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儀表網 行業科普】儲能系統的發展,是新型低碳化電力系統的必然組成部分。如何能更充分的利用社會現有資源實現新型電網(包含大量新能源接入和分布式特征)運行的穩定性,并減少化石能源的使用,更大范圍的實現全社會的凈零碳目標,是所有新型電力設備應用是都應該關注的課題。電動汽車,作為新型交通工具,替代燃油汽車已經成為歷史的必然趨勢,而隨著電動車保有量的增加,龐大的車載電池容量是人們不可忽視的潛在儲能資源。
通過對V2G技術的研究、測試和推廣,形成行業共識,推動這項技術的普及,讓更多汽車制造商和電力系統接納電動車雙向充電功能,電動汽車將成為未來在儲能領域規模和影響力不弱于化學儲能和抽水蓄能的重要的儲能設施。而且兩項最值得關注的價值點是:
第一,V2G不影響電動汽車的電池性能和壽命,通過合理的智能充放電策略還有可能改善;
第二,這項儲能措施不用增加額外的投資成本;這都更符合未來低碳可持續發展社會的需求。本文預測,到2050年,V2G技術可以給全球儲能帶來220TWh/年的儲能容量,這是一筆非常可觀的社會資源,也是這項技術勢必會蓬勃發展的理由。
盡管有一些質疑聲,但是V2G技術作為全球儲能容量的主要提供者,它的崛起是不可阻擋的。
V2G將成為儲能領域下一個主要趨勢之一。這種“車載儲能”系統在未來20年內將成為全球容量幾乎與專用鋰電池儲能和抽水蓄能相當的一種儲能方式。
簡單來說,V2G充電使能量可以雙向流動 - 從電網進入電動汽車,然后再回到電網。這是一種讓電動汽車(EV)車主可以通過將車輛中的能量賣回電網獲利的系統。
V2G將很快起飛。在最近的一項發展中,諾丁漢市議會上周宣布,他們推出了V2G示范項目。市議會的車隊庫里有40個雙向V2G
充電器,其中還有三個太陽能電池組和兩個300kW E-STOR能源儲存系統,由Connected Energy提供。市議會表示,V2G項目將使其避免高額的電費,并為其提供向電網出售電力的機會。
V2G如何幫電動汽車車主賺錢
V2G技術也可以為電動汽車車主帶來利潤。英國的OVO Energy、Kaluza、日產汽車公司、研究咨詢公司Cenex和Indra Renewable Technology聯合推出的V2G試驗項目,車主通過VG連接將車輛中的電量以30便士/千瓦時的價格賣回電網。該項目得出結論是:“試驗中的客戶無需做任何事情,只需在不使用時將他們的汽車插入充電器,就可以年賺725英鎊。”
不難看出,V2G將成為全球儲能容量的主要來源之一。與需要大量投資、土地和方案許可的固定儲能系統不同,電動汽車銷量不斷增加,因此根據總部位于芬蘭的電動汽車充電服務公司Virta的說法,V2G可以成為“無額外成本”的更大的儲能容量貢獻者。
這是一個有說服力的觀點。據估計,到2030年全球將有140-240萬輛電動汽車。Virta稱:“這意味著我們將擁有至少1.4億個車載小型電能儲存設備,聚合儲能容量為7 TWh。”“我們相信,電動汽車是幫助可再生能源管理和生產的最明智的方式,因為不管我們選擇如何使用它們,EV都將成為我們未來生活的一部分。”
在OVO Energy的V2G試驗中,一位參與者評論道:“我的汽車有90%的時間都閑置著。你的座駕上有一個巨大的儲能設備。你已經投資了那么多的錢購買汽車,為什么不更多地利用它,而不是讓它閑置著?”
