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电动汽车储能市场潜力大 真正做起来有难度

国际新能源网  来源:中国经济导报  日期:2018-10-11
  面对随机波动的风、光等能源,如何平抑峰谷差成为关键,在这个问题上,储能一直被寄予厚望。越来越多的电动汽车如果能够成为储能大军中的一员,其将要发挥的价值不可忽视。近日,自然资源保护协会(NRDC)与国家发展改革委能源研究所发布最新报告《电动汽车储能市场及激励机制研究》(以下简称“报告”)。在发布会上,国家发展改革委能源研究所刘坚表示,“如果能够发展电动车和电网间双向互动的功能,把电动汽车作为一种移动式能源来储存电量,在新能源发电占比相对较少的时段,让电动汽车向其他的一些用户提供清洁能源电力,那么对于电动汽车储能价值的利用,就实现了促进新能源电力消纳的目标,其产生的环境价值非同凡响。”
 
  电动汽车储能市场潜力大
 
  不同于传统燃油车,电动汽车与电网天然联通,车辆通过电网充电补充能源,依靠动力电池驱动。报告指出,随着电动汽车的普及,大量电动汽车能够成为可观的电力系统储能设施,为电力系统提供辅助服务并提升可再生能源的消纳规模。
 
  近年来,中国电动汽车市场规模呈爆发式增长,现已连续3年成为全球最大电动汽车销量国。到2020年,中国电动汽车保有量将达到500万辆。与此同时,电动汽车核心储能部件——动力电池成本也将快速下降,近5年成本下降60%以上。在刘坚看来,“车辆数量的快速增长和成本的不断下降意味着电动汽车储能推广时机已日益临近。”
 
  刘坚表示,考虑到我国电动汽车行业发展趋势,假设2030年全国累计推广电动汽车1亿辆,则电动汽车理论储能能力可达5000吉瓦时以上。随着动力电池技术的进一步成熟,电动汽车未来完全有能力在乘用车领域替代基于燃油的内燃机汽车。如此大规模的储能资源,理论上完全能够解决高比例可再生能源下的电力系统日内调峰需求,大幅缓解困扰行业已久的弃风、弃光问题。另一方面,随着电源结构清洁化,电动汽车全生命周期排放也将因此大幅降低,以此消解目前仍一定程度存在的电动汽车环境争议。
 
  消费者意愿等问题困扰电动汽车储能发展
 
  事实上,我国电动汽车储能领域在政策上早就有了明确的支持。2014年,国家发展改革委出台文件《关于电动汽车用电价格政策有关问题的通知》,明确提出了鼓励电动汽车在用电低谷时段充电。该政策对引导电动汽车有序充电,减少峰谷用电差,对电网平稳运行起到一定作用。2018年,国家发展改革委又出台新政策,在《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》中进一步明确了鼓励电动汽车提供储能服务,并通过峰谷价差获得收益。
 
  除了政策上的明确支持,在技术上,随着动力电池研发水平不断进步,动力电池的能量密度和循环寿命不断提升,给其参与储能创造了条件。清华大学副教授胡泽春在发布会上指出,以市场300至500公里续航里程,循环寿命1500次计算,电动汽车电池支持的行驶里程超过60万公里,把剩余部分做储能,既不影响电动车使用,也不会让电池资源利用不足,实际是可行的。“在目前的电力条件和电网运行的条件下,电动汽车参与储能在技术上应该说不存在障碍。”胡泽春表示。
 
  不过,尽管如此,想让电动汽车真正参与到储能之中的确是一件难事。
 
  在刘坚看来,虽然电动汽车储能具有很大的发展潜力,但其也存在消费者意愿、成本和技术路线方面的障碍。
 
  首先,电动汽车主要服务于出行,若电动汽车的储能应用影响到车辆的正常使用,该模式显然难以被消费者接受。其次,目前动力电池续航能力仍然有限,而电动汽车储能必然牺牲部分电池循环寿命,若这种牺牲影响到车辆出行需求,电动汽车储能势必难以推行。第三,电动汽车动力电池技术路线也将最终影响电动汽车储能效果。当前提升能量密度是动力电池研发的首要目标之一,但由于电池材料的技术进步往往存在“木桶效应”,即提升某一方面性能势必牺牲其他方面性能,这将会影响循环寿命等其他电池参数进步速度,进而影响电动汽车储能的可行性。近年来,三元正极材料动力电池的快速发展证明了动力电池与储能电池的技术路线存在分化趋势。
 
  积极先行探索商业模式
 
  为了更好地研究电动汽车用户对储能充放电服务的真实意愿,报告通过在苏州市进行问卷调研的方式尝试从动力电池技术成熟度和经济性水平两个角度来衡量电动汽车参与电力系统运行的经济可行潜力。问卷对电动汽车用户车型参数、出行行为、参与有序充电以及电动汽车与电网双向互动(V2G)的意愿度进行了调查。
 
  调查结果发现,在有序充电方面,私家车用户接受度相对较高,53%的私家车用户愿意在不降低电池使用寿命的前提下获取充电费用的降低;出租车和公交车用户接受度较低,分别为15%和17%。在V2G方面,各类车型接受度普遍偏低,其中商务车用户接受度比例相对最高,愿意考虑以电池寿命下降来换取补偿的受访者占比为29%,其他各类车型接受度在20%以下,其中出租车用户接受度仅为4%。私家车用户对参与储能的净收益较为敏感:当净收益在0.2元/度以下时,用户接受度不足5%;当净收益提升至0.8元/度以上时,用户接受度接近20%。
 
  由此看来,用户对电动汽车储能接受度的高低与电动汽车车型种类有直接关系。对于私家车、商务车而言,出行/运营强度、续航能力要求相对较低,充电量需求较小,停车时间较长,调整充放电的弹性较大,对电动汽车储能亦能表现出较高接受度;相反,虽然出租车、公交车用户充电量需求较大,但运营强度同样较高,且大多已通过低谷充电降低电费,进一步调节充放电的空间十分有限,用户对有序充电或V2G的态度也更为消极。不能忽略的是,相比有序充电,参与V2G还将导致电池寿命折损的成本。
 
  此外,刘坚还表示,“大多数受访者表现出对电池寿命和质保的担忧。”事实上,车辆有序充电并不会对电池寿命产生影响,V2G带来的影响也将随着电池容量和循环寿命的提升逐渐减弱。从经济性来看,电动汽车储能所带来的价值收益也可弥补甚至超过电池老化成本。
 
  对此,为更好解决目前电动汽车储能市场遇到的种种问题,报告建议,政府应明确车辆服务商、充电运营商、负荷集成商等电动汽车聚合商参与电力市场并明确市场身份与地位,降低电动汽车储能参与市场的功率容量门槛,完善电动汽车充放电计量并允许电动汽车通过聚合集成的方式参与电力系统服务。同时,电动汽车聚合商可通过综合服务套餐整合分散的电动汽车充电资源和改变电动汽车充电行为,这样不仅降低了分散用户进入市场的门槛,也提升了其从批发电力市场竞得低成本电量(如风电、太阳能发电)的能力。因此,应鼓励各类聚合商通过商业模式创新汇聚电动汽车参与储能服务,加快住宅、办公地点充放电平台建设,研究制定平台化资源参与电力市场的交易规则、责任和义务。
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