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商业

日产要让电动车反过来给电网充电,这是怎么一回事?

马若飞2018-02-03 06:58:22

这是叫做 V2G 的电网配套新技术。

日产日前公布,将在英国建设一个名为 e4Futures 的电动充电站项目,项目首批目标为 1000 个充电桩。特别的是,这种充电桩不仅能给汽车充电,还能让汽车把电还给电网。

e4Futures 项目是一种名为 V2G (汽车对电网)的特殊充电设施。和常规充电桩不同,这种设施听起来有点奇怪:在用电低峰期,比如夜晚,用户将电动车插在充电桩上充电,以此获得较白天更低廉的价格;在用电高峰,比如夏天的傍晚,插在充电桩上的闲置电动车会把电池中的电输回电网,电网也会为此向车主付钱。

这听起来多此一举,但是是一种真实存在的需求:电网调峰。

顾名思义,供电网络的运转是有峰值的。简单的说,当民用和工业都需要电时,电网的负荷就会较大,而为了保证城市正常运转,各种类型的发电站就会按照可能的峰值电力需求来设计。

但某些时候,比如炎热的、需要大量开启空调的夏天,因为增加了空调的负荷,电网原有的发电量可能就会出现短缺,某些地区可能会拉闸限电;而另一些时候,比如气候宜人的夜晚,没有空调、没有工业,电网的发电量又会多余。

因为大部分国家的用电网络中,主要的发电设施都是不能随意停机的特殊设备,比如超临界火电机组或是核电机组,白天电力不足或许还能依靠太阳能、水利等可以快速停机和工作的电站来补充,等到了夜晚,因为大电站不能停机,发出的电就会白白浪费掉。

这种电网的波峰波谷问题在美国、中国等供电网络复杂的国家尤其严重。过去主要的解决方案是一种特殊的水力电站:抽水蓄能电站。

抽水蓄能电站都有两个小型水库,一个在高处,比如山顶,一个在低处。这种电站的发电机组是特殊可逆的,既可以是电动机也可以是发电机:当夜晚电网出现用电低峰时,抽水蓄能电站会支付较低的单价买电,把低处水库中的水抽到山顶的水库中去;在白天的用电高峰,再把这些水从山顶放下来发电,把这些电高价卖给电网。

浙江安吉天荒坪抽水蓄能电站

左侧为上水库,右侧为下水库,电站布置在地下/蚂蜂窝

美国能源部统计,截止 2017 年全球电力网络中有超过 96% 的电力调节设施是抽水蓄能电站,总装机容量约 1680 亿瓦特。以中国的情况来说,因为电力系统由两大国有公司垄断,大部分的抽水蓄能电站的产权都属于电网,功能上主要是作为核电和火电站的配套设施,因为有 20% 到 30% 的能量损耗,一般是不盈利的。

但抽水蓄能电站解决的是非常重要的难题,在电力供给市场化的国家尤其突出。

2017 年圣诞节,德国电力交易所 EPEX Spot 的实时电力价格一度出现的负值,也就是说这段时间用电的人,不仅不用给钱,电网还会退钱给你。出现这种状况就是因为圣诞节期间工厂放假,商业关门,到处都不用电,而德国的电力系统中有 38% 以上都是没法控制的清洁能源,比如风能和太阳能,剩余的火电机组又不能停机,所以出现了负数的电力结算价格。2017 年,EPEX Spot 电力交易所出现了 100 多次负电价。

日产正在研究的电动汽车对电网,也就是 V2G 技术可以认为是电网调峰技术的另一种可能性。

日产公司最早在 2016 年就在英国的欧洲技术研究中心开始研发 V2G 技术,2017 年宣布在丹麦启动实验项目,建设了一个用来给出租电动车充电的小型 V2G 充电站。实验显示,这个站点每年能从电网获得 1300 欧元,约合 10000 元人民币的收入。

此次宣布在英国启动的 V2G 项目规模更大,目标是 1000 个充电桩。这个项目是日产、纽卡斯尔大学、帝国理工大学、建设公司 Nuvve、英国北方电网合作进行的,目前从英国政府获得了 980 万英镑的投资。

但 V2G 项目目前还有一些问题没有解决,比如电池充电再放电的效率问题,如何协调用户的使用避免和现有电网生产产生冲突等等。日产也表示,等到未来电动汽车足够多的时候,V2G 项目才能显示更重要的价值。


题图/Nissan

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