Energy Post前首席編輯和創(chuàng)始人KarelBeckman采訪了DNV GL的三位專家，分別是電動汽車業(yè)務(wù)全球負(fù)責(zé)人Jeremy Parkers，北歐和波羅的海能源咨詢主管Erik Dugstad，以及西北歐、中東非能源市場主管Martijn Duvoort。他們將為大家分享電動汽車發(fā)展與電網(wǎng)運(yùn)營之間的關(guān)系，主要包括智能充電的潛在收益、電動汽車集成的好處、利用大數(shù)據(jù)尋求平衡和公共交通的作用這幾個關(guān)鍵問題。
未來電動汽車何去何從?Parkes引用了DNV GL的《能源轉(zhuǎn)型前景展望》報告中的數(shù)據(jù)：到2032年，全球乘用交通工具有一半為電動的，現(xiàn)在這一比例僅占2.5%。這些都將對電網(wǎng)運(yùn)營帶來很大的挑戰(zhàn)。因此，在他看來，我們已經(jīng)處于交通運(yùn)輸業(yè)變革的起點(diǎn)，未來電動汽車將急劇增長，對電網(wǎng)運(yùn)營產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
智能充電的發(fā)展趨勢
電動化革命已經(jīng)發(fā)生，而挪威正在引領(lǐng)這一革命。這是Dugstad所持的觀點(diǎn)。他舉例：“現(xiàn)在，挪威新出售的汽車中有一半是電動的，路上行駛的汽車大約10%是電動的，Oslo甚至達(dá)到了16%，Bergen則接近20%。”
那么，挪威的電網(wǎng)是如何應(yīng)對這一情況的呢?Dugstad說：”我們是幸運(yùn)的，因?yàn)槲覀冇邢鄬?qiáng)大的配電網(wǎng)。這是由于挪威幾乎所有的供暖都是用電。對于電網(wǎng)運(yùn)營商來說，做好準(zhǔn)備至關(guān)重要，監(jiān)管者鼓勵正確的行為也是如此。“這并不意味著電網(wǎng)就需要加強(qiáng)或擴(kuò)展。實(shí)際上，我們更希望智能充電發(fā)揮作用。他進(jìn)一步表示，在荷蘭、英國和德國這些配電網(wǎng)絡(luò)相對弱一點(diǎn)的國家，由于供暖主要來自天然氣，智能充電帶來的潛在收益更高。
圖：全球不同類型和動力系統(tǒng)的路面交通工具數(shù)量統(tǒng)計(單位：百萬輛)
注：燃油型汽車包括內(nèi)燃機(jī)汽車(ICEVs)和插電式混合動力汽車(PHEVs)。
電動汽車包括純電動汽車(BEVs)和燃料電池電動汽車(FCEVs)。
歷史數(shù)據(jù)來源:OICA (2016)，IEA GEVO (2018)
對現(xiàn)狀的改變
電動汽車對現(xiàn)有的電網(wǎng)運(yùn)營帶來了怎樣的改變?Duvoort認(rèn)為：“傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)營模式將來自集中式發(fā)電基地(包括大型太陽能或風(fēng)電場)的電力輸送給終端用戶。這種模式將徹底改變。隨著屋頂太陽能等分布式可再生能源的興起，電動汽車也隨之發(fā)展，本地區(qū)域?qū)用娴墓┬璞仨毻瑫r平衡。電網(wǎng)運(yùn)營將變得更加復(fù)雜。”
Duvoort回憶，在2010年加入DNV GL后，他的第一項(xiàng)工作就是幫助日產(chǎn)在全球?qū)崿F(xiàn)其第一款100%電動汽車日產(chǎn)聆風(fēng)的量產(chǎn)。“當(dāng)時，如何處理充電問題還存在很多不確定性。配電運(yùn)營商擔(dān)心電動汽車充電對電網(wǎng)的影響。汽車制造商擔(dān)心在家充電會導(dǎo)致安全風(fēng)險，從而對電動汽車的形象產(chǎn)生負(fù)面影響。”現(xiàn)在，電動汽車已經(jīng)做好了擴(kuò)大規(guī)模的準(zhǔn)備。與此同時，加熱/冷卻技術(shù)(如熱泵)的電氣化和分布式太陽能光伏發(fā)電趨勢不可阻擋。這意味著電網(wǎng)運(yùn)營將會受到?jīng)_擊。“在電網(wǎng)協(xié)同工作上，具備不同特性的不同技術(shù)將被引入。”
