電動汽車雙向充電一直是汽車行業(yè)人士探討的發(fā)展方向之一，尤其是當(dāng)意外的災(zāi)難或突發(fā)事件來臨，電力供應(yīng)中斷時，車輛到電網(wǎng)(V2G)技術(shù)的作用更為凸顯。今年2月，席卷半個美國的極寒天氣導(dǎo)致整個中部地區(qū)遭遇前所未有的大范圍停電，得克薩斯州尤為嚴(yán)重。得州電力供應(yīng)危機(jī)讓人們再次思考電力負(fù)荷和電網(wǎng)的脆弱性，電動汽車雙向充電的可行性也成為討論的熱門話題。

目前，電動汽車雙向充電還處于探索和測試階段，尚未大規(guī)模應(yīng)用，而一些企業(yè)已經(jīng)開啟測試或為旗下車型內(nèi)置雙向充電功能，例如日產(chǎn)、三菱、本田、雷諾等。

電動化導(dǎo)致電力需求快速增長

生活在高度工業(yè)化時代的人們，對于電力的依賴度之高可謂是前所未有，美國得州和加州的居民對此深有體會。今年2月，一場罕見的冬季風(fēng)暴侵襲得州，造成部分地區(qū)路面結(jié)冰、道路被封以及大面積停電，得州一度進(jìn)入“電力緊急狀態(tài)三級警報”，用電緊張下各地輪流拉閘限電。同樣，去年8月，極端高溫導(dǎo)致加州電力負(fù)荷需求攀升，出現(xiàn)電力短缺現(xiàn)象，多地輪流斷電。美國這些州大規(guī)模的停電反映了現(xiàn)有電網(wǎng)還存在著很大的不足，尤其考慮到電動汽車開始大規(guī)模涌入市場，無疑會增加電力基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)荷，電網(wǎng)需要為此早做準(zhǔn)備。

“如果政府和汽車行業(yè)繼續(xù)加速推進(jìn)電動化，那么將有大量電動汽車出現(xiàn)在得州和其他地區(qū)的道路上。電動汽車會給電網(wǎng)帶來大量負(fù)荷，一旦再出現(xiàn)極端天氣或突發(fā)事件，那么對于電網(wǎng)來說可能是一場災(zāi)難。”美國費馬塔能源公司首席執(zhí)行官大衛(wèi)·斯盧茨基表示。

事實上，隨著電動汽車逐步普及，汽車及能源行業(yè)、政策制定者、能源公司等已經(jīng)在為電動汽車充電導(dǎo)致耗電量增加做準(zhǔn)備。特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克認(rèn)為，電動汽車的推廣將導(dǎo)致全球電力消耗翻倍，可持續(xù)能源需求也將隨之增加。

“總體而言，美國的用電量在不斷攀升，而電動汽車將明顯加速這一趨勢，因為它們充電時需要大量能源。”美國非營利智庫——未來出行委員會執(zhí)行董事艾莉森·馬利克認(rèn)為，“得州電力危機(jī)是一個非常好的警醒。比推廣電動汽車更重要的是，我們需要重新思考和規(guī)劃我們的電網(wǎng)，以響應(yīng)快速增長的電力需求。”

V2G技術(shù)或可實現(xiàn)充電免費

如果能找到一種方式在電力使用高峰期不增加負(fù)荷，并將電力回流至電網(wǎng)，那電動汽車對于電網(wǎng)來說大有裨益，這正是業(yè)內(nèi)正在嘗試的V2G技術(shù)。

事實上，已經(jīng)有一些車企將雙向充電功能集成到自家的電動汽車中，例如日產(chǎn)、三菱汽車，以及美國電動汽車初創(chuàng)公司Lucid等。多年來，日產(chǎn)一直試圖將汽車與能源系統(tǒng)連接起來，一方面，在災(zāi)難或意外導(dǎo)致電網(wǎng)斷電的情況下，電動汽車可以為家庭和企業(yè)供電;另一方面，電動汽車可以將自身儲備的電力輸送回電網(wǎng)，從而減少高峰時段的電網(wǎng)負(fù)荷。2017年日產(chǎn)推出新一代聆風(fēng)純電動車時，為其內(nèi)置了雙向充電功能。

美國費馬塔能源公司已經(jīng)推出了一些雙向充電設(shè)備產(chǎn)品，可以將存儲在電動汽車電池中的能量轉(zhuǎn)移回電網(wǎng);將車輛作為儲能工具，則可以增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性，更經(jīng)濟(jì)有效。不過，美國落基山研究所無碳出行項目常務(wù)董事布雷塔·格羅斯指出，V2G技術(shù)在管理和優(yōu)化電動汽車充電時間和方式方面仍有很多工作要做，同時也要考慮到電網(wǎng)的容量和負(fù)荷。例如，在波谷，而非波峰時段進(jìn)行智能充電是電動汽車和電網(wǎng)雙贏的關(guān)鍵。“電動汽車是電網(wǎng)中最大、最智能、最靈活的負(fù)載。”格羅斯說，“因為電動汽車可以被編程，在合適的時間段充電既有利于其本身，也有利于電網(wǎng)。”

斯盧茨基表示，大部分汽車在大多數(shù)時間處于停放狀態(tài)，這意味著實際上有很多儲能可以用來支持電網(wǎng)。“這是一個很有意思的生態(tài)系統(tǒng)，我們可以構(gòu)建一個更穩(wěn)定、更有彈性的電網(wǎng)，個體可以自主決定車輛充放電的時間，而電力公司為回流到電網(wǎng)的電量埋單，這樣一來，使用電動汽車會更劃算。”他說。理論上來講，這意味著電動汽車可從峰谷差價中獲得額外收益。

