中國儲能網(wǎng)訊：本世紀以來，中國經(jīng)歷了快速的道路交通機動化過程。2017年全國汽車銷量接近2900萬輛，連續(xù)九年位居全球第一；汽車保有量超過2億輛，是2000年的10倍以上。機動車的增長對石油供應和城市空氣質量帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。推動汽車電動化不但對環(huán)境產(chǎn)生直接的正面影響，也為能源系統(tǒng)清潔轉型帶來重大契機。通過有序充電、車電互聯(lián)（V2G）、電池更換、退役電池儲能等方式，大量電動汽車可作為分布式儲能，為電力系統(tǒng)提供可觀的靈活性資源，進而有效提升電力系統(tǒng)對波動性可再生能源的消納能力。
然而，當前動力電池成本及智能充電技術等仍然是制約電動汽車電力系統(tǒng)儲能的重要因素。在對2030年全國電動汽車市場規(guī)模預測的基礎上，本研究報告對電動汽車儲能的應用潛力及經(jīng)濟性水平進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)：
1.快速成長的電動汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)并將繼續(xù)成為電化學儲能成本下降的首要驅動力。受規(guī)模效應的影響，不斷擴大的電動汽車產(chǎn)業(yè)將加速鋰電池成本下降，從而提升其在電儲能領域的應用規(guī)模。近年來，動力電池成本降速超過固定鋰電池儲能，考慮到目前電動汽車產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，預計未來鋰電池成本具有巨大下降空間。
2.電動汽車本身也可成為規(guī)?？捎^且經(jīng)濟高效的儲能資源。電動汽車可通過有序充電、V2G、電池更換、退役電池儲能等方式直接或間接參與電力系統(tǒng)儲能運行，實現(xiàn)與固定儲能相同或相似的功能?？紤]到未來電動汽車較高市場滲透率，預計到2030年，其理論儲能規(guī)模遠超抽水蓄能等其他儲能技術路線，有望解決當前困擾可再生能源發(fā)展的電力系統(tǒng)小時級平衡問題。
3.對比四類電動汽車儲能模式，有序充電成本最低，但其儲能應用潛力受限于車輛出行強度；V2G儲能應用潛力最高，但其市場化推廣取決于電池技術進步與成本下降速度；電池更換儲能靈活度最高，但僅適用于特定車型。
基于上述研究結論，本報告分別就充電商業(yè)模式、充電價格機制、綜合示范試點等問題提出若干政策建議，以探討符合中國市場環(huán)境的電動汽車儲能發(fā)展路徑。我們認為，隨著電動汽車規(guī)模不斷提升以及電動汽車與電網(wǎng)互動技術日益成熟，電動汽車可依托分布式儲能、智能網(wǎng)聯(lián)等技術與模式創(chuàng)新，與可再生能源一起構建新一代經(jīng)濟高效的智慧能源系統(tǒng)，帶動中國能源工業(yè)整體變革。
1、電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀及前景
（一）產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
受一系列激勵政策帶動，中國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，現(xiàn)已成為全球最大電動汽車產(chǎn)銷及保有量市場，部分本土企業(yè)在產(chǎn)能規(guī)模及核心技術方面居于全球前列。
1. 電動汽車產(chǎn)業(yè)
電動化已成為當前全球新能源汽車發(fā)展的大勢所趨。為應對日益嚴苛的能耗及排放標準，歐美和日本等傳統(tǒng)汽車強國近年陸續(xù)投放電動汽車產(chǎn)品，技術日臻成熟，市場規(guī)模不斷擴大。根據(jù)國際能源署統(tǒng)計，2016年全球電動乘用車保有量已超過200萬輛，電動汽車已成為當前發(fā)展最快的新能源汽車技術。德國 、英國 、荷蘭 、法國 、挪威 、印度等國及部分汽車企業(yè)更是提出燃油汽車退出目標，為電動汽車的持續(xù)發(fā)展營造了有利的政策環(huán)境。