Duvoort說，所有這一切意味著舊的、相對簡單的系統(tǒng)將朝著更加“基于風(fēng)險運(yùn)作”的方向轉(zhuǎn)變，這對電網(wǎng)運(yùn)營商和市場參與者提出了更多的要求，包括他們的IT能力和人際技能。
“當(dāng)大量車輛同時開始充電時，電動汽車可能是問題的一部分，也可能是臨時電網(wǎng)擁堵解決方案的一部分。”電網(wǎng)運(yùn)營的本質(zhì)是要有足夠的遠(yuǎn)見，可以提供適當(dāng)?shù)募钫?，以智能的方式利用現(xiàn)有的靈活性。”
雖然這對一些人來說聽起來有些聳人聽聞，但他表示，這么多進(jìn)展同時發(fā)生是有好處的。“能源轉(zhuǎn)型帶來了許多變化。屋頂光伏隨處可見;在荷蘭，供暖正從燃?xì)夤┡D(zhuǎn)向電力供暖。因此，電動汽車也只是電網(wǎng)運(yùn)營商需要改變工作機(jī)制的原因之一。”
電動汽車與電網(wǎng)融合的好處
對電網(wǎng)運(yùn)營商來說，電動汽車實(shí)際上可能會幫助他們應(yīng)對系統(tǒng)中日益增長的靈活性需求。電動汽車電池可以作為一個分布式儲能單元，它們是可再生能源的最佳CP。
Duvoort表示，DNV GL進(jìn)行了一項(xiàng)研究，假如電動汽車在晚上6點(diǎn)到早上6點(diǎn)之間可以停在家里，而且能在這期間充電并充滿電，從而讓電動汽車電池提供電力系統(tǒng)的靈活性，看是否可以利用V2G技術(shù)獲利。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電動汽車配合電網(wǎng)調(diào)度的潛在收益大約為每年每輛車1000歐元。不過也存在一個問題：這些收益分散在不同供電者之中。
因此，負(fù)責(zé)調(diào)度的各方可以通過降低他們的調(diào)度成本，特別是頻率控制儲能的成本，從V2G技術(shù)中節(jié)省資金。另一方面，電力供應(yīng)商可以通過投資組合優(yōu)化來節(jié)省資金，例如根據(jù)當(dāng)日市場價格變動優(yōu)化電動汽車的充放電周期。現(xiàn)在的問題是，誰將帶頭開發(fā)新的商業(yè)模式，以獲取這些潛在的利益?目前，已經(jīng)有一些商業(yè)模式在探索之中。
運(yùn)用大數(shù)據(jù)尋找平衡
如果實(shí)現(xiàn)不了V2G所預(yù)期的效果呢?Parkes認(rèn)為，電網(wǎng)運(yùn)營商將不得不尋找其他方式，將接入系統(tǒng)中的波動性可再生能源發(fā)電比例整合并提升。“例如，在電網(wǎng)中增加儲能容量。這是完全可行的，盡管在一定程度上可能減緩能源轉(zhuǎn)型。”對Dugstad來說，利用智能充電和需求響應(yīng)技術(shù)開發(fā)本地靈活市場是一種途徑，最好是電動汽車，但如果沒有電動汽車，就不用了。在他看來，必須確保開發(fā)靈活的市場，或者最重要的是定義電網(wǎng)市場的各個參與者的角色，看他們?nèi)绾魏献鳌?/p>
未來，當(dāng)引入主動系統(tǒng)管理(ASM)時，配電系統(tǒng)運(yùn)營商將負(fù)責(zé)保持電網(wǎng)的平衡。因此，預(yù)測電動汽車市場的發(fā)展趨勢對他們來說非常重要。晚上在家充電什么時候會成為常態(tài)?白天時段的辦公室充電規(guī)模會變多大?路邊快充系統(tǒng)怎么樣?
