一、電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間關(guān)系的現(xiàn)在
目前天然氣出租車的持續(xù)里程基本上150公里,在許多城市已經(jīng)普及多年。其成功經(jīng)驗(yàn)基本是兩點(diǎn):一是加氣站布局基本合理,能滿足出租車運(yùn)營里程半徑的要求,二是加氣體的過程比較短,10分鐘基本可以完成。而目前的電動(dòng)出租車持續(xù)里程已經(jīng)超過200公里,卻推廣不起來,與天然氣出租車相比,一是充電站布局不到位,二是充電時(shí)間過長。目前電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用的瓶頸已經(jīng)前移到了充電站環(huán)節(jié)。于是提出換電模式,有被人們提起,而換電要解決的是,車載電能補(bǔ)充過程過長的問題,同樣面臨站點(diǎn)布局合理性的問題。
電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間關(guān)系的現(xiàn)在是:電網(wǎng)單向給電動(dòng)汽車補(bǔ)充電能,基本方式有2種模式,一是電網(wǎng)給電動(dòng)汽車充電,目前充電模式處于主導(dǎo)地位;二是電網(wǎng)給電池充電到位,給電動(dòng)汽車換電。
二、電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間關(guān)系的未來
到2030年,中國電動(dòng)汽車將實(shí)現(xiàn)8000萬輛,未來電動(dòng)汽車的車載電池可能作為智能電網(wǎng)中的移動(dòng)儲(chǔ)能單元,在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段向電網(wǎng)傳輸電能,而在電網(wǎng)非高峰負(fù)荷時(shí)段電網(wǎng)又向其充電。于是未來電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間關(guān)系一定是互動(dòng)的關(guān)系,即車電互聯(lián)模式(vehicle to grid,簡稱V2G。V2G的概念最初是由美國能源專家Amory B Lovins于1995年提出的,隨后美國特拉華大學(xué)(University of Delaware)的Willett Kempton研究團(tuán)隊(duì)對(duì)其做了進(jìn)一步發(fā)展與實(shí)驗(yàn)論證,并在2007年10月成功將一輛電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)并接受調(diào)度命令。一位科學(xué)家提出慨念,一位科學(xué)家進(jìn)行了實(shí)踐,為后來者提供研究樣本。
三、電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)模式的優(yōu)勢(shì)
V2G模式具有以下優(yōu)勢(shì):
①能為車主提供額外的收入。這個(gè)模式能為車主抵消購買電動(dòng)汽車的部分花費(fèi),為免費(fèi)使用汽車,提供了可行性。電動(dòng)汽車不再僅是代步打的工具,而是可以賺錢的手段。
②電動(dòng)車電池可以為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。作為電網(wǎng)的緩沖,如調(diào)峰或調(diào)頻,增加電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性,可以降低電力系統(tǒng)運(yùn)營成本;
③可以提供臨時(shí)性電源,比如抗震救災(zāi)時(shí)能力。汽車到了現(xiàn)場(chǎng),就有電源了,尤其為通信設(shè)備提供電源,其優(yōu)勢(shì)更為明顯。
三、電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的基本路線及技術(shù)方案
電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng),目前不積極的一方是電網(wǎng)。電網(wǎng)公司為了控制電池,則傾向于以換電為主,解決推動(dòng)更換電池的方式,其主要理由是,可以節(jié)省大量的充電等候時(shí)間。
但是這種模式要求電池和電動(dòng)汽車的高度標(biāo)準(zhǔn)化,不適合汽車商業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭規(guī)律,也不符合人們的汽車消費(fèi)習(xí)慣,汽車企業(yè)更愿意采用充電模式。中國汽車工程學(xué)會(huì)提出的電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)推進(jìn)的基本路線(見圖1),預(yù)測(cè)到了2023年 中國電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)就會(huì)啟動(dòng),主要是乘用車、公交車和出租車。這個(gè)圖看出來,當(dāng)電動(dòng)車汽車到一定規(guī)模以后,一定要求,電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)起來,這是基本發(fā)展趨勢(shì)。顯然,支撐電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的技術(shù)一定是充電技術(shù),而不是換電技術(shù),即使是出租車行業(yè),如果要參與電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng),必須推行充電模式。也就是說,充電技術(shù)模式和換電模式的比較,到了一定規(guī)模以后,大家就會(huì)停止討論了。
圖1 電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的基本路線圖
四、未來電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)模式
8000萬輛電動(dòng)汽車通過充電器(樁)直接接入電網(wǎng),進(jìn)行快速充電時(shí),無疑會(huì)造成電網(wǎng)的巨大擾動(dòng),電網(wǎng)沒有能力與電動(dòng)汽車互動(dòng)的。未來電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)模式,一定是建立類似加油站的分布式能量站,安裝低成本的、長壽命的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電池。第一,他可以可從電網(wǎng)充電儲(chǔ)存電量后,給電動(dòng)汽車快速充電;第二,電動(dòng)汽車的充電方式由用戶自己選擇,可以選擇在能量站快充,也可以選擇在停車場(chǎng)或家庭車庫進(jìn)行慢充。第三,能量站還能夠與電網(wǎng)互動(dòng),用于電力調(diào)峰或調(diào)頻;第四,電動(dòng)汽車可以移動(dòng)組成供電網(wǎng)絡(luò),彌補(bǔ)電網(wǎng)能力的不足。
結(jié)論:開發(fā)低成本、長壽命的新型儲(chǔ)能電池和可以安全快速充電的新型動(dòng)力電池是實(shí)現(xiàn)未來電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的兩大關(guān)鍵技術(shù)。
