隨著新能源汽車保有量的快速增長，電動汽車充電負荷帶來的電力需求必將給電力系統帶來較大負擔。
在近日舉行的電動汽車百人會研討會上，中國工程院院士歐陽明高提出，汽車行業的系統智能化不僅要關注自動駕駛技術發展，還要關注新能源汽車與新能源電力系統的融合互動，建立氫-電智慧新能源系統。
車網互動 聚散為整
電動化浪潮不斷襲來，汽車的概念開始逐漸從單一的交通工具衍生出更豐富的內涵，“大型移動充電寶”便是其新身份之一。今年7月，河南雨災期間，鄭州市眾多小區出現停電現象。比亞迪車主們便運用反向充電功能，自發成立了“供電小分隊”，為小區居民賦能充電，確保通訊暢通。
當汽車成為移動儲能裝置，它不僅能實現車對車、車對負載的對外放電，同樣可以讓汽車與電網的雙向互動場景成為現實。V2G（Vehicle to Grid）技術便意指電動汽車給電網送電的雙向互聯技術。歐陽明高指出，智慧新能源系統的建立，離不開V2G技術的應用。
隨著電動汽車保有量的不斷增長，隨時隨地無序充電模式必將給電網帶來巨大沖擊。V2G技術的運用，可以把分散的車用電池聚合起來反向充電，減少電網增容壓力。不久前，國家電網有限公司董事長辛保安在第三屆世界新能源汽車大會上表示，廣泛應用V2G技術，讓電動汽車向電網反向送電，具有巨大的可調度儲能潛力。預計到2025年，我國電動汽車充電可調節負荷將達到3000萬kW，儲能資源有望超1500億kWh。辛保安指出，電動汽車“低谷充電、高峰放電”的形式可以促進新能源消納，提高新能源系統的整體效率。
正是看到電動汽車的巨大儲能潛力，各大車企紛紛開始布局V2G技術。2020年，奧迪宣布與德國海格電器集團達成合作，采用奧迪e-tron車型進行雙向充電創新研究項目研究，力圖將電動汽車納入家庭電網。今年4月，大眾表示將從2022年起對出自集團MEB平臺的所有純電動車型推出V2G雙向充電技術，希望率先成為歐洲第一家將V2G投入商用的汽車制造商。此外，有外媒報道，特斯拉于2020年便已為Model 3增加雙向充電功能。
國內各大車企同樣也在加足馬力布局V2G這一“香餑餑”。2020年，威馬順利通過全項V2G的車、樁實測及道路測試，成為首家落地應用V2G技術的新造車企業。蔚來與國網電動也在開展V2G技術試點。此外，蔚來正在上海等地嘗試一種用戶參與的極簡版V2G試驗——反向換電模式，即車主晚上在家充滿電，再去換電站換不滿電的電池包。2020年，北汽新能源、東風汽車也分別與國家電網達成相關合作，通過推出V2G技術、進行V2G試點。
不過，V2G商業化落地還為時尚早。全國乘用車市場信息聯席會秘書長崔東樹表示，目前車與電網的雙向交流國內尚處于試點示范階段，需要完善的內容還有很多。按照歐陽明高此前提出的車網互動發展路徑，我國在2021～2025年將進入有序充電階段，進行功率調節，降低電網負荷；2025～2040年期間，我國將經歷車家互動（V2H）、車網互動（V2G微網）幾個階段，最終實現車網互動（V2G）。
車能融合需形成強大技術合力
“汽車反充電網理論上可行，但實際操作起來不靠譜。”賽迪研究院汽車產業研究中心高級分析師韶元駿在接受采訪時表示，雙向充電的技術難度過大。固定的儲能電站尚有電壓、功率的限制，單車如何能簡單地將電反充到電網上？在他看來，車家互動是可行的，但車網互動需要電網承擔過大的負荷。他認為，如太陽能發電用于居家使用一樣，汽車的儲能功能應該發揮在為家庭供電上。
此外，從商業邏輯上看，V2G技術也很難行得通。韶元駿指出，目前新能源車企為用戶提供的保修是以車輛正常行駛為前提，保修的是續駛里程，而非電池使用循環次數。一旦引入反向充電，車載電池造成的耗損難以斷定。“車企賣出車之后，用戶經常賣電，導致電池壽命大大減少，車企如何給電池進行保修？”韶元駿如是說。
新能源及智能網聯汽車獨立研究員曹廣平也提出，電動汽車在不使用狀態下為家庭供電是一種不錯選擇，而讓車輛承擔削峰填谷的作用，就算車主能夠收獲部分經濟效益，也很難抵消電池的壽命損失和昂貴的電池成本。美國夏威夷自然能源研究所的一項研究表明，在恒定功率下，V2G會顯著降低電池壽命至5年甚至以下。若因V2G造成對汽車電池的巨大損耗，難免本末倒置。因此，若想讓車-能雙向互動成為現實，除了提升V2G技術，還需關注長壽命循環電池技術的進步。
