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欧洲智能有序充电进入商业化阶段

 
 
 
发布日期:2020-06-30    来源:第一电动大牛作者中国电动汽车百人会    扫描到手机

导读

经过十余年的努力,我国以电动汽车为主体的新能源汽车产业实现了跨越式发展,不仅使中国汽车工业缩短了与国际先进水平的差距,还引导世界汽车工业向电动化转型。电动车的规模化推广给电网带来了新的课题,如何利用车网协同措施让电动汽车根据电网的载荷选择充电时间,根据电网的需要适时向电网回馈电能,成为业界探讨和试验的方向。

全球范围内,车网协同的项目基本随着电动汽车的普及而铺开。根据世界资源研究所(WorldResourcesInstitute,简称WRI)的调研显示,截至2018年底,全球共有约50个车网协同的实践案例,其中大约有九成分布在欧洲和美国。6月18日,在中国电动汽车百人会联合世界资源研究所举办的中国电动汽车与电网协同路线图研究发布会上,德国国际合作机构能源项目转型主任AndersHove分享了欧美智能有序充电的进展情况。

01 什么是智能有序充电

据AndersHove介绍,智能有序充电是智能电动汽车生态系统中的一个关键要素,是指电动汽车充电站和充电运营商共享数据的连接,以预测电力供应、电力需求、驾驶需求的充电量,优化充电时间和充电时长,满足所有用户的要求。车网协同是智能充电技术的一种形式,电动汽车不仅可以从电网接收消纳电能,在需要时还可以向电网注入电能,起到储能和调控的作用。

从当前的情况来看,由于电动汽车的数量还少,对电网的影响并不大,但国际能源署预计,2030年大部分电动车将由私人所有,多数在慢速充电器上充电,慢充总消耗电量预计可达全球电动汽车60%以上。如果充电时间集中在某一高峰期时,就需要进行大规模电网升级。为降低大规模升级电网的成本,智能充电应运而生。最简单的智能充电方法是按照使用时间确定充电电价,即峰谷电价。据分析,这种方法可以将高峰期充电负荷降低一半以上,同时可以降低基础设施的建设成本。

02 欧洲三种充电标准

据AndersHove介绍,现在欧洲现有三种充电标准,分别是特斯拉的超级充电站标准、日本的CHAdeMO的标准、美国和大部分欧洲国家使用的CCS标准。

因为日本的CHAdeMO标准2.0版本一开始就支持直流有序充电与双向充放电(V2G),所以欧洲大部分V2G试点项目都采用这个标准。Tesla早期对V2G技术不屑一顾,但新Tesla车型已经安装双向充电软件代码,这个代码可以通过软件更新实现。CCS标准涉及到不同公司、不同电池和充电网络,是三个标准当中最复杂的一个,根据官方在2018年底给出的路线图,预计要到2025年才能具有支持双向充放电V2G的能力。

03 欧洲的智能有序充电试验

经过十余年的发展,国际上的车网协同试点项目已经完成了从技术可行性验证向商业模式验证的转变。从具体内容来看,这些试点项目几乎覆盖了所有的应用场景,测试规模逐渐扩大。

汽车制造商正在与能源公司、软件公司和电网运营商合作,探索V2G的优势。三菱汽车公司于2017年开始在荷兰进行V2G试点项目,目的是验证V2G技术是否可行,并提供容量储备和平衡服务。试点项目有10台10kwV2G充电装置与10辆插电式电动汽车。此次试点,三菱汽车就联手了当地的电网公司、V2G解决方案提供商、V2G聚合商以及硬件设备提供商共同进行。目前,荷兰已售出2.5万辆三菱欧兰德插电式混合动力汽车。  

雷诺集团的试点则是探索经济上可行的智能充电实施方案。2019年,雷诺集团在荷兰的第一个大规模V2G试点项目,部署了15辆配备V2G充电功能的车队。与其它项目不同,雷诺将V2G装置放置在车辆内部,充电终端方面只需要进行简单廉价改造就可以实现V2G功能,减少了在基础设施上的投资。雷诺也借此项目来验证车端的双向充电产品,并为未来的标准制定打下基础。未来雷诺还将在法国、德国、瑞士、瑞典、丹麦推出试点计划。

V2G试点项目越来越多地将重点放在电网负载转移和调峰以外的服务上。

菲亚特克莱斯勒集团(下称FCA)的2019-2021年总预算为50亿欧元的工业计划中,包括有建设车辆到电网的基础设施和光伏工程。今年6月初,FCA开始在意大利都灵建设V2G试点基础设施。初步规划中将安装32根V2G充电桩,用来连接64辆电动车,到明年年底会扩大到700辆电动汽车互联,装机容量达到25兆瓦。该设施作为一个虚拟发电厂,由意大利电网运营商Terna提供包括调频在内的服务。该项目还将建立交通实验室,用以评估电动汽车的性能和电网的服务能力。

V2G电动车可以作为移动电站帮助解决电力系统的供需平衡问题。日产在德国哈根进行的试点项目就证明了这一点。日产聆风是首款通过德国平衡能源市场预审的电动汽车,证明了V2G电动汽车可以满足参与平衡能源市场的法规和技术的要求。据介绍,在这个项目中,一辆电动车一周为电网提供8kW的电能可以获得20欧元的收益。而且,对于哈根这个规模的城市(19万居民)而言,只需要20到30辆车就能够稳定当地的电网频率。

V2G电动车也可以通过虚拟电厂参与需求响应。2018年,EnelX公司在美国加州安装了6000多个电动汽车智能联网充电桩,构成30MW、70MWH虚拟电厂,作为需求响应资源参加加州电力现货市场。

现在很多公司开始在离网环境中对智能充电系统进行测试。2018年,雷诺在葡萄牙圣波尔图岛建设了一套智能电动汽车生态系统。圣波尔图岛位于大西洋,不与大陆连接,该项目利用电动汽车以及退役电池,通过充电和V2G来提升该岛的能源独立性,以减少对石油的需求,同时提高可再生能源的利用率。

04 智能有序充电服务面临三大挑战

当前,欧洲越来越多的汽车、电网和服务公司正在探讨新的商业模式,使智能有序充电服务在经济上对买家更有吸引力。但当前智能有序充电模式还面临着一些挑战。

第一,智能充电一直存在着投资成本高的问题。解决这个问题的办法很多,比如政府提供补贴的方式,但AndersHove认为,电网公司将V2G的收入作为设备资金使用将会是未来可能的商业模式之一。在美国Vermont州,当地电网公司采用向特斯拉车主支付安装Powerwall储能设施和充电桩的费用办法吸引车主参加项目,交换条件是车主允许电网公司控制Powerwall和车辆充电,并且参与电力服务,使电网公司可以用峰谷差价或电力市场收益覆盖前期设备投入。

第二,智能充电与V2G没有统一标准的问题。不过这个问题会随着该产业的逐渐成熟而逐渐建立起来,不存在太多障碍。

第三,电动汽车如何参与电力市场运营的问题。这是智能有序充电发展遇到的最主要的挑战,需要建立起完善的电力现货市场和辅助服务市场,才能让消费者参与到市场运营当中。

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