從V2X到能源互聯(lián)網(wǎng)
丨 - 風(fēng)起云涌，小荷才露尖尖 - 丨
?
2016年，我拜訪蔚來(lái)汽車沈總，從他那第一次聽(tīng)到“能源互聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)概念。我當(dāng)時(shí)就被他給洗腦了。走出他的辦公室，我就在當(dāng)當(dāng)上搜了一下能源互聯(lián)網(wǎng)，立即買了一本劉老板的書(shū)、《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》。當(dāng)年，我們將雙向高頻隔離的大功率充放電模塊作為創(chuàng)業(yè)初的一個(gè)重大項(xiàng)目，并申請(qǐng)到了一筆深圳科創(chuàng)委基金。
在沈總的規(guī)劃中，換電站的電池可以用來(lái)“削峰填谷”。在電價(jià)較低的用電“低谷”期（電網(wǎng)負(fù)荷低谷），將電網(wǎng)的電儲(chǔ)存到電池里；在電價(jià)較高的用電“高峰”期（電網(wǎng)負(fù)荷高峰），再將電池里儲(chǔ)存的電賣給電網(wǎng)。利用“峰-谷”的電差價(jià)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收益。
……
一轉(zhuǎn)眼，時(shí)光流逝到2022年8月20日時(shí)，我讀到沈總關(guān)于“虛擬電廠”的長(zhǎng)文《每一個(gè)蔚來(lái)?yè)Q電站，都可以是一座虛擬電廠》，很是感嘆蔚來(lái)汽車宏大、長(zhǎng)遠(yuǎn)、前瞻、深邃的頂層設(shè)計(jì)能力，以及實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)過(guò)程中展現(xiàn)的堅(jiān)定意志和堅(jiān)持。從2016到2022，對(duì)于一直處于過(guò)山車狀態(tài)的新能源行業(yè)，不長(zhǎng)也不短。2017年12月16日，蔚來(lái)首款量產(chǎn)車ES8才正式發(fā)布。
沈總規(guī)劃中的“填峰削谷”，在中國(guó)還沒(méi)有商業(yè)化，但已處在試點(diǎn)之中。2022年8月26日，深圳虛擬電廠管理中心正式揭牌。這是國(guó)內(nèi)首家虛擬電廠管理中心。深圳虛擬電廠已接入分布式儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、充電站、地鐵等類型負(fù)荷聚合商14家，接入容量達(dá)87萬(wàn)千瓦，接近一座大型煤電廠的裝機(jī)容量。近期，各地政府關(guān)于儲(chǔ)能的政策超密集發(fā)布。豬飛的節(jié)奏。一地雞毛的前夜。
劉主任敏銳地觀察到電動(dòng)汽車參與分布式儲(chǔ)能的大趨勢(shì)。
他在2023年初指出：發(fā)揮電動(dòng)汽車作為分布式儲(chǔ)能作用，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充換電與電網(wǎng)間的雙向互動(dòng)一直是兩個(gè)行業(yè)共同的愿望。隨著我國(guó)純電汽車保有量超過(guò)1000萬(wàn)輛，分布式儲(chǔ)能的效果開(kāi)始顯現(xiàn)。上海、北京開(kāi)始要求建設(shè)智能樁的政策推動(dòng)了充電設(shè)施的性能要求更新。能源行業(yè)《電動(dòng)汽車充放電雙向互動(dòng)》等系列標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于車網(wǎng)互動(dòng)向標(biāo)準(zhǔn)化方面發(fā)展。