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(dòng)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(chǎng)主管Martijn Duvoort。他們將為大家分享電動(dòng)汽車發(fā)展與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)之間的關(guān)系，主要包括智能充電的潛在收益、電動(dòng)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(gè)關(guān)鍵問題。
未來電動(dòng)汽車何去何從?Parkes引用了DNV GL的《能源轉(zhuǎn)型前景展望》報(bào)告中的數(shù)據(jù)：到2032年，全球乘用交通工具有一半為電動(dòng)的，現(xiàn)在這一比例僅占2.5%。這些都將對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(dòng)汽車將急劇增長(zhǎng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
智能充電的發(fā)展趨勢(shì)
電動(dòng)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(dòng)的，路上行駛的汽車大約10%是電動(dòng)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(duì)這一情況的呢?Dugstad說：”我們是幸運(yùn)的，因?yàn)槲覀冇邢鄬?duì)強(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(duì)于電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來說，做好準(zhǔn)備至關(guān)重要，監(jiān)管者鼓勵(lì)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(duì)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(dòng)力系統(tǒng)的路面交通工具數(shù)量統(tǒng)計(jì)(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(dòng)力汽車(PHEVs)。
電動(dòng)汽車包括純電動(dòng)汽車(BEVs)和燃料電池電動(dòng)汽車(FCEVs)。
歷史數(shù)據(jù)來源:OICA (2016)，IEA GEVO (2018)
對(duì)現(xiàn)狀的改變
電動(dòng)汽車對(duì)現(xiàn)有的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)帶來了怎樣的改變?Duvoort認(rèn)為：“傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(chǎng))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(dòng)汽車也隨之發(fā)展，本地區(qū)域?qū)用娴墓┬璞仨毻瑫r(shí)平衡。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(dòng)汽車日產(chǎn)聆風(fēng)的量產(chǎn)。“當(dāng)時(shí)，如何處理充電問題還存在很多不確定性。配電運(yùn)營(yíng)商擔(dān)心電動(dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)的影響。汽車制造商擔(dān)心在家充電會(huì)導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)電動(dòng)汽車的形象產(chǎn)生負(fù)面影響。”現(xiàn)在，電動(dòng)汽車已經(jīng)做好了擴(kuò)大規(guī)模的準(zhǔn)備。與此同時(shí)，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(shì)不可阻擋。這意味著電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)將會(huì)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(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)將朝著更加“基于風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)作”的方向轉(zhuǎn)變，這對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和市場(chǎng)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(shí)開始充電時(shí)，電動(dòng)汽車可能是問題的一部分，也可能是臨時(shí)電網(wǎng)擁堵解決方案的一部分。”電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的本質(zhì)是要有足夠的遠(yuǎn)見，可以提供適當(dāng)?shù)募?lì)政策，以智能的方式利用現(xiàn)有的靈活性。”
雖然這對(duì)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(shí)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(dòng)汽車也只是電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商需要改變工作機(jī)制的原因之一。”
電動(dòng)汽車與電網(wǎng)融合的好處
對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來說，電動(dòng)汽車實(shí)際上可能會(huì)幫助他們應(yīng)對(duì)系統(tǒng)中日益增長(zhǎng)的靈活性需求。電動(dòng)汽車電池可以作為一個(gè)分布式儲(chǔ)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(chǔ)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(chǎng)價(jià)格變動(dòng)優(yōu)化電動(dòng)汽車的充放電周期?，F(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(yíng)商將不得不尋找其他方式，將接入系統(tǒng)中的波動(dòng)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(chǔ)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(duì)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(chǎng)是一種途徑，最好是電動(dòng)汽車，但如果沒有電動(dòng)汽車，就不用了。在他看來，必須確保開發(fā)靈活的市場(chǎng)，或者最重要的是定義電網(wǎng)市場(chǎng)的各個(gè)參與者的角色，看他們?nèi)绾魏献鳌?/p>
未來，當(dāng)引入主動(dòng)系統(tǒng)管理(ASM)時(shí)，配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商將負(fù)責(zé)保持電網(wǎng)的平衡。因此，預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)他們來說非常重要。晚上在家充電什么時(shí)候會(huì)成為常態(tài)?白天時(shí)段的辦公室充電規(guī)模會(huì)變多大?路邊快充系統(tǒng)怎么樣?
對(duì)此，DNV GL在荷蘭開發(fā)了一個(gè)名為NEMO的模型框架，通過一系列工具來預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車和其他“現(xiàn)代”的負(fù)荷和發(fā)電設(shè)備對(duì)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(yíng)者有效規(guī)劃電動(dòng)汽車的使用。“在NEMO的幫助下，運(yùn)營(yíng)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(píng)價(jià)。使用NEMO后發(fā)現(xiàn)，由于電動(dòng)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(dòng)乘用車數(shù)量激增應(yīng)該引起電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的注意，那還不夠。實(shí)際上，將對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(gè)例子：Oslo的公共交通運(yùn)營(yíng)商Ruter正在購買200輛電動(dòng)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(dòng)渡輪將在挪威海灣投入使用。而且，電動(dòng)公交已經(jīng)具備了匹敵燃油車的成本競(jìng)爭(zhēng)力，這就意味著公共交通運(yùn)營(yíng)商不需要太多刺激政策就會(huì)選擇電動(dòng)車。荷蘭的發(fā)展情況也類似。Duvoort表示，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的影響可能比預(yù)期更具破壞性，這是因?yàn)楣步煌ㄟ\(yùn)營(yíng)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(yíng)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(yíng)商合作，為預(yù)期的電動(dòng)交通發(fā)展做規(guī)劃。
電動(dòng)汽車革命是否將延續(xù)下去
電動(dòng)汽車是否會(huì)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(duì)電動(dòng)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(duì)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(huì)、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(chǔ)在區(qū)塊鏈平臺(tái)上。
Duvoort也指出，電動(dòng)汽車肯定和燃油車一樣安全，不過他也補(bǔ)充道，電動(dòng)汽車的風(fēng)險(xiǎn)是不同的。公共安全部門還不熟悉電動(dòng)汽車。他們必須學(xué)會(huì)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(píng)價(jià)，“如今，電池?zé)o法維持車輛壽命的風(fēng)險(xiǎn)幾乎不存在。”
評(píng)論