對于電動汽車用戶和充電樁運營商來說，能從電網(wǎng)賺錢，是不是很香？

前提是車樁都具備V2G的功能。

V2G是描述電動汽車與電網(wǎng)雙向互動的關(guān)系：除了進行正常的充電交易，需要付錢外；電動汽車還可以參與輔助服務(wù)市場，進行有償調(diào)頻調(diào)峰，以及參與容量交易，給電網(wǎng)饋電，進行賺錢。

2020年6月3日，自然資源保護協(xié)會與中國電動汽車百人會舉辦車網(wǎng)互動創(chuàng)新商業(yè)模式線上研討會暨報告發(fā)布會，通過對上海市需求響應(yīng)試點案例分析，對V2G發(fā)展的潛力和存在的問題進行探討。

會上發(fā)布的《電動汽車與電網(wǎng)互動的商業(yè)前景—上海市需求響應(yīng)試點案例》（以下簡稱“報告”）是2019年6月-12月，上海電動汽車參與電力有償調(diào)峰調(diào)頻的試點活動情況進行了分析。

基本觀點是，V2G從中長期看具備較大發(fā)展?jié)摿?，但是短期要協(xié)調(diào)解決的問題仍然很多，例如商業(yè)模式不完善，各方長期參與的積極性得不到保障；具備V2G功能的車樁數(shù)量較??；政策、標(biāo)準(zhǔn)仍不完善等。

V2G技術(shù)的普及，要解決的問題還有很多。

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充電樁增長對電網(wǎng)帶來壓力

一般來講，電網(wǎng)的負(fù)荷并不是平衡的，負(fù)荷組成、季節(jié)變化和節(jié)假日等都會影響電力系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差數(shù)值，隨著充電樁數(shù)量的拓展，這一數(shù)值差越來越大。

充電樁對電網(wǎng)的壓力主要體現(xiàn)在4個方面：一是，電動汽車充電導(dǎo)致負(fù)荷增長，特別是大量電動汽車集中在負(fù)荷高峰期充電，將加劇電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，加重電力系統(tǒng)運行負(fù)擔(dān)；二是由于電動汽車用戶用車行為和充電時空分布的不確定性，電動汽車充電負(fù)荷具有較大的隨機性，這將加大電網(wǎng)優(yōu)化控制的難度；三是，電動汽車充電負(fù)荷屬于非線性負(fù)荷，充電設(shè)備中的電力電子裝置將產(chǎn)生諧波，可能引起電能質(zhì)量問題；四是，大量電動汽車充電將改變電網(wǎng)，尤其是配電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)和特性，傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃方法可能無法適用于電動汽車大規(guī)模接入的情況。

中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟秘書長許艷華表示，目前充電電量對電網(wǎng)的影響是基本可以忽略，因為去年中國充電電量占全國整個電力消費的差不多是在千分之一的水平；但到新能源汽車保有量差不多達到8000萬至1億輛的時候，也就是汽車用電的電量達到電量總消費5%的時候，車與能源網(wǎng)絡(luò)的深度融合就十分必要。

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V2G平衡電力負(fù)荷、緩解電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)壓力

如何深度融合？

這里指的就是電動汽車對電網(wǎng)的雙向調(diào)節(jié)功能，也就是將電動汽車由增加電網(wǎng)負(fù)荷的負(fù)擔(dān)，轉(zhuǎn)變幫助電網(wǎng)平衡負(fù)荷的助力。

簡單來說，電動汽車作用體現(xiàn)在兩個層面，一是輔助服務(wù)市場，有序充電、削峰填谷，緩解電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力；二是進行容量交易，向電網(wǎng)賣電獲取收益。

上海的試點主要是電力輔助服務(wù)市場場景下，利用電動汽車的雙向調(diào)節(jié)功能和響應(yīng)速度快的優(yōu)點，提供調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)。

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目前中國上海、江蘇、河南、山東、天津等地已啟動了需求響應(yīng)市場，公共充電站、小區(qū)直供充電樁已有參與實例。

報告主要分析上海了私人充電樁、專用充電站和換電站的響應(yīng)情況。

上海這次試點，覆蓋了蔚來汽車充電平臺在上海市約3000個私人充電樁，其中共有288個充電樁樁主報名參與2019年6 月7日需求響應(yīng)，響應(yīng)日當(dāng)日實際參與響應(yīng)的充電樁數(shù)量為159 個，實際響應(yīng)充電樁占全部平臺充電樁數(shù)量的比例為 5.3%。

