4月24-26日，由中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日下午的“電動汽車與電網互聯”專場，國家發改委能源研究所研究員劉堅博士在會上分享了主題報告《電動汽車參與電力系統儲能的模式與影響分析》，以下為演講實錄：

劉堅：各位來賓，下午好，非常感謝大家今天下午參加電動汽車與電網互聯專場，我是來自國家發改委能源研究所的劉堅。我的這個介紹內容分為，以下幾個內容包括電動汽車跟電網互動的主要幾種模式，未來與電動汽車參與儲能的這樣技術潛力多大，具體在做電動汽車儲能的具體的案例，做一些介紹。第三個問題也是介紹里面核心的問題就是目前電動汽車儲能面臨的一些具體的問題，詳細來講的話，分為三個角度來說包括目前這樣的價格問題，還有市場問題，也會提一些建議。

這個圖就是目前現在電動汽車的一個大的背景，因為數量仍然是議題最根本的背景，我們知道中國的這個電動汽車的產業，實際上是由大力驅動產生的，這樣的一個示范項目，然后2013年開始全國性這種購置補貼的這樣一個政策，然后像一些重點城市北上廣這些城市，有對電動汽車特殊的扶持政策，也是推動了產業的快速發展。補貼大家也都知道正在逐步的推廣，引入了新的市場化模式，促進電動汽車成本的補償，除了車輛本身之外，涉及到的一些其他的政策，像充電服務費，希望能夠給予這樣的一個電動用戶更加完善的這樣綜合服務的這樣一個效果。

可以看到右邊這個圖就是數量的統計，2018年的話已經是年度銷量超過125萬輛，但是與國外的情況不太一樣由于國內的政策更多的是比如說補貼的話，跟電動汽車續航有緊密的掛鉤的，所以基本上來講的話，就是中國的這個電動汽車總保有量里面，純電動汽車占比比較高這樣的一個結果。

再來看一下就是電池產量的結構，這個圖其實想說明一個問題就是實際上目前這個電動化儲能更大一部分來自電動汽車，總的累計的電池的產量的一個統計，到2018年，總的這個電動汽車的動力電池它的累計的產量已經大約達到2億千瓦時這個規模，這個就是固定式儲能的統計，除了鋰離子電池之外也涵蓋了一些其他的典型的電池，包括鉛酸這些的，總的裝機規模大約是1G瓦，也就是四百萬千瓦時這樣的規模。所以相比于這個動力電池的市場規模來講的話是非常小的，大約也就是2%的這樣的規模。總體來講的話，電動汽車這樣的數量規模推動了整體電池成本下降，如果電動汽車本身作為一個儲能的單元，來參與到整體的這個電力系統儲能來講的話，它會產生非常重要的戰略的價值，比如說我們這個圖里面把這個電動汽車和可再生能源之間進行了一個聯系，可以幫助我們上游吸納更多的可再生能源，反過來新能源越來越多之后，里面有更多的新能源占比，可以解決目前電動汽車的爭議，中國大量還是媒電，排放水平是逐步的降低。總體來講他們之間的協作，通過儲能這種方式產生這樣的互動協作可以解決各自在發展過程當中面臨的關鍵的問題。

電動汽車儲能有一些技術的條件，比如說最關鍵的就是它的電池這樣一個技術水平的提升，比如說這個圖里面我們是對最近幾年這個國內電動汽車的它的這個電池參數進行一個統計，包括像車輛的續航，平均的續航，這個成長的能效，單車的電池的容量，電池的容量密度等等，總得來講可以看到進步的速度還是非常明顯的，像電池容量都有翻倍的提升，能量密度也有50%這樣的提升，百公里電耗有所下降，都是一個進步的趨勢，這樣背景下可以聯系到電動車儲能的，這是一個示意圖，它的意思就是說如果這個動力電池扣除掉出行所需要的電量來講，所剩余的充放電的能力會有什么變化，這兩個技術參數就是電池的容量以及它的這個循環壽命，這兩者不停進步使得我們新車新售出的電動汽車，就會大幅提升。根據我們測算來講的話就是去年新售的電動汽車普遍開始具有這樣的富有充放電能力的情況，這種電量會達到接近四百千瓦時這樣的概念，利用每輛車這樣的充放電能力的，去做價差的套利來講的話它的收益還是非常明顯的。

