新能源汽车迈向“移动储能”,车网互动规模化待破难题

09-09 06:06

武汉南太子湖位于经开区核心地带,交通十分便利。8月下旬,市民吴先生把自己的爱车停在了这里刚投入使用的超级充换电站,体验了一次车辆向电网反向送电。


下午5点,正值用电晚高峰,电价达到每度电3元的尖峰价格。吴先生用手机扫描站内V2G专用充电桩的二维码后,在APP中选择“峰谷放电”模式,大约10秒后,车辆接入华中区域虚拟电厂调度系统,开始向电网送电。


“昨晚在家四毛五充的电,现在放一度电能赚两块多。”吴先生估算,如果单次放电30度,结合峰谷电价的套利价差,单次收益就能覆盖他一周多上下班的出行成本。从长期来看,电动汽车可以变成能赚钱的“移动充电宝”。


在全球加速能源转型的大背景下,V2G(Vehicle - to - Grid,车辆到电网)作为连接交通与能源两大系统的关键技术,成为我国推动新型电力系统建设、实现“双碳”目标的重要手段。这种模式不仅在武汉推行,全国其他大城市也陆续建立了V2G规模化应用试点。据清华四川能源互联网研究院新能源汽车储能研究所副所长李立理预测,今年年底或明年上半年,我国V2G试点可能会出现类似DeepSeek的现象级事件。


V2G风起


近年来,我国新能源汽车产业呈现爆发式增长,保有量从2014年的12万辆猛增到2024年的3140万辆,充电负荷也持续攀升。标普全球电力与可再生能源研究高级总监彭澄瑶介绍,若全国一半私人充电桩同时充电,负荷为32GW,超过国内去年全网统调负荷峰值的2%;若全国一半公用桩同时充电,其负荷相当于浙江全省去年巅峰负荷。这意味着可以少建设104GW煤电、32GW储能来满足峰值负荷。


其中,电动汽车无序充电加剧了电网峰谷差,冲击供电安全。大量车辆集中在晚间6 - 10时用电高峰时段充电,使区域电网负荷“峰上加峰”。这也让用户承担了更高的充电成本,高峰时段电价通常是谷电电价的3倍左右,公共充电桩还常出现排队限流的情况。


在此背景下,V2G技术成为解决电动汽车普及与电网安全协同难题的关键。链宇科技CTO(技术总监)陈欢表示,V2G不只是“新能源车向电网放电”,主要是通过技术实现“车 - 桩 - 网”的双向协同。它能让电动汽车的充电行为精准可控,引导车辆在低谷时段充电,还能在用电高峰或清洁能源出力不足时,将车载电池的电能反向输送给电网,使电动汽车从“电网负担”变为“移动储能单元”,为新型电力系统提供灵活性调节资源。



为推动V2G技术发展,2023年底,国家发改委、国家能源局等多部门联合发布《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》,明确在2025年底前建成5个以上示范城市以及50个以上双向充放电示范项目,通过试点示范初步验证新能源汽车作为移动式电化学储能资源的潜力。


今年4月,国家发改委、工信部等四部门发布《关于公布首批车网互动规模化应用试点的通知》,将上海、常州等9个城市以及北京市基于新型储能的V2G车网互动协同调控试点项目等30个项目纳入首批试点,重点探索“居民充电桩V2G”“公共充电站规模化互动”“换电站与电网协同”等多元场景,标志着我国V2G进入规模化验证新阶段。


地方层面,各地积极突破V2G收益结算这一关键问题。今年5月,广东省发改委发布《关于新能源汽车向电网放电上网电价问题的批复》,明确新能源汽车向电网反向输电采用“基准电价×峰平谷比例系数”模式。按当地基准电价0.453元/千瓦时计算,峰期V2G对应电价0.7701元/千瓦时,尖峰期电价高达0.9626元/千瓦时,平期、谷期电价分别为0.453元/千瓦时、0.1721元/千瓦时,为私家车用户提供了“低谷充电、高峰放电”的套利空间。


“V2G离不开电网的核心参与,电网明确放电价格结算规则,是V2G落地的基础前提。”陈欢认为,地方电价政策是V2G推广的催化剂。此前用户不清楚放电收益、运营商不确定投资回报,而明确的电价机制让“充电省钱、放电赚钱”成为可测算的收益,将极大激发车主参与和行业投资热情。


规模化面临哪些瓶颈


多名行业人士向第一财经记者表示,“当前V2G推广的关键瓶颈不在生产力,而在生产关系”。由于V2G充电桩尚未规模化降本,电网结算体系和收益分配机制也未细化落实,车企、电池企业与充电运营企业难以平衡V2G投资回报,车主们也担心反向放电在时间消耗与电池寿命上投入产出不平衡,行业整体参与意愿不高,这直接影响到V2G标准统一与规模化落地。


广州市车主樊先生一年前买了一辆续航650公里的电动汽车,出于好奇尝试了几次V2G。他下班后用家用私桩,以每度电三毛钱的电价充电;第二天上班将车停在公司附近的V2G换电站内,以每度电3.5元左右的补贴电价放电,收益不错。


但樊先生很久没再参与了,因为放电耗时较长且场地不便,他需要在值班时间赶回换电站停止放电,还担心“上班摸鱼被抓包”。另外,他觉得从长远看,充放电次数增加会影响电池寿命甚至安全,V2G赚的“小钱”对于电池保养费来说不划算。


