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光伏+电动车:解决弃光、充电两大难题

中国储能网讯:“新能源和电动汽车这两个领域,都有必然发展的潜力。如何让电动汽车使用绿色电,通过新能源发电与电动汽车协同发展,可以在宏观上解决电动汽车是不是清洁能源利用这个大问题,推动电动汽车发展。”7月12日,国家能源局新能源司副司长梁志鹏在新能源与电动汽车协同发展会议上表示。

根据罗兰贝格与德国著名汽车研究机构亚琛汽车工程技术有限公司7月11日共同发布的《2017年第二季度全球电动汽车发展指数》显示,中国首次在电动汽车发展指数的整体排名中跃居全球第一。在可预见的未来,中国将统领全球电动汽车行业与市场。

自2006年颁布《中华人民共和国可再生能源法》以来,中国新能源发电规模迅速增长,风电和光伏发电装机分别在2010和2015年跃居全球首位,逐渐成为能源发展的主流。

中国新能源发电和电动汽车的发展,都已经走在了世界前列,但各自在发展过程中也面临着不少挑战和争议。目前大部分为电动汽车提供充电服务的电力来自化石能源,过程中同样会造成污染,全生命周期节能减排的效益有限。另一方面,在新能源发电领域,部分地区出现了大规模弃风、弃光现象,数据显示,2016年,全国平均弃风率为21%,弃风率最高的甘肃达到了43%。

把废弃的光电和风电在电动汽车领域运用,二者协同发展,让电动汽车更加环保,是一种解决现有难题的有效手段。

有序充电利用清洁能源

新能源和电动汽车如何协同发展,首先要体现在改变现有的充放电模式上。电动汽车充放电模式分为随机充电、有序充电、电动汽车与电网双向互动(V2G)以及退役电池储能梯次利用四类。

目前国内大部分新能源车用户所采用的充电方式为随机充电,完全按照用户停车时间自主决定,这有可能加剧电网高峰负荷水平。

有序充电电动汽车可以根据电力系统调节需求,对车辆的充电时间进行调控;V2G是指电动汽车作为分布式储能单元,以充电和放电的形式进行调控;退役电池储能梯次利用有助于降低电动汽车用户及电力系统的储能成本,让较高的储能成本在较长的使用寿命中一次、二次用户进行分摊。

“这三种充电方式能够实现电力系统需求响应或储能应用,提升电力系统灵活运行能力,从而能在发电侧引入更多的可再生能源。”新能源发电与电动汽车协同发展战略研究课题组核心成员刘坚表示。

通过对京津冀地区充电模式的研究显示,在无序充电下,风电光伏的弃电率非常高,弃光率可以达到30%以上,而在引入有序充电以及退役电池储能以后,弃风和弃光都会明显下降。

新能源发电与电动汽车协同发展战略提出未来的规划是,到2025年,逐步完成有序充电,到2030年,乘用车采用V2G和电池梯次利用进行充电,公交车、出租车等则采用V2G的方式进行充电。

“新能源汽车属于分布式的能源消耗产品,跟它相匹配的是分布式能源,如果要用分布式的耗能单位,要和集中式的能源生成、场地衔接很难。要直接用大的光伏风电站、大的风电站去解决弃风、弃光,难度较大。但是如果和分布式能源相对接,相对比较容易。”中国电动汽车百人会理事长陈清泰说。

他进一步强调:“新能源和电动汽车具有巨大的协同发展潜力。新能源发电规模的不断提高将有效降低电动汽车的全生命周期排放水平,进而从根本上实现在交通领域清洁能源对化石能源的替代。”

对于汽车企业和动力电池企业而言,技术上实现V2G和梯次利用问题不大,但如何将电动汽车和储能设施进行系统化的继承,需要更为合理的商业模式。例如,戴姆勒公司专门成立电池生产企业ACCUMOTIVE,并与储能运营商、资源再生企业合作形成完整的动力电池生产-使用-储能-回收-生产闭合生态链。

“国网电动汽车公司已经建成了中国第一个高速公路服务区的光伏发电、储能、充电一体化的电站。如果电动车作为一个储能装置的话,未来会对电网的发展产生巨大影响。”国网电动汽车公司总经理江冰表示。

需配备相应的价格机制

要想充分地释放电动汽车的储能,不同车型有不同的技术路线的选择,也需要配置以相应的政策机制、价格机制来予以支撑。

“电动汽车所产生的系统价值,更多的是可以通过减少弃风弃光,降低燃料成本以及提高输备电线路的负荷率方式,分别被可再生能源发电商、火电发电商以及电网公司获取。其中一个非常关键的问题就是电价机制的设计,因为电价机制直接影响到了不同利益相关方之间的价值分配。”刘坚说。

虽然目前政府是鼓励电动汽车执行分时定价,但是实际操作过程中,大多数电动汽车仍然是采用固定电价。

中国电动汽车充电基础设施促进联盟综合部主任张帆表示:“实际上充电并不贵,居民在家充电大概一度电是四五毛钱,在公共设施上充电,电价实际上是峰谷平电价,在北京大概四毛左右,最后加上服务费大概不到两块。但是,目前充电设施行业绝大部分的运营商是不盈利的。前期充电设施建设投入还是较大,回收周期长,运营商光收服务费难以盈利。”

在当前的非竞争性电力市场环境下,电动汽车具有灵活的充放电能力。电动汽车对各类分时电价有较强的适应能力,而固化的价格政策难以发挥电动汽车灵活充电的潜力。

“未来储能最大的切入点可能在削峰填谷、提高设备利用率,参与需求管理、提高新能源的接入、提高微网的能力等方面,储能的价值和价格认定现在很难,所以真正商业化使用很难。”中国电力科学院电工与新材料研究所总工程师惠东表示。

推广电动汽车分时电价可以提升电动汽车的系统价值水平,而分时电价设计将决定电动汽车所产生的系统价值在不同利益相关方之间的分配。

蔚来汽车副总裁沈斐认为,梯次电池最大的出路在于发现国内的削峰填谷储能市场,国内的市场在于需求侧。“梯次电池的价格,要从让终端用户可能获利到普通市场定价。电改红利尚未完全释放,储能经济性还未被认可。而这些潜能需要价格政策来激发。

原标题:能源局推动电动车有序充电:分时定价提高新能源利用率

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