帮你持家又赚钱智能汽车电网V2G

NES记者/杨朔

帮你持家又赚钱智能汽车电网V2G

NES记者/杨朔

试想一下，如果你有一辆插电式混合动力汽车（PHEV）或者电动汽车（EV），充电就是不得不进行的一项工作。在充电的过程中，电费是你必须要付的吧？如果现在有一项技术使你进行充电不仅不用支付电费，并且还有利可图——听起来像美梦般的充电基础设施如今正在开发之中。这就是智能汽车电网V2G(vehicle-to -grid)。

V2G到底是什么？ 有什么用？

早在20世纪90年代,人们便注意到电动汽车不同于电网中的其他因子。它们具有高度的移动性和不可预测性，因而电动汽车的大量接入会对电网产生影响。但由于当时的技术条件所限以及电动汽车的数量较少,研究只处于初始阶段,并没有提出具体的解决方案。

V2G 是Vehicle-to-Grid的简称，它的核心思想在于电动汽车和电网的互动，利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。

当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电;而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量，避免造成浪费。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时，从电网买电，电网电价高时向电网售电，从而获得一定的收益。

当电动汽车作为负荷时,可以通过技术手段和经济手段合理安排充电时间,实现有序充电管理,达到移峰填谷的效果,提高系统运行效率，减少对电网安全的影响。而另一方面,当动力电池作为储能装置时,可以将其作为系统的备用容量,或者峰荷时向电网提供能量,优化电网运行。在这种背景下,V2G的概念应运而生。

V2G技术实现了电网与车辆的双向互动，是智能电网技术的重要组成部分。V2G技术的发展将极大地影响未来电动汽车商业运行模式。研究表明，与智能车辆和智能电网同步进展，插电式混合动力汽车(PHEV)和纯电动汽车(EV)将在20年之内成为配电系统本身不可分割的一部分，提供储能，平衡需求，提高紧急供电和电网的稳定性。据研究显示，90%以上的乘用车辆每天平均行驶时间1小时左右，95%的时间处于闲置状态。将处于停驶状态的电动汽车接入电网，并且数量足够多时，电动汽车就可以作为可移动的分布式储能装置，在满足电动汽车用户行驶需求的前提下，将剩余电能可控回馈到电网。

V2G对于各方有哪些好处？

在大规模应用V2G技术和智能电网技术之后，电动汽车电池的充放电将被统一化。根据既定的充放电策略，电动汽车用户、电网企业和汽车企业将在利益上获得共赢。V2G技术的一个特点是,能够将电池的充放电进行统一部署,利用“在用电波谷时段充电,波峰时段售电”这一高效的充放电策略,使电动汽车用户、电网企业以及汽车企业共享利益。

对电动汽车用户而言,在实行浮动电价的前提下,选择在低电价时给车辆充电,高电价时将储存的能量出售给智能电网,利用其中的差价来获得补贴,降低置换电动汽车的使用成本;对于电网公司而言,电动汽车可作为可移动储能装置和调峰系统,在电力供应富余时充电,提高电力的利用效率,在用电紧张时放电,缓解用电压力,延缓电网建设投资,提高电网运行效率和可靠性;对于汽车企业而言,目前面临着电动汽车短时间内不能大量普及的困境,一个重要原因就是电动汽车的成本过高,V2G技术的运用则能使电动汽车的使用成本有效降低,降低电动汽车用户的负担,反过来必然也将会推动电动汽车的大力发展,汽车企业也将会迎来新的发展契机。

V2G作为一种构建电动汽车与智能电网之间互动关系的技术,具有重要的战略意义。首先,电动汽车使用的规模化,能够直接降低汽车使用周期的CO2排放。其次,通过V2G技术,能够整合可再生能源,平衡电网峰谷负荷,从而提高能源的使用效率。最后,V2G技术还能够让电动汽车通过调峰来获取可观的经济效益。

V2G听起来很美 实际应用上呢？

V2G技术使得风能、太阳能等新能源大规模接入电网成为可能。风能和太阳能受天气、地域、时间段的影响，不可预测性、波动性和间歇性使其不可直接接入电网，以免影响电网稳定。目前所建风力发电厂的60%以上能量都因为不够稳定而不能接入电网。

太阳能产出最强的时段是在正午，而风能则是在晚上，且两者都具有不可预见性，电网同样存在类似问题。由于存储空间有限，能源的产生和消耗最好发生在同一时段。拿风力发电来说，在风力最强盛的时候，风力发电站甚至会关掉机器，避免浪费。但如果每晚都有成百万的电动汽车等待充电，那这部分可再生能源就有了可去之处。

通过V2G技术，可用电动汽车来存储风能和太阳能发出的电能，再稳定地送入电网。而且，如果这些车辆还能相互通信，并且做到能源智能化分享，那就能避免用电高峰给电网造成的压力。

