電動汽車參與電力需求響應(yīng)的成本效益分析——以上海市為例
劉堅1，熊英2，金亨美3，張永偉4*
（1. 中國宏觀經(jīng)濟研究院能源研究所；2. 北京車百會新能源汽車科技發(fā)展研究院；3. 自然資源保護協(xié)會；4. 清華大學(xué)公共管理學(xué)院）
本文發(fā)表在《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》2021年第1期“能源氣候協(xié)同治理機制與路徑”專欄，歡迎點擊品讀。
文章導(dǎo)讀
相比其他需求側(cè)靈活性資源，電動汽車有望提供靈活度更高且成本更低的需求響應(yīng)。本文結(jié)合電動汽車參與上海市電力需求響應(yīng)的實際情況，圍繞住宅私人充電樁、辦公地點專用充電樁、換電站等3類充換電場所，對比分析了當(dāng)前電動汽車參與削峰、填谷兩類需求響應(yīng)的運行效果和經(jīng)濟性差異。案例顯示電動汽車在專用充電樁的響應(yīng)率較高，其提供響應(yīng)的規(guī)模潛力也較大，而換電站參與需求響應(yīng)的效果因換電強度的變化存在較高不確定性。研究也發(fā)現(xiàn)當(dāng)前電動汽車參與需求響應(yīng)存在一定政策障礙，未來引導(dǎo)大規(guī)模電動汽車參與電網(wǎng)互動仍需市場規(guī)則與機制創(chuàng)新。
重點內(nèi)容
01、專用充電樁響應(yīng)率
響應(yīng)時段（12: 00—14: 00）平均充電功率相比平日該時段平均充電功下降75%，需求響應(yīng)參與度明顯高于私人充電樁。
? 圖1 專用充電樁削峰響應(yīng)與平日充電負荷對比
02、換電站響應(yīng)率專用充電樁響應(yīng)率
響應(yīng)日響應(yīng)時段（10: 00—11: 00）充電功率相比平日平均充電功率降幅達到81.2%，響應(yīng)率為3種充電設(shè)施中最高。
? 圖2 換電站響應(yīng)日與平日充電負荷對比
03、私人樁響應(yīng)率
雖然數(shù)量規(guī)模較大，但私人充電樁的實際響應(yīng)率偏低，私人充電樁分布較為分散、有較強私人屬性，且參與電力需求響應(yīng)存在較高的個人隱私保護要求。
? 圖3 私人充電樁填谷響應(yīng)與平日充電負荷對比
04、充電設(shè)施靈活性對比
電動汽車接入私人樁的時段往往在傍晚至凌晨，更適合參與負荷填谷，專用樁和換電站可實現(xiàn)相對集中管理，對調(diào)度指令的響應(yīng)率也較高。
私人樁和專用樁的規(guī)模潛力較大，應(yīng)提前設(shè)計激勵機制，加大私人樁和專用樁的資源潛力挖掘力度。雖然目前換電站具有一定調(diào)節(jié)潛力，但隨著換電需求日益提升，其日間參與需求響應(yīng)的能力取決于換電站的綜合管控能力。
? 表1 試點案例3類充電設(shè)施需求響應(yīng)適應(yīng)性
05、充電設(shè)施經(jīng)濟性對比
需求響應(yīng)補償單價較高，但每年響應(yīng)頻次偏低，影響了其綜合收益。調(diào)峰輔助服務(wù)與錯峰充電工作頻率相近，但就目前調(diào)峰市場價格來看，單位調(diào)峰電量的經(jīng)濟性補償十分有限。目前電動汽車參與電網(wǎng)互動已具備較高經(jīng)濟性水平，但需求響應(yīng)、調(diào)峰輔助服務(wù)等市場化機制的價格吸引力相對有限，基于用戶側(cè)峰谷電價的錯峰充電仍是當(dāng)前電動汽車參與電網(wǎng)互動收益最為穩(wěn)定的商業(yè)運營模式。
? 表2 內(nèi)部收益率對比結(jié)果
06、政策建議
1）鼓勵實施主體多元化，豐富需求響應(yīng)業(yè)務(wù)內(nèi)容。明確電動汽車參與電力市場的準入條件，明確電動汽車移動儲能資源的市場身份與地位，適度降低電動汽車參與市場的容量門檻，實現(xiàn)應(yīng)用場景多樣化。
2）設(shè)計合理的激勵機制，逐步完善車網(wǎng)互動的市場機制。以政策激勵為主推動需求響應(yīng)發(fā)展，充分發(fā)揮需求響應(yīng)降低配電網(wǎng)投資的價值，以銷售電價附加征收的城市公用事業(yè)附加費、執(zhí)行差別電價增加的電費收入等作為需求響應(yīng)補貼資金來源，按補償成本和合理收益的原則，明確電網(wǎng)企業(yè)、電動汽車車主、充電運營商等各方利益分享方式，并為參與需求響應(yīng)的車主設(shè)計提供合適的電池質(zhì)保、保險產(chǎn)品。
3）加快推進車網(wǎng)互動能力建設(shè)，規(guī)范化、精細化需求響應(yīng)資源管理。建立支持電動汽車參與電力市場的軟硬件環(huán)境，以實現(xiàn)大規(guī)模需求側(cè)負荷的在線監(jiān)控和雙向交互機制，推動車網(wǎng)互動常態(tài)化、智能化、自動化開展。
