V2G技術及其在國內外的現狀

V2G技術及其在國內外的現狀

什麼是V2G技術？
V2G技術是指車輛與電網之間雙向能量傳輸。 V2G是「車輛到電網」（Vehicle-to-Grid）的縮寫，它允許電動車透過電網充電，同時將儲存的能量回饋給電網。 V2G技術的主要目的是增強電動車的零排放駕駛能力，並為電網提供電力供應支援和調節服務。

透過V2G技術，電動車可作為儲能設備，將多餘的電力輸送回電網供其他用戶使用。在電網用電高峰期，V2G技術可以將車輛儲存的能量釋放回電網，幫助平衡負載。反之，在電網用電低谷期，電動車可以從電網吸收能量進行充電。電動車在低負載時吸收電力，在高負載時釋放電力，從而從電價差中獲利。如果V2G技術充分實現，每輛電動車都可以被視為一個微型行動電源：在低負載時充電可自動儲存能量，而在高負載時，車輛電池中儲存的能量可以出售給電網，賺取電價差。

中國V2G現狀：中國擁有全球最大的電動車保有量，為車網互動（V2G）提供了巨大的市場潛力。自2020年以來，國家推出多項政策推動V2G技術發展，清華大學、浙江大學等知名大學也進行了深入研究。 5月17日，國家發展與改革委員會、國家能源局聯合發布了《關於加速農村地區新能源汽車充電基礎建設和鄉村振興實施意見》。文件提出：鼓勵進行電動車與電網雙向互動（V2G）以及光伏發電、儲能和充電協同控制等關鍵技術的研究；探索在充電樁利用率低的農村地區建設集光伏發電、儲能和充電於一體的綜合充電基礎設施；實施峰谷電價政策，鼓勵用戶在用電低谷時段充電。至2030年，採用兩部製電價體系的集中式充電和換電設施將免收需求（容量）費用。電網企業配電網路建置投資效率的限制將放寬，並將全部投資收益納入輸配電電價。應用案例：上海設有三個V2G示範區，涉及十餘輛電動車，每月放電量約500千瓦時，收益價格為每千瓦時0.8元。 2022年，重慶完成了一輛電動車48小時的全響應充放電循環，累計吸收電量44千瓦時。此外，中國其他地區也積極探索V2G試點項目，例如北京仁濟大廈V2G示範項目和北京中國再保險公司V2G示範項目。 2021年，比亞迪啟動了一項為期五年的計劃，向Levo Mobility LLC交付至多5000輛支援V2G的中重型純電動車。海外V2G格局：歐美國家尤其重視V2G技術，並在早期階段就推出了明確的政策支援。早在2012年，特拉華大學就啟動了eV2gSM試點項目，旨在評估電動車在V2G條件下為PJM電網提供頻率調節服務的潛力和經濟價值，以緩解再生能源固有的間歇性問題。為了使特拉華大學功率相對較低的電動車能夠參與頻率調節市場，此試點計畫將頻率調節服務供應商的最低功率需求從500千瓦降低至約100千瓦。 2014年，在美國國防部和加州能源委員會的支持下，洛杉磯空軍基地啟動了一個示範計畫。 2016年11月，聯邦能源監管委員會（FERC）提議修改監管規定，以促進儲能和分散式能源（DER）整合商進入電力市場。整體而言，美國的試點驗證似乎較為全面，配套的政策機制可望在未來一到兩年內最終確定，從而推動V2G技術進入實質的商業營運階段。在歐盟，SEEV4-City計劃於2016年啟動，撥款500萬歐元支持五個國家的六個計畫。該計劃旨在透過V2H、V2B和V2N應用，使微電網能夠整合再生能源。 2018年，英國政府宣佈為21個V2G項目提供約3000萬英鎊的資金。這筆資金旨在測試相關的技術研發成果，同時為這些技術尋找市場機會。

V2G技術設備相容性的技術困難與挑戰：

不同車輛、電池和電網之間的相容性是一項重大挑戰。確保車輛與電網之間通訊協定和充放電介面的高度相容性，對於有效的能量傳輸和互動至關重要。電網適應性：將大量電動車連接到電網能源互動系統可能會對現有電網基礎設施構成挑戰。需要解決的問題包括電網負載管理、電網可靠性和穩定性，以及電網滿足電動車充電需求的靈活性。技術挑戰：V2G系統必須克服多項技術難題，例如快速充放電技術、電池管理控制系統和電網互連技術。這些挑戰需要持續的實驗、研發和應用。車輛電池管理：對於電動車而言，電池是關鍵的儲能裝置。在V2G系統中，對電池管理進行精確控制至關重要，這既能平衡電網需求，又能兼顧電池壽命。充放電效率與速度：實現高效率的充放電過程對於V2G技術的成功應用至關重要。必須開發先進的充電技術，以提高能量傳輸效率和速度，同時最大限度地減少能量損失。電網穩定性：V2G 技術涉及將電動車整合到電網中，這對電網的穩定性和安全性提出了更高的要求。必須解決大規模車輛併網可能引發的問題，以確保電力系統的可靠性和穩定性。市場機制：V2G 系統的商業模式和市場機制也面臨挑戰。需要認真考慮並妥善解決各利益相關者的利益衝突、建立合理的價格結構以及激勵用戶參與 V2G 能源交易等問題。

V2G技術的應用優勢：

能源管理：V2G技術使電動車能夠將電力回饋電網，促進雙向能源流動。這有助於平衡電網負荷，提高電網穩定性和可靠性，並減少對傳統燃煤發電等污染性能源的依賴。儲能：電動車可以作為分散式儲能係統的一部分，儲存多餘的電力並在需要時釋放。這有助於平衡電網負荷，並在高峰時段提供額外的電力支援。創收：透過V2G技術，車主可以將電動車連接到電網，將電力出售回電網並獲得相應的收入或獎勵。這為電動車車主提供了額外的收入來源。減少碳排放：透過減少對傳統污染性能源的依賴，支持V2G技術的電動車可以降低二氧化碳和其他溫室氣體的排放，從而產生積極的環境影響。增強電網靈活性：V2G技術有助於動態電網管理，提高電網的穩定性和可靠性。它能夠根據即時情況靈活調整電網的供需平衡，從而提高電網的適應性和運作效率。