相比平日充電負(fù)荷（藍色），參與響應(yīng)的159個私人充電樁在6月7日響應(yīng)日的充電負(fù)荷明顯提升。尤其在填谷響應(yīng)時段（2:00–5:00）平均充電負(fù)荷達到 1,068 千瓦，是平日（6月1日）該時段充電負(fù)荷的 7.8 倍。此外，響應(yīng)日159個響應(yīng)充電樁平均充電量為 64.5 千瓦時，遠高于平日（6月1日）日均充電量 9.35 千瓦時。報告認(rèn)為，有相當(dāng)一部分電動汽車車主將連續(xù)幾日充電電量集中在 6月7日響應(yīng)時段。

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充電專用站需求響應(yīng)參與度明顯高于私人充電樁。某內(nèi)部充電樁群共計安裝 110個專用充電樁，其參與削峰響應(yīng)的效果對比如圖 6所示。紅色曲線為該充電樁群響應(yīng)日（8月9日）的充電負(fù)荷，兩條虛線為平日（8月1/2日）充電負(fù)荷。其中，響應(yīng)時段（12：00-14：00）平均充電功率為 43 千瓦，相比平日該時段平均充電功率 167 千瓦降幅達到 75%。

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換電站的響應(yīng)度是三者中最高的。圖7中紅色曲線為換電平臺響應(yīng)日（12月5日）充電負(fù)荷，各條虛線為 11 月25 日至 29 日連續(xù)五個工作日充電負(fù)荷，點劃線代表平日（25 日 -29 日）平均充電負(fù)荷。響應(yīng)日響應(yīng)時段（10：00-11：00）合計充電功率為 140 千瓦，相比平日平均充電功率 745 千瓦降幅達到 81.2%。

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從上述數(shù)據(jù)可以看出，價格激勵確實對電動車主產(chǎn)生較強引導(dǎo)效果。雖然私人充電樁數(shù)量規(guī)模較大，但實際響應(yīng)率十分有限。企業(yè)內(nèi)部充電樁一方面擁有與私人充電樁相似的車輛接入時間長的優(yōu)勢，一方面相比私人充電樁更便于開展集中充電行為管控，其參與需求響應(yīng)的可靠性也相對更高。換電站充電時間管控能力最高，但由于數(shù)量較少，且一定程度受換電服務(wù)強度的影響，其總體響應(yīng)規(guī)模相對有限。

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收益如何？既然是有償?shù)妮o助服務(wù)，各方的收益如何？

目前上海市響應(yīng)量的計量模型是以電力用戶的關(guān)口計量為準(zhǔn)，測算負(fù)荷基線與當(dāng)天響應(yīng)時段負(fù)荷的差值最后乘以補償系數(shù)。分成削峰和填谷兩個類型，補償價格上限（基準(zhǔn)值）削峰響應(yīng)為 30元/千瓦，填谷響應(yīng)為 12元/千瓦。獲取補償基準(zhǔn)值的前提是，單個用戶響應(yīng)的次數(shù)不超過 10次/年，響應(yīng)時長不超過 10小時/年。

在此基礎(chǔ)上，根據(jù)單次響應(yīng)量、通知時間提前量、單次響應(yīng)時長、年度響應(yīng)參與度進一步計算補償系數(shù)。補償資金取自歷年夏季季節(jié)性電價差值，以電費退補方式進行補償，補償對象為參與響應(yīng)的終端電力用戶。

按照目前上海需求側(cè)響應(yīng)年度交易單邊競價規(guī)則，2019 年度填谷需求響應(yīng)競價交易報價上限為 1.2 元/千瓦時，對私人充電樁提前24小時通知，則補償系數(shù)為 0.8，若按競價交易報價上限計算，則單位填谷補償價格為 0.96元/千瓦時。在需求響應(yīng)聚合商固定投資成本（500 元/樁）和響應(yīng)補償單價確定的情況下，參與需求響應(yīng)的頻次決定了綜合經(jīng)濟性水平。當(dāng)響應(yīng)頻次較低，如3次/年的情況下，則單樁年均收益僅為42元（收益分成后，下同），而當(dāng)響應(yīng)頻次達到 10次/年，則單樁年均收益率超過140元，參與需求響應(yīng)的內(nèi)部收益率達到 27%。

