
负责上述充电堆公司的人员对V2G技术的乐观态度。他指出,新的能量车时可以在充满电时存储80千瓦时的电力,并且每次都可以向电网传递50千瓦时的电力。根据研究人员在北京东四环路的购物中心地下停车场看到的电费计算,非高峰时段的充电价格为1.1元/千瓦时(郊区的收费价格较低)和高峰时段的充电价格为2.1元/千瓦时。假设车主每天在非高峰时段收费,并且根据目前的价格在高峰时间内为电网提供电力,则汽车所有者每天至少可以利润50元。 “随着电网的可能价格调整,例如在高峰时段实施市场定价,从交付电力到充电堆的车辆的收入可能会进一步增加。”
负责上述电厂的负责人指出,通过V2G技术,必须考虑电动汽车向电网发电时电池损耗成本。相关报告表明,60kWh电池的成本约为7,680美元(相当于约55,000元人民币)。
对于向堆公司充电,随着新能源车辆的数量不断增加,对V2G技术的市场需求也将增长。当电动汽车通过充电桩向电网传输电力时,充电堆公司可以收取某些“平台服务费”。此外,在中国的许多城市中,公司投资和运营充电桩,政府将提供相应的补贴。
国内城市正在逐渐促进V2G应用。 2023年7月,豪汉市正式使用了第一个V2G充电示范站,并成功完成了郑安吉省的第一份公园内交易订单。 2024年1月9日,Nio宣布其在上海的第一批10 V2G充电站正式投入运营。
国家乘用车市场信息联合协会秘书长Cui Dongshu对V2G技术的潜力很乐观。他告诉研究人员,随着电池技术的发展,电池周期寿命可能会增加到3,000倍或更高,这相当于使用大约10年。这对于经常充电和排放电动汽车的应用方案非常重要。
海外研究人员也做出了类似的发现。澳大利亚法案最近完成了一个为期两年的V2G技术研究项目,该项目名为“实现电动汽车到电网服务(REVS)”。它表明,随着技术的大规模开发,预计V2G充电成本将大大降低。这意味着从长远来看,随着充电设施的成本下降,电动汽车的价格也将下降,从而降低了长期使用成本。这些发现也可能对在峰值功率周期期间将可再生能源输入到网格中的输入特别有益。
它需要电网和面向市场的解决方案的合作。
在技术层面上,回馈电网的电动汽车过程将增加整体操作的复杂性。
中国国家电网公司工业发展部主任Xi Guofu曾表示,收费新的能源车涉及“高负载和低功率”。大多数新的能源车主都习惯于在19:00至23:00之间充电,这与住宅电力负载的高峰时期相吻合。高达85%,这加剧了峰值功率负载,并对分销网络产生更大的影响。
从实际的角度来看,当电动汽车向电网馈电时,需要变压器来调整电压以确保与网格的兼容性。这意味着电动汽车运输过程需要匹配电网的变压器技术。具体而言,从充电堆到电车的电源传输涉及电能从更高电压传输到较低的电压,而电车从电车到充电桩的传输(因此到网格)需要增加较低电压至较高的电压。在技术中,它更为复杂,涉及电压转换并确保电能的稳定性以及遵守网格标准。
负责上述电厂的负责人指出,电网需要为多辆电动汽车的充电和排放过程进行精确的能源管理,这不仅是技术挑战,而且还涉及调整电网操作策略。
他说:“例如,在某些地方,现有的电网电线不足以支撑大量充电堆。这相当于水管系统。主管不能为所有分支管道提供足够的水,需要重新连接。这需要很多重新布线。高建筑成本。”即使将充电桩安装在某个地方,由于电网容量问题,它们可能无法正常工作。
相应的适应性工作需要提前。例如,缓慢充电桩的功率通常为7千瓦(7kW),而家庭平均家用电器的总功率约为3千瓦(3kW)。如果连接了一个或两个充电桩,则可以充分加载负载,即使在非高峰时段使用电源,也可以使电网更加稳定。但是,如果连接了大量的充电桩并在高峰时间使用功率,则可以超过网格的负载能力。
负责上述发电厂的负责人说,在分布式能源的前景下,可以探索电力市场化来解决将来促进新能量车辆的充电和排放到将来的电网的问题。目前,发电公司将电力出售给电网公司,然后将其分发给用户和企业。多层循环增加了总体电源成本。如果用户和企业可以直接从发电公司购买电力,它将简化电源链。 “直接购买可以减少中间链接,从而降低电力运营成本。它还可能促进对桩公司的充电公司,以更积极地参与电力电网的电源和调节,这对于电力市场的有效运行和促进车辆网格互连技术具有重要意义。 “
州电网智能互联网汽车技术有限公司的能源服务中心(负载控制中心)主任Qin Jianze建议,通过利用车辆互联网平台的功能和优势,可以连接社交资产充电堆到汽车互联网平台以简化社会运营商的运营。建立门槛,降低投资成本,与车辆互联网平台实现双赢合作,并建立一个可持续的行业生态系统。
苏西
Sichuan Green Science&Technology Ltd.,Co。
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发布时间:2月10日至2024年