國(guó)內(nèi)首份電動(dòng)汽車參與需求響應(yīng)研究報(bào)告發(fā)布

6月3日，自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)與中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)舉辦線上報(bào)告發(fā)布會(huì)暨研討會(huì)，邀請(qǐng)行業(yè)專家、企業(yè)管理者共同探索電動(dòng)汽車與電網(wǎng)協(xié)同的路徑、潛力、商業(yè)模式。會(huì)上發(fā)布了《電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)的商業(yè)前景——上海市需求響應(yīng)試點(diǎn)案例》報(bào)告，這是國(guó)內(nèi)首份對(duì)電動(dòng)汽車參與需求響應(yīng)的研究報(bào)告。報(bào)告的研究數(shù)據(jù)來(lái)自于2019年下半年上海市電動(dòng)汽車參與電力需求響應(yīng)的試點(diǎn)活動(dòng)，這也是我國(guó)電網(wǎng)首次對(duì)充電服務(wù)商和電動(dòng)汽車制造商開放的需求響應(yīng)試點(diǎn)。

上海為國(guó)內(nèi)首個(gè)需求響應(yīng)試點(diǎn)城市

我國(guó)是全球最大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)，推動(dòng)電動(dòng)汽車和電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展意義重大。截至2019年底，全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)381萬(wàn)輛。其中，純電動(dòng)汽車保有量為310萬(wàn)輛，占比超過80%。電動(dòng)汽車充電負(fù)荷帶來(lái)的電力需求有可能給電力系統(tǒng)造成較大的負(fù)擔(dān)。隨著電動(dòng)汽車進(jìn)一步規(guī)?；茝V，電力系統(tǒng)遭受的沖擊可能會(huì)加大。與此同時(shí)，電動(dòng)汽車也是高度靈活的移動(dòng)儲(chǔ)能單元，在調(diào)整用電負(fù)荷、改善電能質(zhì)量、消納可再生能源方面潛力巨大，還能有助于減少配電網(wǎng)乃至全網(wǎng)的擴(kuò)容需求。

2014年，上海市成為國(guó)家發(fā)展改革委指定的首個(gè)需求響應(yīng)試點(diǎn)城市。上海市電動(dòng)汽車保有量位居全國(guó)前列，充電樁數(shù)量超過28萬(wàn)個(gè)，車樁配比接近1:1。與此同時(shí)，上海市的私家車、公交、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和物流等不同領(lǐng)域的電動(dòng)汽車充電需求各異，交直流及充換電模式種類多樣，加之外來(lái)電力占比高，本地電網(wǎng)調(diào)峰壓力大，大量電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)的影響不容忽視。

近年來(lái)，上海市一直在積極探索通過經(jīng)濟(jì)手段激勵(lì)全類型的可控負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)試驗(yàn)，應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，主要參與者是商業(yè)、建筑以及工業(yè)企業(yè)用戶。2019年，上海市開展了6次試點(diǎn)活動(dòng)。其中，端午節(jié)開展的“填谷”需求響應(yīng)試點(diǎn)中首次接入了電動(dòng)汽車。在上海市經(jīng)信委的支持下，上海市電力公司和自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)作為主要協(xié)調(diào)方，邀請(qǐng)各大充電服務(wù)商和電動(dòng)汽車主機(jī)廠參與需求響應(yīng)。參與此次需求響應(yīng)的運(yùn)營(yíng)商包括國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車、蔚來(lái)、星星充電、普天、依威能源、小桔充電等。

本次報(bào)告以2019年6月～12月上海電動(dòng)汽車參與電力需求響應(yīng)的試點(diǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取蔚來(lái)充換電平臺(tái)上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)私人充電樁、專用充電樁以及換電站參與需求響應(yīng)的效果進(jìn)行對(duì)比分析。

應(yīng)加快推進(jìn)車網(wǎng)互動(dòng)能力建設(shè)

蔚來(lái)汽車充電平臺(tái)在上海安裝了約3000個(gè)私樁。響應(yīng)日當(dāng)天，實(shí)際參與響應(yīng)的私樁數(shù)量為159個(gè)，占全部平臺(tái)充電樁數(shù)量的比例為5.3%。價(jià)格激勵(lì)對(duì)電動(dòng)車主有較強(qiáng)引導(dǎo)效果。相比平日充電負(fù)荷，參與響應(yīng)的159個(gè)私人充電樁在響應(yīng)日填谷響應(yīng)時(shí)段的平均充電負(fù)荷是平日該時(shí)段充電負(fù)荷的7.8倍，且平均充電量也遠(yuǎn)高于平日。也就是說，這些電動(dòng)汽車車主在響應(yīng)時(shí)段集中充電。對(duì)于電動(dòng)汽車車主而言，在需求響應(yīng)聚合商的充電樁投資成本固定和響應(yīng)補(bǔ)償單價(jià)確定的情況下，參與需求響應(yīng)的頻次決定了收益水平。當(dāng)響應(yīng)次數(shù)達(dá)到10次，參與需求響應(yīng)的收益率達(dá)到27%。