樊先生的案例反映出V2G规模化推广的共性难点,如汽车电池质保无法满足V2G投入回报平衡,不同应用场景下车主参与V2G的意愿不同。


实际上,车主担心电动汽车频繁充放电影响电池使用寿命,主要是因为车企针对V2G的电池质保体系缺失。李立理指出,国内电池质保方案主要参考行驶里程和使用年限设计,一般覆盖8年16万公里。若按电动汽车500公里续航计算,电池质保寿命仅有300多次,与宣传的高达3000次的电池循环寿命不同。他强调,质保代表售后成本,一方面车主参与V2G超过质保范围,换电池成本高昂;另一方面车企延长电池质保寿命,售后成本将大幅增加,导致车企参与意愿不高。


应用场景不同导致的收益分配差异也是影响V2G规模化推广的关键因素。目前,V2G主要在居民区家用私人充电桩、办公园区和公共场站三大场景中应用。李立理认为,居民区家用私人充电桩场景下V2G商业模式较清晰,地方政府出台V2G收益机制,电网公司做好上网电量结算,私人V2G就能“在家门口”与电网进行上网电价结算,推广难度相对较低。


而办公园区和公共场站面临的问题更复杂。办公园区涉及标准统一与利益分配问题,公共场站则因充放电便利性问题难以实现常态化运营。


广东一家微电网企业高级市场经理李伟豪指出,“不是所有电动汽车都能在有V2G功能的充电桩上放电”。由于市场上不同品牌的电动汽车和充电桩通信协议不统一,导致车、桩、电网协同效率低下。国内虽已建立统一的直流充电通信协议,但V2G仍处于试点阶段,实践数据匮乏,相关标准缺失。


李立理补充说,在办公园区推广V2G存在商业落地难题。V2G通过峰谷电价套利建立了长效收益机制,但购售电分成需要V2G运营商与园区业主逐个磋商,沟通成本高。且办公园区参与V2G中间环节多,电网需求响应的激励补贴先给园区,再由桩企分给车主,若车主获益多,充电桩运营商收益就会减少;若车主获益少,参与热情就会降低,难以形成商业闭环。


如何打通车、桩、网


业内人士认为,V2G要实现规模化,必须解决好车企、桩企、电网的利益分配问题,调动各方参与积极性,同时解决成本、标准、政策、机制等难题。


要实现规模化推广,基础设施要过关,而当前V2G技术已成熟。李伟豪表示,V2G技术经过多年试点验证,技术方案、关键设备在2023年底前基本完成验证,支持V2G的功率模块与常规单向模块工艺差异小,技术可快速跟进;长寿命电池也能支持电动汽车多次充放电循环,V2G具备扎实的生产力基础。


随着技术发展和市场需求增加,V2G充电桩设备成本下降速度超预期。一名充电桩设备厂商负责人称,去年一个V2G充电桩成本是普通充电桩的4倍左右,高昂的初期基础设施投入让很多运营商望而却步。但今年情况不同,多家厂商搭建制造中心并大批量采购核心零部件,当前V2G封闭式充电桩成本较去年下降超过40%,给集采客户的报价降至近普通充电桩的2倍。


李立理认为,“从技术原理看,V2G充电桩只比普通桩多了个双向功率模块,没有新增昂贵元器件”。电动汽车从单向充电转变为双向充放电技术不难,解决成本问题的关键是推动产业规模化发展,随着V2G应用普及,未来有望实现单双向平价。



下一步要解决各方参与积极性问题,核心是建立可持续的商业模式,让车主、电网、车企都受益。


对车主来说,“开电车越久,省油钱越多”已成共识,V2G“停车即省钱”也不再是口号。李立理算了一笔账,一辆电动汽车全生命周期里,V2G带来的价值在6万 - 15万元,相当于一辆经济型电动汽车。而且适合参与V2G的用户群体明确,家里有私人桩或能在单位园区充电的两类人占所有电动汽车用户的60%,足以支撑规模化推广。


但要调动车主参与意愿,还需解决电池质保带来的充放电影响电池寿命的顾虑。李立理建议,短期内可通过阶段性财政补贴,扶持提供V2G质保的车企或V2G设备厂商;车企也应积极探索市场化路径,进行充分的商业化考量。


第一财经记者发现,已有部分车企针对V2G推出质保方案。比如,广汽集团旗下昊铂品牌在面向广州地区的首批V2G车主招募活动中明确,若参与车主承诺半年内在电网非低谷时段放电电量超过1050度(折合150小时),可享受预期半年最高超4000元的增收,首任车主还可享受动力电池终身免费质保。


从长效收益机制看,要让V2G商业模式真正运转,还需要上网电价等政策和机制支持。


李伟豪表示,“现在广州、山东已出台放电电价政策,如广州规定电动汽车向电网放电,尖峰期电价近1块钱,比谷电高几倍。但全国统一的电价政策未出台”,这导致V2G充电桩在电力市场中的交易身份不明确,难以算清收益模式。他说,“当年光伏发展起来,是因为电网明确了上网电价,大家算清收益才愿意投资”。


兆瓦云创始人刘沅昆建议,电网要针对V2G技术调整运行方式,如制定管理手段,与充电桩场站约定电网可承受的技术边界和返送功率;针对V2G上网电价设立交易品种,提高其参与电力市场的活跃度;增设包括变压器在内的基础配套设施,以承载V2G返送的更大功率。


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