此外，智慧新能源系統的發展必須循序漸進，在實現車網互動前，必須先實現從無序充電到有序充電的過渡。韶元駿指出，目前大多車企喜歡搞大功率充電樁，建立快充站，這對電網的沖擊非常大。因此，有序充電的形成必須要鼓勵慢充，引導車主合理調配充電時間。中國汽車工業咨詢委員會主任安慶衡表示，若想做到有序充電，真正發揮電動汽車的儲能功能，必須發展智能充電技術。“汽車和電網的智能充電技術必須解決，想辦法把風電、光電這些清潔的電儲存進電網中。”他說。
當然，車家互動、車網互動的前提是要有可適配的設施。崔東樹表示，目前我國慢充樁尚未實現雙向充電和儲電功能，基礎設施尚不完善。中國工程院院士、清華大學教授江億此前曾表示，若想充分開發電動汽車電池的儲能潛力，智能主動式充電樁系統和網絡基礎設施要優先建立。
此外，智慧新能源系統絕不可忽略氫能的發展。安慶衡指出，目前氫能相關技術進步速度較快。從2008年北京奧運會上出現的氫燃料電池車，到2022年依托北京冬奧會進行的氫燃料電池汽車示范工程建設，我國氫能發展在制氫、儲氫、零部件等方面均取得一定進展。不過，曹廣平表示，氫的綠色來源成本很高，儲氫耗能安全系數和復雜程度較高，智能化使用尚難實現。
安慶衡提出，目前國內的車網互動、車能融合正處于發展階段，無論是V2G、車載電池還是智能充電等技術都需要汽車行業與電力、能源等部門相互協調，共同發展，形成強大的技術合力。安慶衡稱：“各方都有車網互動的積極性，只要可再生能源比例和裝機量越來越大、發電量越來越多、質量也越來越高，想辦法讓它們入網、使用，并和汽車充儲電聯系起來，這個網絡慢慢就建立起來了。”
跨界協同 共建能源網絡
全國政協副主席、中國科協主席萬鋼在第三屆世界新能源汽車大會上指出，在以新能源汽車促進汽車產業實現“雙碳”目標的同時，“車能融合”、“車路協同”、“車網互聯”實現跨界協同，成為產業發展的必然趨勢。中國電子信息產業發展研究院副院長劉文強也表示，車網融合看似簡單，但實際上涉及電力系統、交通系統、組建規劃、生產制造系統等多個系統，因此車網融合方案的推進必須慎重。建設新能源動力與新能源電力一體化的氫-電智慧新能源系統，必須走跨界協同之路。
在共建能源網絡的過程中，新能源汽車作為終端產品，對于上游能源結構調整的影響必然是巨大的。安慶衡指出，可再生能源、新能源汽車已成為支撐我國國民經濟發展的兩大新興產業。對于可再生能源的利用，離不開電動汽車的儲能支撐。崔東樹同樣強調，必須強化電動汽車作為儲能設備的功能。“在缺電的背景下，我們必須要實現電力的有效存儲和應用。我們也可以學習美國一些小鎮對風電、光伏等可再生能源的利用，將智慧新能源系統建設與新農村建設結合起來。”崔東樹表示。
“新四化”背景下，新能源汽車不再僅僅具備交通屬性，在智能化的發展下，汽車將成為智能終端，而電動化的發展趨勢讓汽車也具備了能源屬性，電動汽車可以充電，也可以放電，成為了一個移動儲能單元，這意味著汽車行業定位也將發生巨大變化。
歐陽明高此前指出，未來汽車行業有兩條發展路線，一種是往ICT行業發展，一種是往能源行業發展。近日盛傳的吉利跨界造手機便體現了車企對ICT（信息和通訊）企業的反向沖擊。車企轉型能源行業也已然出現先驅。在電動汽車領域玩得風生水起的特斯拉始終定位能源企業，特斯拉創始人馬斯克也曾多次表示其能源業務要在10年內趕超電動車業務。早在2012年，特斯拉首批儲能試點項目便已正式投建運營。在經過幾年的摸索后，2015年，特斯拉能源公司正式成立。同年，馬斯克宣布發售懸掛式家用儲能電池Powerwall，這標志著特斯拉儲能業務正式走向B2C。此后，馬斯克又收購光伏開發商SolarCity，開展深度光儲項目，特斯拉進一步向一家能源公司轉型。
不可否認的是，智慧新能源系統的建立不僅僅與車企相關，與電池企業關系更甚。韶元駿指出，在不斷加大可再生能源使用的情況下，由于風電、潮汐能、太陽能等能源具有周期性，未來出現限電、斷電的情況會有所增加。因此，電池企業必須出手，為用戶提供特斯拉式的家庭儲能單元。