我們這里大致看一下就是電動汽車與電網互動的幾種典型的模式，電池更換還有這個第一類稍微有點不同，是一個單向的通過調節充電時間，去實現虛擬儲能的作用，后面幾種是電動汽車跟電網雙向驅動的模式，這個大家比較了解，不具體說了，這也是我們可能兩年前做的一個研究的，就是假設2030年有一億輛電動汽車的規模，來評估幾種儲能方式，總的儲能的這樣能力。通過V2G這樣來講的話，可以提供5T瓦時的儲能能力這樣的規模的話差不多就是4倍這樣的規模，按照8小時的放電時間，1.5億千瓦的這種資源去評估的。

我們也對比的新能源消納這樣的作用，如果風能和太陽能裝機達到15億千瓦的話，這樣的規模可以實現就是3.3小時的新能源發電的連續的充電，如果平均分到每一天新能源的出力小時來講的話可以保證兩天的新能源消納的這樣的需求，也就是說未來如果我們可以充分利用電動汽車這樣的儲能資源的話，未來新能源可以通過電動汽車解決，這個圖是一個大體上面電動汽車的儲能的分布，跟電動車數量的分布非常接近的，像廣東、上海、北京，這些電動汽車比較多的地區，比較集中的地區。從這張分布來講的話，其實就會看出未來可以跟這種發電做一些結合，很大程度上面可以幫助我們實現這樣的一個去中心化的能源供應體系的實現。這個圖是我們做的一個案例研究，針對蘇州的一個電動汽車參與電網運行的分析，我們預測同樣也是2030年，預測到總的大概64萬輛，參與V2G對電網運行產生的影響，左邊這個圖就是隨機充電的結果可以看到紅色的這個曲線基本上就是電動汽車它雖然在有一定的充電負荷但是更多的集中在傍晚，電動汽車隨著充電之后，使得系統的這樣的差進一步會被拉大。通過電動汽車儲能這種方式實現一個調節的話，右邊這個圖的話可以看到還是可以起到比較明顯的這樣的作用的。特別是在凌晨和午間跟風電太陽能發電的這樣的聯系，或者就是互動，還是有一定的這樣的技術潛力。

剛剛說的是一個技術潛力這個問題，再看一下電動汽車儲能的經濟的這個問題，這個國外研究比較多，收集了相關的一些研究成果，上面幾類在德國美國歐洲的一些國家，他們所做的案例的研究，有部分試點項目，有一部分就是研究的一個結果，總的來講的話，我們看到如果電動汽車可以去參與一些比如說像調頻這種服務的話，它其實產生的這樣的價值還是非常高的，差不多每年可以超過兩千，就是比較高的情況下可以超過兩千美元。國內也有一些案例研究，總的來講的話就是如果我們最后的歸類來講的話，電動汽車可以實現跟電網更多的分離，比如說可以把電池跟車運行可以結合的話，它的價值會更高一些，如果使用車載電池的話，V2G相對來說更低一些，采用這種單向的調節的話，它的價值可能又會更低一些，總體來講的話這樣的規律，高中低這樣的價值的排列，跟國外的情況也有比較相似的地方。

