電動汽車儲能的關(guān)鍵：商業(yè)模式與政策激勵(lì)

　　2018年9月18日，自然資源保護(hù)協(xié)會(NRDC)與國家發(fā)改委能源研究所在京發(fā)布最新報(bào)告《電動汽車儲能市場及激勵(lì)機(jī)制研究》。在發(fā)布會上，NRDC高級政策分析師金亨美對研究項(xiàng)目進(jìn)行了介紹，國家發(fā)改委能源研究所劉堅(jiān)博士介紹了報(bào)告的重點(diǎn)內(nèi)容。國家發(fā)改委能源研究所能源系統(tǒng)分析和市場研究中心研究員姜克雋、清華大學(xué)電機(jī)系副教授胡澤春、汽車工程學(xué)會技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)部項(xiàng)目總監(jiān)鄭亞莉、星星充電首席科學(xué)家王常青、國網(wǎng)電動汽車服務(wù)有限公司高級工程師何博等專家出席了發(fā)布會。

　　國家發(fā)改委能源研究所劉堅(jiān)博士

　　目前中國已成為全球最大電動汽車產(chǎn)銷及保有量市場，電動汽車總量約占全球三分之一，在全球率先步入對傳統(tǒng)燃油汽車規(guī)模替代階段。隨著電池成本下降和電力市場改革深化，電動汽車儲能的商業(yè)價(jià)值也將逐步顯現(xiàn)。然而，目前推廣電動汽車儲能仍面臨市場門檻、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及用戶意愿方面的障礙。國家發(fā)改委2018年7月印發(fā)《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見》，明確提出鼓勵(lì)電動汽車提供儲能服務(wù)并通過峰谷價(jià)差獲得收益，傳遞了積極的政策信號。

　　在NRDC與能源研究所合作的上一份報(bào)告《電動汽車儲能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究》(2018年2月)的基礎(chǔ)上，本次發(fā)布的報(bào)告對促進(jìn)電動汽車儲能的市場環(huán)境及激勵(lì)機(jī)制進(jìn)行了研究，并通過案例分析和用戶調(diào)研評估了大規(guī)模電動汽車參與儲能所帶來的價(jià)值和障礙。報(bào)告發(fā)現(xiàn)，負(fù)荷側(cè)峰谷電價(jià)套利是近期電動汽車儲能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的直接途徑，而電動汽車參與電力需求響應(yīng)、提供電力輔助服務(wù)及消納可再生能源并無明顯技術(shù)障礙。但目前電動汽車用戶對儲能認(rèn)知較為有限，一般消費(fèi)者對動力電池壽命存在顧慮，而動力電池能量密度的提高和成本降低將顯著提升電動汽車參與儲能的經(jīng)濟(jì)性和用戶接受度。此外，電動汽車具有分布散、規(guī)模小、不規(guī)律的特點(diǎn)，其參與電力系統(tǒng)儲能存在市場準(zhǔn)入、規(guī)模門檻、計(jì)量計(jì)費(fèi)等方面的制約。聚合服務(wù)和平臺化接入勢必成為電動汽車儲能的關(guān)鍵。車輛服務(wù)商、充電運(yùn)營商、負(fù)荷集成商等市場主體可根據(jù)自身?xiàng)l件通過分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)、靈活套餐等方式聚合車輛資源并代表分散用戶參與市場交易。

　　報(bào)告指出，由于各地峰谷電價(jià)水平不同，我國電動汽車采用錯(cuò)峰充電的經(jīng)濟(jì)價(jià)值存在較大差異，不同車型電量消費(fèi)也將影響電動汽車錯(cuò)峰充電綜合收益。報(bào)告對比了乘用車、物流車、客車三類車型在寧夏、北京兩地進(jìn)行峰谷錯(cuò)峰和平谷錯(cuò)峰充電的用車生命周期收益情況。對于乘用車，兩地進(jìn)行錯(cuò)峰充電的單車全生命周期收益約在6000元到2.4萬元之間;對于客車，兩地單車收益約在15.8萬元到64.8萬元之間。