2. 動力電池產(chǎn)業(yè)
中國動力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模同樣居全球第一，2017年動力電池產(chǎn)能達到200GWh，產(chǎn)量接近40GWh。截止2017年底，全國固定電化學儲能裝機容量約為389.8MW，僅為全國抽水蓄能裝機容量1%，若按平均4小時放電計算，合計儲能能力約1.6GWh。2017年全國電動汽車產(chǎn)量為79.4萬輛，全國電動汽車保有量超過170萬輛，考慮不同車型結構及各類車型電池容量等因素Ⅳ ，車載動力電池儲能能力接近90GWh，遠遠超過電化學儲能容量。
（二）電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
展望未來，“雙積分”政策將持續(xù)引導中國汽車工業(yè)的電動化進程，醞釀中的禁售燃油汽車時間表將加速市場轉型步伐，而決定電動汽車發(fā)展前景的根本驅動力源于電動汽車綜合性能和經(jīng)濟性水平。雖然目前動力電池成本仍然偏高，但也呈現(xiàn)快速下降趨勢，并仍具有較大降低空間。加之目前中國仍處在道路交通機動化階段，未來機動化與電動化的同步推進將確保電動汽車數(shù)量快速增長。
本研究采用Bass 擴展模型分別針對電動汽車在乘用車、公交車、出租車、物流車領域的滲透前景進行預測（詳細過程見附件一），預計到2030 年全國各類電動汽車保有量將超過1 億輛（圖2）。不斷擴大的市場需求伴隨電池生產(chǎn)規(guī)模效應，將有力推動電池成本快速下降，為電動汽車參與電力系統(tǒng)儲能帶來巨大機遇。
（三）電池及充電發(fā)展趨勢
動力電池容量和智能充電水平是影響電動汽車儲能潛力最為關鍵的兩個影響因素。
動力電池容量快速提升
通過整理近期上市的騰勢（400）、北汽EU400、上汽榮威ERXEV400 等車型數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，較老款車型新上市電動車型動力電池容量有較大增加。北汽EU 400 在保持售價與老款EU 260 基本持平的情況下，采用了孚能三元材料鋰電池，電池容量達到54.4 千瓦時（+31.4%），能量密度達到125Wh/kg，標定續(xù)航里程360 公里（+38.5%），60km/h 等速行駛工況下續(xù)駛里程可達到460 公里；秦2017 款圖 2 電動汽車保有量變化趨勢插電式混合動力車型電池組容量達到17 千瓦時（較2015 款車型提高31%），純電動續(xù)航里程達到100 公里（較2015 款車型提高43%）。表2 為《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》中動力電池技術分階段發(fā)展目標，到2030 年動力電池單體比能量Ⅴ 將達到500 瓦時/ 千克，是目前水平的2 倍以上 。
2、電動汽車儲能應用潛力及成本分析
（一）應用潛力
電動汽車可通過有序充電、車電互聯(lián)、電池更換及退役電池儲能四種方式實現(xiàn)電力系統(tǒng)儲能價值，下面分別就各種方式進行介紹。
1. 有序充電
雖然在有序充電下電動汽車無法向電網(wǎng)或負荷直接放電，但仍可通過改變充電時間（電力需求響應）的方式參與電網(wǎng)削峰填谷，實現(xiàn)“虛擬儲能”作用。電動汽車有序充電的儲能功率取決于車輛的充放電功率，其儲能電量取決于車輛能效及出行強度。如若平均每輛車年均行駛里程為1.5 萬公里，則1 億輛電動汽車日均充電需求（理論可調節(jié)充電電量）超過6 億千瓦時（詳細計算過程見附件二）。
2. 車電互聯(lián)
車電互聯(lián)(V2G) 儲電能力主要受電池容量影響。當前電動汽車動力電池容量普遍有限，電池續(xù)航能力以滿足道路出行為主，車輛參與V2G 將加速電池老化，給用戶帶來極高成本。但隨著電池容量的增加和循環(huán)壽命的提升，電動汽車續(xù)航能力將逐漸超過日常交通出行需求，此時V2G 的價值將快速顯現(xiàn)。該電池容量臨界點因用戶出行需求而異，并可根據(jù)動力電池全壽命周期及單次充電續(xù)航里程等指標進行衡量。
