电动汽车储能市场及激励机制研究.pdf

电动汽车储能市场及激励机制研究1加入知识星球资源管理库，每日免费获取报告1、每天分享30+最新行业报告（涵盖科技、金融、教育、互联网、房地产、生物制药、医疗健康等最新行业） 2、每天分享10+企业咨询管理文件（涵盖国内外著名咨询公司相关管理方案，企业运营制度等）3、每天分享10+科技类论文或者大师课件、笔记。4、每天更新企业运营管理中遇到的问题及解决方案5、高端人才管理与行业交流更多文件请点击链接， https://t.zsxq.com/2nEIq7a微信扫一扫二维码，拉你进去微信群，每日获取资料，了解详细信息电动汽车储能市场及激励机制研究02此报告由国家发改委能源研究所、国家可再生能源中心、自然资源保护协会合作撰写。特别感谢苏州工业园管委会、上海合煌能源科技有限公司、国网苏州供电公司、中关村储能联盟和星星充电对本研究提供了数据及信息支持。清华大学胡泽春副教授、北京丘隅咨询有限公司执行董事李立理、中国汽车工程学会项目总监郑亚莉、中科院物理所李泓教授、中国电科院惠东教授、彭博新能源财经（BNEF）高级分析师寇楠楠对项目提出了宝贵意见和建议，在此表示感谢。刘 坚 国家发改委能源研究所 国家可再生能源中心金亨美 自然资源保护协会唐 莉 上海合煌能源科技有限公司朱肖晶 国网苏州供电公司龚海华 国网苏州供电公司游梦娜 李玉琦 王万兴 刘明明 周晓竺感谢 ClimateWorks Foundation 对本研究的资金支持。致谢 自然资源保护协会 项目组课题组电动汽车储能市场及激励机制研究03一、研究背景 06二、电动汽车储能市场 08（一）应用市场分析 08（二）市场驱动因素 13三、研究方法 15（一）情景分析 15（二）用户问卷调查 15（三）学习曲线及平准化成本 16（四）案例分析 16四、研究过程与结论 17（一）动力电池成本下降预测 17（二）电动汽车储能接受度调查 19（三）电动汽车储能效果评估 23（四）市场及价格机制分析 27五、政策建议 35（一）市场准入 35（二）商业模式 35（三）充放电价 36（四）用户宣传 36（五）研发示范 36附件一 用户参与度调研表 38目录电动汽车储能市场及激励机制研究04不同于传统燃油车，电动汽车与电网彼此天然联通，即是电能消费终端，又是位于电网末梢的储能单元，大规模的电动汽车参与储能无疑将给电力系统运行方式乃至能源转型带来深刻影响。随着中国电动汽车日益普及，电动汽车正越来越多地通过电力需求响应 1、V2GI 2、电池更换 3、退役电池储能 4 等方式参与电力系统储能服务。国家发改委 2018 年 7 月印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》，其中明确提出鼓励电动汽车提供储能服务并通过峰谷价差获得收益 5。可以说，如何发掘电动汽车的储能潜力已日益被各界关注。本报告在《电动汽车储能潜力与经济性研究》的基础上，对促进电动汽车储能的市场环境及激励政策进行了研究，并通过案例分析评估了大规模电动汽车参与储能所带来的价值和存在的障碍。研究发现：1. 负荷低谷充电是近期电动汽车储能实现经济价值的直接途径，其参与电力需求响应、提供电力辅助服务及消纳可再生能源并无明显技术障碍。2. 目前电动汽车用户对储能认知较为有限，一般消费者对动力电池寿命存在顾虑，而动力电池能量密度的提高和成本降低将显著提升电动汽车参与储能的经济性和用户接受度。3. 电动汽车充电负荷具有分布散、规模小、不规律的特点，其参与电力系统储能存在市场准入、规模门槛、计量计费等方面的制约。4. 聚合服务和平台化接入势必成为电动汽车储能的关键。车辆服务商、充电运营商、负荷集成商等市场主体可根据自身条件通过分时电价、实时电价、灵活套餐等方式聚合车辆资源并代表分散用户参与市场交易。I V2G: Vehicle to grid，即电动汽车与电网的双向互动。