电动汽车越多，电网越开心
邱, 锴俊
电动汽车越来越多，充换电需求也越来越大。这些日益累积、瞬时用电量大的“麻烦”，对于电网来说，现在是癣疥之疾，但日后可能是心腹大患。（参见：电网难以承受的充电之轻）
然而，祸兮福所倚，福兮祸所伏。电动汽车广泛普及之后，可能不会是电网的麻烦，反而是福音——电网所需的调控储能需求，利用电动汽车的动力电池来做，可能就足矣。
乐观者，如特锐德、特来电的董事长于德翔：到了2030年，以电动汽车和梯次电池为基础的储能，就达到1320GW，按照电网的调峰需要的话，连一半都用不了。
谨慎者，如国家发改委能源研究所主任赵勇强：2030年有一亿辆电动汽车存量，如何用好巨量的电动汽车的储能资源，是我们很重要的一个课题。用不好，对电力系统是一个巨大的冲击；用得好，它就是一个海量资源。
无论乐观者还是谨慎者，都看到了这样一种可能：电网在满足电动汽车充电需求的同时，利用电动汽车的电池做储能，能够平抑电网的峰谷需求。
6月17日，2023年度“节能服务进企业”暨工业绿色微电网交流研讨会在山东青岛特来电总部召开。《电动汽车观察家》在会上，看到了电动汽车和电网摆脱相爱相杀，走向琴瑟和鸣的可能。
01
电网之变
碳达峰、碳中和的承诺，给电网带来巨变。
根据赵勇强的研究，2060年要实现碳中和，中国能源90%是电力加上氢能，加上可再生能源直接供热，这样才能实现全社会近零碳排放。具体到电力，可再生能源加上核电，就是非化石能源占比达到90%以上，甚至更高，才能实现碳中和。
可再生能源发电，将成为未来主流，但也对电网形成了挑战。
“风电光伏是波动性的。”赵勇强说，提高系统灵活性是未来新型电力系统/能源体系的核心任务……未来几十年，从当前煤电为主提供灵活性，到中远期以储能、电动汽车、电解质制氢，提供灵活资源的转变，这样才能构成一个新型电力系统。
中国电力企业联合会副秘书长刘永东也表示，不仅今后发电端“看天吃饭”，另一方面在用户端，负荷特性也开始了“看天吃饭”：夏天天一热，负荷就会陡升，冬天一旦冷，负荷也会陡升。“所以说整个电力系统来讲，需要一个大量的灵活性资源，越往2030/2060以后走，我们灵活性资源的作用或者地位越来越显现。”
中国电力企业联合会副秘书长刘永东
于德翔也表示，新能源发电意味着必须要配很多的储能。但单纯配上储能的商业模式，成本太大了。
有没有更好的办法？
恰逢电网之变，汽车界也在进行一场电动之变。
02
电动之变
中国电动汽车的发展速度，超出了绝大多数人的预期。而人们新近的预测，就变得积极了很多。很多人预测，2025年电动汽车渗透率将突破50%；2030年将突破80%。
和赵勇强一样，于德翔也认同，2030年，中国电动汽车存量将达到1亿辆。如果按1辆车搭载60度电池计算，总动力电池装车量就有6000Gwh。
于德翔做了一番测算：“如果一个车能放出10度电，相当于1000GW的储能。1000GW是多少？……按照2030年装机达到12亿，实际上按照一半去配储能，也才配到600GW。当真正有1亿台车连接到电网上，基本上储能的资源就足够了。”
特锐德、特来电董事长于德翔
于德翔还说，有一块更好的资源是梯次电池，到2030年，大概退役下来一千万块，一块40度电，有80%参与，就是320GW。“到了2030年，我们以连接到电网的电动汽车和梯次电池为基础的储能，就达到1320GW，实际按照电网的调峰需要的话，连一半都用不了，最多用1/3。”
他还强调，碳中和的核心是“储能”，而储能的核心不是技术，而是成本。利用电动汽车做储能，边际成本几乎为0。而梯次电池，成本为0.2元/度。“5年以后（储能的）成本的问题，我们就把它解决了。也就是（电动汽车）连接到大电网上，构建了这样新型的电力系统。”
电动汽车用于储能，有无可能性？
刘永东介绍，电动汽车使用的自然属性，适用于电网的储能需求。
“我们电动汽车的电池实际上80%的时间，甚至90%的时间是停止使用的，这里面电池的资源就被电力系统的人看中了，大部分资源可以参与电力系统的这样一个响应。”刘永东说。“同时我们的车主在购车的时候，把电池成本已经覆盖住了。”
另外，于德翔还认为，电动汽车的电池在全生命周期里面，寿命是用不完的。“在车全生命周期结束的时候，（电池）大概有两千次（循环）是没用的，那为什么我们不能拿来做储能呢？”
他还描绘了一个场景：“车一天24个小时最多开2个小时，那20个小时到22个小时要么停到单位，要么停到家里面，停到家里的电价比较低……如果在家里充上一个充电桩，把便宜的电充上，到单位价格高的时候能不能放出来呢？这完全可以。”
