6月3日，自然資源保護協(xié)會(NRDC)與中國電動汽車百人會(ChinaEV100)舉辦線上報告發(fā)布會暨研討會，邀請行業(yè)專家、企業(yè)管理者共同探索電動汽車與電網(wǎng)協(xié)同的路徑、潛力、商業(yè)模式。會上發(fā)布了《電動汽車與電網(wǎng)互動的商業(yè)前景—上海市需求響應(yīng)試點案例》報告，這是國內(nèi)第一份對電動汽車參與需求響應(yīng)的研究報告。報告的研究數(shù)據(jù)來自于2019年下半年上海電動汽車參與電力需求響應(yīng)的試點活動，這也是國內(nèi)電網(wǎng)第一次對充電服務(wù)商和電動汽車制造商開放的需求響應(yīng)試點。參加會議的嘉賓包括中國電動汽車百人會副理事長兼秘書長張永偉、中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟秘書長許艷華、國家發(fā)展和改革委員會能源研究所可再生能源中心副主任趙勇強、中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準化中心主任劉永東、廣東電網(wǎng)公司廣州供電局副總經(jīng)理蘇志鵬、國網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司能源事業(yè)部總監(jiān)彭曉峰、國網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司儲能云平臺事業(yè)部總經(jīng)理王明才、特來電新能源有限公司副總裁兼首席科學(xué)家龔成明、上海市電力需求響應(yīng)中心主任鄭慶榮、萬幫新能源投資集團有限公司副總裁鄭雋一、依威能源高級總監(jiān)朱文進以及蔚來汽車高級經(jīng)理劉雋等。本次會議由中國電動汽車百人會常務(wù)副秘書長劉小詩主持。
中國是全球最大的電動汽車市場，推動電動汽車和電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展意義重大。截至2019年年底，全國新能源汽車保有量達381萬輛。其中，純電動汽車保有量為310萬輛，占比超過80%。電動汽車充電負荷帶來的電力需求有可能給電力系統(tǒng)造成較大的負擔。隨著電動汽車進一步規(guī)模化推廣，電力系統(tǒng)遭受的沖擊可能會加大。與此同時，電動汽車也是高度靈活的移動儲能單元，在調(diào)整用電負荷、改善電能質(zhì)量、消納可再生能源方面潛力巨大，還能有助于減少配電網(wǎng)乃至全網(wǎng)的擴容需求。
上海全市充電樁數(shù)量超過28萬個，車樁配比接近1:1，其中私人充電樁19萬個，公共樁和專用樁分別為5萬和4萬個。截至2019年底，上海電動汽車保有量超26萬輛。在電動汽車保有量位居全國前列的同時，上海全市的私家車、公交、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和物流等不同領(lǐng)域的電動汽車充電需求各異，交直流及充換電模式種類多樣，加之外來電力占比高，本地電網(wǎng)調(diào)峰壓力大，大量電動汽車充電對電網(wǎng)的影響不容忽視。
上海市于2014年成為國家發(fā)展改革委指定的首個需求響應(yīng)試點城市。近年來，上海一直在積極探索通過經(jīng)濟手段激勵全類型的可控負荷資源參與需求響應(yīng)試驗，應(yīng)用場景不斷擴大，主要參與者是商業(yè)、建筑以及工業(yè)企業(yè)用戶。2019年，上海市開展了六次試點活動。其中，端午節(jié)開展的“填谷”需求響應(yīng)試點中首次接入了電動汽車。在上海市經(jīng)信委的支持下，上海市電力公司和NRDC作為主要協(xié)調(diào)方，邀請各大充電服務(wù)商和電動汽車主機廠參與需求響應(yīng)。參與此次需求響應(yīng)的運營商包括國網(wǎng)電動汽車、蔚來、星星充電、普天、依威能源、小桔充電等。
本次會議發(fā)布的《電動汽車與電網(wǎng)互動的商業(yè)前景—上海市需求響應(yīng)試點案例》報告（以下稱報告）以2019年6月-12月上海電動汽車參與電力需求響應(yīng)的試點活動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取了蔚來充換電平臺上的運行數(shù)據(jù)，對私人充電樁、專用充電樁以及換電站參與需求響應(yīng)的效果進行了對比分析。
