電動(dòng)汽車(chē)智能充電創(chuàng)新展望

翻譯：Maggie＠ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

校核＆編輯：成功＠ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

2019年5月，國(guó)際可再生能源署發(fā)布《電動(dòng)汽車(chē)智能充電—?jiǎng)?chuàng)新展望》，在此ERR能研微訊研究團(tuán)隊(duì)對(duì)報(bào)告的執(zhí)行摘要進(jìn)行了翻譯，分享給大家，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)擴(kuò)散！

政策摘要

電動(dòng)汽車(chē)（EVs）的出現(xiàn)有望改變世界向可持續(xù)能源特別是可再生能源發(fā)電的轉(zhuǎn)變。這有幾個(gè)原因。最值得注意的是，隨著交通運(yùn)輸業(yè)的轉(zhuǎn)型，電動(dòng)汽車(chē)為在整體發(fā)電結(jié)構(gòu)中引入更高比例的可再生能源提供了一個(gè)切實(shí)可行的機(jī)會(huì)。

電動(dòng)汽車(chē)充電會(huì)產(chǎn)生大量額外的電力需求。這可以通過(guò)可再生能源來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括太陽(yáng)能和風(fēng)能。這些發(fā)展提供了一個(gè)誘人的前景—尤其是對(duì)城市而言—在降低交通碳排放的同時(shí)，還能減少空氣和噪音污染，降低對(duì)燃料進(jìn)口的依賴，并采用新的城市交通方式。

可再生能源發(fā)電成本的穩(wěn)步下降，使電力成為一個(gè)有吸引力的低成本能源，為交通運(yùn)輸部門(mén)提供燃料。擴(kuò)大電動(dòng)汽車(chē)的部署也代表著電力系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)機(jī)會(huì)，有可能增加電力系統(tǒng)亟需的靈活性，并支持整合高比例的可再生能源。

從電力系統(tǒng)的角度來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)之所以是一項(xiàng)獨(dú)特的創(chuàng)新，是因?yàn)樗鼈儾皇菫殡娏Σ块T(mén)開(kāi)發(fā)的，也不是電網(wǎng)靈活性的主要解決方案。相反，它們的主要目的是滿足移動(dòng)需求。因此，要實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的最佳使用，需要仔細(xì)研究哪些用例最適合這兩個(gè)部門(mén)。最理想的情況是，可再生能源驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)可以為電網(wǎng)帶來(lái)廣泛的好處，而不會(huì)對(duì)運(yùn)輸功能產(chǎn)生負(fù)面影響。

包括電動(dòng)汽車(chē)在內(nèi)的汽車(chē)通常95％的壽命周期是在停車(chē)場(chǎng)上的。這些空閑期，再加上電池的存儲(chǔ)容量，可以使電動(dòng)汽車(chē)成為電力系統(tǒng)一個(gè)有吸引力的靈活性解決方案。每輛電動(dòng)汽車(chē)都可以有效地成為一個(gè)微型并網(wǎng)存儲(chǔ)單元，有潛力為系統(tǒng)提供廣泛的服務(wù)。然而，與此同時(shí)，不受控制的充電可能會(huì)增加電網(wǎng)的峰值壓力，迫使配電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)。

電動(dòng)汽車(chē)智能充電的新興創(chuàng)新不僅跨越了技術(shù)領(lǐng)域，還跨越了商業(yè)模式和監(jiān)管框架（IRENA， 2019a）。這對(duì)于整合可再生能源，同時(shí)避免電網(wǎng)擁堵至關(guān)重要。此外，這一創(chuàng)新展望還討論了預(yù)期的移動(dòng)中斷可能帶來(lái)的影響，包括“移動(dòng)即服務(wù)”（mobile－as－a－service），以及未來(lái)二、三十年全自動(dòng)汽車(chē)的廣泛普及。

這一創(chuàng)新展望調(diào)查了間歇性可再生能源（VRE）——太陽(yáng)能光伏（PV）和風(fēng)能——與電動(dòng)汽車(chē)之間的互補(bǔ)潛力。它考慮了直到本世紀(jì)中葉，如何通過(guò)智能充電開(kāi)發(fā)這種潛力。

利用電動(dòng)汽車(chē)與太陽(yáng)能和風(fēng)能之間的協(xié)同效應(yīng)

根據(jù)德國(guó)太陽(yáng)能和氫研究中心（ZSW）數(shù)據(jù)，到2019年初，全球道路上共有560萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。中國(guó)和美國(guó)是最大的市場(chǎng)，分別擁有260萬(wàn)輛和110萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。如果2040年以后銷售的大部分乘用車(chē)是電動(dòng)的，那么到2050年將有超過(guò)10億輛電動(dòng)汽車(chē)上路（見(jiàn)圖S1）。國(guó)際可再生能源署分析表明，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的電池容量可能會(huì)超過(guò)固定電池容量。到2050年，大約14TWh的電動(dòng)汽車(chē)電池將提供電網(wǎng)服務(wù)，較9TWh的固定電池而言（IRENA，2019b）。

電動(dòng)汽車(chē)可以創(chuàng)造巨大的電力存儲(chǔ)能力。然而，最優(yōu)的充電模式將取決于精確的能量組合。與風(fēng)力發(fā)電占主導(dǎo)地位的系統(tǒng)相比，太陽(yáng)能發(fā)電占很大比例的系統(tǒng)的電動(dòng)汽車(chē)集成有所不同。如果電動(dòng)汽車(chē)從現(xiàn)在開(kāi)始投入使用，通過(guò)智能充電方式將電動(dòng)汽車(chē)作為一種靈活的資源，將減少對(duì)靈活但碳密集的化石燃料發(fā)電廠的投資，以平衡可再生能源的需求。

智能充電是指使電動(dòng)汽車(chē)的充電周期適應(yīng)電力系統(tǒng)的條件和車(chē)輛用戶的需求。這有助于在滿足移動(dòng)需求的同時(shí)集成電動(dòng)汽車(chē)。

智能充電允許對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行一定程度的控制。它包括不同的定價(jià)和技術(shù)收費(fèi)選項(xiàng)。最簡(jiǎn)單的激勵(lì)形式—使用時(shí)間定價(jià)—鼓勵(lì)消費(fèi)者將充電時(shí)間從高峰推遲到非高峰。更先進(jìn)的智能充電方式，如直接控制機(jī)制，將是必要的，是在更高滲透水平下的長(zhǎng)期解決方案，并提供接近實(shí)時(shí)的平衡和輔助服務(wù)。這種充電方式主要有V1G、V2G、V2H、V2B（見(jiàn)縮寫(xiě)），如圖S2所示。

每種類型的方法都提供了不同的選項(xiàng)，以提高電力系統(tǒng)的靈活性，并支持VRE的集成，主要是風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏。圖S3總結(jié)了當(dāng)今智能充電方法與電力系統(tǒng)靈活性之間的關(guān)系。這表明，更先進(jìn)的智能充電方式可能會(huì)在系統(tǒng)中釋放出更大的靈活性。

圖S1：2010～2050年電動(dòng)汽車(chē)部署的增長(zhǎng)情況與巴黎協(xié)議一致

來(lái)源：IRENA，2019b．

圖S2：智能充電的高級(jí)形式

圖S3：智能充電使電動(dòng)汽車(chē)更具靈活性