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專用充電樁群參與需求響應(yīng)的成本與私人充電樁類似，主要包括聚合商固定投資及運維成本，因此存在一定聚合商收益分成。目前上海市削峰需求響應(yīng)補償單價較高，單位千瓦補償 30元，折算每千瓦時電量為3元。若同樣以提前24小時方式通知參與響應(yīng)，則單位千瓦時響應(yīng)電量實際補償為2.4元。由于具備較高的響應(yīng)率及電價補償，專用充電樁群參與需求響應(yīng)的經(jīng)濟性相對較高。

表5為專用充電樁削峰需求響應(yīng)經(jīng)濟性分析。當(dāng)年響應(yīng)頻次為3次時，年補償收益為 70 元，若響應(yīng)頻次提升至10次/年，則樁均年收益達到235元，內(nèi)部收益率接近50%。

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鑒于換電站具有較強的充電時間管控能力，12月5日響應(yīng)日當(dāng)日提前通知量僅為30分鐘，則單位千瓦時削峰響應(yīng)的補償單價可達6元，遠高于私人充電樁和專用充電樁價格補償水平。

表6為換電站參與削峰需求響應(yīng)的經(jīng)濟性測算結(jié)果，當(dāng)年均響應(yīng)次數(shù)為 3次時，單站年均收益率就達到 1500元以上；若響應(yīng)次數(shù)達到 10 次，單站年均收益率超過 5000 元。

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換電站參與需求響應(yīng)的必要前提是擁有一定換電裕度，換電服務(wù)強度的下降或增加換電站備用電池都可實現(xiàn)類似效果。

雖然通過增加備用電池數(shù)量可以相應(yīng)提升充電靈活度，但單純?yōu)閰⑴c需求響應(yīng)增加備用電池近似于儲能電站的運營模式，在目前的響應(yīng)頻次及響應(yīng)補償水平下，該模式的經(jīng)濟性顯然不足。

電動汽車接入私人樁的時段往往在傍晚至凌晨，更加適合參與負(fù)荷填谷，而專用樁和換電站的調(diào)節(jié)靈活度較高。專用樁和換電站可實現(xiàn)相對集中管理，對調(diào)度指令的響應(yīng)率也較高。需求響應(yīng)資源量方面，私人樁和專用樁的規(guī)模潛力較大。雖然目前換電站具有一定調(diào)節(jié)潛力，但隨著換電需求日益提升，其日間參與需求響應(yīng)的能力取決于換電站的綜合管控能力。

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成本較高、商業(yè)模式不清晰

報告對此次響應(yīng)存在的一些問題進行了總結(jié)。

一是自動化需求響應(yīng)的實施需要先進的智能化終端、通信技術(shù)等支撐，前期投入高充電運營商需承擔(dān)計量設(shè)備、在線監(jiān)測系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)的成本，而且未來需求響應(yīng)實施將提出更加靈活、快速的要求，充電運營商還需進一步承擔(dān)設(shè)施的改造、平臺的升級成本。目前激勵主要面向參與需求響應(yīng)的用戶，而面向運營商軟硬件設(shè)施的補貼待健全。

一般電力需求響應(yīng)的成本包含初始技術(shù)投資、響應(yīng)者機會成本、組織者實施成本。其中初始技術(shù)投資包括測量和通信系統(tǒng)更新升級成本、電力設(shè)備及軟件成本、賬務(wù)系統(tǒng)升級成本等。響應(yīng)者機會成本包括因參與需求響應(yīng)產(chǎn)生的不便或舒適性下降、作息日程變動帶來的成本、自備電源的燃料和維護費用等。

組織者實施成本包括項目管理和經(jīng)營成本、市場營銷成本、項目評估成本、用戶培訓(xùn)成本等。對于電動汽車而言，充電樁都已具備基本測量和通信功能，且私家充電樁停車時間較長，用戶參與需求響應(yīng)的機會成本也較低。

第三方聚合商在私家電動汽車參與需求響應(yīng)過程中扮演重要角色，其成本也相對較高。結(jié)合上海試點經(jīng)驗看，第三方聚合商的需求響應(yīng)活動的組織成本主要包括補償資金墊付和人工成本兩方面。

