黃其勵:V2G技術將孕育若干“三峽”水電站

4月23日,財政部、工信部等四部委聯合印發通知,將新能源汽車補貼政策延長至2022年底。充電樁不僅是推動電動汽車的基礎設施,更是“新基建”的重要內容,未來,有哪些創新技術可以推動車樁協同發展,電動汽車產業將面臨哪些機遇和挑戰?


中國工程院院士黃其勵在接受《能源評論》雜誌專訪時表示,基於電動汽車的V2G技術不僅可以通過與電網互動緩解配電網壓力,而且可以激發新型綠色電能消費商業模式,實現車網一體,將成為我國能源轉型的支點。


目前,能源行業需要解決三個問題:化石能源消耗多、油氣進口依存度高和萬元國內生產總值能耗高。要解決化石能源面臨的這些問題,主要途徑可以概括為:一次能源的清潔化、二次能源的電氣化、電網發展的智能化以及全社會的節能。

黃其勵:V2G技術將孕育若干“三峽”水電站

電動汽車雖然小,但是它將承載起這樣的重任,會連接上述四個方面。因此,發展電動汽車是符合系統思維的,從整個能源和社會系統角度,會取得1+1大於2、大於3甚至大於4的效果。綜合中國汽車工業協會的數據,截至2019年年底,全國新能源汽車保有量達381萬輛,其中純電動汽車保有量約310萬輛。如果電動汽車發展到1億輛的規模,以每輛燃油車百公里油耗8升、電動汽車百公里用電20千瓦時、年行駛里程1萬公里計算,可以減少汽油消耗量0.6億噸,如果折成原油,就相當兩三個大慶油田的產量(大慶油田年產量已經下降到3000萬噸左右)。


在電量方面,以1億輛電動汽車計算,年充電量2000億千瓦時,也僅佔2018年全社會用電量的2.9%,佔2035年用電量的1.7%。經過70年的努力,我們國家的電網在規模上世界最大、技術水平上世界最高,完全可以支撐電動汽車發展,同時我們還有豐富的清潔能源資源,也應該和電動汽車等清潔交通工具的發展同步進行。

黃其勵:V2G技術將孕育若干“三峽”水電站

但是在負荷端,電動汽車如果發展過快,是會產生一些對電網的不利影響。比如,當無序充電達到55%時,會給配電網帶來很大壓力。這就需要通過需求側響應、綜合能源服務系統或者電動汽車的智能平臺等手段來解決。對電網公司來講,首先需要對老舊小區加強城市電網規劃,另外,要利用好電網資源、轉變觀念,把電動汽車視作雙向靈活的資源,不僅將其作為充電設施,還作為放電設施進行互動響應。


當然,從現實來看,充電是關乎用戶體驗的重要方面,目前主要需要解決安全與互聯互通兩大問題。電動汽車車和電網之間一定會經歷幾個階段:現在是第一階段V0G,即無序充電,電動汽車用戶不會考慮什麼時候充電最合適;第二個階段為V1G,即有序充電,目前已經嘗試這樣做了;下一步是V2G(Vehicle-to-Grid)階段,電動汽車既充電又儲電,將來實現車網一體。這意味著整個社會網絡,包括交通網、汽車網、電網等成為一體之後,就可以做到在科學可控的時間,在靈活便利的地點進行正確的雙向充放電,既實現了電動汽車產業的發展,也支持了可再生能源發展,還滿足了用戶的使用需求。


從技術上,可以通過綠電交易、輔助服務以及需求側響應等來實現,讓電動汽車真正充的是綠色電能,不僅實現電網的削峰平谷,還可以利用車聯網平臺進行綠電交易試點。


2019年6月,華北電網牽頭在國內率先實現了調度側對電動汽車和分佈式儲能的實時泛在感知和控制,並通過AGC進行彈性負荷控制。這個系統經過半年的努力,接入充電站2000多個,充電樁2萬多個,最大功率達到90兆瓦,最大可控功率15兆瓦。


如果電動汽車可以和電網進行互動,以一輛電動汽車車載電池容量50千瓦時計算,一年就可以有將近1萬到2萬千瓦時的電量和電網進行互動;如果是1億輛電動汽車,年互動電量相當於三個三峽水電站,這樣就可以不用增加投資,只需通過管理手段,讓電動汽車變成發電廠,產生較大的綜合效益。


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