智能樓宇、綜合能源園區(qū)的建設(shè)也為實(shí)現(xiàn)充放電雙向互動(dòng)提供了基礎(chǔ)。2023年，電動(dòng)汽車與電網(wǎng)間的雙向互動(dòng)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)探索、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)品更新的階段。深層次、大范圍的車網(wǎng)互動(dòng)還需要電池技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)、電力體制改革進(jìn)一步深入和政策配套進(jìn)一步開(kāi)放。
?丨 - V2X，X的主角有家庭、用電設(shè)備和電網(wǎng)??- 丨
V2X的市場(chǎng)應(yīng)用，包括V2L、V2H、V2G、V2V，等。在中國(guó)市場(chǎng)，B2V可能也是有大空間的。
V2L(Vehicle to Load)是便攜式儲(chǔ)能電源的替代產(chǎn)品和伴侶產(chǎn)品。V2H(Vehicle to House)在當(dāng)前應(yīng)用主要是作為家庭的應(yīng)急電源，但是將會(huì)衍生很多應(yīng)用場(chǎng)景。V2H其實(shí)也是V2L，車輛電池連接各種家用負(fù)載。
"晚上在家用 0.3 元把車充滿電，車子開(kāi)到公司，車輛電池的電給公司用，公司是 1.3 元一度電，一天賺個(gè)午飯錢?！??這個(gè)概念可能也是V2H，但也可能是V2G(Vehicle to Grid)，車輛直接上網(wǎng)接受調(diào)度。V2G對(duì)電網(wǎng)管理的要求很高，我不認(rèn)為商業(yè)模式短期內(nèi)能跑通。
在電網(wǎng)接納零散的發(fā)電之前， 將車輛電池作為蓄水池的儲(chǔ)能應(yīng)用是重點(diǎn)，商業(yè)化已經(jīng)明朗。
V2V(Vehicle to Vehicle)和B2V（Battery to Vehicle），這兩者或許將“卷”出中國(guó)特色。
V2L
我沒(méi)明白便攜式儲(chǔ)能為什么這么火？買個(gè)1度電的電池放在家里，一年有那么一到兩次，周末、節(jié)假日去海邊露營(yíng)、拍視頻？視頻廣告從業(yè)者長(zhǎng)時(shí)間在戶外拍視頻，普通的充電寶不夠用，倒是很真切的需求。但是，如果是為了滿足這些需求，這個(gè)市場(chǎng)能有多大？
很多人告訴我，便攜式儲(chǔ)能和戶用儲(chǔ)能現(xiàn)在很火，是因?yàn)槎頌鯌?zhàn)爭(zhēng)。戰(zhàn)火摧毀了烏克蘭的電力設(shè)施，烏克蘭人民靠光伏電池板和便攜式儲(chǔ)能滿足家庭用電需求，白天通過(guò)太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換到便攜式儲(chǔ)能電池里面去，晚上通過(guò)便攜式儲(chǔ)能給家庭做飯、供電。戰(zhàn)爭(zhēng)中斷了俄羅斯對(duì)歐洲的天然氣供應(yīng)，電價(jià)猛漲，歐洲人不堪重負(fù)，每家每戶都安裝光伏屋頂，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換到戶用儲(chǔ)能電池里面去，盡量用儲(chǔ)能電池的電力給家庭供電。
能效電氣于2023年3月發(fā)布了便攜式直流放電機(jī)UCD3500，是全球第一款無(wú)需外接電池的就可直接從電動(dòng)汽車快充口取電的取電神器，是V2L的典型應(yīng)用。UCD3500通過(guò)直流充電槍頭連接到電動(dòng)汽車的直流快充槍座（槍頭和槍座符合國(guó)標(biāo)GB/T 20234.3-2015），將動(dòng)力電池的直流電接轉(zhuǎn)換為額定電壓220V、額定功率3kW的交流電。峰值功率可達(dá)到3.9kW。UCD3500接受的電壓范圍是300-500V。采用能效電氣標(biāo)簽化的獨(dú)立風(fēng)道技術(shù)設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP65。
