超越充电桩：城市如何实现车网互动

随着中国新能源汽车市场快速增长，对于国家能源战略和智能电网的构建，车网互动（Vehicle-to-Grid，V2G）技术的应用显得愈发重要。V2G技术，即将电动汽车转变为移动储能单元，借助双向充电桩实现从车辆到电网的电能传输。通过这项技术，电动车辆可在电网高负荷时段向电网提供电能，在低负荷时段充电，有助于平衡电网负荷。

2024年1月4日，国家发改委等部门发布了国内首个专门针对V2G技术的政策文件——《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》。在此前国务院办公厅《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》的基础上，该实施意见不仅明确了车网互动技术的定义，还提出了具体的目标和策略，并计划在长三角、珠三角、京津冀鲁、川渝等条件成熟的地区建立示范项目。

此前信息显示，全国大概只有1000个充电桩具有V2G的功能，而全国当前有398万个充电桩，只占现有充电桩总量的0.025%。另外，车网互动V2G技术也较为成熟，国际上这项技术的应用和研究并不少见。由此，V2G技术在城市中的普及规模有很大提升空间。

作为全国低碳城市试点，北京正在推动可再生能源的使用。城市庞大的新能源汽车和充电基础设施为V2G技术的应用奠定了基础。截至2022年底，该市建成超过28万个充电桩和292座换电站。

但在推广实施过程中，V2G技术也面临系列挑战，主要涉及实际操作的可行性和相应基础设施建设。以北京市为样本，澎湃研究所研究员近日对城市能源电力和充电桩相关行业进行了调研。

双向充电桩前期投入成本大

研究员了解到，城市环境中，V2G技术若得到普及，或将有效缓解当前城市中充电桩“一桩难求”的难题。而中国在应用V2G技术方面仍处于早期阶段。正如某电厂负责人指出，理论上，V2G技术类似让手机给充电宝充电，但其实际应用需要更高级的电池管理和电网互动。

研究员调研北京市充电桩企业得知：目前，北京市的充电桩大多是只能为车辆充电的单向充电桩。要推广具备V2G功能的双向充电桩，目前面临几个现实挑战：

第一，一线城市，如北京，用地紧张。要建设具备V2G功能的充电站，无论租赁还是购买土地，都意味着长期投资和高成本。更重要的是，很难找到可用的额外土地。

第二，要在现有充电桩的基础上改造，也需要时间。建设充电桩的投入成本较高，包括设备、租赁场地和连接电网的接线成本。这些投资通常需要至少2-3年才能收回。如果基于现有充电桩进行改造，企业在尚未收回成本的情况下可能缺乏足够的激励。

此前也有媒体报道称，目前来看，在城市普及V2G技术，将面临两大挑战：首先是高昂的前期建设成本。其次，如果电动汽车的电源无序接入电网，可能对电网稳定性造成影响。

技术前景乐观，长期看潜力大

V2G技术的应用，对车主意味着什么？相关研究显示，小型电车的能源效率约为6km/kWh（即一度电可跑6公里）。小型电动车的电池容量一般在60-80kWh（60-80度电），一辆电车可以充80度电左右。不过，车辆用能还包括空调等，相比理想状态，其行驶距离会打折扣。

而前述充电桩企业负责人对V2G技术持乐观态度。他指出，一辆新能源汽车充满电后能储存80度电，每次能向电网输送50度电。以研究员在北京市东四环某商场地下停车场所见的充电电价计算，即低峰时段充电价格为1.1元/度（郊区充电价格更低），高峰时段充电价格为2.1元/度。假设车主每天低峰时段充电，高峰时段向电网输送电力，以当前价格计算，车主每天至少可获利50元。“随着电网可能的调价，例如高峰时段实行市场定价，车辆向充电桩输送电力时的收益可能进一步增加。”