据2009年6月英国《卫报》的报道称，丹麦政府、丹麦能源协会、丹麦Dong公司和德国西门子公司在丹麦一座岛屿上试验利用电动汽车电池存储风电，这个被称为“利用可持续能源与开放式网络的分布式以及一体化市场中的电动汽车”(英文缩写为Edison)的项目中，利用V2G技术在风力强劲时，使用停放的电动汽车上的电池来存储多余的电力；当无风时，电池可将电力回馈到电网，因此允许建设更多的风力涡轮机，可为该岛屿提供高达50%的电力，而且不会让电网崩溃。在该项目中有4万居民被招募参加试验，这是迄今为止V2G技术最大规模的示范化应用。

在V2G概念的应用上，日本厂商也走在了前面。在日本311大地震之后，日本实行的计划停电政策使得因自然灾害造成的停电情况增多，拥有V2G功能的电动汽车既能通过“错峰用电”减少家庭的电费支出，又可以在停电时作为应急电源使用，因而受到了越来越多的欢迎。日产、本田和丰田都推出了自家的V2G产品。

而日产汽车公司与美国通用电气(GE)公司2010年宣布，将共同研究利用电动汽车(EV)的蓄电池，推动新一代电网“智能电网”运用的Vehicle-to-Grid(V2G)技术。日产汽车公司从事电动汽车及蓄电池技术等开发业务的10名员工将在通用电气公司研究所的所在地纽约州进行试验，研究期限为3年。两家公司设想开发出根据电力系统的供求情况，经由多个电动汽车的蓄电池进行充放电，从而实现电网稳定化的技术等。

日产汽车公司正在积极致力于可实现智能电网与电动汽车相连接的技术开发，比如参加横滨市的实证实验等。日产汽车公司认为，通过与全球著名的通用公司就智能电网技术进行共同研究，会加快技术开发的步伐。

两家公司将主要在两个领域进行共同研究。一是将电动汽车的蓄电池用于住宅供电的Vehicle-to-Home(V2H)技术；另一个是通过管理多个电动汽车的蓄电池，将其运用于电网的V2G技术。

充电桩则成了商家必争之地

从目前情况来看，纯电动汽车（EV）和插电式混合动力汽车（PHEV）的价格至少在未来5年仍会维持高位，且真正在汽车市场上占有一席之地尚需时日。然而，充电基础设施发展的步伐却不像PHEV/EV市场那样悠闲。在美国，大规模智能电网建设用的充电基础设施正在突飞猛进。

充电基础设施的开发还有一个重要的方面，即其有可能在汽车和家电等既有的庞大市场中成为主要角色。

为何这么说？曾参与过Cisco通讯设备业务、之后创立了从事具有通讯功能的充电站业务的美国Coulomb Technologies公司的Richard Lowenthal对此解释道：“管理充电基础设施的公司可以控制PHEV、EV及家庭所需电源的‘龙头’。如果他们关闭‘龙头’，汽车和家电就会停止运作。控制电源的人有很大的权力。”

这并不是一场白日梦，业界的巨擎已在采取行动。美国的通用电气（GE）在2010年2月17日宣布，其已和一家高科技公司合作研发包括GE智慧型电表等汽车充电设备。此充电器可以遥控PHEV/EV电池的充电状态，即可操控汽车上的“龙头”。许多大企业都认为“潜力无穷”而急于加入。

国外如火如荼 国内又如何？

在国内,V2G还是一个比较新的概念。作为智能电网重要的组成部分,其各项研究仍处于起步阶段。虽然我国还没有制定出V2G建设的相关发展战略,但智能电网建设的一些研究成果实际上为V2G的发展提供了重要的参考。国家电网公司曾在上海世博会的国家电网场馆附近演示了电动汽车(EV)和充电插座之间可进行双向电力交换的V2G技术。利用电动汽车的蓄电池，可使电网运行更加稳定。比如，当太阳能电池等可再生能源的输出功率急剧下降时，可由数十到数百辆电动汽车向电网供电，以此减少停电等现象。

目前,汽车工业正在进行一场“低碳革命”,实际上是一次电动汽车大规模代替传统汽车的过程。可以说,电动汽车的产业化是V2G大规模投入运用的基础。但是由于商业化模式尚未形成,市场上的电动汽车还存在着价格偏高的问题,这也使得V2G技术的发展相对来说比较迟缓。因此,若想将V2G技术的智能充电过程融入商业化运作,首先要及时激发终端消费者的购买欲望,培育起大规模成型的终端市场。目前,已经有很多国家在电动汽车市场推广上制定并实施了大力度的补贴措施。在具体政策安排上,除了补贴和税费减免之外,政府还可考虑建立与汽车能耗和污染排放挂钩的税收机制,增加传统燃油车的使用成本,从而激发消费者购买和使用电动汽车的积极性。

由于电动汽车具有节能环保等优势,包括中国在内的许多国家正大力发展电动汽车产业。但大规模的电动汽车接入,势必会给电网带来许多新的挑战,而新型电网技术V2G的提出,也给解决这些问题带来了契机。