电动汽车智能充电—创新展望

2019-05-30 09:27

ERR能研微讯

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翻译：Maggie＠ERR能研微讯团队

校核＆编辑：成功＠ERR能研微讯团队

2019年5月，国际可再生能源署发布《电动汽车智能充电—创新展望》，在此ERR能研微讯研究团队对报告的执行摘要进行了翻译，分享给大家，欢迎转发扩散！

政策摘要

电动汽车（EVs）的出现有望改变世界向可持续能源特别是可再生能源发电的转变。这有几个原因。最值得注意的是，随着交通运输业的转型，电动汽车为在整体发电结构中引入更高比例的可再生能源提供了一个切实可行的机会。

电动汽车充电会产生大量额外的电力需求。这可以通过可再生能源来实现，包括太阳能和风能。这些发展提供了一个诱人的前景—尤其是对城市而言—在降低交通碳排放的同时，还能减少空气和噪音污染，降低对燃料进口的依赖，并采用新的城市交通方式。

可再生能源发电成本的稳步下降，使电力成为一个有吸引力的低成本能源，为交通运输部门提供燃料。扩大电动汽车的部署也代表着电力系统发展的一个机会，有可能增加电力系统亟需的灵活性，并支持整合高比例的可再生能源。

从电力系统的角度来看，电动汽车之所以是一项独特的创新，是因为它们不是为电力部门开发的，也不是电网灵活性的主要解决方案。相反，它们的主要目的是满足移动需求。因此，要实现对电动汽车的最佳使用，需要仔细研究哪些用例最适合这两个部门。最理想的情况是，可再生能源驱动的电动汽车可以为电网带来广泛的好处，而不会对运输功能产生负面影响。

包括电动汽车在内的汽车通常95％的寿命周期是在停车场上的。这些空闲期，再加上电池的存储容量，可以使电动汽车成为电力系统一个有吸引力的灵活性解决方案。每辆电动汽车都可以有效地成为一个微型并网存储单元，有潜力为系统提供广泛的服务。然而，与此同时，不受控制的充电可能会增加电网的峰值压力，迫使配电网进行升级。

电动汽车智能充电的新兴创新不仅跨越了技术领域，还跨越了商业模式和监管框架（IRENA， 2019a）。这对于整合可再生能源，同时避免电网拥堵至关重要。此外，这一创新展望还讨论了预期的移动中断可能带来的影响，包括“移动即服务”（mobile－as－a－service），以及未来二、三十年全自动汽车的广泛普及。

这一创新展望调查了间歇性可再生能源（VRE）——太阳能光伏（PV）和风能——与电动汽车之间的互补潜力。它考虑了直到本世纪中叶，如何通过智能充电开发这种潜力。

利用电动汽车与太阳能和风能之间的协同效应

根据德国太阳能和氢研究中心（ZSW）数据，到2019年初，全球道路上共有560万辆电动汽车。中国和美国是最大的市场，分别拥有260万辆和110万辆电动汽车。如果2040年以后销售的大部分乘用车是电动的，那么到2050年将有超过10亿辆电动汽车上路（见图S1）。国际可再生能源署分析表明，未来电动汽车的电池容量可能会超过固定电池容量。到2050年，大约14TWh的电动汽车电池将提供电网服务，较9TWh的固定电池而言（IRENA，2019b）。

电动汽车可以创造巨大的电力存储能力。然而，最优的充电模式将取决于精确的能量组合。与风力发电占主导地位的系统相比，太阳能发电占很大比例的系统的电动汽车集成有所不同。如果电动汽车从现在开始投入使用，通过智能充电方式将电动汽车作为一种灵活的资源，将减少对灵活但碳密集的化石燃料发电厂的投资，以平衡可再生能源的需求。

智能充电是指使电动汽车的充电周期适应电力系统的条件和车辆用户的需求。这有助于在满足移动需求的同时集成电动汽车。

智能充电允许对充电过程进行一定程度的控制。它包括不同的定价和技术收费选项。最简单的激励形式—使用时间定价—鼓励消费者将充电时间从高峰推迟到非高峰。更先进的智能充电方式，如直接控制机制，将是必要的，是在更高渗透水平下的长期解决方案，并提供接近实时的平衡和辅助服务。这种充电方式主要有V1G、V2G、V2H、V2B（见缩写），如图S2所示。

每种类型的方法都提供了不同的选项，以提高电力系统的灵活性，并支持VRE的集成，主要是风能和太阳能光伏。图S3总结了当今智能充电方法与电力系统灵活性之间的关系。这表明，更先进的智能充电方式可能会在系统中释放出更大的灵活性。