5刘坚 北京 电动汽车储能现状、问题及展望 LJ

电动汽车储能现状、问题及展望 2019-01-05 Version 0.1 主要内容 全球电动汽车储能进展 电动汽车储能面临的机遇与问题 —— 应用场景对比分析 —— 成本、电价、市场 促进电动汽车储能的建议 V2G发展进程 • Delaware 大学 2008年 PJM调频 • 2011日本福岛事故 - CHAdeMO • FR service to PJM • 丹麦 Nissan 调频 • 美国、日本 V2H，德国 INEES for 可再生能源 • 商业模式探索 • 降低 V2G硬件成本 - 双向充放电机成本，电池成本 • 调频市场价格波动（英国） 理论研究 技术验证 商业验证 来源： UK Power Networks and Innovate UK 全球 50个 V2G 项目（ 2010年起） • 美国 16，欧洲 25（荷兰 /英国 /德国 /丹 麦），日本 5 • 日产， BMW， Honda • 直流方案为主（ CHAdeMo） 来源： UK Power Networks and Innovate UK V2G应用及主要障碍 项目数量 研发 测试 商业运行 电量套利 4 法国、丹麦 荷兰 备用 2 法国 频率响应 16 法国 荷兰、美国 丹麦 配电网服务 10 丹麦 美国、英国、荷兰 需求响应 23 韩国 韩国 美国、英国 政策 技术 1. V2G标准缺失、延用 DR、 DER等现有标准（高门槛） 1. V2G电池衰减，相比车用更可控 2. 审批流程长 2. 放电时间、可靠性、效率损失 3. 各国标准不统一 3. 根据场景定制计量软件 4. 双重征税（生产税、消费税，调节者？） 4. 响应时间（ 2s）或慢于储能（ ms) 电动汽车储能经济价值分析 储能方式 地区 价值评估 评估方式 来源 需求响应 加州 1026美元 /年 试点项目 BMW USA, 2016 V2G 调频 美国中大西洋地区 1800美元 /年 试点项目 Markel et al., 2015 V2G 调频 加州 2520美元 /年 试点项目 Gorguinpour, 2013 需求响应 +V2G调频 (3.3kW) 华盛顿 750美元 /年 研究测算 Markel et al., 2015 V2G 调频 （ 1.3kW） 纽约 277-837美元 研究测算 White & Zhang, 2011 V2G 调频 （ 10 kW） 纽约 2200-2500美元 /年 研究测算 White & Zhang, 2011 需求响应 纽约 78美元 /年 研究测算 MJ Bradley, 2015 V2G 调频 （ 二次备用 ） 德国 976美元 /年 研究测算 ICCT， 2017 V2G 调频 ， 3.7kW 德国 550美元 /年 研究测算 ICCT， 2017 V2G 调频 （ 二次备用 ） 德国 610-785美元 /年 试点项目 ICCT， 2017 需求响应 西班牙 163美元 /年 研究测算 Madina et al., 2016 有序充电调频 西班牙 280美元 /年 研究测算 Madina et al., 2016 需求响应 京津唐 80人民币 /千瓦时 /年 研究测算 国家发改委能源所 ， 2017 退役电池 京津唐 358人民币 /千瓦时 /年 研究测算 国家发改委能源所 ， 2017 V2G 京津唐 144人民币 /千瓦时 /年 研究测算 国家发改委能源所 ， 2017 中国动力电池产量 0 5000 10000 15000 20000 25000 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 万千瓦时 EV电池累计产量 0 1000 2000 3000 4000 5000 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 储能累计装机量（ 4h） 锂离子电池 铅酸电池 液流电池 其他储能 电动汽车储能潜力 - 1亿辆， 2030年 4倍于抽水蓄能 - 15亿 kW风光，满足日内调峰需求（ 3.3小时，近 2天） 5TWh 1.2TWh 《 电动汽车储能技术潜力及经济性研究 》 