车网互动规模化应用与发展白皮书2023

中国深圳2023年 车网互动的发展需求和规模 一 车网互动商业关系与盈利模式 二 规模化车网互动的主要阻碍 三 四规模化车网互动的发展建议 党中央提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略，以及“碳达峰、碳 中和”，建设新型能源体系等战略部署，为我国新时代能源发展指明了方向 位于贵州省关岭县的南方电网最大单体光伏发电站 广东省阳江市附近海域的海上风电 新能源发电比重快速提升：我国风电装机量达3.65亿千瓦，光伏发电装机量达3.93亿千瓦，占电力总装机量的29.6% 新能源汽车规模快速增长：我国新能源汽车保有量已达1310万辆，占全国汽车总量的4.1%，其中电动汽车1045万辆 充换电设施规模快速增加：我国充电基础设施规模达521万台， 14000 发电量（单位：亿kW·h） 12000 10000 8000 6000 6.6% 1775 3660 7.8%8.6% 9.5% 4665 2238 4057 2611 11.7% 14% 16.0% 7600 4250 14.0% 12.0% 10.0% 8.0% 6.0% 1400 1200 1000 800 600 3.50 3.30 1310 2.79 2.64 2.54 2.38 2.44 1045 784 2.01 640 521 492 400.1 380.9 260.8 91.3 309.3 122 262 72.6 153.4 125.5 45 211.4 80 168 22 3.00 2.50 2.00 1.50 5.1% 4000 2000 6556 3259 0 1182 662 2410 3057 4.0% 2.0% 0.0% 400 200 1.00 0.50 2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年 风力发电量太阳能发电量发电量占比 0 2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年 新能源汽车保有量（万辆）电动汽车保有量（万辆）充电桩保有量（万台）车桩比 0.00 电动汽车电池的合理利用，可以支撑电网的稳定运行，并有效降低调节成本 预计2030年中国电动车保有量达8千万辆，车载储能容量52亿千瓦时，约占我国每天总用电量的1/4 全国车网互动市场规模快速发展 1.8亿千瓦时 1.1亿 980万千瓦时千瓦时 587万 千瓦时 2019 2020 2021 2022年 全国充电桩安装总量 支持车网互动充电 设备（不完全统计） 12 467.5 53.5 2 37 1 1 *单位：万 累计提供调峰电量 普通充电桩 车网互动设备特来电车网互动设备国家电网 .5车网互动设备南方电网车网互动设备蔚来 车网互动设备其他 除调峰辅助服务外，还可参与现货市场、需求侧响应和其他辅助服务获益 2022年，国家发展改革委等部门《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》提出鼓励推广智能有序充电，加快车网互动技术创新、试验测试与标准化体系建设，积极推进试点示范 420MW 240座 5000台 15000台 140MW 86次 530MWh 160万元     全面电动化 大规模 电动汽车 充电峰值功率 35% 1600MW 10 1301054.5 57.5 220      数量≥50万 峰值功率≥1000兆瓦响应能力≥200兆瓦 响应速度≤3分钟 交易品种≥4 快充场站 慢充场站 车网互动发展的需求和形势 一 车网互动商业关系与盈利模式 二 规模化车网互动的主要阻碍 三 四规模化车网互动的发展建议 车网互动市场环境、多方主体、差异诉求、安全约束 