電動(dòng)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(jiān)1，熊英2，金亨美3，張永偉4*
（1. 中國宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源研究所；2. 北京車百會(huì)新能源汽車科技發(fā)展研究院；3. 自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)；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(jī)制與路徑”專欄，歡迎點(diǎn)擊品讀。
文章導(dǎo)讀
相比其他需求側(cè)靈活性資源，電動(dòng)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(dòng)汽車參與上海市電力需求響應(yīng)的實(shí)際情況，圍繞住宅私人充電樁、辦公地點(diǎn)專用充電樁、換電站等3類充換電場(chǎng)所，對(duì)比分析了當(dāng)前電動(dòng)汽車參與削峰、填谷兩類需求響應(yīng)的運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)性差異。案例顯示電動(dòng)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(qiáng)度的變化存在較高不確定性。研究也發(fā)現(xiàn)當(dāng)前電動(dòng)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(dòng)汽車參與電網(wǎng)互動(dòng)仍需市場(chǎng)規(guī)則與機(jī)制創(chuàng)新。
重點(diǎn)內(nèi)容
01、專用充電樁響應(yīng)率
響應(yīng)時(shí)段（12: 00—14: 00）平均充電功率相比平日該時(shí)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(fù)荷對(duì)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(shí)段（10: 00—11: 00）充電功率相比平日平均充電功率降幅達(dá)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(fù)荷對(duì)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(shí)際響應(yīng)率偏低，私人充電樁分布較為分散、有較強(qiáng)私人屬性，且參與電力需求響應(yīng)存在較高的個(gè)人隱私保護(hù)要求。
? 圖3 私人充電樁填谷響應(yīng)與平日充電負(fù)荷對(duì)比
04、充電設(shè)施靈活性對(duì)比
電動(dòng)汽車接入私人樁的時(shí)段往往在傍晚至凌晨，更適合參與負(fù)荷填谷，專用樁和換電站可實(shí)現(xiàn)相對(duì)集中管理，對(duì)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(jì)激勵(lì)機(jī)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(diǎn)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(jì)性對(duì)比
需求響應(yīng)補(bǔ)償單價(jià)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(cuò)峰充電工作頻率相近，但就目前調(diào)峰市場(chǎng)價(jià)格來看，單位調(diào)峰電量的經(jīng)濟(jì)性補(bǔ)償十分有限。目前電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)互動(dòng)已具備較高經(jīng)濟(jì)性水平，但需求響應(yīng)、調(diào)峰輔助服務(wù)等市場(chǎng)化機(jī)制的價(jià)格吸引力相對(duì)有限，基于用戶側(cè)峰谷電價(jià)的錯(cuò)峰充電仍是當(dāng)前電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)互動(dòng)收益最為穩(wěn)定的商業(yè)運(yùn)營模式。
? 表2 內(nèi)部收益率對(duì)比結(jié)果
06、政策建議
1）鼓勵(lì)實(shí)施主體多元化，豐富需求響應(yīng)業(yè)務(wù)內(nèi)容。明確電動(dòng)汽車參與電力市場(chǎng)的準(zhǔn)入條件，明確電動(dòng)汽車移動(dòng)儲(chǔ)能資源的市場(chǎng)身份與地位，適度降低電動(dòng)汽車參與市場(chǎng)的容量門檻，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用場(chǎng)景多樣化。
2）設(shè)計(jì)合理的激勵(lì)機(jī)制，逐步完善車網(wǎng)互動(dòng)的市場(chǎng)機(jī)制。以政策激勵(lì)為主推動(dòng)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(jià)值，以銷售電價(jià)附加征收的城市公用事業(yè)附加費(fèi)、執(zhí)行差別電價(jià)增加的電費(fèi)收入等作為需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金來源，按補(bǔ)償成本和合理收益的原則，明確電網(wǎng)企業(yè)、電動(dòng)汽車車主、充電運(yùn)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(jì)提供合適的電池質(zhì)保、保險(xiǎn)產(chǎn)品。
3）加快推進(jìn)車網(wǎng)互動(dòng)能力建設(shè)，規(guī)范化、精細(xì)化需求響應(yīng)資源管理。建立支持電動(dòng)汽車參與電力市場(chǎng)的軟硬件環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模需求側(cè)負(fù)荷的在線監(jiān)控和雙向交互機(jī)制，推動(dòng)車網(wǎng)互動(dòng)常態(tài)化、智能化、自動(dòng)化開展。