的確，不少車企以及充電樁公司都十分看好V2G技術(shù)，未來或許可以通過該技術(shù)實現(xiàn)電動汽車免費充電。車主可選擇在電價低時從電網(wǎng)購電，電價高時向電網(wǎng)售電，從中獲得一定收益，實現(xiàn)充電免費，甚至獲利。

電動汽車充當(dāng)應(yīng)急移動電源

目前，市面上已有一些具備雙向充電功能的車輛，日產(chǎn)聆風(fēng)就是典型的例子。此外，在此次得州電力危機(jī)中，2021年款福特F-150混合動力皮卡的車主驚喜地發(fā)現(xiàn)，可以使用該車給家庭供電，因為新車配備了PowerBoost車載發(fā)電機(jī)。

按照福特方面的說法，混動版F-150的車載發(fā)電機(jī)“讓卡車可以充當(dāng)移動的發(fā)電機(jī)”，它最高可以產(chǎn)生7.2kW的電力。美國休斯敦地區(qū)居民蘭迪·瓊斯在寒潮來臨數(shù)周前購入了一輛混動版F-150，原因之一就是上述功能，因為他所在地區(qū)經(jīng)常會因為颶風(fēng)和其他極端天氣而遭遇停電。當(dāng)2月中旬的一個夜晚再次發(fā)生大面積停電時，瓊斯想到了自家的這輛車，于是在車載發(fā)電機(jī)上接了一根電源延長線到家里，讓家里的電器運轉(zhuǎn)起來。F-150的車載發(fā)電機(jī)為瓊斯家提供了3天的電力，直到供電恢復(fù)為止，期間他還幫助鄰居為手機(jī)和筆記本電腦充電。

無獨有偶，家住得州科爾維爾市的杰瑞·霍爾也在今年1月底購買了一輛混動版F-150，并表示購買這輛車的主要原因就是它配裝了車載發(fā)電機(jī)，去年得州由于糟糕的天氣多次停電，因此他決定購買帶有發(fā)電功能的汽車。在北美福特F-150車主的論壇上，很多車主也分享了相似的經(jīng)歷。

事實上，汽車業(yè)對于雙向充電的探索，最早的契機(jī)之一就是2011年的日本大地震。當(dāng)時這場地震引發(fā)海嘯，導(dǎo)致大面積停電，之后日本能源供應(yīng)商和各大車企一直在尋找降低災(zāi)后風(fēng)險的解決方案，其中一個解決方案就是將電動汽車打造為應(yīng)急電源。2016年日本熊本縣發(fā)生7.0級強(qiáng)烈地震后，三菱的電動汽車就為部分社區(qū)供電。2017年，日產(chǎn)開始推廣電動汽車作為移動的備用電源。2019年，日產(chǎn)聆風(fēng)獲得德國監(jiān)管部門批準(zhǔn)，成為第一款為德國電網(wǎng)提供能源保障的電動汽車。

多家車企推出試點項目

斯盧茨基表示，雙向充電在技術(shù)層面上并不復(fù)雜，車輛可能需要進(jìn)行輕微的軟件升級，并配備適當(dāng)?shù)某潆娖鳌２贿^，他補(bǔ)充道：“真正的問題是，主機(jī)廠必須決定他們是否愿意使用這種技術(shù)。他們是否想讓電池進(jìn)入電網(wǎng)或為建筑物供電?”

目前，不少車企已經(jīng)開始對V2G技術(shù)展開測試。雷諾于2019年在歐洲推出V2G試點項目，由ZOE純電動車組成的車隊來“反哺”電網(wǎng)。在2020年疫情防控期間，菲亞特克萊斯勒(FCA)宣布在其意大利工廠啟動V2G試點項目，旨在實現(xiàn)FCA旗下純電動汽車與電網(wǎng)之間的雙向交互，初期將64輛電動汽車連接到電網(wǎng)，而到2021年底，這一數(shù)字將增至700輛。

大眾集團(tuán)也在推進(jìn)V2G技術(shù)的研發(fā)，集團(tuán)首席戰(zhàn)略官邁克爾·約斯特曾在2020年初透露，集團(tuán)正在探索與電動汽車儲能有關(guān)的新商機(jī)。“電動汽車可在電力供應(yīng)過剩時給電池充電，并在風(fēng)能和太陽能電力不足時將其返回給電網(wǎng)，來穩(wěn)定電網(wǎng)。”他說。馬斯克也曾向媒體表示：“可以反哺電網(wǎng)的V2G技術(shù)正在重新回到各家車企的視野中，特斯拉正在考慮重新推出這一功能。”據(jù)了解，特斯拉正在為旗下主力車型Model 3和Model Y做好V2G雙向充電的技術(shù)準(zhǔn)備。

隨著電動汽車保有量規(guī)模持續(xù)攀升，未來它的儲能將非常巨大。對于車企來說，這是一個全新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。雖然V2G技術(shù)當(dāng)前依然遭到不少質(zhì)疑，也有人擔(dān)心這可能會對電池造成損害，但面對龐大的電動汽車市場，車企不愿放棄挖掘任何領(lǐng)域的潛力和商機(jī)。對于普通消費者而言，不管是充當(dāng)巨型移動電源，還是未來實現(xiàn)充電免費，能夠雙向充電的電動汽車都是非常具有吸引力的。

(張冬梅)