當前，可再生能源與電動汽車的發展已經走到了交匯點。一方面，風電、光伏發電成本持續下降，發電側平價上網不再遙遠，且已有平價上網項目；另一方面，棄風棄光問題雖有改善，但部分地區仍較為嚴重。而電動汽車作為一種移動儲能裝置，可以通過有序充電、V2G技術的發展等在為電網提供輔助服務，還可以作為“光儲充微電網”的關鍵組成部分，間接或直接為電網消納綠色電力做出積極貢獻。

電動汽車與可再生能源協同發展是電動汽車與電力系統協同發展的一部分。電動汽車做好同電力系統的協同會有助于可再生能源更好地消納利用。

總之，電動汽車發展已經駛入了快車道，提前做好電動汽車與電力系統和可再生能源協同發展的頂層設計并提出具體落地的實施建議對于未來電動汽車和電力兩個行業的發展都至關重要。

本文立足電動汽車同電力系統以及可再生能源協同發展的關鍵問題，結合電力行業改革方向，從政府和產業層面提出相關對策建議。希望有關建議能促進電動汽車的快速發展、電力系統的智能升級、可再生能源能源的更好消納，實現電動汽車和電力系統以及可再生能源的協同發展。

一、電動汽車電力需求測算

1、新能源汽車保有量預測

截至2018年6月，我國新能源汽車保有量約為200萬輛。根據中國汽車工程協會2016年發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》，預計2030年，新能源汽車當年銷量占汽車總銷量40%-50%，新能源汽車保有量將大于8000萬輛。

2、電力需求預測

2017年全社會用電量為6.3萬億kWh。中國能源研究會2016年《中國能源展望2030》預測2030年全社會用電量將達到8.5萬億千瓦時。

3、假設條件及電動汽車需求預測

假設2030年8000萬輛新能源車全為電動乘用車，每車年行駛里程2萬公里，每百公里電耗20kWh，則2030年新能源車電耗為3200億千瓦時，占2017年全社會用電量的5%，占2030年全社會用電量預測值的3.7%。

此外，根據中國汽車技術研究中心《中國傳統汽車和新能源汽車發展趨勢2050研究》的研究成果，基準情景下，到2050年新能源汽車電能消耗量達到3500億千瓦時；激進情景下，在2045年達到峰值7500億千瓦時；隨后新能源車保有量飽和，隨著電能消耗率繼續下降，總電能消耗量到2050年回落至7000億千瓦時左右，約占2017年中國全社會用電量總量的11.1%。

從以上測算可以看出，未來電動汽車電耗需求總量占比有限，當前和未來的電力系統完全可以支撐電動汽車的發展。

然而在無序充電的情況下，電動汽車同時充電的瞬時功率波動風險仍不容忽視，這使得電動汽車車與電力系統協同的必要性更加凸顯。

二、電動汽車與電力系統和可再生能源協同發展面臨的挑戰

目前電動汽車與電力系統協同發展仍然面臨以下幾方面挑戰：

（1）配電網的升級改造需求尚待深入量化評估

目前配網層面對電動汽車的接納能力還缺乏系統深入的研究。需要評估未來電動汽車增加到什么程度配網需要改造，以及通過有序充電，能否降低配網改造需求等。

（2）充電樁利用率低造成相關基礎設施的浪費

一方面我國充電樁數量快速增長，另一方面卻存在公共充電樁使用率低的問題。這一矛盾需要統籌解決。

（3）電動汽車尚未與電網實現互動

除極少車型外，電動汽車目前僅是從電網購電，單純扮演負荷的角色，遠未實現有效互動。而僅作為負荷，則意味著電網承擔了更多的調節服務供能，這一服務是單向的。

（4）可再生能源消納相關政策落地緩慢

由于缺乏強制性，綠證交易發展低于預期。目前國家能源局綜合司就《關于實行可再生能源電力配額制的通知》征求意見，有望2019年1月1日實施，這將推動可再生能源的消納和增加綠證的交易。此外，目前碳排放權市場仍然面臨政策環境不確定、制度不健全以及市場體系不完善等問題，導致試點碳市場活躍度不夠，全國碳市場建設進度遲緩。

三、電動汽車與電力系統和可再生能源協同發展的技術路徑

電動汽車與電力系統和可再生能源協同關鍵技術或手段主要涉及到：

1、電力需求響應

需求響應是電力需求側管理的一部分。需求側管理指的是通過影響用戶的用電習慣來匹配電力系統現在或者將來的電能供應能力。需求響應是指當電力市場價格較高或者電力系統的穩定性、安全性受到威脅時，通過調整價格或者實時激勵措施，使得用戶的用電行為發生變化。

