5月20日,國家發改委、國家數據局、財政部、自然資源部四部門發文指出,要推動新能源汽車融入新型電力系統,推進城市智能基礎設施與智能網聯汽車協同發展。作為可調節負荷和移動儲能資源,新能源汽車可以參與電力現貨市場、需求響應等,是構建新型電力系統的重要組成部分。
當前,新能源汽車市場呈現出驚人的增長速度,也帶動了充電樁市場的快速發展。大規模新能源汽車充電補能會加劇電網的負擔,且新能源汽車充電往往集中在晚間用電高峰期,對電網的穩定和安全產生影響,新能源汽車的有序充電和儲能資源利用成為新型電力系統建設的重要方向。
此外,當前新能源汽車既沒有大量使用新能源電力作為能量來源,降低新能源汽車的低碳減排效果;又沒有充分發揮自身可調節負荷和移動儲能作用,在參與構建新型電力統方面受到較多制約。如何推動新能源汽車更好融入新型電力系統、實現新能源汽車更多地使用新能源電力,對保障電網安全、促進交通領域綠色低碳轉型意義重大。
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新能源汽車數量快速增長,充電補能帶來更大挑戰
“雙碳”目標提出后,我國加快各領域綠色低碳轉型步伐,新能源汽車成為交通領域低碳轉型的主要抓手。國家先后出臺《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》、延長新能源汽車財政補貼實施期限、開展新能源汽車下鄉活動等系列政策和措施,推動新能源汽車市場快速發展。
在政策推動和市場驅動下,我國新能源汽車便進入了快速發展的階段。新能源汽車市場滲透率從之前的個位數快速攀升至30%以上,并帶動充電樁設施的市場發展和擴容。綜合公安部和中汽協數據,截至2023年年底,全國新能源汽車保有量達2041萬輛,其中純電動汽車保有量1552萬輛,占新能源汽車保有量的76.04%。今年1-4月,新能源汽車國內銷量完成252萬輛。
在推動新能源汽車發展的同時,國家也同步推進充電樁基礎設施的建設,出臺《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》等系列政策,支撐新能源汽車的使用和推廣。
根據中國充電聯盟數據,今年1-4月,充電基礎設施增量為101.7萬臺,同比上升15.4%。其中公共充電樁增量為25.1萬臺,同比上升10.3%,隨車配建私人充電樁增量為76.7萬臺,同比上升17.1%。截至2024年4月,全國充電基礎設施累計數量為961.3萬臺,同比增加57.8%。
數據來源:wind,新京報零碳研究院制圖
新能源汽車和充電樁市場的持續擴大,帶動了巨大的充電補能需求。其中,僅在公共充電領域,2023年1-12月,行業充電量累計達到359.7億度,同比增長68.7%。從充電樁公共和私樁占比來看,大量建設在社區內的私人充電樁將產生更大規模的充電量,這無疑對社區電網的電力供應和電網穩定產生了較大挑戰。
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新能源汽車使用新能源電需要充電樁建設運營模式的創新
當前,我國電力結構中仍有60%多為火電,傳統充電樁下新能源汽車充電補能主要通過直接連接電網的方式來完成,這樣既不利于新能汽車的低碳減排又不利于電網的穩定和安全。
2022年,國家發改委等部門印發的《關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》提出,推進車網互動技術創新與試點示范,探索新能源汽車參與電力現貨市場的實施路徑,研究完善新能源汽車消費和儲放綠色電力的交易和調度機制,以及探索單位和園區內部充電設施開展“光儲充放”一體化試點應用。
“光儲充放”一體化,即“光伏+儲能+汽車充放電”模式。隨著新能源汽車不斷普及、光伏平價上網、儲能電池成本不斷降低,整體配套基礎設施趨于完善,光儲充放的應用模式已經具備商業價值。因此,建設“光儲充放”一體化充電樁被認為是解決新能源汽車與充電樁發展問題的一種理想方案。
“光儲充放”一體化通過光伏發電和儲能技術,自由調節和調度電力需求,既能夠提升電力系統的安全性與穩定性,也為充電樁提供了新的盈利方式;同時,“光儲充放”一體化電站可以充分發揮儲能的調節作用,在用電低谷期儲存電力,在新能源汽車充電高峰期釋放電能量,保障電網的安全,實現有序充電。
此外,最重要的是,“光儲充放”一體化電站可以讓新能源汽車通過光伏發電實現充電補能,促進綠色電力就地消納,進一步提升新能源汽車環境節能減排效益。
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充電站需要進一步打開參與電力市場的途徑
雖然“光儲充放”一體化電站可以較大程度上實現新能源汽車使用新能源電,并減低新能源汽車充電對電網的沖擊。但如果“光儲充放”一體化電站僅僅局限于與電網的單向互動,則就束縛了“光儲充放”電站的潛力,也浪費了大規模新能源汽車的靈活調節能力。
近日,廣西便首次將新能源電動汽車運營商納入市場交易,讓新能源汽車充電運營商參與低谷電力消納交易,預計拉動低谷電量增長24.74萬千瓦時。數據顯示,2023年我國動力電池裝車量387.7GWh,動力電池是儲能電池的4倍多。預計,2030年新能源汽車保有量超1億,動力電池裝車總量預計超50億kWh。新能源汽車將成為我國電化學儲能體系的重要組成部分。
新能源汽車通過“光儲充放”一體化電站與供電網絡相連,可有效發揮新能源汽車動力電池作為可控負荷或移動儲能的靈活性調節能力,為新型電力系統高效經濟運行提供重要支撐。因此,需要推動充電站與電網實現融合發展,充分發揮新能源汽車作為可調節負荷和儲能的作用,讓“光儲充放”一體化充電樁和新能源汽車成為構建新型電力系統的一部分。
2023年12月,國家發展改革委等部門發布《關于加強新能源汽車與電網融合互動的實施意見》,提出要建設車網互動技術標準體系,智能有序充電得到全面推廣。同時,提出要優化充電峰谷電價機制,推動充電設施參與削峰填谷、虛擬電廠、聚合交易等應用場景,到2030年,力爭為電力系統提供千萬千瓦級的雙向靈活性調節能力。
尤其在居民社區領域,推動大量私家新能源汽車和充電樁有序充電、實現對大規模私家新能源汽車儲能資源的利用意義重大。一方面可以保障社區電網的安全,減少對居民正常生活用電的干擾;另一方面可以通過參與電力市場購買更多可再生能源電力,促進新能源電力消納和新能源汽車更多使用綠電。