主要汽車制造商在V2G方面的立場
雖然V2G的實施將會起飛,但只有在克服了一些障礙之后才能實現。首先,并不是所有的電動汽車都兼容V2G,許多制造商處于該技術的不同發展階段。以下是一些主要汽車制造商目前在V2G方面的情況:
日產
雖然日產聆風自2013年以來就兼容V2G,但直到去年9月,該汽車制造商才批準了其第一個V2G充電器。
大眾汽車
去年9月,有消息稱,大眾汽車與Ellia集團簽署了一份諒解備忘錄,探討V2G技術如何能夠潛在地穩定能源網,同時激勵電動汽車司機。
福特
美的杜克能源公司在去年8月宣布,它正在開始一項研究和開發試點計劃,以評估使用福特F-150閃電汽車--它具有V2G功能--為電網供電的可能性。
現代汽車
去年4月,現代汽車--與移動服務提供商We Drive Solar合作--在荷蘭城市烏特勒支啟動了一個項目,該項目將涉及部署25輛配備V2G技術的IONIQ 5汽車。現代公司在一份聲明中說,烏特勒支是 "世界上第一個如此大規模地部署V2G技術的城市"。
保時捷
去年4月,保時捷發表聲明說,作為更廣泛的車輛保有量的一部分,電動汽車可以 "有效地充當發電廠,幫助供應所謂的平衡電力--平衡電網波動的電力"。該聲明補充說,由保時捷、電網運營商TransnetBW和咨詢公司智能能源系統服務(IE2S)進行的一項試點測試表明,"電力平衡能力可以儲存在智能電動汽車群的高壓電池中"。作為測試的一部分,共有五輛系列生產的Taycan汽車通過保時捷家庭能源管理器(HEM)在家庭環境和實驗室條件下連接到電網。
本月早些時候,有報道稱特斯拉汽車將在 "未來兩年內"兼容V2G。
寶馬
寶馬目前正在 "研究和測試 "V2G技術,但是,到目前為止,似乎還沒有跡象表明這家汽車制造商何時能夠提供V2G兼容的汽車。
梅賽德斯-奔馳
該汽車制造商的EQS車型將允許在日本進行雙向充電。它說,該國的CHAdeMO(Charge de Move)充電標準 "支持雙向充電,這是V2G和V2H(車輛到家庭)等應用的先決條件"。
菲亞特
2020年,菲亞特克萊斯勒汽車公司與ENGIE和電網運營商Terna集團合作,在意大利的Mirafiori工廠開始了一個V2G項目。
V2G會增強或損害電動汽車電池嗎?
另一個可能需要克服的障礙是,人們認為V2G能力最終會縮短電動汽車電池的壽命。Virta強調,"一些V2G反對者 "聲稱,使用V2G技術會使汽車電池的壽命縮短。然而,Virta對此提出異議,稱V2G放電并不影響電池壽命,因為它 "每天只發生幾分鐘"。他補充說:"反正汽車電池每天都在放電--隨著汽車的使用,電池也在放電,所以我們可以開車到處跑"。
事實上,甚至有人聲稱,V2G技術可以提高汽車電池的性能。華威大學的一項研究--涉及開發一個 "基于從50多個商用C6/LiNiCoAlO2電池長期退化實驗中收集的長期老化數據的綜合電池退化模型"--得出結論,“相比于沒有V2G的情況,智能電網更能夠延長電動車電池的壽命”。該研究的模擬結果顯示,"如果每天的駕駛消耗21%至38%的電荷容量,那么在三個月的時間里,向電網排放40%至8%的電池電荷狀態可以減少大約6%的容量衰減和3%的功率衰減"。
特斯拉的馬斯克:很少有人會使用雙向充電
盡管本月早些時候,如前所述,聲稱特斯拉汽車將在兩年內兼容V2G,但該公司首席執行官埃隆-馬斯克表示,他認為沒有多少人會使用雙向充電,除非他們有Powerwall(一種特斯拉電池,可以儲存電能,檢測停電,并在電網癱瘓時自動成為家庭電源),因為 "如果你拔掉汽車插頭,你的房子會變黑,這是非常不方便的。"
馬斯克對廣泛利用V2G技術的潛力持懷疑態度,這引起了業界的驚訝,盡管有人猜測,這些評論只是反映了一個事實,即特斯拉在這個確切的時間點上對其固定存儲產品,如MegaPack和Powerwall的更大部署感興趣。另一方面,馬斯克的評論會不會是一個狡猾的策略的一部分,以增加 "Powerwall "產品的使用率,為V2G技術的廣泛采用做準備?
V2G的崛起將是不可阻擋的
所有跡象表明,V2G將在未來幾年內作為全球儲能能力的主要貢獻者之一而崛起。DNV表示,智能電表、智能電網和未來幾年的 "監管變化 "將激勵車主使用V2G技術。該風險管理機構認為,從2040年起,全球V2G系統的影響將"幾乎與專用鋰電池儲能(或更先進的化學成分)和抽水蓄能的影響一樣大",到2050年全球將達到220TWh/年。
V2G的崛起將是不可阻擋的。道路上越來越多的電動汽車意味著:如果不能廣泛部署這種技術,將會是在發展零碳社會過程中出現的一個明顯疏忽。