资源组织智能控制 车网互动是一种多类型主体共同参与的商业行为 管理驱动 价值驱动 政策驱动 车网互动价值创造 智能充电引 导与管理 数据分析 参与电力市场 提升盈利 电池寿命与 安全管理 电网电网资金 直接管控 思路 充电站 转变 直接管控 利益共享 实际 充电站 操作 利益共享 技术 电动汽车 电动汽车 规则 政府引领、行业协同、各司其职、共同发展 迫切需要以电动汽车为代表的各类灵活资源与电网互动 新能源发电占比快速增长，电力实时平衡难度增加 电动汽车保有量快速提升，电网承载能力不足 盈利模式单一，重资产投入，回报周期漫长 充换电服务行业市场竞争激励 急需发展电动汽车资源聚合业务（充当聚合商）拓展车网互动增值服务能力 电力行业充电行业 对有序充电持开放态度 充电便捷性和经济性不足 电池质保条款不易明确 关注动力电池安全与寿命 参与智能有序充电较为积极 技术发展和市场格局受车网互动影响 电动汽车用户电动汽车制造行业 对双向充放电参与意愿低 对双向充放电持观望态度 规模化车网互动涉及利益相关方众多，需要协调各主体的差异化诉求 多主体参与车网互动的核心关注 持续关注并指导车网互动产业发展，助力新能源汽车产业蓬勃发展 缓解旺盛的充电需求和紧张的城市用地矛盾 对国家“双碳”目标的实现有着 重要意义 车-网智能互动 电力企业 充电企业 整车企业 车主 满足充电需求 降低充电成本 保障电池安全 车-网互动基础：改变电动汽车充放电行为 资源聚合和市场参与 充放电安全预警和处置 电力实时平衡和安全可靠供电 增加获利来源 政府部门 车网互动是市场环境下的商业关系 需求方 所有电力市场主体和电 网企业是车网互动的需求方，为确保电力实时平衡和安全、经济、可 靠供电 大规模新能源发电接入、大规模新能源汽车接入 所有电力市场主体电网企业 电力实时平衡 安全经济可靠供电 价值驱动与传导 新型电力系统灵活性缺口 电力交易机构 根据市场需求将电动汽车可调节能力商品化 响应时间 爬坡速度 持续时间 调节深度 充换电企业 供给 辅助服务 电能量 市场 需求 新型能源体系建设 清洁低碳安全可控灵活高效智能友好开放互动 供给方 电动汽车用户提供电网 所需的灵活调节能力；充换电企业聚合分散的用户能力，形成可交易 的商品，并参与市场 大规模动力电池能源属性的挖掘 车网互动的主要场景包括新能源消纳、系统稳定运行、配网重过载缓解 电力辅助服务市场 已有多种电力市场开放用户侧灵活性资源参与，为规模化车网互动增加了可能的盈利来源 市场化电力交易类型 市场化电力交易 国内已开展的电力交易品种 电能量市场 需求侧响应 有功平衡 黑启动 稳定切负荷 事故应急及恢复 稳定切机 调相运行 自动电压控制 无功平衡 调峰 绿电 现货 中长期 爬坡 备用 转动惯量 调频 可再生能源消纳系统稳定运行阻塞缓解 1400 1200 离岸风力发电典型曲线 2025年新能源公交车典型负荷曲线预测 3500 1000 新能源公交车有序用电调整后负荷曲线 3000 2500 800 2000 600 1500 400 1000 200500 0 0 123456789101112131415161718192021222324 离岸风力发电（MW） 充电功率（MW） 充电站类型 车辆类型 车辆调控特性 电力交易品种 电力现货市场 需求响应市场 旋转备用市 场 削峰 填谷 换电站 物流车 （重型） 灵活性大，规律性强，电池容量大 夜间获益大 / 夜间获益大 夜间部分可参与 私家车 夜间可调度潜能大 公交综合场站快充站 公交车 规律性强，夜间可调度潜能大 公用快充站 私家车 价格敏感度高的用户于日间具有一定可调度潜能 价格敏感用户可平移部分负荷，获利水平一般 网约车 /出租车 居民小区慢充站 私家车 （包括私桩） 夜间可调度潜能大 夜间获益大 / 夜间获益大 夜间部分可参与 