導讀

經過十余年的努力，我國以電動汽車為主體的新能源汽車產業實現了跨越式發展，不僅使中國汽車工業縮短了與國際先進水平的差距，還引導世界汽車工業向電動化轉型。電動車的規模化推廣給電網帶來了新的課題，如何利用車網協同措施讓電動汽車根據電網的載荷選擇充電時間，根據電網的需要適時向電網回饋電能，成為業界探討和試驗的方向。

全球范圍內，車網協同的項目基本隨著電動汽車的普及而鋪開。根據世界資源研究所（World Resources Institute，簡稱WRI）的調研顯示，截至2018年底，全球共有約50個車網協同的實踐案例，其中大約有九成分布在歐洲和美國。6月18日，在中國電動汽車百人會聯合世界資源研究所舉辦的中國電動汽車與電網協同路線圖研究發布會上，德國國際合作機構能源項目轉型主任Anders Hove分享了歐美智能有序充電的進展情況。

01 什么是智能有序充電

據Anders Hove介紹，智能有序充電是智能電動汽車生態系統中的一個關鍵要素，是指電動汽車充電站和充電運營商共享數據的連接，以預測電力供應、電力需求、駕駛需求的充電量，優化充電時間和充電時長，滿足所有用戶的要求。車網協同是智能充電技術的一種形式，電動汽車不僅可以從電網接收消納電能，在需要時還可以向電網注入電能，起到儲能和調控的作用。

從當前的情況來看，由于電動汽車的數量還少，對電網的影響并不大，但國際能源署預計，2030年大部分電動車將由私人所有，多數在慢速充電器上充電，慢充總消耗電量預計可達全球電動汽車60%以上。如果充電時間集中在某一高峰期時，就需要進行大規模電網升級。為降低大規模升級電網的成本，智能充電應運而生。最簡單的智能充電方法是按照使用時間確定充電電價，即峰谷電價。據分析，這種方法可以將高峰期充電負荷降低一半以上，同時可以降低基礎設施的建設成本。

02 歐洲三種充電標準

據Anders Hove介紹， 現在歐洲現有三種充電標準，分別是特斯拉的超級充電站標準、日本的CHAdeMO的標準、美國和大部分歐洲國家使用的CCS標準。

因為日本的CHAdeMO標準2.0版本一開始就支持直流有序充電與雙向充放電（V2G），所以歐洲大部分V2G試點項目都采用這個標準。Tesla早期對V2G技術不屑一顧，但新Tesla車型已經安裝雙向充電軟件代碼，這個代碼可以通過軟件更新實現。CCS標準涉及到不同公司、不同電池和充電網絡，是三個標準當中最復雜的一個，根據官方在2018年底給出的路線圖，預計要到2025年才能具有支持雙向充放電V2G的能力。

03 歐洲的智能有序充電試驗

經過十余年的發展，國際上的車網協同試點項目已經完成了從技術可行性驗證向商業模式驗證的轉變。從具體內容來看，這些試點項目幾乎覆蓋了所有的應用場景，測試規模逐漸擴大。

汽車制造商正在與能源公司、軟件公司和電網運營商合作，探索 V2G 的優勢。三菱汽車公司于2017年開始在荷蘭進行V2G試點項目，目的是驗證V2G技術是否可行，并提供容量儲備和平衡服務。試點項目有10臺10kwV2G充電裝置與10輛插電式電動汽車。此次試點，三菱汽車就聯手了當地的電網公司、V2G解決方案提供商、V2G聚合商以及硬件設備提供商共同進行。目前，荷蘭已售出2.5萬輛三菱歐蘭德插電式混合動力混合動力汽車。  

雷諾集團的試點則是探索經濟上可行的智能充電實施方案。2019年，雷諾集團在荷蘭的第一個大規模V2G試點項目，部署了15輛配備V2G充電功能的車隊。與其它項目不同，雷諾將V2G裝置放置在車輛內部，充電終端方面只需要進行簡單廉價改造就可以實現V2G功能，減少了在基礎設施上的投資。雷諾也借此項目來驗證車端的雙向充電產品，并為未來的標準制定打下基礎。未來雷諾還將在法國、德國、瑞士、瑞典、丹麥推出試點計劃。

V2G 試點項目越來越多地將重點放在電網負載轉移和調峰以外的服務上。

菲亞特克萊斯勒集團（下稱FCA）的2019-2021年總預算為50億歐元的工業計劃中，包括有建設車輛到電網的基礎設施和光伏工程。今年6月初，FCA開始在意大利都靈建設V2G試點基礎設施。初步規劃中將安裝32根V2G充電樁，用來連接64輛電動車，到明年年底會擴大到700輛電動汽車互聯，裝機容量達到25兆瓦。該設施作為一個虛擬發電廠，由意大利電網運營商Terna提供包括調頻在內的服務。該項目還將建立交通實驗室，用以評估電動汽車的性能和電網的服務能力。

V2G 電動車可以作為移動電站幫助解決電力系統的供需平衡問題。日產在德國哈根進行的試點項目就證明了這一點。日產聆風是首款通過德國平衡能源市場預審的電動汽車，證明了V2G電動汽車可以滿足參與平衡能源市場的法規和技術的要求。據介紹，在這個項目中，一輛電動車一周為電網提供8kW的電能可以獲得20歐元的收益。而且，對于哈根這個規模的城市（19萬居民）而言，只需要20到30輛車就能夠穩定當地的電網頻率。

V2G電動車也可以通過虛擬電廠參與需求響應。2018年，Enel X公司在美國加州安裝了6000多個電動汽車智能聯網充電樁，構成30MW、70MWH虛擬電廠，作為需求響應資源參加加州電力現貨市場。

現在很多公司開始在離網環境中對智能充電系統進行測試。2018年，雷諾在葡萄牙圣波爾圖島建設了一套智能電動汽車生態系統。圣波爾圖島位于大西洋，不與大陸連接，該項目利用電動汽車以及退役電池，通過充電和V2G來提升該島的能源獨立性，以減少對石油的需求，同時提高可再生能源的利用率。

04 智能有序充電服務面臨三大挑戰

當前，歐洲越來越多的汽車、電網和服務公司正在探討新的商業模式，使智能有序充電服務在經濟上對買家更有吸引力。但當前智能有序充電模式還面臨著一些挑戰。

第一，智能充電一直存在著投資成本高的問題。解決這個問題的辦法很多，比如政府提供補貼的方式，但Anders Hove認為，電網公司將V2G的收入作為設備資金使用將會是未來可能的商業模式之一。在美國Vermont州，當地電網公司采用向特斯拉車主支付安裝Powerwall儲能設施和充電樁的費用辦法吸引車主參加項目，交換條件是車主允許電網公司控制Powerwall和車輛充電，并且參與電力服務，使電網公司可以用峰谷差價或電力市場收益覆蓋前期設備投入。

第二，智能充電與V2G沒有統一標準的問題。不過這個問題會隨著該產業的逐漸成熟而逐漸建立起來，不存在太多障礙。

第三，電動汽車如何參與電力市場運營的問題。這是智能有序充電發展遇到的最主要的挑戰，需要建立起完善的電力現貨市場和輔助服務市場，才能讓消費者參與到市場運營當中。

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