近年来，我国新能源汽车渗透率逐年上涨。据公安部统计，截至2023年底，我国新能源汽车保有量达到2041万辆，占汽车总量的6.07%，比上一年增长了约三分之一，未来规模还将持续扩大。中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高预计，2040年左右我国新能源汽车保有量将达到3亿到4亿辆，成为10万亿规模的大产业。随着新能源汽车的规模化发展，政府高度重视新能源汽车与电网的互动调节潜力。
2023年6月，国家发改委印发了《国务院办公厅关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》（国办发〔2023〕19号，以下简称为《指导意见》），提出要充分发挥新能源汽车在电化学储能体系中的重要作用，加强电动汽车与电网的能量互动，提高电网调峰调频、安全应急等响应能力，推动车网互动的试点示范。
在《指导意见》的基础上，国家发改委、国家能源局、工业和信息化部以及市场监管总局在去年年底发布了《加强新能源汽车与电网融合的实施意见》（以下简称为《实施意见》），是对车网互动提出顶层设计的首个文件，包括有序充电和双向充放电（V2G）等。《实施意见》提出了我国车网互动的总体要求、重点任务和保障措施，明确了到2025年和2030年的车网互动的阶段性目标，首次提出力争在2025年底前建设5个以上示范城市和50个双向充放电示范项目的目标，有效发挥动力电池作为可控负荷或移动储能的灵活性调节能力，为新型电力系统高效经济运行提供重要支撑。
《实施意见》从技术创新、标准支撑、机制引导、试点示范、设施升级、电网保障进行了系统部署。本文对各项重点任务的解读如下。
推进核心技术攻关
目前国内大部分车主对V2G的了解较少，存在一定顾虑，主要担心V2G会缩短动力电池的寿命。目前新能源汽车常用的三元锂电池充放电循环寿命普遍达到2000—3000次，而大部分私家车用户出行所需的电池循环寿命仅需500—600次左右，现有动力电池已具备一定的V2G应用潜力。宁德时代首席科学家吴凯在2023年世界动力电池大会上提出，现有电池技术在提高寿命方面有很大潜力，在不增加电池成本的情况下，电池循环寿命可以从现阶段的2000—3000次提高到8000次以上。但是由于V2G应用缺乏必要的价格机制以及商业应用的稳定预期，车企和动力电池企业在提升动力电池循环寿命方面缺乏足够动力，长寿命车载动力电池产品开发投入较少。
《实施意见》指出，在不提高成本的前提下，提升动力电池循环寿命至3000次以上，以满足V2G规模化应用。这是国家层面的政策首次从V2G的场景需求出发，对动力电池提出了明确的寿命指标和成本要求。这一指标的提出，为车企和电池企业提供了更为明确的政策导向，关于V2G后续的相关政策、标准和试点工作的部署也为企业提供了更为明确的产业化预期，将有利于引导相关企业加大长循环寿命动力电池的开发投入，通过产品性能的提升从根本上解决消费者对于电池寿命的顾虑。
就目前充电设施的能效而言，电动汽车充放电一次可能要损失约15%的电量。考虑到V2G过程中的损耗问题，《实施意见》提出，研制高可靠、高灵活、低能耗的V2G设备。通过提高充放电设施的能效，可以有效降低V2G损耗。此外，V2G为第三代宽禁带功率半导体的商业化应用提供了重要的适配场景，即在充电设施上采用第三代半导体以提升充放电效率，将有助于推动我国半导体产业的加速发展。
推动标准体系建设
目前我国尚缺乏覆盖充换电设施、电动汽车、电网基础设施等“车－桩－网”关键环节车网互动标准体系，这是推进规模化车网互动的重要障碍。举例来说，现有车一桩通讯协议不能有效支持V2G的规模化应用，交流充电接口不具备数字化通信能力，这些都阻碍了车网互动的规模化应用。
《实施意见》明确提出要优先推进智能有序充电的发展，在2025年前完成V2G关键技术标准的制修订。这是我国首次明确标准体系的出台时间节点。《实施意见》还对车辆生产准入和充电桩生产、报装、验收等提出了明确要求，同时对各标委会做好标准体系建设和国际化的保障服务做出了规定，以推动标准的实施落地。
《实施意见》的出台将加速技术标准体系的建设和完善，并和产品准入以及充电设施报装验收环节管理进行有效衔接，推动行业凝聚力量，形成整体的协同效应，对整个产业链的健康发展有着积极的推动作用，也会激发相关产业的规模持续扩大。未来随着标准体系逐步完善，将为车网互动规模化应用奠定重要基础。
加快电价和市场机制创新