执行摘要电动汽车储能市场及激励机制研究05基于上述研究发现，本报告在市场准入、商业模式、价格机制、用户宣传和技术研发等五方面提出了政策建议：1. 明确电动汽车储能的市场身份与地位，降低电动汽车储能参与市场的功率容量门槛，完善电动汽车充放电计量并允许电动汽车通过聚合集成的方式参与电力系统服务。2. 鼓励各类第三方市场主体通过商业模式创新汇聚电动汽车参与储能服务，加快住宅、办公地点充放电平台建设，研究制定平台化资源参与电力市场的交易规则、责任和义务。 3. 落实电动汽车充电峰谷电价政策，减少转供电加价，降低第三方运营商上游购电成本；释放第三方自主定价空间，在公交车、物流车、公务车等运营较为规律的车队中探索更为灵活的充放电价格机制。4. 加大电动汽车储能宣传力度，提高电动汽车储能的市场接受度，将累计放电量纳入电池质保参考因素。5. 加大长寿命动力电池研发力度，推动动力电池与储能电池技术的协同发展。总而言之，电动汽车储能的发展还需政策和商业模式的完善。一方面，要通过政策修订降低电动汽车参与市场交易的门槛；一方面，要通过商业模式的创新提升电动汽车储能与参与电力市场的能力。当前电动汽车储能处于发展初期，具体实施过程利益相关方众多、制约因素复杂，应鼓励具备条件的地方先行先试，通过开展电动汽车参与电力需求响应等试点工作，探索电动汽车储能参与电力系统运行的商业模式和应用价值，并结合试点摸索经验、逐步推广。 电动汽车储能市场及激励机制研究06发展大规模新型储能是我国能源绿色转型的必然选择。我国传统储能资源有限，全国探明抽水蓄能资源仅 1.5 亿千瓦，不足国内电力装机十分之一，加之国内天然气发电、库容式水电等传统调峰资源贫乏，难以支撑电力清洁转型巨大储能需求。虽然近年来电化学储能技术得到一定发展，但其装机规模不足抽水蓄能的 2%，不足以在短期内实质填补储能供应缺口。电动汽车储能的概念早在上世纪 90 年代就被国外学者提出，在技术可行性、经济性、运营模式、标准规范等被后续研究逐步论证 6，7，8。限于早期电动汽车数量有限和较高的电池成本，国外电动汽车储能一直处于技术研发和示范阶段。电动汽车的普及和电池成本不断下降为中国发展电动汽车储能提供了机遇。目前中国已成为全球最大电动汽车产销及保有量市场，电动汽车总量约占全球三分之一 9。2017 年我国电动汽车销量为 77.7 万辆II，占全部汽车销量的比重达到 2.68%，在全球率先步入对传统燃油汽车规模替代阶段。产能的迅速扩张也推动了电池成本的下降，政府的目标是到 2020 年动力电池系统成本降至 1 元 / 千瓦时 10，相比 2015 年水平下降 60%。随着技术的进一步成熟，电动汽车未来有能力在乘用车领域完全替代基于燃油的内燃机汽车，进而在全国形成上亿辆保有量。《电动汽车储能潜力及经济性研究》预计若 2030 年全中国累计推广电动汽车 1 亿辆，则电动汽车储能能力就可达到 5000GWh 以上，数倍于国内探明抽水蓄能资源潜力。如此大规模的储能资源将有力支撑高比例可再生能源下的电力系统日内调峰需求，大幅缓解困扰行业已久的弃风、弃光问题。伴随着电源结构清洁化，电动汽车全生命周期排放也将因此大幅降低，消解目前仍一定程度存在的电动汽车环境争议。II 含插电式混合动力汽车和纯电动汽车。一、研究背景电动汽车储能市场及激励机制研究07然而，目前推广电动汽车储能仍面临市场门槛、技术经济性及用户意愿方面的障碍。首先，当前储能行业整体尚且处于市场培育和模式探索阶段，电动汽车储能在面临更多市场门槛的同时，也受到固定储能技术和其他灵活性资源的市场竞争。第二，高续航和低成本电池是大规模推广电动汽车储能的前提条件，且电动汽车参与电力系统运行的可靠性需要车辆数量作为支撑，而目前动力电池技术水平和车辆规模还无法满足电力辅助服务对频繁充放电和调度可靠性的需求。第三，电动汽车储能可能存在较大的用户接受度的问题，即参与储能车辆的交通出行自由度或将受到一定影响，且用户对电动汽车储能的成本缺乏量化评估。因此，本研究尝试通过案例分析和用户调研的方式，评估电动汽车储能的实际市场规模、分析技术进步对市场规模的影响，并提出释放市场潜力的政策建议。 