剛剛我們說到的這個就是電動汽車儲能價值的問題，剛剛說一下成本的問題，核心的成本問題就是在于它的電池充放電導致，你服務電網肯定是有額外的充放電的這樣的損失使得電池快速老化，可能會更快速的老化，會帶來這部分的成本，除了這部分成本之外，還有一些其他的成本，這里面我大致梳理了三個環節，包括電網側的成本，還有電網的成本，電網的成本來講的話，主要就是由于這個配電網升級的成本，電動汽車對這種雙向的充放電會導致我們這個負荷側的變化，會產生這樣的額外的檢修的成本，中端來講的話就是因為會有一部分成本提升，相比目前單向的話可能會有50%到100%額外的成本可以通過規模化生產可以實現成本的降低，特別是現在很多充電裝具備了這樣雙向充電的能力，車端來講的話分兩種情況，一個就是交流車載充電機來講的話，可能會增加一部分的少量的這樣的逆變模塊還有保護回路的成本，如果反向充電的話可以簡單一些，利用現有的接口改變少量的這樣的保護設置就可以的。

所以總得來講，我們如果看成本這樣的結構，實際上相對比較少，使得他們成本降低，但是我們認為實際上少量的這樣的配電網升級，提高能力之后，這部分的成本雖然有一部分這樣的升級的成本，但是它可以很大程度上釋放我們電動汽車這樣的一個靈活充放電的資源，還有包括像固定式的儲能，以及分布式的光伏的資源都需要這樣的過程，總的來講這部分的升級會帶來非常大的收益。其實隨著分布式的能源越來越擴大，會有輸電成本的需要，也會大幅度的降低，實際上這部分網端的成本，升級所帶來的這樣的成本實際上是相當高的。

剛剛說到了很多的理論問題，看一下實際的情況，國內目前其實已經有一系列的相當多的電動汽車參與電網運行做充電或者儲能的這些相關的案例，我這個圖里面是后面還有一些專家包括電網公司包括像科研院所所做的一些實驗的項目，這個圖里面列的是一個工信部還有全球環境基金還有聯合文化組織在去年啟動的電動汽車綜合運用商業化推廣項目，也是聚焦在智能汽車的充放電的運行。它的這種示范從兩個角度展開了，當地政府比較支持這一塊的技術，另一方面來講的話，當地的電動汽車的產業也是有比較好的基礎。

再看一下剛剛說到很多成本還有效益的問題，現在一個關鍵的問題就是實際要推廣電動汽車儲能，還是面臨一些具體的障礙，障礙來講的話，其實我們首先還要看一下國外已經有的一些研究，因為可能在IEA他們較早之前就成立了一個電動汽車V2G的工作組來分析這相關的一些包括技術包括市場包括政策方面的一些問題，它就將這個問題方面，就是將這個電動汽車儲能的問題分為兩類，一個就是V2X，V1G就是通過調節充電時間來實現的問題，V2X就是V2G就是一類的，車輛與建筑互聯，車輛與本地的負荷的這樣一個協同，也是可以作為這樣的V2X的這種應用方式。總的來講其實跟V2G也是比較相似的，也有一系列的問題，從三個角度梳理的，包括實際的軟硬件的缺失還有商業模式利益相關方如何達成相關的協作的問題，還有政策方面的問題，總的來講的話，他們的這個研究的結論來講的話，就是實際上如果電動汽車就是具備的解決當地本地的這樣一個負荷的調節來講的話，它的障礙其實比較少的，直接可以通過現有的信號，如果這個價格機制可以傳遞到用戶側的話，它這樣的一個商業模式實際上是比較成熟的但是問題比較大的就是如果電動汽車想去參與一些上游的這種應用，比如說像調峰之類的可能就會存在兩大方面的問題，第一方面就是政策會存在一些門檻，作為電動汽車這樣的單元，直接參與市場會存在很多的這樣一個具體技術的量的這樣的限制。

