中國(guó)是目前全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，當(dāng)前新能源汽車保有量約為400萬(wàn)輛（截至2019年底達(dá)381萬(wàn)輛），其背后是大量可移動(dòng)而靈活的分布式儲(chǔ)能設(shè)備。新能源汽車有序充電可緩解其數(shù)量增長(zhǎng)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的影響，而其以儲(chǔ)能設(shè)備的角色反向放電，也可以輔助電網(wǎng)削峰填谷、調(diào)節(jié)負(fù)荷，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，回饋用戶。車網(wǎng)互動(dòng)必將一直是中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展進(jìn)程中的重大課題。

那么如何找到車網(wǎng)協(xié)同的最佳路徑，以實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)的新能源汽車與能源供給平臺(tái)之間階段性的完美融合？

6月18日，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)與世界資源研究所（WRI）聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車如何更友好地接入電網(wǎng)》系列報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱“報(bào)告”），報(bào)告第二部分列舉了車網(wǎng)協(xié)同的方式與應(yīng)用場(chǎng)景，分享了國(guó)內(nèi)外車網(wǎng)協(xié)同實(shí)踐案例，從經(jīng)濟(jì)性、政策保障、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與用戶接受度等四個(gè)方面，分析車網(wǎng)協(xié)同的可行性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了未來(lái)車網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展路線圖。

報(bào)告指出，未來(lái)中國(guó)大規(guī)模推廣電動(dòng)汽車和可再生能源，為車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展實(shí)踐提供了寶貴機(jī)遇。2025年和2030年，全社會(huì)電動(dòng)汽車在理想情況下，能夠提供的儲(chǔ)能容量分別將相當(dāng)于2018年中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)總規(guī)模的8倍和23倍，具備作為可調(diào)節(jié)負(fù)荷以及靈活電源的潛力。

目前，電動(dòng)汽車可以通過(guò)有序充電或雙向充放電（簡(jiǎn)稱V2G）兩種方式，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的協(xié)同（如圖1）。兩種方式覆蓋七個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，而每種應(yīng)用場(chǎng)景的經(jīng)濟(jì)收益、技術(shù)阻礙又各自不同。

圖1 | 車網(wǎng)協(xié)同方式與應(yīng)用場(chǎng)景

世界資源研究所高級(jí)研究員薛露露在介紹報(bào)告時(shí)指出，從車網(wǎng)協(xié)同的實(shí)踐案例來(lái)看，2020年是國(guó)內(nèi)車網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的分水嶺。2019年之前，車網(wǎng)協(xié)同試點(diǎn)大多還處于技術(shù)可行性探索階段，而到了2020年，車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟(jì)性與收益已成為非常重要的考量?jī)?nèi)容。另外，與國(guó)際實(shí)踐從初期就嘗試讓電動(dòng)汽車參與高頻次、高精度的批發(fā)市場(chǎng)交易所不同，當(dāng)前中國(guó)的電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)同試點(diǎn)項(xiàng)目側(cè)重于解決配網(wǎng)側(cè)開放容量不足的問(wèn)題。（點(diǎn)擊鏈接查看文章：《歐洲智能有序充電進(jìn)入商業(yè)化階段》）

01 關(guān)于車網(wǎng)協(xié)同可行性

經(jīng)濟(jì)性：報(bào)告根據(jù)車-樁-網(wǎng)所需的改造成本與不同應(yīng)用場(chǎng)景下的收益，估算在目前管制的電力市場(chǎng)下，車網(wǎng)協(xié)同應(yīng)用的內(nèi)部投資回報(bào)率。電動(dòng)汽車以有序充電方式參與局部削峰填谷進(jìn)行峰谷電價(jià)差“套利”具有更可觀的經(jīng)濟(jì)收益。2020年的投資回報(bào)率可達(dá)23%。2030年以后，隨著V2G成本的下降，電動(dòng)汽車參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)將具有更高的收益。受發(fā)布頻次少的影響，需求響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性略低于削峰填谷和調(diào)頻輔助服務(wù)。

但與國(guó)際發(fā)展所不同，國(guó)內(nèi)的車網(wǎng)協(xié)同受電力價(jià)格、電力市場(chǎng)改革、前期較高的設(shè)備成本投足等因素的約束，其經(jīng)濟(jì)潛力難以在短期內(nèi)變現(xiàn)。