　　報(bào)告指出，目前動力電池續(xù)航能力仍然有限，而電動汽車儲能必然犧牲部分電池循環(huán)壽命，若這種犧牲影響了車輛出行需求，電動汽車儲能則難以推行。其次，電動汽車動力電池技術(shù)路線也將最終影響電動汽車儲能前景。目前，提升能量密度是動力電池研發(fā)的首要目標(biāo)之一，但由于電池材料的技術(shù)進(jìn)步往往存在“木桶效應(yīng)”，即提升某一方面性能勢必犧牲其他方面性能，一味提升能量密度則會影響循環(huán)壽命等其他電池參數(shù)的進(jìn)步速度，進(jìn)而影響電動汽車儲能效果。未來動力電池技術(shù)路線的選擇將直接影響電動汽車儲能前景。目前趨勢看，動力電池研發(fā)對循環(huán)壽命等儲能應(yīng)用關(guān)鍵參數(shù)的關(guān)注度相對較低。報(bào)告認(rèn)為，隨著車輛共享商業(yè)模式推廣和無人駕駛技術(shù)的不斷成熟，未來電動汽車和動力電池的使用強(qiáng)度都有上升趨勢，提高循環(huán)壽命無疑是動力電池和儲能電池的共同需求。

　　報(bào)告通過在蘇州市進(jìn)行問卷調(diào)研的方式來研究電動汽車用戶對儲能充放電服務(wù)的真實(shí)意愿，嘗試從動力電池技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性水平兩個(gè)角度來衡量電動汽車參與電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)可行潛力。問卷對電動汽車用戶車型參數(shù)、出行行為、參與有序充電以及電動汽車與電網(wǎng)雙向互動(V2G)的意愿度進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有序充電方面，私家車用戶接受度相對較高， 53%的私家車用戶愿意在不降低電池使用壽命的前提下獲取充電費(fèi)用降低;出租車和公交車用戶接受度較低，分別為15%和17%。V2G方面，各類車型接受度普遍偏低，其中商務(wù)車用戶接受度比例相對最高，愿意考慮以電池壽命下降來換取補(bǔ)償?shù)氖茉L者占比為29%，其他各類車型接受度在20%以下，其中出租車用戶接受度僅為4%。私家車用戶對參與儲能的凈收益較為敏感：當(dāng)凈收益在0.2元/度以下時(shí)，用戶接受度不足5%;當(dāng)凈收益提升至0.8元/度以上時(shí)，用戶接受度接近20%。

　　分析表明，用戶對電動汽車儲能接受度的高低與電動汽車車型種類有直接關(guān)系。對于私家車、商務(wù)車而言，出行/運(yùn)營強(qiáng)度、續(xù)航能力要求相對較低，充電量需求較小，停車時(shí)間較長，調(diào)整充放電的彈性較大，對電動汽車儲能亦能表現(xiàn)出較高接受度;相反，雖然出租車、公交車用戶充電量需求較大，但運(yùn)營強(qiáng)度同樣較高，且大多已通過低谷充電降低電費(fèi)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)充放電的空間十分有限，用戶對有序充電或V2G的態(tài)度也更為消極。相比有序充電，參與V2G還將導(dǎo)致電池壽命折損的成本。大多數(shù)受訪者表現(xiàn)出對電池壽命和質(zhì)保的擔(dān)憂。車輛有序充電并不會對電池壽命產(chǎn)生影響，V2G帶來的影響也將隨著電池容量和循環(huán)壽命的提升逐漸減弱。從經(jīng)濟(jì)性來看，電動汽車儲能所帶來的價(jià)值收益也可彌補(bǔ)甚至超過電池老化成本。

　　報(bào)告建議，政府應(yīng)明確車輛服務(wù)商、充電運(yùn)營商、負(fù)荷集成商等電動汽車聚合商參與電力市場的市場身份與地位，降低電動汽車儲能參與市場的功率容量門檻，完善電動汽車充放電計(jì)量并允許電動汽車通過聚合集成的方式參與電力系統(tǒng)服務(wù)。電動汽車聚合商可通過綜合服務(wù)套餐整合分散的電動汽車充電資源和改變電動汽車充電行為，不僅降低了分散用戶進(jìn)入市場的門檻，也提升了其從批發(fā)電力市場競得低成本電量(如風(fēng)電、太陽能發(fā)電)的能力。因此，應(yīng)鼓勵(lì)各類聚合商通過商業(yè)模式創(chuàng)新匯聚電動汽車參與儲能服務(wù)，加快住宅、辦公地點(diǎn)充放電平臺建設(shè)， 研究制定平臺化資源參與電力市場的交易規(guī)則、責(zé)任和義務(wù)。此外，報(bào)告還建議釋放聚合商自主定價(jià)空間，在公交車、物流車、公務(wù)車等運(yùn)營較為規(guī)律的車隊(duì)中探索更為靈活的充放電價(jià)格機(jī)制;加大電動汽車儲能宣傳力度，提高電動汽車儲能的市場接受度，將累計(jì)放電量納入電池質(zhì)保參考因素;加大長壽命動力電池研發(fā)力度，推動動力電池與儲能電池技術(shù)的協(xié)同發(fā)展。