需求響應主要手段包括分時電價、實時電價、直接負荷控制。對于電動汽車來說，三者都有適用的場合。電價是引導手段，是否響應的主動權完全在用戶；在用戶許可或設定的情況下（比如設定某個時段、或者高于/低于某個電價時），電網企業可以進行直接負荷控制。

即使是僅考慮電動汽車用電（不考慮V2G），電動汽車仍可以通過增加在用電低谷時段充電、減少在用電高峰時段充電來進行需求響應。

2、V2G技術

電動汽車入網（VehicletoGrid，V2G）技術就是電動車輛的能量在受控狀態下實現與電網之間的雙向互動和交換，是智能電網技術的重要組成部分，應用V2G和智能電網技術，電動汽車電池的充放電被統一部署，根據既定的充放電策略，在滿足電動汽車用戶行駛需求的前提下，將剩余電能雙向可控回饋到電網。

V2G的實現方法有四類：集中式（對一定區域內的電動汽車進行V2G統一管理）、分散式（在分散區域的單體或少量電動汽車V2G）、基于微網模式（電動汽車作為微網一部分，先在微網層面內部平衡，然后微網再同電網互動）、基于換電模式（服務于換電式電動汽車的換電站同電網進行互動）。微網內的集中管理和在微網內的換電站也可歸于基于微網的模式。

3、微電網技術

微電網是由微型分布式電源、負荷、儲能和控制裝置組成，能夠自我平衡、靈活調控，與外部電網并網運行或獨立運行的微型供電系統。微電網最早由美國90年代提出，最早是為了解決供電可靠性問題，而歐盟和日本則將微電網作為高滲透率分布式可再生能源并網的一種解決方案。

電動汽車作為微網的一部分，可以充分發揮其儲能特性的優勢。未來的微電網是“高比例可再生能源+儲能+電動汽車+其他用能”的風光儲充一體化微電網。在這樣的微電網內，電力供需雙方首先在微網層面實現平衡，然后再同大電網交互，減少了大電網平衡調節的成本，增強了電網消納可再生能源的意愿。

通過以上各種技術或手段，可以大幅提高配網的靈活性，而配網靈活調節能力的提升將增加大電網的靈活調節能力，從而有助于消納大型可再生能源電站產生的綠電。

電動汽車與電力系統和可再生能源協同示意圖如下所示：

圖 電動汽車與電力系統和可再生能源協同示意圖
來源：中國能源網研究中心（China5e）

四、電動汽車與電力系統和可再生能源協同發展的政策建議及政策工具

1、構建支撐電動汽車發展的綠色能源供給體系

在相當長的時期，電動汽車主要依靠電網供電的局面難以改變，因此需要從整體上促進增加整個電網的綠色電力供給。提高電網綠電比例、促進綠電消納的政策工具包括可再生能源電力配額制、可再生能源電力綠色證書、跨區域可再生能源電力現貨市場等。

（1）可再生能源電力配額制

具有約束性的可再生能源電力配額制的實施對于提高全網綠電比例至關重要。2018年11月13日，國家能源局綜合司發布了征求《關于實行可再生能源電力配額制的通知》意見的函，而此前已經征求兩輪意見。該文件要求，“對電力消費設定可再生能源配額”。對各省級行政區域規定的應達到的最低可再生能源比重指標為約束性指標，按超過約束性指標10%確定激勵性指標。

（2）可再生能源電力綠色證書

2017年1月18日，國家發展改革委、財政部、國家能源局發布《關于試行可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易制度的通知》，可再生能源電力綠色證書（簡稱“綠證”）自愿認購隨之開啟。然而由于缺乏強制性，綠證銷售情況并不盡如人意。隨著可再生能源電力配額制對綠證的作用進行了明確（綠證對應的可再生能源電量等量記為配額完成量），預計在該政策實施后綠證的銷售情況會大幅改觀。

（3）跨區域富余可再生能源電力現貨市場

2017年8月15日，國家電力調度控制中心、北京電力交易中心有限公司發布關于《跨區域省間富余可再生能源電力現貨試點規則（試行）》的公告。該規則要求，跨區域現貨交易市場的賣方主體為送端電網內水電、風電和光伏等可再生能源發電企業。買方主體為受端電網企業、大用戶、售電公司和火電企業。參與跨區域現貨交易的全部為水電、風電和光伏等可再生能源發電企業，通過跨區域現貨交易，充分利用通道資源和全網調節能力，提高電網整體可再生能源消納水平。隨著這一試點成功經驗的推廣以及全國各區域電力現貨市場的逐步建立，可再生能源消納能力將進一步提升。