政策保障：在制度上，若充分釋放車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟(jì)潛力，相關(guān)政策、市場(chǎng)制度和監(jiān)管規(guī)則仍需細(xì)化。

第一，電動(dòng)汽車以有序充電的方式參與的削峰填谷應(yīng)用缺乏經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制。峰谷電價(jià)是該應(yīng)用經(jīng)濟(jì)收益的基礎(chǔ)。但目前很多城市峰谷電價(jià)執(zhí)行情況并不普遍，比如北京居民電價(jià)還是以階梯電價(jià)為主。此外，工商業(yè)場(chǎng)所會(huì)有充電服務(wù)費(fèi)、停車費(fèi)、物業(yè)在轉(zhuǎn)供電加價(jià)的問(wèn)題，都影響到峰谷電價(jià)傳導(dǎo)機(jī)制。

第二，電動(dòng)汽車參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)、需求響應(yīng)等應(yīng)用，與國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)改革密切相關(guān)。目前中國(guó)電力市場(chǎng)還在向市場(chǎng)階段過(guò)渡中，所以電動(dòng)汽車參與電力市場(chǎng)，無(wú)論在價(jià)格補(bǔ)償水平上，還是交易品種，參與主體和準(zhǔn)入門檻上都面臨一定限制。例如，電動(dòng)汽車以V2G方式參與調(diào)頻、調(diào)峰輔助服務(wù)以及現(xiàn)貨市場(chǎng)交易均需要并網(wǎng)運(yùn)行，但并網(wǎng)所需的技術(shù)規(guī)范、發(fā)電收購(gòu)制度以及管理辦法仍存在較多缺失。此外，調(diào)頻輔助服務(wù)的市場(chǎng)主體主要為大型發(fā)電機(jī)組與集中式儲(chǔ)能，零散的表后資源如電動(dòng)汽車（及充電樁）尚未被納入市場(chǎng)主體范疇。

表1 | 國(guó)內(nèi)外電力市場(chǎng)發(fā)展進(jìn)程對(duì)比

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：為支持車網(wǎng)協(xié)同需要在車、樁、網(wǎng)形成一整套的通信的協(xié)議。目前，現(xiàn)有的充電協(xié)議無(wú)論在通信信息的完整性、實(shí)時(shí)性以及控制流程都不能很好地支持車網(wǎng)協(xié)同。

例如，“車-樁”間直流、交流充電國(guó)標(biāo)（GB/T 18487、GB/T20234、GB/T27930）既無(wú)法支持有序充電，也不支持V2G。而隨著我國(guó)充電國(guó)標(biāo)與日本的CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)在直流快充上實(shí)現(xiàn)兼容（即“超級(jí)”標(biāo)準(zhǔn)），有望在直流充電上對(duì)有序充電和V2G予以支持。而“充電樁-電網(wǎng)”之間的信息交換通信協(xié)議仍是空白，未來(lái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定需要根據(jù)市場(chǎng)主體以及配網(wǎng)信息保密程度而定。

另外，不同車輛品牌對(duì)充電標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行也同樣重要。目前一些車輛安全保護(hù)程度較高，導(dǎo)致第三方無(wú)法喚醒車輛執(zhí)行有序充電或V2G的操作。充電樁和車輛接口標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以及后續(xù)車樁企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度，都影響到車網(wǎng)協(xié)同的實(shí)現(xiàn)。

圖2 | 國(guó)內(nèi)外車-樁-網(wǎng)間信息交互標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

用戶接受度：現(xiàn)階段電動(dòng)汽車推廣本身還存在續(xù)航不足、成本過(guò)高、充電樁數(shù)量有限等問(wèn)題的挑戰(zhàn)，而V2G對(duì)動(dòng)力電池壽命以及用戶出行剛需的影響，可能會(huì)抑制用戶接受度。國(guó)際上有研究顯示，V2G收益未必能抵消其對(duì)用戶帶來(lái)的不便利性（圖3）。因此，在私人用戶當(dāng)中推廣V2G會(huì)面臨較大的困難，未來(lái)不僅需要在私人用戶領(lǐng)域加強(qiáng)宣傳教育，也可以從運(yùn)營(yíng)時(shí)間要求不高的營(yíng)運(yùn)車輛入手推廣V2G。