UCD3500的定位是：讓電動(dòng)汽車變成了“超級(jí)移動(dòng)電” ; 讓“移動(dòng)戶外電源”有了大容量的能源倉(cāng)，豐富人們的潮流生活。在中國(guó)，電動(dòng)汽車更是“戶外移動(dòng)電源”的“能源倉(cāng)”，因?yàn)椋?/p>
1.有些露營(yíng)場(chǎng)所并不允許車輛靠近；
2.廣告拍攝，大范圍移動(dòng)，車輛也是無(wú)法?？吭谂臄z地的；
“移動(dòng)戶外電源”雖然能提供兩度電的大電池，但畢竟容量有限。電動(dòng)汽車的電池容量相對(duì)于“戶外移動(dòng)電源”的電池容量，則是“超級(jí)大”了。拍攝間隙，回到停放在拍攝目的地的停車場(chǎng)，從電車上取電，將“移動(dòng)戶外電源”補(bǔ)滿電。
海邊燃?xì)怏艋?。大噱頭。但是，我們不應(yīng)阻擋人民群眾對(duì)幸福浪漫美好生活的向往。對(duì)于車企來(lái)說(shuō)，有1%的需求，都是值得做個(gè)選配件的。
V2H
今年6月以來(lái)，江蘇、四川、重慶、山西等多地已開(kāi)始執(zhí)行新的峰谷電價(jià)政策。貴州、廣西、北京發(fā)布了關(guān)于峰谷電價(jià)調(diào)整的征求意見(jiàn)稿。各地針對(duì)優(yōu)化峰谷時(shí)段劃分、進(jìn)一步擴(kuò)大峰谷電價(jià)水平、完善峰谷電價(jià)結(jié)算方式等方面做出調(diào)整。其中北京、四川、廣西、江蘇自7月起開(kāi)始執(zhí)行新的尖峰電價(jià)。用電峰平谷電價(jià)比例有的地區(qū)調(diào)整到為1.8:1:0.4。
假設(shè)一天谷底時(shí)長(zhǎng)為9小時(shí)，一臺(tái)22kW雙向樁在谷底時(shí)間可以保存198度電。假如一度電可以節(jié)省1元錢，一臺(tái)22kW雙向樁一天可以賺198元。實(shí)際上，對(duì)于家庭使用，一天并不需要這么多電，也難以配這么大的電池包。假設(shè)一個(gè)五口之家，一天需要XX度電，…… 問(wèn)題是，車子沒(méi)法作為家庭儲(chǔ)能的全時(shí)應(yīng)用。
V2G
“電網(wǎng)”是個(gè)模糊的詞匯，我通過(guò)一篇科普文章具象化了“電網(wǎng)”。據(jù)我了解，當(dāng)前在研究和試點(diǎn)10kV支線以內(nèi)的“并網(wǎng)”。但是，一旦電網(wǎng)準(zhǔn)備好車輛電池并網(wǎng)，將塑造出全新的生態(tài)，將影響全家萬(wàn)戶。這方面的想象力，能有多大，就有多大。和無(wú)線充電、自動(dòng)駕駛比起來(lái)，V2G的商業(yè)化進(jìn)程會(huì)更快。
歐陽(yáng)明高院士一直在為這個(gè)前景進(jìn)行鼓與呼。我在另外一篇文章中摘錄過(guò)他的大段講話。今天摘錄另外一段。里面的科普部分和我前面的表述有些重疊。但歐陽(yáng)院士的科普更到位。
--
09 電動(dòng)汽車能變成電網(wǎng)的充電寶
我們一般的時(shí)候是電網(wǎng)給車充電，我們現(xiàn)在也可以用車給電網(wǎng)充電，把車變成電網(wǎng)的充電寶，這不就雙向了嗎？也就是說(shuō)，這個(gè)車既可以充電又可以往回放電，這就叫車網(wǎng)互動(dòng)。比如說(shuō)大家都在下班的時(shí)候六點(diǎn)鐘來(lái)充電，那這電網(wǎng)是受不了的，但如果我們后半夜充電，我們反倒是把后半夜那個(gè)波谷給它填了，而我們的波峰還沒(méi)有，所以這就叫削峰填谷。這個(gè)還不是車網(wǎng)互動(dòng)，只是有序充電，也就是我們用一個(gè)后臺(tái)來(lái)調(diào)度大家充電，我們叫廣義的車網(wǎng)互動(dòng)，有序充電到車網(wǎng)互動(dòng)，有序叫V1G單向的，車網(wǎng)互動(dòng)是叫V2G雙向的。