电动汽车储能市场及激励机制研究08（一）应用市场分析电动汽车有序充电，即在满足电动汽车充电需求的前提下，运用经济或技术措施引导、控制电动汽车充电行为，是目前技术成熟、成本较低的电动汽车储能方式。电动汽车有序充电与电力需求响应颇有相似之处，两者的商业运行都依赖于价格机制与政策环境。虽然理论上电动汽车也可通过参与需求响应的方式实现电力系统调频功能，但目前比较理想的调频主体是具有放电特性、可控性强且响应速度快的发用电资源 11。调频服务对电动汽车数量和充电管控技术都有较高要求，电动汽车参与调频服务的效果缺乏实际示范验证。此外，储能调频经济性取决于电力辅助服务政策。虽然近来各地纷纷对《两个细则》 III 进行修订，将储能纳入管理细则，同时鼓励通过引入市场机制提供辅助服务，但就具体实施情况看，目前调峰辅助服务推进较快（如东北、山东、陕西、福建、新疆、甘肃等地），而调频辅助服务市场机制推进相对缓慢（仅山西）。虽然部分地区提出将储能纳入调峰辅助服务市场交易主体，但目前采用电化学储能进行系统级调峰的商业运营项目仍然较少，对于电动汽车而言门槛显然较高。相比电力辅助服务，负荷低谷充电的市场价值更易捕捉。通过错峰充电，电动汽车用户充电成本得以降低，电力系统也将获得削峰填谷收益。在美国，主要公共事业公司都对电动汽车充电设计了专门价格机制以引导用户充电行为。价格设计往往对负荷低谷（如夜间和凌晨时段）充电给予明显电价优惠。图 1 列举了美国 10 家公共事业公司的分时充电价格及对应时段，如纽约爱迪生联合电气（Con Edison）凌晨低谷时段充电价格仅为 1 美分 /千瓦时，其他时段充电价格为 21 美分 / 千瓦时；又如南加州爱迪生（SCE）、III 《并网发电厂辅助服务管理实施细则》和《发电厂并网运行管理实施细则》。二、电动汽车储能市场电动汽车储能市场及激励机制研究09图 1 美国 10 家公共事业公司电动汽车分时充电价格来源：彭博新能源财经（BNEF）圣地亚哥燃气与电力公司（SDG&E）和太平洋燃气与电力公司（PG&E）等加州三家公共事业公司，峰谷充电价格比分别为 1.9，2.6 和 3.8，有明显的分时充电价格引导充电行为的特征 12。错峰充电的市场潜力与收益取决于当地峰谷电价差价。2016 年 4 月，国务院提出推进工商用电同价，允许大型商贸企业参与电力直接交易，开展商业用户自主选择执行商业平均电价或峰谷分时电价试点 13。据不完全统计，继国家发改委 2018 年 4 月发布《关于降低一般工商业电价有关事项的通知》后，全国 34 个省（直辖市、自治区）中，有 16 个省市发布了峰谷电价表，21 个省市调整了一般工商业电价IV ，其中 13 个省市执行峰谷电价V。在未公布调价方案的省市中，共有 3 个省执行峰谷电价 VI。图 2 为部分省市工商业峰谷分时电价，其中北京、广东、江苏峰谷电价差较大，山西、河北、宁夏峰谷电价差较低。然而需要注意的是，电动汽车用户往往因转供电等原因无法享受峰谷电价，且对于公共充电场所，电动汽车用户除电价外还需支付充电服务费及停车费。IV 包括江苏、浙江、河北、山西、安徽、福建、山东、河南、湖北、广东、海南、贵州、云南、陕西、内蒙古、广西、宁夏、北京、天津、上海、重庆。V 分别是北京、广东、海南、河北、河南、江苏、宁夏、陕西、山西、上海、天津、云南、浙江。VI 分别是甘肃、青海、新疆。电动汽车储能市场及激励机制研究10 图 2 各地工商业峰谷分时电价注：图中数据为不满 1 千千伏一般工商业峰谷分时电价；广东（1）：云浮、河源、梅州、韶关、清远；广东（2）：广州、珠海、佛山、中山、东莞；上海市参照两部制夏季峰谷电价；云南省参照枯水期峰谷电价。由于各地峰谷电价水平不同，电动汽车采用错峰充电的经济价值存在较大差异，不同车型电量消费也将影响电动汽车错峰充电综合收益。表 1对比了乘用车、物流车、客车三类车型在北京、宁夏两地进行峰谷错峰和平谷错峰充电的用车生命...