另外，未來(lái)電動(dòng)汽車隨著V2G推廣，整個(gè)車輛質(zhì)保體系也要發(fā)生一定調(diào)整。目前車輛質(zhì)保體系主要還是和行駛里程、購(gòu)買年限掛鉤，如果電動(dòng)汽車參與V2G，那車輛質(zhì)保體系需要與充放電次數(shù)和充放電深度來(lái)進(jìn)行掛鉤。

圖3 | 用戶參加調(diào)頻備用輔助服務(wù)的年期望收益（美元）

來(lái)源：Parsons et al. 2015. Willingness to pay for V2G electric vehicles and their contract terms

02 未來(lái)車網(wǎng)協(xié)同路線圖與相關(guān)建議

在車網(wǎng)協(xié)同的可行性基礎(chǔ)之上，結(jié)合電力市場(chǎng)改革、電池成本下降等外部條件，以及電動(dòng)汽車自身優(yōu)勢(shì)，報(bào)告建議分時(shí)期、分步驟地探索適宜的應(yīng)用場(chǎng)景，并從近期和中遠(yuǎn)期兩個(gè)時(shí)間維度，指出中國(guó)未來(lái)推廣車網(wǎng)協(xié)同的具體路線：

2025年之前（近期）——有序充電方式為主

2025年之前，電動(dòng)汽車可充分發(fā)揮其靈活負(fù)荷的優(yōu)勢(shì)，以有序充電方式參與用戶側(cè)的削峰填谷、分布式光伏充電、基于人工響應(yīng)的需求響應(yīng)與調(diào)峰輔助服務(wù)等應(yīng)用。未來(lái)，隨著電動(dòng)汽車以第三方獨(dú)立輔助商正式納入調(diào)頻輔助市場(chǎng)，將有望以有序充電方式提供調(diào)頻等更多元的服務(wù)。

2025年以后中遠(yuǎn)期——V2G方式為主

隨著電力市場(chǎng)改革釋放更多的紅利以及動(dòng)力電池成本的下降與壽命的提升，電動(dòng)汽車可進(jìn)而發(fā)揮其分布式電源的作用，結(jié)合微電網(wǎng)、虛擬電廠等試點(diǎn)平臺(tái)，以V2G方式提供調(diào)頻、調(diào)峰、現(xiàn)貨電力平衡、爬坡服務(wù)，爭(zhēng)取在2025—2030年形成具有示范意義的項(xiàng)目與商業(yè)模式。

報(bào)告建議：要實(shí)現(xiàn)車網(wǎng)協(xié)同的經(jīng)濟(jì)潛力，電價(jià)政策、電力市場(chǎng)制度以及車-樁-網(wǎng)充電標(biāo)準(zhǔn)仍需細(xì)化，包括：形成針對(duì)電動(dòng)汽車的峰谷電價(jià)機(jī)制；提供支持有序充電的充電樁建設(shè)、設(shè)備改造及運(yùn)營(yíng)相關(guān)的補(bǔ)貼，鼓勵(lì)物業(yè)公司與業(yè)主委員會(huì)配合；降低電動(dòng)汽車參與中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)及輔助服務(wù)市場(chǎng)的準(zhǔn)入門檻，明確電動(dòng)汽車在定位上是否屬于分布式發(fā)電系統(tǒng)；第三方機(jī)構(gòu)對(duì)不同品牌車輛、充電樁的接口標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證；修訂車-樁間通訊協(xié)議與系統(tǒng)要求，制定樁-網(wǎng)間通訊協(xié)議與系統(tǒng)要求，以支持車網(wǎng)協(xié)同的各類應(yīng)用。

圖4 | 中國(guó)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)同路線圖

“綜合經(jīng)濟(jì)潛力與技術(shù)潛力兩方面看，未來(lái)中國(guó)推廣車網(wǎng)協(xié)同要結(jié)合電力市場(chǎng)改革、以及車、樁、網(wǎng)整個(gè)體系的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程統(tǒng)籌考慮。”薛露露指出，正如報(bào)告所建議的，“在當(dāng)前的新基建政策下，我們建議規(guī)?；茝V有序充電的基礎(chǔ)設(shè)施?！彼f(shuō)，新基建的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是通過(guò)智能化手段升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)充充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)以及建立泛電力物聯(lián)網(wǎng)等，這都將為電動(dòng)車和電網(wǎng)的協(xié)同奠定基礎(chǔ)。

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