从远景看，电动汽车参与电网储能益处很大。是否可以马上大规模实施了呢？
03
诸多挑战
刘永东认为，车网互动当前还存在很多的挑战。
其一，是电动汽车电池的寿命和性能的挑战。“车的保养条件是8年或者10万公里，那是建立在用于电动汽车行驶上的，假设你还要放电，那电池的寿命够不够？车企会不会按照原有的质保来承诺？”他说，电池的技术可能需要更好地发展，来解决老百姓的担忧。
其二，对于充放电设施，挑战也是巨大的，包括相关的技术路线，“我们是走交流还是走直流，我们的计量，我们的保护等等，都要有一个根本性的改变。”
其三，对于运营商来讲也面临很大的挑战，“我们充电身份的认证如何确定，车主可能把车借给别人了，放电资源的归属权是归谁的？”这需要背后一系列的身份认证体系，包括整个互联互通相关的技术路线的确定。
其四，“我们认为最大的挑战还是来自于配电网，配电网系统能否适应带有充放功能的挑战？”
其五，车电互动的场景之一是参与电力市场的交易。电动汽车是聚合商中一种可用资源之一。但是，“电力市场改革的进程还是比较缓慢的，在这个过程中，电动汽车运营商参与电力市场还有很大的技术门槛和准入门槛。”
其六，还需要政策提供宽松的条件。
其七，车网互动的标准刚刚开始关注，包括中电联也正在布置、正在探索车网互动的标准体系如何架构，如何来推动。
赵勇强在评价车网互动的进展时也表示，“现在车网互动从研究转向试点示范，再转向电网企业各方面共同参与的一个规模化推广应用。当然了，对电力系统的要求也是非常高的，车、桩、网、调各方面的配合，保证安全，让各市场主体参与进来，解除他们的顾虑，需要做很多很多的工作，潜力非常巨大。”
04
微电网先行
在大电网的去碳化、柔性化、智能化中，微电网也逐渐成为电力行业的热点话题。
所谓微电网，就是一个小的供电系统，一般在相对封闭、独立的园区、厂区等场所。刘永东总结了微型、清洁、自治和友好四个特点。
刘永东认为，在车网互动的过程中，需要有多个阶段逐级发展。当前大家热议的V2G（电动汽车向电网放电）只是选项和过程之一。
“在向V2G技术演进过程中，我认为当前有序充电和工业微电网是目前具备条件可以广泛推广的。”刘永东说。
对于大电网而言，如何消纳来自电动汽车的放电还不明晰。但是，微电网可以解决充电和放电问题。“特别是现阶段，放电功能可以在微电网得到这样一个推广”。另外，微电网一般都有储能需求，电动汽车的电池可以变成微电网保持电力系统平衡非常重要的储能资源。
另外，刘永东认为，有序充电也是解决容量不够的情况下，能够更多为电动汽车提供充电服务的方案。
对于电动汽车如何实现与电网的车网互动，于德翔说，“只有采用微电网+充电网才能保证电网自身的安全。”
特来电带光伏发电和储能的微电网充电站
有别于简单建设充电桩的做法，充电网是特来电一直在推行的理念。
于德翔举了深圳的例子：“深圳有80万辆电动汽车，今年年底会超过100万辆，但是深圳电网里的电，尤其夏天的时候，在高峰期的时候已经没有富余电了。电网里没电充什么呀？那我就多建充电桩，深圳那个地方又小，相当于青岛面积的1/6，也没有地方装了，所以整个这条路线按简单充电桩简单的叠加是错的。”
于德翔说，城市需要重新构建充电基础设施供电网络，形成充电网，根据客户不同的需要，按照充电的时间、充电的功率，在时间和空间上重新做布局。“通过这样一个布局，我们会保证70%的车基本上在电网的低谷期、低峰期、低价期充电，用户不会和工业争负荷。”
充电网实现方法，是将一个区域里充电设施连接成一个简单的物理化网络，连接到变压器，统筹总体充电需求，并与其他用电需求协作。本质上，充电网就是电动汽车的有序充电和放电。
特来电目前还在充电网的基础上构建微电网。于德翔介绍，充电场站加装光伏之后，“光伏发电的直流电先不上网，直接进入电动汽车里，新能源车充新能源电，这样构建了一个小型微电网。”
特来电尝试将其做成标准化产品，“目前特来电推动的小型微电网单个就是光伏60千瓦，电动汽车的充放电20个车位，同时加上一个梯次电池。”
“我们把它做成一个标准化的微电网体系，就可复制和推广，同时有了非常好的商业模式。通过这样的商业模式，一定能实现新能源汽车充新能源电，让尾气和雾霾远离人类。”于德翔说。
“电动汽车充电和放电，需要一个量的聚集才会取得作用……也许四五千万甚至一亿辆以后，对电网来讲，这个资源才会显得比较重要。”刘永东说。
从这个意义上，电网应当期盼，电动汽车要再快点普及才好。