10 車網(wǎng)互動(dòng)能為多方贏得收益
那么我們還可以擴(kuò)展到什么呢？就是車跟車充電，車跟房子、車跟建筑、車跟微網(wǎng) 都可以互動(dòng)，不一定非要只是跟大電網(wǎng)互動(dòng)，所以這個(gè)靈活性非常非常的大，我們這個(gè)用戶是有收益的，而且可以創(chuàng)造很多就業(yè)機(jī)會(huì)。大家這么多車，他要聚合起來(lái) 有很多人會(huì)辦這個(gè)公司。而且政府也可以參與建立后臺(tái)，國(guó)家電網(wǎng)也會(huì)參與調(diào)動(dòng)，大家都有收益。
?那我們比較一下我們電動(dòng)汽車儲(chǔ)能，跟前面說(shuō)到的像現(xiàn)在的這種固定式儲(chǔ)能電站相比有什么特點(diǎn)呢？第一成本低，我們電動(dòng)車本來(lái)就是買來(lái)的，已經(jīng)是買了出了錢的；第二呢風(fēng)險(xiǎn)低，因?yàn)槲覀冸妱?dòng)車的安全事故不會(huì)有特別大的事故，因?yàn)樗姵乇容^少，當(dāng)然技術(shù)難度有提高。
大家會(huì)疑問(wèn)呢？我這個(gè)車又開(kāi)車又儲(chǔ)能，那個(gè)電池就廢了對(duì)吧，實(shí)際上，我們現(xiàn)在的電池壽命是富余的。如果每次滿電跑500公里的電動(dòng)車，你要是1000次（滿充滿放）循環(huán)的壽命，你能開(kāi)多少呢？50萬(wàn)公里。你要2000次的循環(huán)壽命，100萬(wàn)公里。而一般來(lái)講，私家車一年也就開(kāi)1萬(wàn)多公里，我們十年，也就是一二十萬(wàn)公里，所以我們電池的壽命是富余的。
另外我們90%的時(shí)間車都是停著的，所以在90%這個(gè)時(shí)間是可以用來(lái)進(jìn)行車網(wǎng)互動(dòng)賺取收益的。我們一輛車的力量是很小的，如果把所有的車合起來(lái)就大了。
11 2030年后車網(wǎng)互動(dòng)儲(chǔ)能總量將超過(guò)儲(chǔ)能電站
我們現(xiàn)在預(yù)計(jì)2040年，中國(guó)大概會(huì)有三億輛電動(dòng)車，如果每輛車平均是65度電，那3億輛車是200億度電，我們車上可以裝200億度電。200億度電是什么概念？我們今天全國(guó)每天的用電量就是200億度，也就是說(shuō)我們車上電池能裝的電夠我們?nèi)珖?guó)用一天。當(dāng)然了，我們并不能把所有這些拿過(guò)來(lái)出來(lái)，但至少一半是可也就是100億度這也很大很大了，100億度已經(jīng)是我們現(xiàn)在儲(chǔ)能，當(dāng)前來(lái)看那是幾十倍。
另外，從調(diào)節(jié)功率來(lái)看，如果每個(gè)充電樁15千瓦，那么最后就會(huì)有30億千瓦。30億千瓦什么概念？我們2040年的非化石能源裝機(jī)的一半，大概也就是30億千瓦，這個(gè)也是足夠大的。關(guān)鍵是我們?cè)趺窗阉軌蚓酆掀饋?lái)，那么大家會(huì)問(wèn)，這玩意好不好裝進(jìn)去?。科鋵?shí)很好裝，我們現(xiàn)在的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范都有，那也就是電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)，參與能量互動(dòng)已經(jīng)具備良好的電網(wǎng)硬件基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法。