电价与市场机制的缺失是制约电动汽车发挥电力海绵作用的关键原因，也是消费者缺乏参与车网互动意愿的重要因素。比如，我国居民充电电价以往大多采用固定电价。据统计，截至2022年底，全国仅有8个省市出台了居民充电峰谷分时电价。尽管近一年来各地加快了居民峰谷分时电价的出台步伐，目前已有25个省市出台居民充电峰谷电价，但仍未覆盖全国所有省市，部分省市的居民充电峰谷电价在时段和价差设置上仍较为粗放，有待进一步完善。
调研显示，在部分执行居民充电峰谷电价的地区，私人充电桩的低谷时段充电电量占比达到70%以上，验证了分时电价对居民充电负荷的错峰引导效果。
《实施意见》明确了2025年底前居民充电分时电价的全面应用，并鼓励各地制定独立于普通居民电价的居民充电分时电价。这一建议将加快未出台省市的峰谷分时电价出台，以及已出台省市的峰谷时段和电价价差的优化，进一步激发居民充电负荷的灵活调节潜力。
目前V2G放电价格缺失，难以给用户带来实际收益，这是现阶段用户关注和了解程度低、缺乏成熟的V2G车辆和充电设施的根本原因。为此，《实施意见》提出研究放电价格机制，以及验证V2G资源的等效储能潜力，这将调动用户参与放电的积极性，有力推动V2G技术发展。
从市场机制来看，电动汽车参与需求响应、调峰辅助服务等市场机制尚不健全。大部分需求响应机制还停留在电网紧急缺口保供的响应上，并未考虑新能源消纳和顶峰经济响应情况，响应频次较低，启动条件较单一。辅助服务以调峰辅助服务为主，交易品种较单一。
全国多个地区试点验证了聚合电动汽车资源参与需求侧响应、辅助服务、绿电交易的可行性，可为电力系统调节提供新的灵活性资源。在适当的市场机制和良好的商业模式推动下，引导大部分电动汽车车主在低谷时段甚至是新能源大发时段充电。引导新能源车充新能源电，可以将新能源车变成电网有效地灵活性调节资源。
《实施意见》提出，建立健全车网互动资源聚合参与需求侧管理以及市场交易机制，优化完善辅助服务机制。在需求响应方面，《实施意见》为各地创新车网互动配套需求响应机制和品种提供了政策指引。在支撑电力保供基础上，进一步通过需求响应机制创新，发挥车网互动资源在促进绿电消纳、降低供需紧张时段供电成本方面的作用，提升需求响应参与规模和频次。在辅助服务方面，《实施意见》提出要优化完善辅助服务机制，丰富交易品种，扩大参与范围，为下一步车网互动资源参与调峰、调频、备用、爬坡等辅助服务市场提供了政策指导。此外，《实施意见》鼓励探索车网互动聚合参与电力现货、绿证、碳交易的可行路径，为各地结合电力市场和碳市场建设，探索相关市场机制提供政策依据。
推动V2G示范，加速商业化进程
为充分释放电动汽车的移动储能价值，下一步应加快形成相对成熟的V2G商业模式。
在建设层面，未来V2G要跟园区、楼宇建筑和家庭住宅三大典型场景有效结合。《实施意见》提出，积极探索新能源汽车与园区、楼宇建筑、家庭住宅等场景高效融合的V2G应用模式，这一举措为这三大场景提供更加经济高效灵活的能源管理解决方案，也有助于推动新能源汽车的普及和应用，促进绿色出行，为建设清洁低碳的能源体系贡献重要力量。
在应用领域层面，《实施意见》提出了优先打造一批公共领域车辆的V2G示范项目，主要是考虑到公共领域以车队为主，尤其是政府机关和国有企事业单位车辆易于统一组织并开展示范，且普遍采用车到建筑物（Vehicle to Building, V2B）模式应用，可通过一般工商业峰谷电价套利，因此更易于优先推动。《实施意见》同时提出，鼓励电网企业联合充电企业、整车企业等共同开展居住社区V2G试点，因为居民社区场景是未来用户使用便捷性最好和最有利于开展统一标准化建设的场景，对于V2G技术规模应用和产业化更具有牵引作用。
在商业运营层面，随着商业模式的扩大，V2G将给电动汽车车主和电网等带来可观效益。根据清华四川能源互联网研究院电动交通与车网互动团队的测算，未来普通纯电动私家车用户通过V2G参与电网互动的全周期收益有望达到数万元，2035年前可累计为电力系统提供超过1.5亿kW/6亿kWh的移动储能调节能力，节约全社会电力投资约1万亿元。但目前在V2G的业务流程与管理、结算和价值传递机制以及V2G电池质保体系上仍处于空白阶段，不利于V2G示范的高效运转，限制了V2G试点示范的大规模推广应用。《实施意见》的出台明确了对V2G商业模式的探索，业务流程与管理机制的完善，电池质保体系的健全，消费者权益保护等举措，这些将形成一批可复制、可推广的典型模式和经验，为V2G示范项目提供更加稳定和可持续的运行环境，促进V2G技术的广泛应用。
在实施保障层面，由于开展试点示范涉及主体多，需要依靠地方政府、电网企业、国家能源局、车企、电池企业等多方力量协同合作。比如，V2G桩的售价高昂是限制V2G发展的一大痛点。调研显示，一个低功率直流V2G桩售价可高达万元以上。高设备成本可能导致运营商和用户无利可图，参与动力不足。有必要对智能充电设施提供一定的资金支持，调动企业的积极性。