對此，DNV GL在荷蘭開發(fā)了一個名為NEMO的模型框架，通過一系列工具來預(yù)測電動汽車和其他“現(xiàn)代”的負(fù)荷和發(fā)電設(shè)備對電網(wǎng)的影響。這些模型正是由“大數(shù)據(jù)”支撐，讓DNV GL能夠支持輸配電運(yùn)營者有效規(guī)劃電動汽車的使用。“在NEMO的幫助下，運(yùn)營商可以確定哪里需要接入新的連接點(diǎn)，哪里可能需要額外充電，系統(tǒng)可能出現(xiàn)哪些限制，等等。”Parkes如此評價。使用NEMO后發(fā)現(xiàn)，由于電動汽車和分布式發(fā)電的出現(xiàn)，并沒有解決電網(wǎng)擁堵問題的靈丹妙藥。而是需要結(jié)合各種解決方案，具體問題具體分析。
公共交通的角色
如果說預(yù)期中的電動乘用車數(shù)量激增應(yīng)該引起電網(wǎng)運(yùn)營商的注意，那還不夠。實(shí)際上，將對電網(wǎng)運(yùn)營產(chǎn)生更大影響的是公共汽車和其他重型交通工具(如渡輪)的電氣化。
Dugstad認(rèn)為，公共汽車和渡輪的電氣化進(jìn)程比大多數(shù)人想象中要快得多。他曾經(jīng)舉過挪威的幾個例子：Oslo的公共交通運(yùn)營商Ruter正在購買200輛電動公交車，作為“去化石燃料戰(zhàn)略”的一部分;未來幾年，大約70艘電動渡輪將在挪威海灣投入使用。而且，電動公交已經(jīng)具備了匹敵燃油車的成本競爭力，這就意味著公共交通運(yùn)營商不需要太多刺激政策就會選擇電動車。荷蘭的發(fā)展情況也類似。Duvoort表示，對電網(wǎng)運(yùn)營的影響可能比預(yù)期更具破壞性，這是因?yàn)楣步煌ㄟ\(yùn)營商都選擇自己的系統(tǒng)，幾乎不做咨詢。
Dugstad和Duvoort都敦促電網(wǎng)運(yùn)營商與公共交通公司和市政當(dāng)局接觸，討論公共交通系統(tǒng)的電氣化問題。在挪威部分地區(qū)，DNV GL已經(jīng)與當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\(yùn)營商合作，為預(yù)期的電動交通發(fā)展做規(guī)劃。
電動汽車革命是否將延續(xù)下去
電動汽車是否會像大多數(shù)專家認(rèn)為的那樣取得成功?答案是肯定的。雖然大眾媒體也有一些反對電動車的聲音，譬如有人認(rèn)為它們并不比汽油車或柴油車更環(huán)保，還有人擔(dān)心電池的安全性和對環(huán)境的影響。
Dugstad承認(rèn)，關(guān)于電池材料的來源，有人權(quán)和環(huán)境方面的考慮。然而，他認(rèn)為這些問題最終是可以解決的。他建議，電池制造商可以利用DNV GL的產(chǎn)品MyStory。這一工具給他們提供追蹤產(chǎn)品的社會、環(huán)境、道德等方面影響的途徑，關(guān)于這些產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)證的實(shí)證都存儲在區(qū)塊鏈平臺上。
Duvoort也指出，電動汽車肯定和燃油車一樣安全，不過他也補(bǔ)充道，電動汽車的風(fēng)險是不同的。公共安全部門還不熟悉電動汽車。他們必須學(xué)會如何處理突發(fā)事件。
“最新型的電池安全性和耐用性比預(yù)期還好。”Parkes也如此評價，“如今，電池?zé)o法維持車輛壽命的風(fēng)險幾乎不存在。”
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