而前述电厂负责人指出，通过V2G技术，电动车向电网送电时要考虑电池损耗成本。相关报道称，60kWh电池的成本大约为7680美元（折合人民币约5.5万元）。

对充电桩企业而言，随着新能源汽车数量不断增加，V2G技术的市场需求也会增长。当电动车通过充电桩向电网输送电力时，充电桩企业可从中收取一定“平台服务费”。另外，中国不少城市，企业投资和运营充电桩，政府会有相应补贴。

国内城市正在逐步推进V2G应用。2023年7月，舟山市首个V2G充电示范站正式投入使用，并成功完成浙江省首笔园区内交易订单。 2024年1月9日，蔚来汽车宣布，其上海首批10座 V2G目充站正式投入运营。

全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树对V2G技术的潜力抱有乐观态度。他对研究员表示，随着动力电池技术进步，电池循环寿命可能提升至3000次或更高，相当于可使用10年左右。这对电动车频繁充放电的应用场景极为重要。

海外研究人员也有类似发现。澳大利亚ACT近期完成的为期两年、名为“实现电动汽车到电网服务(REVS)”的V2G技术研究项目显示，随着技术规模化发展，V2G充电成本预期会显著降低。这意味着，长期来看，随着充电设施成本下降，电动汽车也将降价，进而降低长期使用成本。另外，对于在电力高峰时期平衡可再生能源输入电网，该发现也特别有益。

需要电网配合，以市场化解决

技术层面，电动汽车反馈电网的过程，整体操作的复杂性将增加。

国家电网有限公司产业发展部主任奚国富曾表示，新能源汽车充电是“负荷高、电量小”，多数新能源汽车车主习惯集中在19时~23时充电，与居民用电负荷高峰期重合度高达85%，加剧了电力负荷的尖峰化，对配电网带来较大冲击。

从实际操作看，当电动车向电网反馈电能时，需要变压器调节电压，确保与电网的兼容性。这意味着，电动车放电过程中需与电网的变压器技术匹配。具体来说，从充电桩向电车输电，涉及从较高电压向低电压的电能传送，而从电车向充电桩（进而向电网）输电，则需从较低电压升至较高电压，在技术上更复杂，涉及电压的转换，还要确保电能的稳定性和符合电网标准。

前述电厂负责人指出，电网需要为多个电动汽车的充放电过程进行精确的能量管理，不仅是技术上的挑战，还涉及电网运营策略的调整。

他表示：“比如，在一些地方，现有电网电线不够粗，无法支持大量充电桩。这相当于在水管系统中，主管道无法供应足够的水量给所有分支管道，需要重新布线。这需要很高的建设成本。”即使在某个地方安装了充电桩，也可能因电网容量问题而无法正常工作。

相应适配工作需要推进。比如，慢充充电桩的功率通常为7千瓦（7KW），而普通家庭的家用电器总功率加起来大约在3千瓦（3KW）左右。倘若接入一两个充电桩，完全可以负荷，甚至如果错峰用电，可令电网更加稳定；但如果接入大量充电桩，都在高峰时用电，就可能超过电网可负荷的范围。

前述电厂负责人称，在分布式能源的前景下，可探索电力市场化，解决未来新能源车向电网充放电的推广难题。目前电能由发电企业卖给电网公司，再由电网公司分销给用户和企业。多层级流转使整体电力供应成本上升。如果用户和企业能直接从发电企业购买电能，会简化电力供应链。“直接购买可减少中间环节，从而降低电力的运行成本。还可能促进充电桩企业更积极地参与电网的电力供应和调节，这对电力市场的高效运作和车网互联技术的推广具有重要意义。”

国网智慧车联网技术有限公司能源服务中心（负荷调控中心）总监秦俭则建议称，通过发挥车联网平台的功能和优势，可将社会资产充电桩接入车联网平台，简化社会运营商的建设门槛，降低投入成本，实现与车联网平台的合作共赢，构建可持续发展的行业生态。

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