随着越来越多的低碳发电资源上线,一个围绕插电式汽车和电网之间能量交换的新兴潜在利润丰厚的市场正在出现。
所谓的车辆到电网 (V2G) 技术正在使电动汽车 (EV) 电池能够为电网提供辅助服务,这些服务可以补充间歇性可再生能源或在高峰时段削减需求——公用事业公司、汽车制造商和消费者都将其视为商机。
根据 Navigant Research 的一份新报告,到 2022 年,全球 V2G 频率调节收入预计将达到 1.907 亿美元。北美是电动汽车作为电网服务的最强劲初始市场机遇。
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美国国防部正在大力押注 V2G 技术,以此来减少对外国石油的依赖并削减其巨额能源账单。今年早些时候,国防部宣布将投资 2000 万美元测试 500 辆支持 V2G 的电动汽车,这是同类项目中规模最大的试点项目(Greenwire,2013 年 2 月 5 日)。
包括丰田汽车公司、通用汽车公司和宝马集团在内的几家大型汽车制造商也对此感兴趣,他们将电网服务视为提高其生产的电动汽车价值的一种方式。
但是,虽然从技术上讲,将电动汽车连接到电网并利用其能量存储能力是可行的,但在实践中可能并不那么理想。
一个问题是车辆本身是移动的。虽然普通的通勤电动汽车一天中的大部分时间都处于闲置状态,使其成为一种有吸引力的电网资源,但车辆必须始终能够发挥其作为交通工具的主要功能。驾驶员需要有信心他们的电动汽车有足够的电量从 A 点到达 B 点。管理每个与电网相连的车辆的独特需求可能会造成后勤噩梦。
太平洋天然气和电力公司 (PG&E) 的电动汽车经理 Ulric Kwan 说:“从技术上讲,没有理由不能这样做,但有很多运营和以客户为中心的理由会让你不想这样做。”
虽然从技术上讲是可能的,但 V2G 通信仍然需要克服许多技术障碍。车辆和电网之间交换的双向通信软件仍需开发,利益相关者需要就一种标准的通信方式达成一致,例如 3G 互联网连接或通过电动汽车充电器。
现有电网上的软件也需要更新。批发电力市场的目的是处理价值数百兆瓦的汇总负荷,而不是在周围移动且能量容量不断变化的小型车辆发电机。
Kwan 说:“这并不是该软件最初设计要处理的事情。”
更现代化的电网可以欢迎电动汽车
但随着美国电网系统的发展,新的机遇可能会出现。
“我们正在进行大量的电网现代化改造。在智能电网技术方面投入了大量精力,升级了容易发生故障的电网,我们开始看到新一代的需求响应……并且随着电动汽车的普及,它们也会在这个系统中发挥作用,”电力研究所的电动交通主管 Mark Duvall 上周在旧金山举行的 GreenBiz Verge 会议的场外说道。
在很多方面,时机已经成熟。电动汽车的销量开始达到临界规模,仅加利福尼亚州就承诺到 2025 年在道路上投入 150 万辆电动汽车。与此同时,可再生能源的成本正在下降,而对弹性的担忧正在推动电网的变革。
Duvall 说:“公用事业公司正在通过提高灵活性和弹性来使电网现代化。电动汽车将进入并利用所有这些。”
电动汽车电池,特别是如果它们在车队或社区层面聚集,可以提供灵活的存储容量和潜在的瞬时电源。这使得电动汽车非常适合与风能和太阳能等间歇性能源资源同步。
2010 年,特拉华大学与独立系统运营商 PJM Interconnection 合作,完成了美国第一个商业 V2G 示范。7 月,通用汽车在其位于马里兰州白沼的制造工厂部署了其第一个太阳能智能电网充电系统的实际演示。
通过使用通用汽车的 OnStar 需求响应计划,科技公司 TimberRock Energy Solutions 能够监控太阳能充电站的输出,并启动、减慢或停止流向雪佛兰 Volt 车队的充电量,从而使电网受益。根据它们的充电状态,这些车辆可以在高峰需求期间用于向电网出售能量。
有相应的应用程序
虽然该系统可以将存储的太阳能输回电网,但它无法实现车辆和电网之间的完全双向通信。
OnStar 电动汽车和智能电网服务全球经理 Paul Pebbles 在 Verge 会议上说:“我认为没有必要。”仅通过调节充电时间,电动汽车就可以模拟将能量推回电网的效果。
在选定时间减少电动汽车需求有助于公用事业公司平衡负荷。它还可以直接使消费者受益。通过在高峰时段减缓或停止充电,他们可以利用更便宜的电价。例如,福特汽车公司通过 MyFord Mobile 手机应用程序让其电动汽车客户能够参与分时充电,该应用程序通过云计算跟踪当地公用事业公司何时切换到非高峰时段电价。
许多应用程序还可以告诉车主何时何地可以获得可再生能源进行充电。
汽车制造商现在正在研究如何让车主和车队运营商通过允许公用事业公司操纵他们的电池充电来获利。客户可能需要看到财务回报才能参与 V2G 应用,但 Pebbles 表示,目前尚不清楚该结构会是什么样子。
他暗示,汽车制造商的合作将在明年推出一种供消费者参与电网服务市场的方式。他表示,部分原因是公用事业公司仍然不愿意让汽车制造商进入电力服务领域。
Pebbles 说:“问题在于公用事业公司尚未完全支持。” “他们不喜欢放弃控制权。他们不习惯允许其他人控制电网上的资产,而作为汽车制造商,我们希望确保他们不会损坏我们的汽车。”
PG&E 的 Kwan 承认,在早期阶段存在挑战。“真的,没有人有智能充电计划。”
Kwan 补充说:“开辟新的领域很困难,而且要弄清楚[利益相关者]的角色和责任。”“这是一件复杂的事情。汽车工业是一个庞大的产业,它正在与公用事业产业正面碰撞,而公用事业产业也是一个庞大的产业。”
但这并不是说公用事业公司会拒绝接受 V2G 市场。PG&E 的车队管理经理 Nina Kisch 表示,她的公用事业公司认为电力作为一种运输燃料和电动汽车作为一种分布式能源的前景一片光明。
Kisch 说:“我们真的支持一切能够使电网更安全、更可靠的事情,而分布式发电有办法做到这一点。”“我们只是想确保一切都做得正确。”
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