近日，大眾汽車集團(tuán)表示，將從2022年起對(duì)出自集團(tuán)MEB平臺(tái)的所有純電動(dòng)車型推出“車對(duì)網(wǎng)”（V2G：Vehicle-to-grid）雙向充電技術(shù)，希望率先成為歐洲第一家將V2G投入商用的汽車制造商。由此，再次引發(fā)業(yè)界對(duì)電動(dòng)汽車V2G雙向充電的關(guān)注。

V2G雙向充電技術(shù)之所以備受關(guān)注，是因?yàn)槠鋵?duì)于解決電力能源緊缺及應(yīng)急供電有實(shí)際意義。“V2G包含電動(dòng)汽車相互之間、電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的雙向充電，以及緊急情況下對(duì)民用電力的供電，一旦實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，無論是對(duì)消費(fèi)者、汽車企業(yè)還是電力企業(yè)以及充電設(shè)施企業(yè)都是利好。”廣東工業(yè)大學(xué)新能源材料研究中心研究員陳新泰在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)說，但目前V2G大規(guī)模商業(yè)化道路上仍有一道道需要跨越的“坎兒”。

V2G將成能源轉(zhuǎn)型支點(diǎn)

截至2020年底，全球電動(dòng)汽車保有量已經(jīng)接近1000萬輛，正對(duì)各國電網(wǎng)的供電能力形成新的考驗(yàn)。數(shù)據(jù)顯示，2020年全球電動(dòng)汽車的銷量達(dá)到324萬輛，比2019年的226萬輛增長43％。其中，具有V2G雙向充電功能的車輛寥寥無幾。而一旦遭遇像今年2月美國得克薩斯州大停電類似的緊急情況，普通電動(dòng)汽車充電就會(huì)變得困難重重。而V2G技術(shù)一旦普及，無論是車與車之間，還是在車與電網(wǎng)之間的雙向充電，就會(huì)在很大程度上緩解這種窘境。

“目前全球有50余項(xiàng)V2G試點(diǎn)示范項(xiàng)目，主要集中在美國、歐洲、日本和韓國等地，包括技術(shù)驗(yàn)證、示范推廣、商業(yè)化運(yùn)行等不同類型。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室工程師魏冬在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)談到，V2G技術(shù)一旦商業(yè)化，不僅可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的雙向能量互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)日常穩(wěn)定供電和應(yīng)急供電保障，而且還能夠顯著降低電動(dòng)汽車的全周期成本，純電動(dòng)汽車可以通過電力市場(chǎng)交易獲得額外輔助服務(wù)或峰谷差價(jià)收益，從而在經(jīng)濟(jì)性上達(dá)到甚至超過燃油車，加速電動(dòng)汽車取代燃油車的進(jìn)程。中國工程院院士黃其勵(lì)也看好V2G技術(shù)成為能源轉(zhuǎn)型的支點(diǎn)，因?yàn)樵摷夹g(shù)能促進(jìn)車網(wǎng)一體。

除了大眾汽車，大眾集團(tuán)旗下奧迪、斯柯達(dá)、西雅特等子品牌電動(dòng)汽車也將實(shí)現(xiàn)V2G充電。在全球范圍內(nèi)，日產(chǎn)聆風(fēng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了V2G雙向充電功能；雷諾也在歐洲推出V2G試點(diǎn)項(xiàng)目，由ZOE純電動(dòng)車組成的車隊(duì)來“反哺”電網(wǎng)。在2020年疫情防控期間，菲亞特克萊斯勒（FCA）宣布在其意大利工廠啟動(dòng)V2G試點(diǎn)項(xiàng)目，旨在實(shí)現(xiàn)FCA旗下純電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間的雙向充電。特斯拉也在積極準(zhǔn)備為旗下主力車型Model 3和Model Y搭載V2G雙向充電的功能。

國內(nèi)V2G發(fā)展亟待提速

與歐美等地的蓬勃發(fā)展的熱潮相比，V2G在國內(nèi)顯得有些“冷清”。

4月13日，浙江吉利控股集團(tuán)有限公司獲得“一種車對(duì)車充電的裝置及方法”的發(fā)明專利授權(quán)。該專利提出了一種車對(duì)車充電的裝置及方法，其中包括車載雙向充電機(jī)、充放電連接裝置和控制盒等。不過，配備了V2G技術(shù)的車型在國內(nèi)可謂鳳毛麟角。2013年，比亞迪純電動(dòng)汽車e6上曾配備了雙向逆變充放電驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器（簡(jiǎn)稱“逆變器”），并且在國內(nèi)申請(qǐng)了42項(xiàng)相關(guān)技術(shù)專利。