写字楼、工业园区、商场慢充站 私家车 日间具有一定量的可调 度潜能 结合光储资源获益大 可部分参与 可以获益 可以获益 公务车 可调度潜能大，充电量 少 时间（h） 公交场站参与海上风电夜间消纳 物流车典型光伏典型#1充电站 充电负荷 发电曲线 优化后净负荷 筛选合适的电动车和充电站类型，通过聚合参与电能量市场、需求侧响应和辅助服务市场，可为资源聚合商增加盈利空间 功率调节限值 有序用电控制区域 123 光伏+储能+V2G控制区域 有序用电控制区域 456789101112131415161718192021222324 时间（h） 光储充场站缓解配电网过载 车网互动发展的需求和形势 一 车网互动商业关系与盈利模式 二 规模化车网互动的主要阻碍 三 四规模化车网互动的发展建议 阻碍1 准入资格（市场门槛） 阻碍2 交互管理（信息安全） 阻碍3 价值传导（利益驱动） 阻碍4 用户组织（资源管理） 阻碍5 数据共享（精准调控） 电网企业 电力市场 充换电企业 （聚合商） 电动汽车用户 整车企业 准入资格 资源聚合商参与不同类型电力市场，需要符合相应的市场主体资格条件 多数电能量市场和辅助服务市场，尚未面向资源聚合商开放 阻碍1：电力市场的准入资格 设置门槛是保证优质资源进入市场、防止劣币驱逐良币的必要条件 功率型辅助服务商必须接受电力调度机构的高频、实时调控 资源聚合系统必须加装专用网络安全设备接入调度自动化系统，成本高昂 阻碍2：电力信息安全的约束 阻碍3：有效的价值传导 现有电力市场机制至终端用户的激励有限 电力市场交易价格还难以驱动大规模电动汽车用户参与互动 阻碍4：用户交互与引导 资源聚合商参与电力市场的可调节能力的一大不确定性来自电动汽车用户行为因素均影响可调节 能力： 车辆入场时间 充电起始时间 插、拔枪时间 目标SOC 对用户进行有效的识别和组织，是保证调节精度、降低调节成本的重要因素 资源聚合商参与电力市场的可调节能力的另一不确定性来自电池状态不确定性 各主体间的信息壁垒限制了资源的高效聚合，也限制了电动汽车可参与的电力交易品种 阻碍5：数据共享与开放 推动数据共享与开放，实现动力电池在互动工况下的评测，对于保证调控精准度、回应用户关切都极为重要 车网互动发展的需求和形势 一 车网互动商业关系与盈利模式 二 规模化车网互动的主要阻碍 三 四规模化车网互动的发展建议 能源监管部门： 推出面向用户侧灵活资源的新型交易品种，并完善交易规则； 建立支撑大规模车网互动的电力交易体系， 扩大市场参与主体的范围和规模 不断提升技术能力，积极参与互动，成为新能源体系下，优质互动资源的提供者 积极探索，完善兼顾“源-网-荷”多方主体的 新型电力市场技术和管理方案 加快面向多元用户的物联网平台建设，探索并提供安全的统一接口和服务，支撑电网和互动负荷数据交互的需求 合理安排不同资源与电网互动的类型和接入方式，提升互动的收益 针对车辆和场站资源参与车网互动能力和成本开展分析，根据电力市场规则和信息，开展有效的资源识别 建立面向用户的资源管理技术体系，开展多类型电动汽车用户的行为分析和资源管理技术研究，以及平台建设，提升资源准确调控能力 共同推进 构建“车-桩-电池-网”的跨行业、跨主体信息交互平台 聚焦动力电池寿命和安全管理，依托关键技术研究和互动实践，确定信息交互具体需求和流程 信息交互技术标准的制定、实施与监督，保障信息交互的有效性和安全性 设置适度补贴和项目支撑，促进车网互动关键技术问题的解决，培养掌握核心技术和关键产品的重点企业 及时制定和更新行业管理规范，完善技术标准，避免无序、过度竞争，创造良好的车网互动业务市场环境 以市场化的思路和手段解决技术问题，构建可持续的商业模式解决管理问题 车网互动需要政府引领、行业协同，共同推动车网互动规模化发展车网互动规模化应用与发展必将拥有广阔的前景 谢谢！