据彭博社新能源财经(BNEF)的最新估算与预测,到2040年,电动汽车将占据全球新车销量的54%。大量电动汽车对电网提出新挑战,而如今兴起的车辆到电网(V2G)技术可以通过电动汽车帮助电网实现电力平衡。V2G是Vehicle-to-grid的简称,它描述了这样的一个系统:当插电式混合动力汽车或是纯电动车没有运行的时候,可以将其电池的能量传送到电网;反之,当电动汽车需要充电时,电池可以从电网获取电能。
V2G技术开启了一种新的可能性,即将电动汽车车主可以将电池储存的电力出售给供电公司。目前在英国,有21个此类项目正在运行中,旨在充分利用电动汽车的储能功能,在低成本、非高峰时段为电动汽车充电,而后在高峰时期将多余的电力返销给电网,从而产生利润。这些项目共计得到英国政府3000万美元的资助。“随着电动汽车数量增多和电池容量增加,它们将有很大的机会为智能电网做出重大贡献。”英国交通部长杰西·诺曼表示,“它们可能会彻底改变我们储存和管理电力的方式。”
■ 智能电网的一份子
近日,日产汽车和意大利国家电力公司(ENEL)参与了其中一个项目,使用100辆日产聆风纯电动轿车和e-NV200纯电动商用车运行V2G计划。这也是日产与ENEL在英国联手启动的首个智能电网试验项目。这两家公司表示,借助电动汽车储存电能有助于平衡国家电网。随着电动汽车越来越多,电网的负荷越来越重,V2G技术有助于解决这一问题。日产欧洲公司董事长保罗·威尔科克斯甚至将电动汽车定义为“未来的移动能源中心、可自我维持的能源设施,有助于解决未来的能源问题。”
英国国家电网公司的未来能源部门预测,到2020年,英国电动汽车保有量将达70万辆,需要500兆瓦电能。“保障英国的电力传输是我们的职责,电动汽车的快速发展无疑具有积极性意义。然而,如果我们不事先明确了解电动汽车将对电力系统产生何种影响,并预先制定计划,那么电动汽车也可能是一个挑战。”英国国家电网公司非执行董事史蒂芬·霍利迪表示,“这就是为什么我们会支持创新技术和开拓性项目,例如日产的V2G项目,因为这可能会对我们的能源供需管理方式带来真正的改变。”
英国电网公司(UK Power Networks)也参与了一个V2G项目,该公司创新主管伊恩·卡梅伦表示:“电动汽车实际上是车轮上的能源。我们正在探索电网如何利用动力电池中的闲置能量来为客户服务,这一领域潜力巨大。在未来,你可以利用电动汽车的电池为你的房子供电,或者在高峰时段将多余的电力卖回电网赚钱,同时确保还有足够的电力用于第二天通勤。”
“随着英国决定从2040年开始逐步淘汰燃油车,电动汽车发展更快了,这为英国经济、能源系统和消费者提供了机遇。为此,我们必须尽快解决一些重要的技术问题,比如智能充电标准,我们正在推进这项工作。”英国能源公司(Energy UK)首席执行官劳伦斯·斯莱德说,“电动汽车可以减少排放、净化空气,电动革命对于实现英国的碳减排目标至关重要。此外,如果我们能抓住机会,还可以通过V2G这项新技术来推动我们的经济发展。”
■ 促进向电动化转型
大部分电动汽车平均有95%的时间都是停放着,它们的电池可以将电能流向电网,这样每辆车每年大约可以创造4000美元的价值。V2G技术的出现,使得电动汽车车主在确保其正常车辆驾驶的情况下,还能为电网提供电力支持。这一创新型理念有助于实现从燃油车向电动汽车的转型。
那么,技术方面的可行度如何?美国南加州爱迪生电力公司副总裁丽莎·卡侬拉缇证实,电动汽车的电池“能够双向进出电网,它们不再简单地消耗能源,而有望成为智能电网的一个组成部分。”卡侬拉缇的结论是基于一个为期两年的研究项目。该项目由美国国防部资助,参与方包括南加州爱迪生电力公司以及加州独立系统运营中心(CAISO)位于洛杉矶空军基地的电力批发市场。该项目有32辆电动和插混动力汽车参与,包括日产聆风、福特F系列皮卡、VIA Motors公司的VTRUX货车。
这并不是美国国防部资助的惟一的V2G项目。早在2014年,美国国防部就开始进行电动汽车V2G示范项目,并陆续在多个基地与汽车厂商、电力公司等,进行电网相关项目的合作。美国Navigant研究机构此前发布一份报告称,2020年前,预计美国国防部将配备9万多辆电动汽车,以缓解对化石燃料的过度依赖。报告透露,这些电动汽车将被派往前线,不仅执行运输任务,还可作为美军基地微电网的一部分。通过V2G技术,这些车辆可极大增强电能供给的机动性。
■ 对电池有利?有害?
从理论上来讲,V2G前景光明,不仅有助于解决电网负荷过大的问题,车主也可得到一定的经济收益。但也有不少人担心,这项技术会让电池衰减退化速度加快。美国夏威夷自然能源研究所的一项研究称,在恒定功率下,V2G会显著降低电池性能。研究团队对锂电池进行实验室测试后认为,V2G技术将使电池组的使用寿命降至5年以下。
不过,英国华威大学的一项研究却表明,电池衰减并不是必然的结果。基于“综合电池退化模型”进行广泛模拟后,华威大学的研究人员开发了一种旨在最大程度减少电池退化的V2G算法。
研究人员发现,电池的衰减是一个比想象中更复杂的过程,取决于电池寿命、容量吞吐量、温度、充电状态、电流和放电深度等,而V2G是一种有效的技术,可用于优化电池的状态,使得衰减最小化。他们发现,在理想的条件下,与电网的双向电力交换反而可以延长电池的使用寿命,具体来说,“电池组容量衰减程度降低9.1%,消耗的电力下降12.1%。”当然,这只是理想情况,对于V2G的长期效应,目前还没有定论。
美国VOX网站指出,即使V2G对电池寿命产生轻微或中度影响,但这项技术对电动汽车产业来说仍将是一个巨大的提升。对于车主来说,他们可以通过电动汽车从电网得到收益,不需要额外费用。这将使动力电池更有价值,电动汽车市场也会变得更加火热。
编辑:万莹






