汽车并网技术将如何塑造我们的能源未来?

汽车并网技术将如何塑造我们的能源未来?

在向 100% 可再生能源过渡的过程中,全天电力供需匹配是一个重要的考虑因素。太阳能和风能等主要清洁能源属于间歇性能源,这意味着它们在一天中的不同时间会产生不同数量的能量。储能解决方案可以在生产高峰期储存能量,并在电力需求高峰期释放能量。当我们寻求最大限度地利用电网中的可再生能源时,车辆并网(V2G)技术正迅速成为领先的储能解决方案。

V2G 利用电动汽车(EV)中已有的电池为我们的电网储存能量。通常,我们认为电动汽车电池是单向充电的。有了 V2G 技术,电力可以双向流动,电网可以为车辆充电,车辆也可以将能量送回电网。V2G 技术使我们能够优化充电时间,为电网提供最大效益。例如,电动汽车可以在白天完全充电,此时太阳能电池板产生的能量最多,电费也较低。电池中多余的能量可以在晚上用电高峰时段回馈给电网。

V2G 技术有助于提高可再生能源的利用率,创造更高效的电网,降低电动汽车充电成本,并将随着更多电动汽车上路而自然扩展。在大规模部署 V2G 技术之前,还需要在技术和政策方面取得一些进展。

为了了解 V2G 技术作为电网稳定工具的作用,以及何时可以大规模应用,我们请来了七位 V2G 专家。以下是他们的观点。

须知术语

V2G: 车辆到电网
指双向充电功能,即电动汽车电池既可由电网充电,也可向电网放电。

VGI: 车辆电网集成
广泛涵盖电动汽车与电网的互动方式,包括 V2G 技术和其他优化汽车与电网互动的方式,例如为非高峰时段充电提供激励措施。

V2X: 车辆至 X
广泛涵盖电动汽车与电网的互动方式,包括 V2G 技术和其他优化汽车与电网互动的方式,例如为非高峰时段充电提供激励措施。

亚当-兰顿

连接电动汽车和能源服务经理 宝马北美

"V2G车辆可以成为应对高需求条件的理想措施,因为它们可以有策略地部署在电网紧张的社区。同样,当电网的可再生能源过剩时,V2G 汽车可以充电,帮助电网吸收这些电力,而不会超负荷。V2G 可以使电网更灵活地应对可再生能源供应的波动,从而支持加州实现 100% 可再生能源的目标。

大规模部署 V2G 需要电网利益相关者、交通部门和电动汽车驾驶员之间的合作。电网利益相关者需要提供适当的激励措施,鼓励驾驶者购买支持 V2G 的车辆,并在需要时将其电池作为电网资源使用。将 V2G 车辆用作电网资源需要获得公用事业部门的批准。监管机构必须制定明确的规则,以确保 V2G 的安全使用,同时还要确保审批过程快速易懂。为避免投资购买无法在设施中使用的车辆,电网运营商应考虑让驾驶员 "预先评估 "其家庭或企业是否已准备好使用 V2G。最后,要想获得大规模的参与,驾驶员必须知道,当他们将车辆用于电网服务时,车辆的性能和续航能力不会受到影响,他们的机动性也不会受到影响。

比约恩-克里斯滕森

Vehicle-Grid-Integration Advisory Company 创始人兼常务董事、 下一维度

 

"我们看到,电力和汽车这两大行业正在相互融合,这就是所谓的车网融合(VGI)。电动汽车不再脱离电网,而是通过充电站连接后成为电网的一部分。V2G 技术允许电动汽车从电池向电网输出电力。在加州,2030 年将有 500 万辆电动汽车上路行驶。如果这些电动汽车都具备 V2G 功能,那么它们将能够提供足够的储能,以压平电网的颈部。 每天下午 4 点到晚上 9 点之间,可再生能源短缺时,鸭子曲线会出现。

V2G 技术发明于 1996 年,目前在市场上势头强劲,大众和雷诺等大型原始设备制造商都在下一车型年推出了 V2G 汽车。V2G 广泛普及的主要瓶颈在于法规和标准。标准已经出台,而法规仍在跟进。我们还需要 2-3 年的时间才能看到 V2G 电动汽车的广泛部署。