3. 電池更換
電池更換為電動汽車電能的快速補充提供了可能。由于車輛與電池實現(xiàn)了分離，電池更換模式最大程度釋放了車載電池的儲能潛力，從車輛卸載的電池可以根據(jù)電力系統(tǒng)的調峰需求隨時進行充放電，此時動力電池儲能類似于固定電池儲能電站。對于電池更換而言，每兩次電池更換之間允許有較長的等待時間，使卸載電池可以兼顧電網(wǎng)調節(jié)需求和電池壽命進行充放電，在將電池儲能價值最大化的同時，盡可能地延長電池使用壽命。電池更換模式下電動汽車的理論儲能潛力取決于用于更換的備用電池容量。目前重慶力帆已開展電動汽車電池換電及儲能運行，其移峰能源站采用分箱式換電技術，可對近16000 塊電池同時充電，一座能源站每天可以為2000 輛電動汽車進行換電13 。
4. 退役電池
隨著車載動力電池壽命終結，退役電池有望通過梯次利用的方式間接參與電網(wǎng)儲能。預計到2020 年中國將產(chǎn)生25 億只，約52 萬噸廢舊鋰離子電池14。通常而言，電池容量降低到原始容量的80% 以下后就無法滿足車用動力電池的要求，這意味著退役電池的儲能潛力不容忽視。
（二）技術經(jīng)濟性
除通過有序充電參與電力需求響應，其他各類電動汽車儲能方式目前都涉及電池老化成本，但隨著動力電池成本的快速下降，電動汽車儲能的經(jīng)濟性將顯著提升。本節(jié)將從成本、價值兩方面分別對四類電動汽車儲能的經(jīng)濟性水平進行分析和對比，從而評估未來各類技術市場接受度并預測商業(yè)化時間點。
1. 成本分析
研發(fā)與示范是影響各類儲能技術早期發(fā)展階段成本下降的主要因素，但隨著儲能進入商業(yè)化應用階段，產(chǎn)量規(guī)模和制造業(yè)成熟度將是驅動現(xiàn)有技術成本下降的主要動力。本章在梳理近年來動力電池及各類固定電池儲能技術成本變化的基礎上，采用經(jīng)驗曲線分析方法預測未來各類儲能技術成本變化。
3、研究結論與政策建議
（一）研究結論
本報告對未來中國電動汽車儲能潛力進行了展望，并評估了各類電動汽車儲能方式經(jīng)濟性。主要結論如下：
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電動汽車產(chǎn)業(yè)成為儲能成本下降關鍵驅動力受規(guī)模效應的影響，不斷擴大的電動汽車產(chǎn)業(yè)將加速鋰電池成本下降，從而提升其在儲能領域的應用規(guī)模。近年來，動力電池價格已日益逼近固定鋰電池，考慮到當前電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初期，未來成本仍具有巨大下降空間。
2.電動汽車儲能可顯著提升電力系統(tǒng)可再生能源消納能力電動汽車可通過有序充電、車電互聯(lián)、退役電池儲能等方式直接或間接參與電力系統(tǒng)運行，實現(xiàn)與儲能相同或相似的系統(tǒng)應用價值?？紤]到未來電動汽車的高市場滲透率，其2030年理論儲能規(guī)?？蓾M足高比例可再生能源系統(tǒng)中小時級電力平衡，有效解決當前困擾可再生能源發(fā)展的電力系統(tǒng)短期調峰能力不足的問題。
3.各類電動汽車儲能方式存在較大潛力與經(jīng)濟性差異在各類電動汽車儲能方式中，有序充電相對成本最低，但其儲能應用潛力受限于出行強度；車電互聯(lián)儲能應用潛力最高，但其市場化推廣取決于電池技術進步與成本下降速度；電池更換儲能平準化成本與峰谷價差的平價時間最早，但其應用存在一定車型種類和出行規(guī)律要求。綜合LCOS分析結果，各類電動汽車儲能方式都有望在2030年前實現(xiàn)峰谷差平價，其中有序充電和電池更換平價時間更能出現(xiàn)在2025年前。
基于上述研究結論，我們認為電動汽車具有可觀儲能潛力和經(jīng)濟性，應盡早通過政策布局予以合理引導。本報告因此提出以下政策及商業(yè)模式建議。
（二）政策建議
1. 降低電動汽車充電服務市場門檻
2. 創(chuàng)新電動汽車充電價格機制
3. 以綠證/ 碳積分激勵有序充放電
4. 開展電動汽車儲能運營綜合試點
