电动汽车储能:中国的先发优势

2022-06-14 作者: 张聪

电动汽车具有能量消耗和能量存储的双重属性,可作为移动储能单元参与电力系统调节。电动汽车通过充放电与电网进行互动,如果大量电动汽车采用随机式即插即充的方式接入电网,势必会影响电网的安全运行。反之,电动汽车和电网的协同发展,即车网协同,则可以提升电网的稳定性和灵活性。

随着电动汽车数量的增加,电动汽车将对电网发挥越来越大的调节作用。我国电动汽车产销量多年位居全球第一,而且一直在积极推进车网协同的试点工作。毫无疑问的是,我国在电动汽车储能方面占据了先发优势。

电动汽车储能的潜力巨大

截至2021年底,我国的汽车保有量逾3亿辆。如果全部替代为电动汽车,按照每辆车70kWh的电池容量计算,3亿辆电动汽车的累积电池容量将达到210亿kWh,接近全国的日均耗电量228亿kWh。

如果将电动汽车作为储能系统,从容量角度来看,按照目前市面上常见的每辆车7kW的充放电功率计算,那么上述3亿辆电动汽车将变成容量高达2100GW的移动式储能系统,是现阶段储能规模的近50倍(2021年底我国储能装机容量为45GW),接近全国2410GW的现有发电装机总量(截至2022年4月底)。

如果将电动汽车作为耗能系统,从能量角度来看,按照每辆车日均10kWh的能耗来计算,3亿辆电动汽车每天的耗电量将达到30亿kWh,占全国日均耗电量的一成以上。这意味着待电动汽车全面普及后,其移动式储能和耗能的潜力将使其成为电力系统的举足轻重的组成部分。

国家近两年陆续出台多项储能促进政策。从长远来看,电动汽车作为移动式储能将会降低电力存储的整体成本,相比其他储能方式具有更大的灵活性和更低的成本优势,既避免了抽水蓄能储能电站建设所需的大额投资,也比集中式电化学储能方式更灵活,且降低了集中式储能的安全风险,因而是对微电网系统和分布式电源发展的有效补充。

我国的先发优势

电动汽车储能潜力的充分发挥需要两个前提,一是电动汽车保有量的积累,二是电动汽车与电网之间的良好互动,而我国在这两个方面上均具备先发优势。

在电动汽车保有量方面,我国电动汽车市场已实现了多年持续性的高速增长。2021年,我国的电动汽车销量占全球份额的53%。2021年12月,我国电动汽车在新车销量中占比达19%。电动汽车数量的增长带来电池成本的不断下降,锂电池的成本比十年前降低了85%。预计到2025年左右,电动汽车的整体用车成本将会低于传统汽车,届时电动汽车的销量还将呈现爆发式增长。

在电动汽车与电网的良好互动(即车网协同)方面,我国近年来一直在积极试点车网协同。车网协同需要以规模化的电动汽车为基础,同时配合充电基础设施的运营以及电力系统的调度,才能真正实现智能充放电控制与电力系统的协同。考虑到国外供电企业的私有化和局限性,从商业模式上看,国外现阶段难以进行大规模的车网协同运营。相比之下,我国在车网协同的商业化发展上可实现更大范围的示范运行,并建成全球规模最大的车网协同集成网络。 

助推车网协同发展

NRDC积极推动电动汽车作为需求侧资源,帮助电网提高灵活性、可靠性和运行效率,促进可再生资源消纳,支持电力部门实现经济性的低碳转型。近年来,NRDC与国家发改委能源研究所、中国电动汽车百人会(EV100)等单位合作,先后发布了《车网协同能力建设指南》《车网互动发展趋势与政策体系》《电动汽车与电网互动的商业前景—上海市需求响应试点案例》等研究报告。

此外,NRDC与上海市经信委、上海市电力公司合作开展了国内电网第一次对充电服务商和电动汽车制造商开放的需求响应试点。根据试点数据,NRDC与中国电动汽车百人会在2020年发布了国内首份电动汽车参与需求响应的研究报告。报告选取了上述试点中蔚来充换电平台上的运行数据,对私人充电桩、专用充电桩以及换电站参与需求响应的效果进行了对比分析,为今后车网互动的常态化、自动化、以及智能化发展奠定了良好的基础。 

关于作者

  • 张聪

    清洁电力项目高级项目主管

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