http://www.nrdc.cn/information/informationinfo?id=184 中国电动汽车储能价值 用户电价调节  峰谷电价差套利 +节省需 量电费 • NDRC加大峰谷电价 • 国务院 降低用户电价 电力辅助服务  火电 +电池混合调频，地 区差异  电动汽车 V2G尚无示范 集中式新能源消纳  降低可再生能源弃电  发电、用电地理分布  弃电原因：负荷不足、负 荷灵活性、输配电线路容 量 电力需求响应  削减夏日尖峰、节假日填 谷 • 奖励单价 VS调用频次 • DR商业模式持续性 电力现货市场  平抑批发市场价格波动  电动汽车或优先实现终端 电价调节 V2X  光伏充电  V2B/H  V2配电网 电池衰减成本 - V2G 投资 (RMB/kWh) 循环寿命 （次） 生命周期吞吐 (kWh) LCOS (RMB/kWh) 锂离子电池 2000 6000 6000 0.3 450,000 km 续航 损失 来源： ERI， NRDC： http://nrdc.cn/information/informationinfo?id=63&cook=2 互动相关基础设施成本 网端  配电网升级成本 ： - 潮流变化 - 继电保护 - 检修变化 桩端  双向逆变升级成本 ： - 相比单向充电机 提升 50-100%； - 规模生产可明显 下降（增幅降至 20%以内）。 车端  交流车载充电机升 级： - 增加少量逆变模 块和保护回路；  直流反向送电： - 直接使用现有接 口、通道、通信， 更改放电保护设置 分场景经济性现状及前景 2020年 2030年 有序充电 V2G 峰谷差 RE消纳 需求响应 峰谷差 RE消纳 需求响应 峰谷差 RE消纳 需求响应 峰谷差 RE消纳 需求响应 随机充电 (RC) 有序充电 (SC) 光储充 (SC&S) V2G • 办公地点光伏替 代日间电网充电 • 光伏发电与充电 时间不匹配 • 智能有序充电 实现光伏发电 与充电匹配 • 储能捕捉周 末等停车低 谷时段光伏 发电 • 使用车载电池 存储全天光伏 出力 光充 /光储充 中国新能源汽车和可再生能源综合应用商业化推广项目 工信部、 GEF、 UNIDO， 8月 27日示范项目启动， 2018-2021为期三年。 上海：国际示范效应好；盐城：可再生能源资源丰富；如皋：当地政府支持力度大。 商业体系示范 关键技术示范 V2X V1G 有序充电（表后） 有序充电（ TSO） 有序充电（ DSO） V2H （表后） V2G （ TSO） V2G （ DSO） V2R（ V2V/V2L） 缺少硬 件支持 缺少资源 集成 缺少资源 集成 缺少软 件标准 电价信号传导 不畅 TSO 市场门槛 DSO 市场门槛 DSO 市场门槛 TSO 市场门槛 软硬件 相关方 政策 面临问题 (IEA) 国内政策环境 政策与试点 内容 问题 电价 国家发改委 《 关于电动汽车用电价格政策 有关问题的通知 》 鼓励电动汽车在电力系统 用电低谷 时段充电 。 峰谷电价领域； 峰谷价差； 电价信号传导不畅。 国家发展改革委 《 关于创新和完善促进绿 色发展价格机制的意见 》 鼓励电动汽车 提供储能服务 ，并通 过峰谷价差获得收益 。 辅助服 务 《 关于鼓励电储能参与调峰调频辅助服务 的通知 》 《 电化学储能电站并网运行管理及辅助服 务管理实施细则 》 充电负荷地理分布分散； 分散充电点充电电量有 限； 充电随机性高。 现货市 场 《 江苏省新能源汽车充电设施建设运营管 理办法 》 充电运营商可注册成为售电企业， 参与电力市场交易；售电可以从事 年 售电量 6亿千瓦时 以上 的售电业务。 需求响 应 河南省 《 关于 2019年开展电力需求响应工 作的通知 》 《 江苏省电力需求响应实施细则（修订版） 2018》 充电负荷与其他用电混 合计量。 结论与建议 具体建议 价格政策  落实分时电价  电动汽车专门电价（负荷特性、用户群特性、软硬件基础） 市场机制  完善电力市场建设  平台化整合：有效规模、调节质量及可靠性 关键技术  车端：长寿命动力电池  桩端：整合逆变模块  网端：配电网升级 质保标准  电网 -车企充放电标准协同  电池企业、车企、电网电池达成质保共识 谢 谢！ 刘 坚 国家发改委能源所 13521130155 liujianbox@hotmail.com