由于目前上海市電力公司對參與需求響應(yīng)用戶的資金補償按年核算，實際支付補償?shù)臅r間明顯滯后， 第三方聚合商往往需要向用戶提前墊付補償資金。

報告認(rèn)為，目前充換電設(shè)施與電力需求響應(yīng)平臺還未實現(xiàn)自動化對接，電動汽車參與需求響應(yīng)的事前事后數(shù)據(jù)由人工分析和決策，導(dǎo)致組織成本偏高。

不過，需求響應(yīng)與充放電系統(tǒng)實現(xiàn)平臺化對接，需求響應(yīng)相關(guān)信息發(fā)布和用戶響應(yīng)決策可通過自動化流程實現(xiàn)，相關(guān)成本也將隨之大幅降低。

二是響應(yīng)量預(yù)測技術(shù)和動態(tài)調(diào)度能力待提升。目前電動汽車參與電力需求響應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展剛起步，試點項目開展數(shù)量有限，因此并沒有太多的實測數(shù)據(jù)用于負(fù)荷響應(yīng)特性研究，難以準(zhǔn)確地刻畫電動汽車響應(yīng)行為，而運營商也尚未建立實時有效的動態(tài)調(diào)節(jié)能力。同時，許多充電設(shè)施未報裝，響應(yīng)負(fù)荷核定存在難度。

三是采集數(shù)據(jù)存在難度，目前充電樁都采用表后計量，具有獨立關(guān)口表的充電樁數(shù)量較少，而且電力公司也沒有關(guān)口，導(dǎo)致數(shù)據(jù)認(rèn)定和審核較為困難，計量的準(zhǔn)確度難以保證。

四是目前電動汽車參與需求響應(yīng)的試點大多依賴于半行政化的手段才能夠順利開展，尚未建立起市場化的商業(yè)模式。補償標(biāo)準(zhǔn)的高低，會影響參與的積極性及質(zhì)量，而電動汽車車主、充電運營商、電力公司之間收益分享機制尚不明確。

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發(fā)展建議

對于如何進一步推動V2G的發(fā)展，與會各方主要給出了三個方面建議，一是提升用戶的參與度；二是希望電力市場進一步開放；三是標(biāo)準(zhǔn)、政策需要進一步完善。

合理的收益率方面，萬幫新能源投資集團有限公司副總裁鄭雋一建議，將峰谷電價的差別進一步拉大，將峰時電價進一步拉升，峰谷電價差達到1元以上時，車主參與積極性就會明顯提升?！巴砩系蛢r充電，白天高價賣掉，每天可以賺取30元，1年可以賺1萬塊，5-10年可以回收一半車價，對用戶還是很有吸引力的?！?/p>

市場方面，鄭雋一希望電力市場更加開放。例如分布式的聚合能源，也能夠充分的去參與電力市場的交易。

標(biāo)準(zhǔn)方面，鄭雋一認(rèn)為，充電標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比較齊全，放電的標(biāo)準(zhǔn)從電池到車端再到并網(wǎng)，就是整個反過來的這套標(biāo)準(zhǔn)體系也需要完善。

上海市電力需求響應(yīng)中心主任鄭慶榮則提得更細(xì)，他認(rèn)為，需要有公信力的機構(gòu)出臺對非關(guān)口表的這些數(shù)據(jù)進行檢定和校驗。目前充電樁企業(yè)自己采集數(shù)據(jù)，公信力不夠。

鄭慶榮還認(rèn)為，政策層面也需要完善，例如輔助市場發(fā)展機制還不完善，沒有一個明確的政策的保障，例如加入和結(jié)算都需要相關(guān)政策保障。

蔚來汽車高級經(jīng)理劉雋則希望能夠采用更靈活的計量和結(jié)算方式，讓更多沒有私樁的用戶能夠參與進來。

中國車企、充電運營商、電力公司已然開啟在V2G領(lǐng)域的探索，它已經(jīng)不是停留在紙面上的設(shè)想，隨后，市場、技術(shù)和政策也會逐漸完善。

V2G技術(shù)的發(fā)展會進一步加快新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因為其不僅能夠為電力系統(tǒng)提供海量且低成本的靈活性資源，有效解決棄風(fēng)棄光問題；而且還能夠顯著降低電動汽車的全周期成本，使電動汽車可以通過電力市場交易獲得額外輔助服務(wù)或峰谷差價的收益，從而在經(jīng)濟性上達到甚至超過燃油車。（完）

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