另一方面來講的話，還是商業模式不太成熟因為就是分散的用戶來講的話，它參與這些就是比較成熟的電力市場交易來講的話，可能還是會有一些障礙。回到國內來講的話，我們這邊其實也是可以大致梳理一下電動汽車它去做儲能可能實現的幾種商業模式，首先還是電價，就是說簡單來說就是峰谷電價，最開始2014年的時候，發改委出臺了這個政策，就已經明確鼓勵電動汽車在低谷用電實現這樣峰谷充電，來調節峰谷，去年這個又出臺了一個創新和完善促進綠色發展價格機制的意見，鼓勵電動汽車提供儲能服務，來通過這個峰谷價差獲得收益，有這樣的頂層的政策設計，實際上最后政策的落地還是存在一些問題，其實現在很多地方很多領域并不是能夠很好的執行這樣的峰谷電價，很多情況下用戶其實體會不到峰谷差，沒有太多的積極性做儲能的這種服務。

第二類，就是所謂的批發市場里面的應用，包括像現貨市場這些，可能就是輔助服務來講的話，其實每個地區不太一樣的，都有一些門檻，比如說對于資源它的調峰率，持續的時間都有要求的，放電時間4小時以上，調頻來講的話，可能要求更高一些，充放電時間會略低一些，總的來講的話，同時也可以看見其實類似的相關市場也一樣的，它的要求更多的在你對電動汽車來講的話，充電量的要求上面，對于這種門檻來講的話就是比較難的，無論是車輛也好還是充電場所也好，很難實現一個穩定功率還有穩定的持續放電時間的，就是與具體的地理點做接入的話，就是對標現在政策要求來講的話，還是有很大的差距的。

最后一類就是需求響應，國內五個地方在做試點江蘇那邊的補償力度還是很高的，它的門檻相對來說也會低一些，但是問題就是說雖然它單位千瓦這樣的補償的量很高，就電動汽車來講的話，單純依靠這個響應來講的話，很難彌補它的這個成本的。針對很多的這方面的問題，就是我們同樣可以看一下REA它的一些具體的建議，提出了三方面的解決方式，包括技術，接受度方面的一些建議，技術方面來講的話，就是核心來講要將現在的電力行業還有交通車輛行業很多標準可以協同起來，電池老化一個核心的問題，就是電池的衰減要各個的利益相關方電網企業還有車企達成一個共識，除此之外就是剛剛說的比較多的市場機制還有監管的問題，市場機制的問題不再多說了。社會接受度的問題，很大程度上面需要去依賴商業模式的創新，讓用戶可以真正體會到這樣的價值，提供這個儲能服務所能得到的這樣的收益問題。

最后來做一個總結，首先我們認為電動汽車還是有非常大的這樣的推廣前景的，無論在市場經濟性還是市場前景來說的話，還是認為這個目前現有的充電價格需要進一步的完善，特別要落實這個電價，確保價格可以充分的讓消費者可以認識到，第二個環節就是電力市場本身它的輔助服務這些環節要不斷的完善，這是它一個大體的環境的問題，對于電動汽車來講的話，核心的首先還是要有一個負荷集中商，還是目前可見的比較合理的商業模式，通過這樣的第三方包括它可以更好的讓電動汽車這種用戶跟上游的電網可以實現一個銜接，里面可能有一些包括現在的充電運營商都可以作為一個比較好的負荷集成商這樣的主體。我們知道電動汽車剛剛知道一個非常分散，如果單點的話它的可靠性比較低，規律也比較差的，如果可以通過平臺化的管理，將分散電動汽車作為一個整體來接入的話，它的可靠性還有它的這種可預測性就會明顯的提升，類似于目前這種虛擬電場的管理方式，我認為這種管理方式需要進一步完善的問題，第三點就是整體的計量問題，很難直接觀測到這個電動汽車本身的充放電的行為，所以我們認為就是中間公司也可以做一些具體的工作，讓電動汽車的充放電的負荷跟這個電秒的數據進行一個核減，可以很好的有技術儲能方式。

這個就是涉及到一些車端網端還有充電設施以及電池老化這方面的一些問題，這些問題可能都是要去解決實現電動汽車都要解決的一些問題，這是我今天給大家分享的內容，謝謝大家！