电动汽车与新能源电网发展趋势解读-北极星储能网

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2017年7月20日~21日，由北极星电力网联合国网电动汽车服务有限公司主办的2017第二届电动汽车及充电基础设施建设运营高峰论坛在京召开，华北电力大学电动汽车与新能源电网研究中心主任郭春林发表了名为“电动汽车与新能源电网”的精彩演讲。

电动汽车市场继续高速增长

2016年新能源汽车生产51.7万辆，销售50.7万辆，比上年同期分别增长51.7%和53%。新能源汽车保有量达109万辆，增长86.9%。截止2016年底，我国汽车保有量2.9亿辆，人均保有量远低于发达国家，未来需求更为庞大。由于雾霾与资源压力，新能源汽车必然是主要发展方向，未来数量将在2亿辆以上。

伴随着电动汽车产业的高速发展，我国电动汽车政策不断完善，政策力度空前强大，据不完全统计，从2000年左右国家科技部开展“863计划”的电动汽车重大专项开始，我国政府便出台了很多政策，尤其在2015年，国务院出台了《电动汽车发展指导意见》，发改委等部门发布了《电动汽车充电基础设施建设规划》，这些政策都非常有力的促进了电动汽车的发展。

2016年10月26日，受国家制造强国建设战略咨询委员会、工业和信息化部委托，中国汽车工程学会组织编制的《节能与新能源汽车技术路线图》正式发布，确定了我国新能源汽车发展的一个总体的思路，主要是以中型及以下车型规模化发展纯电动乘用车为主，实现纯电动技术在家庭用车、公务用车、租赁服务以及短途商用车领域的推广应用，同时建设覆盖全国的充电设施，来支撑电动汽车的大规模发展。

除此之外，在路线图里我们还可以发现新能源汽车的阶段发展目标，从图中可以看出未来电动汽车的数量，2020年是500万辆，2025年是2000万辆，到2030年要求大于8000万辆，与此对应的充电设备充电桩应该也大于8000万根，可以想像电动汽车及充电设施行业未来具有很大的发展空间。

新能源发展迅速与消纳困难并存

我国的新能源主要是以风电和光伏发电为主，是全球风电和光伏发展最快的国家。到2016年底，我国风电和太阳能的装机容量是2.26亿千瓦，超过全球的1/4，占我国电源总容量的14%。然而由于我国地形复杂，气候类型多样，我国新能源发展有一个显著的特点就是资源的波动性非常强，比欧美国家更强，而且有明显的季节性和年际性的差异，风电主要是集中在春、冬两季，占60%，光伏主要是在夏、秋两季，同样占60%。由于这样一些波动性的影响，新能源消纳出现了困难，出现了大面积的弃水、弃风、弃光问题，下图便给出了各年弃风、弃光的数据，可以看出损失非常大。

近年来新能源弃风弃光问题愈演愈烈，新能源消纳问题逐渐成为社会各界关注的焦点，目前新能源消纳主要面临以下四方面的困难：市场化机制缺失；跨区输送能力与新能源发展不匹配，外送能力不足；电源结构不适应新能源发展，灵活电源严重不足；供暖机组发展过快，挤占了新能源消纳空间。

电动汽车与新能源电网实现互联互通

电动汽车、充电设施、新能源电网三者融合，一方面，能够促进电动汽车的发展，另外一方面，可以促进新能源消纳。反过来，新能源利用以后，可以把电网获得的这些效益回馈给电动汽车用户，如此一来，充电价格就会变得便宜，甚至充电的时候参与电网服务，还可以赚钱，从而提高电动汽车用户的收益。

电动汽车在新能源电网中具有很大的发展潜力。2016年我国机动车保有2.9亿辆，如果其中1亿辆为EV并参加调节，可提供双向调节容量3.5亿千瓦，完全可以满足新能源消纳需要，每年可减少弃风、弃光、弃水等超过1000亿元以上。由此可以得出，电动汽车在新能源电网中发挥很大的作用，主要可以分为三个层次，一个是设备层，一个是调控层，一个是价值层。在设备层，要实现电动汽车和电网以及新能源的互联互通，必须通过调度技术来实现各方面的协调控制；在调控层，将电动汽车变成一个需求侧响应资源，实现智能充换电，让电动汽车参与市场、需求侧响应市场，进一步，可以把电动汽车做成分布式的移动储能，需要的时候向电网反送电力，这样一来会获得更高的收益，而这种储能比单独的专用的储能的成本更低、效益更好；在价值层，需要通过价值引领，最后在价值层来促进整个信息物理系统的融合，加快电网和交通网的互联，促进新能源消纳，加强用户侧双向互动，来形成新能源利用和电动汽车发展的一些新的商业模式，引领整个技术体系的革新。

然而电动汽车融入新能源电网并不是一蹴而就的，需要经历三个阶段：第一阶段是积累阶段，丰富资源基础。第二阶段是渗透阶段，逐渐参与电力市场。第三阶段是引领阶段，推动运营主体集成。电动汽车融入新能源电网需要时间，需要一边发展一边摸索，有难点也有挑战。难点在于电动汽车面临两种不同的需求，一种是柔性需求，可以调节，另外一种是刚性需求，必须马上充电，马上走，不可调节，如此一来，柔性需求可以参与全局优化，而刚性需求必须实时响应，这样就形成了控制上的难题，需要在设备层、运营层以及价值层面来进行结合，通过技术平台建设，充分利用电动汽车的特性来实现削峰填谷，改善电的质量，同时需要相应的运行机制、商业模式、政策体系来综合解决，最后为电动汽车形成一个安全、稳定、高效融入电网的一个保障。挑战在于电池性能还不够理想、充电设施卡脖子以及商业模式、政策机制方面的欠缺。

为了解决电动汽车融入新能源电网的的难点，应对电动汽车融入新能源电网的挑战，可以从技术层面和市场层面两方面入手。技术层面要进一步发展车载电池技术，研究充电设施规划建设等技术，尤其要重点攻关V2G技术。在市场层面要完善电动汽车自身市场，并且推动电动汽车参与新能源市场，参与辅助服务。通过双管齐下，相信在技术层面和市场层面共同发力，电动汽车融入新能源电网前景广阔。

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