电动汽车储能的关键：商业模式与政策激励

　　2018年9月18日，自然资源保护协会(NRDC)与国家发改委能源研究所在京发布最新报告《电动汽车储能市场及激励机制研究》。在发布会上，NRDC高级政策分析师金亨美对研究项目进行了介绍，国家发改委能源研究所刘坚博士介绍了报告的重点内容。国家发改委能源研究所能源系统分析和市场研究中心研究员姜克隽、清华大学电机系副教授胡泽春、汽车工程学会技术标准部项目总监郑亚莉、星星充电首席科学家王常青、国网电动汽车服务有限公司高级工程师何博等专家出席了发布会。

　　国家发改委能源研究所刘坚博士

　　目前中国已成为全球最大电动汽车产销及保有量市场，电动汽车总量约占全球三分之一，在全球率先步入对传统燃油汽车规模替代阶段。随着电池成本下降和电力市场改革深化，电动汽车储能的商业价值也将逐步显现。然而，目前推广电动汽车储能仍面临市场门槛、技术经济性及用户意愿方面的障碍。国家发改委2018年7月印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》，明确提出鼓励电动汽车提供储能服务并通过峰谷价差获得收益，传递了积极的政策信号。

　　在NRDC与能源研究所合作的上一份报告《电动汽车储能技术潜力及经济性研究》(2018年2月)的基础上，本次发布的报告对促进电动汽车储能的市场环境及激励机制进行了研究，并通过案例分析和用户调研评估了大规模电动汽车参与储能所带来的价值和障碍。报告发现，负荷侧峰谷电价套利是近期电动汽车储能实现经济价值的直接途径，而电动汽车参与电力需求响应、提供电力辅助服务及消纳可再生能源并无明显技术障碍。但目前电动汽车用户对储能认知较为有限，一般消费者对动力电池寿命存在顾虑，而动力电池能量密度的提高和成本降低将显著提升电动汽车参与储能的经济性和用户接受度。此外，电动汽车具有分布散、规模小、不规律的特点，其参与电力系统储能存在市场准入、规模门槛、计量计费等方面的制约。聚合服务和平台化接入势必成为电动汽车储能的关键。车辆服务商、充电运营商、负荷集成商等市场主体可根据自身条件通过分时电价、实时电价、灵活套餐等方式聚合车辆资源并代表分散用户参与市场交易。

　　报告指出，由于各地峰谷电价水平不同，我国电动汽车采用错峰充电的经济价值存在较大差异，不同车型电量消费也将影响电动汽车错峰充电综合收益。报告对比了乘用车、物流车、客车三类车型在宁夏、北京两地进行峰谷错峰和平谷错峰充电的用车生命周期收益情况。对于乘用车，两地进行错峰充电的单车全生命周期收益约在6000元到2.4万元之间;对于客车，两地单车收益约在15.8万元到64.8万元之间。

　　报告指出，目前动力电池续航能力仍然有限，而电动汽车储能必然牺牲部分电池循环寿命，若这种牺牲影响了车辆出行需求，电动汽车储能则难以推行。其次，电动汽车动力电池技术路线也将最终影响电动汽车储能前景。目前，提升能量密度是动力电池研发的首要目标之一，但由于电池材料的技术进步往往存在“木桶效应”，即提升某一方面性能势必牺牲其他方面性能，一味提升能量密度则会影响循环寿命等其他电池参数的进步速度，进而影响电动汽车储能效果。未来动力电池技术路线的选择将直接影响电动汽车储能前景。目前趋势看，动力电池研发对循环寿命等储能应用关键参数的关注度相对较低。报告认为，随着车辆共享商业模式推广和无人驾驶技术的不断成熟，未来电动汽车和动力电池的使用强度都有上升趋势，提高循环寿命无疑是动力电池和储能电池的共同需求。

　　报告通过在苏州市进行问卷调研的方式来研究电动汽车用户对储能充放电服务的真实意愿，尝试从动力电池技术成熟度和经济性水平两个角度来衡量电动汽车参与电力系统运行的经济可行潜力。问卷对电动汽车用户车型参数、出行行为、参与有序充电以及电动汽车与电网双向互动(V2G)的意愿度进行了调查。调查发现，有序充电方面，私家车用户接受度相对较高， 53%的私家车用户愿意在不降低电池使用寿命的前提下获取充电费用降低;出租车和公交车用户接受度较低，分别为15%和17%。V2G方面，各类车型接受度普遍偏低，其中商务车用户接受度比例相对最高，愿意考虑以电池寿命下降来换取补偿的受访者占比为29%，其他各类车型接受度在20%以下，其中出租车用户接受度仅为4%。私家车用户对参与储能的净收益较为敏感：当净收益在0.2元/度以下时，用户接受度不足5%;当净收益提升至0.8元/度以上时，用户接受度接近20%。

　　分析表明，用户对电动汽车储能接受度的高低与电动汽车车型种类有直接关系。对于私家车、商务车而言，出行/运营强度、续航能力要求相对较低，充电量需求较小，停车时间较长，调整充放电的弹性较大，对电动汽车储能亦能表现出较高接受度;相反，虽然出租车、公交车用户充电量需求较大，但运营强度同样较高，且大多已通过低谷充电降低电费，进一步调节充放电的空间十分有限，用户对有序充电或V2G的态度也更为消极。相比有序充电，参与V2G还将导致电池寿命折损的成本。大多数受访者表现出对电池寿命和质保的担忧。车辆有序充电并不会对电池寿命产生影响，V2G带来的影响也将随着电池容量和循环寿命的提升逐渐减弱。从经济性来看，电动汽车储能所带来的价值收益也可弥补甚至超过电池老化成本。

　　报告建议，政府应明确车辆服务商、充电运营商、负荷集成商等电动汽车聚合商参与电力市场的市场身份与地位，降低电动汽车储能参与市场的功率容量门槛，完善电动汽车充放电计量并允许电动汽车通过聚合集成的方式参与电力系统服务。电动汽车聚合商可通过综合服务套餐整合分散的电动汽车充电资源和改变电动汽车充电行为，不仅降低了分散用户进入市场的门槛，也提升了其从批发电力市场竞得低成本电量(如风电、太阳能发电)的能力。因此，应鼓励各类聚合商通过商业模式创新汇聚电动汽车参与储能服务，加快住宅、办公地点充放电平台建设， 研究制定平台化资源参与电力市场的交易规则、责任和义务。此外，报告还建议释放聚合商自主定价空间，在公交车、物流车、公务车等运营较为规律的车队中探索更为灵活的充放电价格机制;加大电动汽车储能宣传力度，提高电动汽车储能的市场接受度，将累计放电量纳入电池质保参考因素;加大长寿命动力电池研发力度，推动动力电池与储能电池技术的协同发展。