汽车向电网“反向送电”，V2G技术即将爆发

电子发烧友网报道（文/黄山明）随着新能源汽车以及居民用电设备的爆发式增长，城市电网压力与日俱增，这对新能源汽车的充电效率甚至居民用电都产生了不利影响。因此在今年初，国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、市场监管总局联合发布了《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》，推动新能源汽车反向给电网送电。
 
近日，深圳市也发布了《深圳市支持虚拟电厂加快发展的若干措施》，其中提到，鼓励新能源汽车整车企业开展技术创新，开放车端V2G功能。V2G 即Vehicle-to-Grid（车辆到电网），又称双向逆变式充电技术，即电动车不仅可以从电网获取电力充电，还可以将车载电池中的电能反馈到电网中，车主也能赚取电费差价。
 
V2G技术的发展
 
根据国家发布的《实施意见》，到2025年，将初步建成车网互动技术标准体系，全面实施和优化充电峰谷分时电价，市场机制建设和试点示范取得重要进展；到2030年，我国车网互动将实现规模化应用，智能有序充电将全面推广。
 
根据深圳市发布的《若干措施》，为了支持V2G技术，针对公交、物流、环卫、港口拖车等典型车型，面向工业园区、社会停车场等停充一体场景，将加大车网互动示范应用和持续升级，推动全市超充、快充以及交流充电设施等全部实现车网互动功能，经评审后对于具备V2G功能的充电设施给予单个企业最高不超过500万元的支持。
 
据2023年深圳市政府工作报告，深圳新能源汽车总量已达76.6万辆，居世界前列。在电动汽车充电高峰时段，全市充电负荷超过120万千瓦，相当于即时消耗广东最大的火电机组发电容量。目前，深圳供电局在解决充换电设备及系统、边缘装置、聚合策略、电池安全和信息安全5大关键技术问题等方面取得系统性成果。预计到2030年，车网互动可调节能力将超过100万千瓦。
 
V2G技术，即车网互联技术，它使得电动汽车不仅仅是电能的消费者，还能成为电能的存储和提供者，通过双向充电和放电，实现与电网的互动。这种技术有潜力改变传统的电力系统运行方式，增加电网的灵活性和稳定性。
 
自20世纪90年代起，V2G便计入到了各国的研究领域，比如美国是V2G技术研究和应用的先驱之一。早在2012年，特拉华大学的eV2gSM项目就对V2G技术进行了验证，评估了电动汽车向电网提供调频服务的潜力。美国政府和军方也积极参与，如2014年在洛杉矶空军基地开展的示范项目，得到了美国国防部和加州能源委员会的支持。
 
美国联邦能源管理委员会（FERC）甚至提出修改法规，推动储能与分布式能源集成商进入电力市场，为V2G技术的商业化铺平道路。
 
欧洲方面，尤其是英国政府积极鼓励V2G技术的投资，预计欧洲将成为最大的V2G市场。政策支持包括减税优惠、补贴计划以及对电网服务市场的开放。也得益于政府的强力推动和电网公司的积极参与，欧洲多国进行了广泛的V2G试点项目，探索如何利用电动汽车电池作为灵活的储能资源，平衡可再生能源的间歇性。到2020年，欧洲在全球V2G市场的营收份额超过45%，显示出其在该领域的领先地位。
 
V2G有望带动相关产业链，但也有不少问题需要解决
 
目前，国内V2G市场正处于起步阶段，但发展迅速。有机构预测，到2030年，中国V2G市场的规模将超过1千亿元。同时，计划在2026年之后开始逐步商业化推广。
 
而V2G技术的普及将对相关产业链造成巨大影响，比如充电桩。传统的充电桩只能单向地将电能从电网输送到电动汽车电池。而支持V2G技术的充电桩需要配备先进的逆变器和通信系统。逆变器负责将直流电转换为交流电，以便与电网进行互动，而通信系统则确保电动汽车与电网之间的数据传输和控制指令的准确执行。
 
国家也在开展V2G技术试点示范建设、战略合作项目等，快速推进V2G技术的应用。例如广东省提出到2025年，规划累计建成集中式充电站4500座以上、公共充电桩25万个以上，并积极开展车网互动示范。
 
同时针对电动汽车，充电控制系统可能需要升级或更换，以支持智能充放电管理。这包括能够响应电网需求，执行充放电操作的智能芯片或软件系统。根据国家知识产权局相关信息可以看到，包括吉利、一汽、广汽、东风、蔚来、赛力斯、哪吒等车企都已有V2G方面的专利储备。
 
这不仅有利于相关产业链的发展，对于车主来说，使用V2G技术也能带来额外的收入。根据英大证券的一项测算，假设一块锂电池的循环充放电次数为8000次，如果其中5000次用于“反向送电”，按照1元的峰谷电差价以及每天卖出50度电计算，车主可以获得25万元的收益，这甚至超过了一些新能源汽车的价值。
 
当然，使用V2G并不全是好处。由于目前该技术还成熟，相关市场也才刚刚起步。比如欧洲的V2G模式已经相对成熟，可以允许车主通过峰谷电价差来套利，但中国电力交易市场仍然处于建设期，定价、跨省交易等配套机制尚不健全，短期内V2G商业化模式难以跑通。
 
对于电动汽车的车主而言，使用V2G也会有一定的代价。电动汽车向电网反向送电时是看做一次循环次数的，因此加入V2G模式后，电池会因为充放电次数增加，导致衰减速度加快，电池寿命缩短。
 
根据美国夏威夷自然能源研究所研究的数据，在恒定功率下，V2G会显著降低电池寿命至5年甚至以下。因此，新能源汽车对外放电功能的实现对电池质量提出了更高要求。部分车企通过采用高性能长寿命电池，以及应用先进的双向充放电算法以及V2G电池保养策略，来消除用户对V2G可能导致电池寿命衰减的顾虑。
 
当然，即便如此，加入V2G之后，对电动汽车的电池寿命还是有明显影响的。但在经济效益以及使用寿命上如何权衡，就需要看车主自己了。
 
总结
 
V2G技术通过实现电动汽车与电网之间的双向通信和双向能量流，优化了能源效率，参与电网调度，促进了电网的安全性、稳定性、可靠性和经济性。在实现能量互联互通方面具有巨大潜力，但也面临着技术、市场和政策等方面的挑战。随着技术进步、政策支持和市场需求的增长，这些壁垒有望逐步被克服。