随着中国新能源汽车市场的快速发展，车网互动（V2G）技术的应用对于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从车辆到电网的电力传输。通过这项技术，电动汽车可以在高峰时段向电网供电，在低谷时段充电，从而有助于平衡电网负荷。
2024年1月4日，国家发展和改革委员会等部门发布了首份专门针对V2G技术的国内政策文件——《关于加强新能源汽车与电网融合互动实施意见》。该实施意见以国务院办公厅此前发布的《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》为基础，不仅明确了车网互动技术的定义，还提出了具体目标和策略，并计划在长三角、珠三角、京津冀、四川、重庆等条件成熟的地区开展示范项目。
此前数据显示，全国仅有约1000个具备V2G功能的充电桩，而目前全国共有398万个充电桩，V2G充电桩仅占现有充电桩总数的0.025%。此外，车联网交互的V2G技术也相对成熟，在国际上已有不少应用和研究。因此，V2G技术在城市中的普及程度仍有很大的提升空间。
作为国家低碳城市试点城市，北京大力推广可再生能源的使用。该市庞大的新能源汽车保有量和充电基础设施为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，V2G技术在推广和实施过程中也面临一系列挑战，主要涉及实际运行的可行性以及相关基础设施的建设。以北京为例，纸业研究院的研究人员近期对城市能源、电力和充电桩相关产业进行了调研。
双向充电桩需要较高的初始投资成本
研究人员发现，如果V2G技术在城市环境中得到普及，或许能有效缓解目前城市“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。正如一位电厂负责人所指出的，理论上，V2G技术类似于让手机给移动电源充电，但其实际应用需要更先进的电池管理和电网交互技术。
研究人员对北京的充电桩企业进行了调研，发现目前北京大部分充电桩为单向充电桩，只能为车辆充电。为了推广具备V2G功能的双向充电桩，我们目前面临以下几个实际挑战：
首先，像北京这样的一线城市面临土地短缺问题。建设具备V2G功能的充电站，无论是租赁还是购买土地，都意味着长期投资和高昂成本。而且，很难找到额外的可用土地。
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、场地租赁费以及连接电网的线路铺设费。这些投资通常至少需要2-3年才能收回成本。如果改造基于现有充电桩，企业在成本收回之前可能缺乏足够的动力。
此前媒体报道称，目前在城市推广V2G技术将面临两大挑战：一是初期建设成本高；二是电动汽车的供电系统若接入电网出现故障，可能会影响电网稳定性。
该技术前景乐观，具有巨大的长期发展潜力。
V2G技术的应用对车主意味着什么？相关研究表明，小型有轨电车的能源效率约为6公里/千瓦时（即1千瓦时电能可行驶6公里）。小型电动汽车的电池容量一般为60-80千瓦时（60-80千瓦时电能），而一辆电动汽车可以充电约80千瓦时。然而，车辆的能耗还包括空调等其他用途，与理想状态相比，实际行驶里程会有所减少。
上述充电桩公司的负责人对V2G技术持乐观态度。他指出，新能源汽车充满电后可储存80千瓦时的电能，每次充电可向电网输送50千瓦时的电能。根据研究人员在北京东四环某购物中心地下停车场测得的充电电价计算，非高峰时段的充电价格为1.1元/千瓦时（郊区价格更低），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充电，并在高峰时段向电网输送电力，按目前的价格计算，车主每天至少可以盈利50元。“随着电网价格的调整，例如高峰时段实行市场定价，车辆向充电桩输送电力的收益可能会进一步增加。”
上述电厂负责人指出，电动汽车通过V2G技术向电网输送电力时，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（约合人民币5.5万元）。
对于充电桩公司而言，随着新能源汽车数量的持续增长，市场对V2G技术的需求也将随之增长。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。
国内各城市正逐步推进V2G应用。2023年7月，舟山市首个V2G充电示范站正式投入使用，浙江省首笔园区内交易订单顺利完成。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合协会秘书长崔东树对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，电池循环寿命有望提升至3000次甚至更高，相当于约10年的使用寿命。这对于电动汽车频繁充放电的应用场景至关重要。
海外研究人员也得出了类似的结论。澳大利亚首都领地（ACT）近期完成了一项为期两年的V2G技术研究项目，名为“实现电动汽车并网服务（REVS）”。该项目表明，随着技术的大规模发展，V2G充电成本有望大幅降低。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随之下降，从而降低长期使用成本。此外，该研究成果对于在用电高峰期平衡可再生能源向电网的输入也具有重要意义。
这需要电网的配合和市场化的解决方案。
从技术层面来看，电动汽车向电网反馈电力的过程将增加整体运行的复杂性。
国家电网公司工业发展部主任席国富曾指出，新能源汽车充电存在“高负荷低功率”的问题。大多数新能源车主习惯于在晚上7点至11点之间充电，而这段时间恰好与居民用电高峰期重合，高峰时段的用电量占比高达85%，这加剧了电力负荷峰值，对配电网造成了更大的冲击。
从实际应用角度来看，电动汽车向电网回馈电能时，需要变压器来调节电压，以确保与电网兼容。这意味着电动汽车的放电过程需要与电网的变压器技术相匹配。具体来说，从充电桩到车辆的电力传输是将电能从高压传输到低压，而从车辆到充电桩（进而到电网）的电力传输则需要将电能从低压升至高压。这在技术上更为复杂，涉及电压转换，并确保电能的稳定性以及符合电网标准。
上述电厂负责人指出，电网需要对多辆电动汽车的充放电过程进行精确的能量管理，这不仅是一个技术挑战，还涉及电网运行策略的调整。
他表示：“例如，在某些地方，现有的电网线路不够粗，无法支撑大量的充电桩。这就像供水系统一样，主管道无法为所有支管供水，需要重新布线。这需要大量的线路改造，建设成本很高。” 即使充电桩安装在了某个地方，也可能由于电网容量问题而无法正常工作。
相应的适应性工作需要推进。例如，慢充桩的功率通常为7千瓦（7kW），而普通家庭家用电器的总功率约为3千瓦（3kW）。如果连接一两个充电桩，即可满足用电需求，即使在用电低谷时段使用，也能提高电网的稳定性。但是，如果连接大量充电桩，并在用电高峰时段使用，则可能超出电网的负荷能力。
上述电厂负责人表示，在分布式能源发展前景下，可以探索电力市场化，以解决未来新能源汽车充放电并网的问题。目前，电力由发电企业出售给电网公司，电网公司再将电力分配给用户和企业，这种多级循环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，就能简化电力供应链。“直接购电可以减少中间环节，从而降低电力运营成本。同时，也可能促使充电桩企业更积极地参与电网的供电和调频，这对电力市场的有效运行和车网互联技术的推广具有重要意义。”
国家电网智能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，可以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，搭建接入门槛，降低投资成本，与车联网平台实现互利共赢合作，构建可持续发展的产业生态系统。
苏西
四川绿色科技股份有限公司
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发布时间：2024年2月10日