艾梅-戈特韦-贝利,博士

创新与投资组合管理总监 国家电网合作伙伴

"加利福尼亚州野火和滚动停电的频率和强度不断增加,加速了我们对加强家庭和工作场所恢复能力的需求。V2X 解决方案可以利用电动汽车电池中储存的能量,在停电期间为家庭和企业提供重要的备用电源,此外还可以提供稳定电网的电力。V2X 解决方案将成为适应气候变化和逐渐极端化天气的重要工具。尽管 V2X 解决方案仍处于起步阶段,但已迅速进入市场。今年,福特汽车和大众汽车将与日产汽车一起,推出将 V2X 功能作为标准配置的车型,这将使 2022 年成为该行业的风向标,甚至是爆发年"。

杰里-杰克逊

杰克逊联合公司总裁和 MAISY 实用程序数据库

"快速增长的电动汽车市场为 V2G 技术提供了支持电网的巨大潜力。在用电高峰期将电动汽车电池中的电能释放到电网中,可减轻电网压力,减少排放,并有可能避免停电和滚动停电。

2019 年,我们利用南加州爱迪生公司的公用事业客户数据开展了一项成本效益研究。研究表明,V2G 可将峰值电力需求减少约 20%。公用事业公司对避免的峰值电力成本的返利将导致每年向每位计划参与者支付 $560 的费用。此外,只有约 10% 的电力公司客户需要参与该计划。

遗憾的是,V2G 仍处于概念验证和单个项目阶段。在 V2G 具备规模之前,我们必须解决电动汽车电池保修问题、电力公司监管问题、缺乏所需的双向硬件和充电协议,以及缺乏有关潜在电池退化的数据。解决这些问题需要汽车制造商、电力公司、监管机构以及控制软件等辅助支持产品供应商之间的合作。当前的能源危机和气候问题无疑将加速这种合作,几年后将会出现一些引人注目的 V2G 应用。

艾伦-詹

副主任 运输研究所 加州大学戴维斯分校

"随着电动汽车的普及,V2G 技术将成为越来越重要的资源。到 2030 年,仅在加利福尼亚州,潜在的存储资源容量就将超过 250 千兆瓦时。虽然电动汽车电池不能像传统电网存储设备那样被充分利用,但它们仍将为电网提供巨大的辅助潜力。虽然许多人关注 V2G 在帮助整合可再生能源和稳定批发发电的峰值需求方面的能力,但 V2G 在缓解本地配电基础设施方面的能力也不容忽视。这项技术可以为社会节约大量成本"。

肯尼斯-博科尔

制作人和主持人 电动车革命秀

"V2G 技术允许电动汽车车主在需要时(如需求高峰期)为当地电网提供支持。这种支持减少了对电网过载、停电和滚动停电的担忧,并通过为电网服务提供经济回报,最大限度地提高了拥有电动汽车的商业价值。V2G 利用现有资源提供廉价、快速的能源存储,从而通过创建额外的存储解决方案减少对环境的潜在影响。

目前,V2G 运行的一个主要技术缺点是,由于潜在的充放电循环次数较多,汽车电池组的电池性能会下降。因此,大多数电动汽车制造商不为 V2G 操作提供保修,也不在电池电动汽车产品中内置双向供电功能。如果这一功能不在汽车电池保修范围内,消费者就不会愿意使用。

尽管消费者和能源供应商对此很感兴趣,但这一战略仍处于早期阶段。目前的研究表明,到 2050 年,约有 45% 的美国家庭可以主动提供 V2G 服务。世界其他国家可能会更早提供这种能力。然而,在这种全球规模上,我们还有很长的路要走,可能要在十年或二十年后这项技术才能成为主流。

约瑟夫-韦隆

北美地区负责人 ev.energy

"在 ev.energy,我们不仅仅考虑 V2G。我们考虑的是'车到一切'。装有大型电池的商用车可以在需求高峰时放电以稳定电网。这项技术已经过验证,可以推广。我们每天都会与数十位居民客户交谈,他们都在考虑家庭抵御停电的能力,并希望在暴风雨或计划停电前对电动汽车进行预充电,然后将备用电力用于家庭或电器。在双向充电方面,我们还有很多问题需要解决,包括更广泛的硬件兼容性以及如何让电动汽车驾驶员轻松充电。

MCE 如何支持车网一体化?

MCE最近与ev.energy合作开发了MCE Sync,这是一款无需任何特殊硬件即可将电动汽车驾驶员与智能充电机会连接起来的应用程序。MCE Sync 可自动将电动汽车充电与低碳电力相匹配,调节充电以支持电网可靠性,并确保驾驶员的车辆在应用中指定的时间内充满电。MCE Sync 是 MCE 整套电动汽车计划的一部分,其中包括为符合收入条件的驾驶员提供退款,以及为多户物业和工作场所提供充电设备。查看您的电动汽车或充电器是否符合 MCE Sync 应用程序的使用条件。

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