專用樁的需求響應(yīng)參與度明顯高于私樁。一方面，專用樁擁有與私樁相似的車輛接入時(shí)長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。另一方面，專用樁比私樁更便于開展集中充電行為管控，其參與需求響應(yīng)的可靠性也相對(duì)更高。在經(jīng)濟(jì)性方面，目前上海對(duì)削峰需求響應(yīng)的補(bǔ)償單價(jià)較高，約為填谷補(bǔ)償?shù)膬杀?。辦公地專用樁具有較大削峰空間，其參與需求響應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性也相對(duì)較高。若年均響應(yīng)次數(shù)達(dá)到10次則收益率接近50%。

在一定備用電池裕度下，換電站的響應(yīng)率是三種充電設(shè)施中最高的。在經(jīng)濟(jì)性方面，鑒于換電站具有較強(qiáng)的充電時(shí)間管控能力，響應(yīng)日當(dāng)天提前通知量?jī)H為30分鐘，響應(yīng)的補(bǔ)償單價(jià)也達(dá)到6元，遠(yuǎn)高于一般預(yù)約需求響應(yīng)的補(bǔ)償水平。

報(bào)告指出，未來(lái)市場(chǎng)化下的補(bǔ)償價(jià)格可能因用電負(fù)荷增長(zhǎng)、新能源接入、需求側(cè)資源增多等因素產(chǎn)生波動(dòng)，對(duì)充電負(fù)荷集成商成本控制和抗風(fēng)險(xiǎn)能力將提出更高要求。此外，盡管2019年參與需求響應(yīng)的車輛以純電動(dòng)車型為主，但上海市插電式混合動(dòng)力車型占比較高 。一方面，插電式車型較小的充電需求將影響其需求響應(yīng)規(guī)模。另一方面，由于里程焦慮較小，插電式車型用戶參與需求響應(yīng)的接受度可能相對(duì)較高，其參與需求響應(yīng)的綜合效果仍有待驗(yàn)證。

報(bào)告結(jié)合試點(diǎn)效果與經(jīng)濟(jì)性分析，對(duì)3類充換電設(shè)施未來(lái)參與電力需求響應(yīng)的前景進(jìn)行了對(duì)比。電動(dòng)汽車接入私樁的時(shí)段往往在傍晚至凌晨，更適合參與負(fù)荷填谷。相比之下，專用樁和換電站的調(diào)節(jié)靈活度較高。從試點(diǎn)結(jié)果看，專用樁和換電站可實(shí)現(xiàn)相對(duì)集中管理，對(duì)調(diào)度指令的響應(yīng)率也較高。需求響應(yīng)資源量方面，私樁和專用樁的規(guī)模潛力較大，應(yīng)合理設(shè)計(jì)激勵(lì)機(jī)制，加大對(duì)私樁和專用樁的資源潛力挖掘力度。雖然目前換電站調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，但隨著車輛日常換電需求的增大，其日間參與需求響應(yīng)的效果將取決于換電站備用電池?cái)?shù)量和綜合管控能力。

報(bào)告認(rèn)為，從上海試點(diǎn)情況看，充電運(yùn)營(yíng)商平臺(tái)與虛擬電廠運(yùn)管平臺(tái)信息交互門檻高、響應(yīng)量預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)調(diào)度能力待提升，以及各參與主體之間收益分享機(jī)制尚不明確等因素，影響了未來(lái)大規(guī)模電動(dòng)汽車參與積極性。

為進(jìn)一步推動(dòng)車網(wǎng)互動(dòng)模式發(fā)展，報(bào)告建議，盡快明確電動(dòng)汽車參與電力市場(chǎng)的準(zhǔn)入條件，鼓勵(lì)實(shí)施主體多元化。同時(shí)要逐步完善車網(wǎng)互動(dòng)的市場(chǎng)機(jī)制，形成電網(wǎng)企業(yè)、電動(dòng)汽車車主、充電運(yùn)營(yíng)商等多方主體共贏的商業(yè)模式。此外，應(yīng)加快推進(jìn)車網(wǎng)互動(dòng)能力建設(shè)，建立良好的監(jiān)控計(jì)量軟硬件環(huán)境，為車網(wǎng)互動(dòng)的常態(tài)化、自動(dòng)化、智能化提供技術(shù)保障。

報(bào)告還介紹了一些國(guó)外推動(dòng)電動(dòng)汽車負(fù)荷作為電力系統(tǒng)靈活性資源的案例，包括美國(guó)PG&E電力公司的電動(dòng)汽車充電分時(shí)電價(jià)項(xiàng)目等。車網(wǎng)互聯(lián)的應(yīng)用還在早期階段，部分項(xiàng)目在商業(yè)化方面取得了良好效果。報(bào)告認(rèn)為，國(guó)外案例的模式是否可持續(xù)，決定因素在于市場(chǎng)機(jī)制是否透明運(yùn)作，以及定價(jià)是否有科學(xué)依據(jù)。不管是電力公司執(zhí)行的分時(shí)電價(jià)，或者是電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的電價(jià)，都是市場(chǎng)所決定的。資源的價(jià)值按供需平衡實(shí)況波動(dòng)，賣方及買方都有動(dòng)力主動(dòng)調(diào)整行為以獲得經(jīng)濟(jì)效益。