大家會(huì)說(shuō)這個(gè)成本多少啊？其實(shí)成本并不高，只是把充電樁由單向變成雙向就可以了，所以其他都是軟件升級(jí)。2030年之前，我們預(yù)測(cè)儲(chǔ)能電站還是一個(gè)主體，在總量上一定會(huì)比車網(wǎng)互動(dòng)要多，因?yàn)檐嚲W(wǎng)互動(dòng)我們還需要一個(gè)發(fā)展的時(shí)期。那么到2030年的之后，首先是我們電動(dòng)車的數(shù)量會(huì)極大的增加，另外，我們新基建經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，它也會(huì)發(fā)展起來(lái)。所以由于它的成本低、安全性好、量大，它在儲(chǔ)能中，尤其是我們用戶側(cè)儲(chǔ)能中占有很大的比例。所以逐步的會(huì)在總量上超過(guò)儲(chǔ)能電站。
12 車網(wǎng)互動(dòng)離不開(kāi)電池技術(shù)的創(chuàng)新
隨著今后的發(fā)展，我們還有不斷的電池技術(shù)的創(chuàng)新，比如說(shuō)大家現(xiàn)在具以厚望的固態(tài)電池。從固態(tài)電池目前的研發(fā)看，有三種技術(shù)路線，氧化物、硫化物和聚合物。硫化物是我們車用全固態(tài)電池的主要選擇。因?yàn)榱蚧锸窃谥虚g離子導(dǎo)電率最好的一種電解質(zhì)，現(xiàn)在還有很多的技術(shù)難題需要克服，我們預(yù)計(jì)到2030年全固態(tài)電池占整個(gè)電池的量不會(huì)超過(guò)1%；在2030-2060年，我們現(xiàn)有的鋰離子電池仍然會(huì)繼續(xù)發(fā)展。
目前用的儲(chǔ)能電站的電池，比方說(shuō)磷酸鐵鋰電池本身就是一種非常好的低成本、安全、長(zhǎng)壽命的電池，所以我們對(duì)它也寄予了很大的希望，磷酸鐵鋰電池是完全中國(guó)自主的、不要鎳不要鈷，仍然是最佳選擇之一。
--
V2V
V2V，車子給車子充電。早在2018年10月9日，我們就發(fā)布第一代V2V產(chǎn)品CCC15000。發(fā)布后的幾天里，我的手機(jī)都快被打爆了。這讓我誤以為又找到一個(gè)生意增長(zhǎng)點(diǎn)了！但其實(shí)，雷聲大，雨點(diǎn)小。我們?cè)驹O(shè)想是，V2V可以作為4S店的道路救援產(chǎn)品 了。但是，“續(xù)航焦慮”是買車前的過(guò)度焦慮，是偽命題。在發(fā)布文章里，我吹道：“CCC15000創(chuàng)造性地解決了V2V的難題，再次展現(xiàn)了我們的研發(fā)創(chuàng)新力、市場(chǎng)洞察力和面向未來(lái)定義產(chǎn)品的勇氣和魄力。CCC15000作為一個(gè)新品類的呈現(xiàn)，意味著V2V標(biāo)準(zhǔn)化工作的開(kāi)展成為可能，也體現(xiàn)了中國(guó)領(lǐng)先在電動(dòng)汽車市場(chǎng)深耕細(xì)作的創(chuàng)新成果。”
?
V2V的想象力是否可以更大？譬如講，在電網(wǎng)沒(méi)準(zhǔn)備好進(jìn)行大規(guī)模調(diào)度之前，電池容量大、通勤距離短的電動(dòng)車車主可以通過(guò)V2V的方式賣電給那些有緊急需要的車主？?這又似乎過(guò)度想象了…… 互聯(lián)網(wǎng)化社會(huì)化方式使用V2V，也許值得探索。
B2V
“ 忽如一夜春風(fēng)來(lái)”，移動(dòng)充電車產(chǎn)品種類在今年突然猛增。疫情三年，很多人在憋這個(gè)大招。
?