蔚來汽車充電平臺在上海安裝了約3000個私樁。響應(yīng)日當日，實際參與響應(yīng)的私樁數(shù)量為159個，占全部平臺充電樁數(shù)量的比例為5.3%。價格激勵對電動車主有較強引導(dǎo)效果。相比平日充電負荷，參與響應(yīng)的159個私人充電樁在響應(yīng)日填谷響應(yīng)時段的平均充電負荷是平日該時段充電負荷的7.8倍，且平均充電量也遠高于平日。也就是說，這些電動汽車車主在響應(yīng)時段集中充電。對于電動汽車車主而言，在需求響應(yīng)聚合商的充電樁投資成本固定和響應(yīng)補償單價確定的情況下，參與需求響應(yīng)的頻次決定了收益水平。當響應(yīng)次數(shù)達到10次，參與需求響應(yīng)的收益率達到27%。
專用樁的需求響應(yīng)參與度明顯高于私樁。一方面，專用樁擁有與私樁相似的車輛接入時長優(yōu)勢。另一方面，專用樁比私樁更便于開展集中充電行為管控，其參與需求響應(yīng)的可靠性也相對更高。在經(jīng)濟性方面，目前上海對削峰需求響應(yīng)的補償單價較高，約為填谷補償?shù)膬杀丁＾k公地專用樁具有較大削峰空間，其參與需求響應(yīng)的經(jīng)濟性也相對較高。若年均響應(yīng)次數(shù)達到10次則收益率接近50%。
在一定備用電池裕度下，換電站的響應(yīng)率是三種充電設(shè)施中最高的。在經(jīng)濟性方面，鑒于換電站具有較強的充電時間管控能力，響應(yīng)日當日提前通知量僅為30分鐘，響應(yīng)的補償單價也達到6元，遠高于一般預(yù)約需求響應(yīng)的補償水平。
報告指出，未來市場化下的補償價格可能因用電負荷增長、新能源接入、需求側(cè)資源增多等因素產(chǎn)生波動，對充電負荷集成商成本控制和抗風險能力將提出更高要求。此外，盡管2019年參與需求響應(yīng)的車輛以純電動車型為主，但上海市插電式混合動力車型占比較高 。一方面，插電式車型較小的充電需求將影響其需求響應(yīng)規(guī)模；另一方面，由于里程焦慮較小，插電式車型用戶參與需求響應(yīng)的接受度可能相對較高，其參與需求響應(yīng)的綜合效果仍有待驗證。
報告結(jié)合試點效果與經(jīng)濟性分析，對三類充換電設(shè)施未來參與電力需求響應(yīng)的前景進行了對比。電動汽車接入私樁的時段往往在傍晚至凌晨，更適合參與負荷填谷。相比之下，專用樁和換電站的調(diào)節(jié)靈活度較高。從試點結(jié)果看，專用樁和換電站可實現(xiàn)相對集中管理，對調(diào)度指令的響應(yīng)率也較高。需求響應(yīng)資源量方面，私樁和專用樁的規(guī)模潛力較大，應(yīng)合理設(shè)計激勵機制，加大對私樁和專用樁的資源潛力挖掘力度。雖然目前換電站調(diào)節(jié)能力較強，但隨著車輛日常換電需求的增大，其日間參與需求響應(yīng)的效果將取決于換電站備用電池數(shù)量和綜合管控能力。
報告還介紹了一些國外推動電動汽車負荷作為電力系統(tǒng)靈活性資源的案例，包括美國PG&E電力公司的電動汽車充電分時電價項目等。車網(wǎng)互聯(lián)(V2G)的應(yīng)用還在早期階段，部分項目在商業(yè)化方面取得了良好效果。報告認為，國外案例的模式是否可持續(xù)，決定因素在于市場機制是否透明運作，以及定價是否有科學(xué)依據(jù)。不管是電力公司執(zhí)行的分時電價，或者是電力現(xiàn)貨市場的電價，都是市場所決定的。資源的價值按供需平衡實況波動，賣方及買方都有動力主動調(diào)整行為以獲得經(jīng)濟效益。
報告認為，從上海試點情況看，充電運營商平臺與虛擬電廠運管平臺信息交互門檻高、響應(yīng)量預(yù)測和動態(tài)調(diào)度能力待提升，以及各參與主體之間收益分享機制尚不明確等因素，影響了未來大規(guī)模電動汽車參與積極性。為進一步推動車網(wǎng)互動模式發(fā)展，報告建議，盡快明確電動汽車參與電力市場的準入條件，鼓勵實施主體多元化。同時要逐步完善車網(wǎng)互動的市場機制，形成電網(wǎng)企業(yè)、電動汽車車主、充電運營商等多方主體共贏的商業(yè)模式。此外，應(yīng)加快推進車網(wǎng)互動能力建設(shè)，建立良好的監(jiān)控計量軟硬件環(huán)境，為車網(wǎng)互動的常態(tài)化、自動化、智能化提供技術(shù)保障。
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