2、加快實現全網范圍內的源網荷儲智慧互動

電動汽車V2G的實現有助于提升微網乃至全網范圍內源網荷儲智慧互動的水平，而全網范圍內源網荷儲智慧互動水平的提升對于電動汽車的發展也將有極大的促進作用，二者相互促進。相應政策工具如下：

（1）分時電價/實時電價

分時電價可以引導電動汽車用戶進行有序充電（在未來V2G的場景中，則為有序充放電）。目前商業停車場部分企業的充電樁已經實施分時電價政策。而不論否實施分時電價，電費以外的服務費都是固定的，這在一定程度上降低了分時電價的引導效果。未來的分時電價可以考慮對服務費也進行浮動。

實時電價有賴于電力現貨市場的建設。電力現貨市場主要包括日前、日內和實時的電能量和備用等輔助服務交易市場。實時電價波動幅度較為頻繁、峰谷差價格會更反應供需情況，這會更好地激勵電動汽車同電網的互動。2017年9月5日，國家發改委辦公廳和國家能源局綜合司聯合發布《關于開展電力現貨市場建設試點工作的通知》，選擇南方（以廣東起步）、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等8個地區作為第一批試點，2018年底前啟動電力現貨市場試運行（部分試點延期）。

（2）增量配電網改革

電動汽車V2G有賴于配電網的配合，而增量配電網改革使得配電網更加市場化的運作成為可能，因此電動汽車V2G可以在增量配電網領域進行提前布局和試點。增量配電網指新增區域的配電網、以混合所有制方式增容擴建的配電網、以及除電網企業存量資產外，其他企業投資、建設和運營的存量配電網。2016年《有序放開配電網業務管理辦法》明確用戶智能用電、優化用電、需求響應等是增量配電網運營者可以提供的增值服務之一。

3、通過創新商業模式促進電動汽車同電力系統的協同

車電分離的發展模式是未來重要的發展方向之一。車電分離包括兩個層面，即物理層面和商業模式層面。物理層面主要指換電模式，商業模式層面主要指電池分開管理（不要求電池物理上可隨時更換），其所有權可以屬于第三方公司。換電模式具有便捷（3分鐘換電）、相對于快充延長電池壽命、對電網負面影響小等優點。

（1）對成立電池投資運營管理平臺公司的必要性進行研究

成立第三方的電池（及充放電系統）投資運營管理平臺公司將極大促進車電分離的大規模發展。該類公司覆蓋電池投資、運營、管理、回收等各個環節，是相對垂直一體化的公司。除物理層面的換電，非換電汽車的電池也可納入此類公司的管理范疇。

然而車電分離模式的主要挑戰是各類公司持有電池資產的意愿不高。這就要求政府對于成立電池投資運營管理平臺公司的必要性進行研究。

（2）探討對換電模式的電池進行合理補貼的方式

目前國家和部分地方政府對電動汽車有補貼，但是對于換電模式下的電池并無補貼。這無疑增加了換電站的成本。可以考慮對換電站的電池進行補貼，為防止騙補，可以根據換電站的用電量來確定，即進行電量補貼。

4、建立提供公共服務的充電服務體系

為避免一個品牌的充電樁、換電模式的電池只服務于同一品牌，政府可以引導將充電樁、電池納入公共管理，讓相應設施為盡量多的汽車品牌進行服務。而充電樁、換電模式的標準化有利于加速建立這一公共服務體系，而且有利于電動汽車和電網智慧互動的早日實現。因此，建議政府對充電樁、換電模式的標準化進行頂層設計。

此外，為更好地為所有品牌電動汽車的用戶提供更好的服務，建議推動龍頭企業平臺數據共享，在各運營企業信息平臺基礎上，加快推動國家級服務平臺整合發展，為新能源汽車用戶提供更加智能便捷的充電服務。

5、試點先行

電動汽車同電力系統和可再生能源的協同發展是一項長期的工作，可以在部分地區先行開展試點，總結經驗。

（1）開展有序充電試點

在電動汽車已有較好發展的地區，開展電動汽車有序充電試點。目前北京、上海等大城市電動汽車保有量相對較多，可探討在部分城區率先開展試點。措施包括拉大充電峰谷價差、降低谷段充電服務費、減免谷段停車費等。

（2）開展換電模式試點

優選北京、上海等電動汽車保有量較大的城市，開展換電模式的先行先試，總結經驗，供未來全國推廣。

（3）開展光儲充一體化項目試點

在分布式光伏發展較好的地區，開展光儲充一體化項目試點。分布式光伏利用前四大省份為浙江、山東、江蘇、安徽，其中，山東不僅是分布式光伏應用大省，還是低速電動汽車制造大省。