丨 - 能源互聯(lián)網(wǎng)的定義 - 丨
削峰填谷、虛擬電廠（VPP）、V2X，能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的時(shí)髦的概念很多?！澳茉椿ヂ?lián)網(wǎng)”，這個(gè)詞意很宏大。聽(tīng)起來(lái)就很高——大——上。能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的出版物已有20多種。從出版物的繁榮程度能看出一門學(xué)科和行業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。
各種出版物上都有大段大段關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的論述。這些論述有的試題給能源互聯(lián)網(wǎng)下定義。
在《第三次工業(yè)革命》中最早提出"能源互聯(lián)網(wǎng)“概念的里夫金認(rèn)為，”可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相融合，將全球的電力網(wǎng)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)絡(luò)，使億萬(wàn)人能夠在家中、辦公室、工廠生產(chǎn)可再生能源并于他人分享。這個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)的工作原理類似互聯(lián)網(wǎng)，分散型可再生能源可以跨越國(guó)家自有流動(dòng)，正如信息在互聯(lián)網(wǎng)上自有流動(dòng)一樣，每個(gè)自行發(fā)電者都將成為整個(gè)大陸的沒(méi)有界限的綠色電力網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)“。
“能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代的信息及通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)（或電力供應(yīng)商）、電網(wǎng)企業(yè)及電力用戶間信息的實(shí)時(shí)互通，同時(shí)確保了電網(wǎng)的可靠性和供電安全性，因此是可再生能源并網(wǎng)的重要工具。通過(guò)自動(dòng)收集、匯總和分析電力生產(chǎn)和消費(fèi)的相關(guān)信息（利用信息通信技術(shù)），能源互聯(lián)網(wǎng)還使得供應(yīng)商和需求側(cè)管理稱為可能 ?！?? ? ? ? ??
”能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以接入分布式可再生能源為主，采用現(xiàn)金信息和通信技術(shù)及電力電子技術(shù)，通過(guò)分布式智能管理系統(tǒng)（Intelligent EMS, IEMS）對(duì)分布式能源設(shè)備實(shí)施廣域協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)冷、熱、、氣、、水、電等多種能源互補(bǔ)，提高用能效率的智慧能源系統(tǒng)。“ 虛擬電廠是能源互聯(lián)網(wǎng)的一種重要形式。在某出版物上，虛擬電廠定義為:
"由可控機(jī)組、不可控機(jī)組（風(fēng)、光等分布式能源）、儲(chǔ)能設(shè)備、負(fù)荷、電動(dòng)汽車、通信設(shè)備等聚合而成，并進(jìn)一步考慮需求響應(yīng)、不確定性等要素，通過(guò)與控制中心、云中心、電力交易中心等進(jìn)行信息通信，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)的能量交互?？偠灾摂M電廠可以認(rèn)為是分布式能源的聚合并參與電網(wǎng)運(yùn)行的一種形式。"
虛擬電廠是能源互聯(lián)網(wǎng)的一種重要形式。在某出版物上，虛擬電廠定義為：“由可控機(jī)組、不可控機(jī)組（風(fēng)、光等分布式能源）、儲(chǔ)能設(shè)備、負(fù)荷、電動(dòng)汽車、通信設(shè)備等聚合而成，并進(jìn)一步考慮需求響應(yīng)、不確定性等要素，通過(guò)與控制中心、云中心、電力交易中心等進(jìn)行信息通信，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)的能量交互。總而言之，虛擬電廠可以認(rèn)為是分布式能源的聚合并參與電網(wǎng)運(yùn)行的一種形式?！?/strong>
從V2X到能源互聯(lián)網(wǎng)。這將是非常大的產(chǎn)業(yè)賽道。
作者：汪進(jìn)進(jìn)?
首發(fā)：充電樁之芯（WX）