總體而言，國內(nèi)V2G發(fā)展仍顯得有些遲緩。根據(jù)前兩年出臺(tái)的有關(guān)文件，國內(nèi)V2G發(fā)展的計(jì)劃是，2020年之前，開展小批量多批次的V2G試驗(yàn)驗(yàn)證，參與雙向充電的電動(dòng)汽車數(shù)量可控制在10～300輛，主要任務(wù)是驗(yàn)證多臺(tái)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)雙向充電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多輛電動(dòng)汽車的相互充電放電。2020年～2025年，主要開展規(guī)模化電動(dòng)汽車（數(shù)量一般不少于500輛）與電網(wǎng)雙向充電的示范運(yùn)行。2026年之后逐步商業(yè)化推廣。

“由此可見，這與歐美日的推進(jìn)步伐相比，亟待提速。”山東省電池行業(yè)協(xié)會(huì)理事會(huì)專家楊建平在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，國內(nèi)的研究顯示，當(dāng)城市中的純電動(dòng)汽車保有量增長加速（預(yù)計(jì)2035年城市電動(dòng)汽車保有量超過300萬輛），且快充模式占比相對(duì)較高時(shí)，我國城市電網(wǎng)峰值負(fù)荷的增幅在極端情況下，可能使部分地區(qū)的電源裝機(jī)容量、輸電線路容量出現(xiàn)缺口。“因此，我國應(yīng)該盡快推動(dòng)V2G技術(shù)應(yīng)用及商業(yè)化進(jìn)程。”他說。

“車-樁-網(wǎng)”多重瓶頸待破

“V2G技術(shù)的商業(yè)化無疑潛力巨大，但目前在車、樁、網(wǎng)、人等方面還有一些亟待解決的瓶頸和難題。”東方證券汽車行業(yè)分析師覃筱鵬向《中國汽車報(bào)》記者表示，只有正視并認(rèn)真解決這些難題，V2G商業(yè)化才會(huì)加速實(shí)現(xiàn)。

在車的方面，主要是受到電池壽命的制約。“在電動(dòng)汽車上配置V2G技術(shù)有兩大問題需要解決，一是關(guān)鍵核心技術(shù)是逆變器技術(shù)的研發(fā)，二是車載動(dòng)力電池的壽命影響，這也是車主是否能接受V2G的關(guān)鍵。”陳新泰介紹，一方面，通俗地說，普通逆變器只能輸出200W的電流，相當(dāng)于只能供一只或幾只傳統(tǒng)的白熾燈燈泡，而V2G的逆變器充放電可以直接帶動(dòng)10～25kW的電器，相當(dāng)于一個(gè)小型移動(dòng)儲(chǔ)能電站。另一方面，V2G技術(shù)不可避免地會(huì)增加車載動(dòng)力電池的充放電次數(shù)，而影響到電池的壽命。這也是特斯拉前些年一直不愿意部署V2G雙向充電技術(shù)“上車”的主要原因。因此，對(duì)于產(chǎn)銷規(guī)模相對(duì)較小的一些電動(dòng)汽車品牌來看，意義不大。

在充電樁方面，需要對(duì)現(xiàn)有的充電樁進(jìn)行技術(shù)改造。魏冬告訴記者，適應(yīng)V2G技術(shù)的充電樁或充電站中有兩種方案，一種是直接對(duì)電路進(jìn)行改造；另一種是在充電樁或充電站配備儲(chǔ)能電池。兩種技術(shù)方案目的相同，既可以正常給電動(dòng)汽車充電，電動(dòng)汽車也可以將電返回到充電樁的儲(chǔ)能電池中，但是改造費(fèi)用很接近。無論采用哪一種方案，都需要對(duì)充電樁或充電站進(jìn)行改造，目前絕大多數(shù)充電樁和充電樁設(shè)備只有輸出電流，沒有輸入電流功能，無法適應(yīng)V2G的應(yīng)用。