《实施意见》提出，推动将智能充放电设施建设和改造纳入充电基础设施建设支持政策范畴，对V2G试点示范项目加大资金支持。这一举措可以提高运营商的盈利能力，增加其参与动力，进而推动V2G试点示范项目的积极发展。
提升充电设施智能化水平
智能化水平不足是制约车网互动应用的关键要素。目前现有私人充电桩尚不具备智能有序充电功能，充换电场站与配电网之间缺乏有效的互动机制，无法为电动汽车的智能互动提供基础设施保障。
配电网接入能力受限是目前大规模充换电设施建设面临的关键挑战。尽管居民个人充电桩和各类充换电场站具备良好的可调节特性，在充换电设施智能化升级基础上，还需要同步升级配套技术和管理体系，以充分发挥智能化设施对提升配网接入能力的价值。比如，在社区层面，随着社区接入充电桩快速增加，无序充电模式下社区接入能力和运行安全面临挑战逐步加剧。在充换电场站层面，存在配电容量不足和增容困难等问题，可以通过控制场站台区容量的柔性并网方案在一定程度上予以缓解，而这一方案牵涉到并网容量核定问题。因此，在并网容量核定层面，考虑车网互动资源作为可调节资源，应制定不同于普通负荷的差异化接入容量核定方法和相关标准规范，以提升配电网的接入能力。
《实施意见》提出，大力推广充电设施智能化改造，并分别对社区和充换电场站的应用场景提出相应管理和流程要求，通过发挥车网互动成效，提升配网接入水平。此外，明确规定地方政府要加大充电基础设施的支持政策。此意见的出台，将加速充放电设施的智能化改造，建立差异化的管理和规范机制，为进一步扩大车网互动水平提供基础保障。
强化电网保障能力
要实现车网互动规模化应用，电网的支撑保障至关重要，涉及电网多个环节和多个专业，是一项复杂系统工程。
首先，需要电网企业为车网互动资源接入电网提供优质服务。要支持车网互动的应用落地，需要电网企业接入车网互动资源，实现对车网互动资源的可观可测可控，以支撑车网互动各类电价和市场机制以及互动应用场景的落地。因此，需要将充换电设施接入新型负荷管理系统，实现统一接入和管理，并逐步覆盖包括低压配网及关口表后的全量设施资源。
其次，电网企业应完善车网互动聚合交易的平台支撑与技术服务。要实现充换电设施参与需求响应、现货市场、辅助服务等电力市场交易，电网内部各类业务管理平台需要完善车网互动相关业务功能，以支撑车网互动各类聚合交易业务场景的落地。
再者，电网企业还应进一步完善并网、计量、保护控制与信息交互要求与技术规范。目前存在大量转供电的充换电设施，由于表后资源计量设施的缺失，导致进入市场交易时，转供电充换电设施用户清分结算难度较大，应探索相关独立计量解决方案，吸引更多的充换电设施用户进入电力市场交易。
最后，电网企业需要优化清分结算机制。对于通过上网电价用户直接向电网放电的V2G场景，需要解决电网与用户之间放电收益结算问题。对于通过聚合方式参与电力市场互动的，则需要解决电网、聚合商、用户三者之间结算问题。由于终端用户较为分散且有大量个人用户，还需要考虑由电网和聚合商替终端用户代开发票问题。由于终端用户以居民个人居多，而个人开发票小额且麻烦，不仅增加了车主销售电力产品的复杂程度，也不利于V2G试点示范项目的推广，因此，有必要建立一套完善的电网－聚合商－用户的清分结算体系以及代开发票政策，提高聚合商和用户参与聚合交易的便捷性。
《实施意见》从资源接入、调度运行、并网计量、清分结算等保障服务对电网企业提出了要求。这一系列举措有望被纳入政府需求侧管理和电力市场建设工作体系，为电网企业开展相关工作提供了政策依据。
结语
总体来看，《实施意见》以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导思想，为2030年前实现车网互动规模化应用这一目标，从现存的痛点问题出发，从推进核心技术攻关、构建标准体系、完善配套电价和市场机制、开展V2G综合示范、提升互动水平、强化电网保障能力等方面提出了明确要求。《实施意见》还提出要加强统筹协调，压实各方责任，强化试点示范，以进一步推进政策的落地实施，这表明了我国大力发展车网互动的决心。
下一步，国家将以开展示范城市和V2G示范项目为重要抓手，加强组织建设和工作指导。到2025年前，我国将会形成不少于5个示范城市和不少于50个示范项目。这些示范城市和示范项目所在地区有望通过地方政策和示范工作方案等形式，进一步细化和落实《实施意见》提出的各项要求，通过先行先试，创新突破目前制约V2G和其规模化应用的关键政策机制障碍，形成可复制推广的地方样板和经验，为下一步出台更为明确的国家车网互动推进方案提供地方实践支撑和依据。
（作者供职于清华四川能源互联网研究院、自然资源保护协会）
发表评论 取消回复