在電網(wǎng)方面，楊建平解釋說，其中面臨兩大難題。一是V2G雙向充電，需要從技術(shù)上解決車網(wǎng)協(xié)同控制及管理。眾所周知，社會(huì)用電量非常明顯地呈現(xiàn)波峰波谷狀態(tài)，目前主要是夏季冬季的用電高峰，但伴隨著電動(dòng)汽車的不斷增多，而且電動(dòng)汽車的充電及放電時(shí)間是高度隨機(jī)性的，如果不能進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制及管理的話，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)網(wǎng)損及電能穩(wěn)定性產(chǎn)生巨大影響。二是技術(shù)上要解決回輸電流不穩(wěn)定問題，特別是在電力回輸入電網(wǎng)時(shí)需要穩(wěn)定的電流。如果某一時(shí)刻產(chǎn)生大規(guī)模電量供求變化，會(huì)對(duì)電網(wǎng)本身產(chǎn)生一定的沖擊，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生電網(wǎng)電流不穩(wěn)，可能引起變電站跳閘，而跳閘又會(huì)導(dǎo)致停電等事故。

特來電市場(chǎng)總監(jiān)路文剛在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)也認(rèn)為，V2G商業(yè)化應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)在于智能電網(wǎng)中的系統(tǒng)能量管理。“電動(dòng)汽車要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化充放電時(shí)，需要跟區(qū)域內(nèi)的分布式光伏、分布式儲(chǔ)能構(gòu)建組成多重功能合一的微電網(wǎng)系統(tǒng)，一方面實(shí)現(xiàn)區(qū)域自治，對(duì)區(qū)域內(nèi)的能源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，自放自用，經(jīng)濟(jì)用電等；另一方面是發(fā)揮負(fù)荷聚合服務(wù)商的作用，與大電網(wǎng)友好互動(dòng)和協(xié)同，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)度、削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓等。”他說，“特來電一直踐行的充電網(wǎng)技術(shù)路線就是一種微電網(wǎng)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車規(guī)模化充放電的最佳方案。”

V2G巨大經(jīng)濟(jì)效益待挖掘

從人的角度來看，主要是車主是否能接受V2G技術(shù)。路文剛表示，實(shí)際上，V2G技術(shù)對(duì)電池壽命的影響微乎其微，帶給車主的收益卻是實(shí)實(shí)在在的。一位比亞迪唐EV600D車主告訴記者，該車的三元鋰電池容量為82.8kWh，即滿電為82度電左右，而目前的充電設(shè)施白天波峰時(shí)段價(jià)格為0.617元/kWh，后半夜的波谷時(shí)段價(jià)格為0.307元/kWh。該車的續(xù)駛里程為500公里，一般上下班等活動(dòng)每天使用不到100公里，剩余400公里約有80％的電量可出售給電網(wǎng)，即使按照70％來算，電量也有57.4kWh。理論上，車主每天可以得到17.8元至20.3元收益；一年累計(jì)收入可以達(dá)到6497元至7409.5元。

“相信隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，也會(huì)推動(dòng)消費(fèi)觀念的改變，其實(shí)，如果從整個(gè)能源結(jié)構(gòu)、布局以及發(fā)展新能源來看，V2G的商業(yè)化更有價(jià)值。”楊建平表示，V2G技術(shù)不僅具有“削峰填谷”的作用，還可以在電動(dòng)汽車路上拋錨、遭遇自然災(zāi)害、電網(wǎng)供應(yīng)意外等緊急情況下提供電力，優(yōu)勢(shì)更為突出。

截至目前，國內(nèi)新能源汽車總數(shù)已經(jīng)接近500萬輛，而且隨著《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021年～2035年）》的落實(shí)，新能源汽車數(shù)量還將有大幅增長，傳統(tǒng)充電方式可能造成的電力供應(yīng)壓力，以及V2G自身所擁有的優(yōu)勢(shì)，為V2G商業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。中國電動(dòng)汽車百人會(huì)也建議，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)營商等多方主體共贏的商業(yè)模式。

“V2G技術(shù)可以有效降低新能源汽車用電成本，對(duì)于大力發(fā)展新能源、助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和具有實(shí)際作用，隨著車、樁、網(wǎng)等問題的解決，消費(fèi)者的消費(fèi)觀念也一定會(huì)發(fā)生變化，如果再加上政策支持和國際競(jìng)爭(zhēng)倒逼作用，V2G的商業(yè)化步伐一定會(huì)提速。”覃筱鵬表示。