新能源汽车变身充电宝，反向充电前景如何？

四川宜宾市的一个新能源汽车太阳能充电站。通过反向充电，这些车辆拥有削峰填谷和消纳可再生能源发电的巨大潜力。 图片来源： Wang Xi / Alamy

今年1月，中国规模最大的反向充电试验在江苏无锡完成，试验历时30分钟，50台新能源车向电网反向放电近1000度，可满足133户居民一天的正常用电。

“反向充电”又被称为“V2G(Vehicle to Grid) 模式”，是引导新能源车有序充电、参与电网负荷调节的方式之一。截至2023年底，中国新能源汽车保有量达2041万辆，且增长势头强劲。如此大规模的新增充电需求无疑会导致电网负荷加剧，亟需利用技术和经济手段引导车主避开高峰时段充电，以减少负荷冲击和不必要的电网建设。

不仅如此，随着新能源汽车的渗透率不断升高，装载在车身上的动力电池也可化身为移动的储能装置，具有削峰填谷和消纳可再生能源发电的巨大潜力。仅在2023年，中国动力电池装车量就达到387.7吉瓦时。清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高近日在一场论坛上表示，车载电池总容量到2040年预计会超过200亿千瓦时（2万吉瓦时），相当于中国每天消费的总电量，未来的车网互动将在短周期储能方面发挥主导作用。

智库充电美国（Plug In America）曾估计，由于电动汽车能使电网更加高效和有弹性，在美国，一辆车在使用周期内可以为纳税人带来 1,867 美元的好处。

1月4日，国家发展改革委等部门发布《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》，提出新能源汽车通过充换电设施与供电网络相连，“可有效发挥动力电池作为可控负荷或移动储能的灵活性调节能力，为新型电力系统高效经济运行提供重要支撑”。

除了江苏无锡外，全国10余个省市已经开展了V2G试点项目建设。然而，大规模推广反向充电目前仍面临着消费者意愿不足、基础设施成本高等挑战。

如何削峰填谷？

反向充电，听起来是车主和电网双赢的机制。根据《中国电力报》的测算，电动汽车电池平均容量为70-80千瓦时，如每次利用其中20千瓦时的容量参与车网互动，按每千瓦时获取峰谷价差收益0.8元测算，一次充放电可赚16元。如果每年充放电100次，一年参与车网互动的收入可达1600元。

“我问了好几位出租车司机是否愿意参与需求响应，发现影响他们决定的最重要因素是价差。如果充放一度电只赚几毛钱，他们就没有动力去反向充电”， 北京电链科技双碳事业部总监、中国碳中和五十人论坛特邀研究员郑颖向中外对话说道。

不过，车主的具体收益由电池容量和所在省市的峰谷价差决定。近年来，全国各地的峰谷价差呈增长趋势。 据统计，2023年12月，全国共有23个省级行政区的峰谷电价差超过0.7元/千瓦时，其中上海市的峰谷价差达到1.69元/千瓦时，这也意味着“东南沿海的省市峰谷差价大，车主更有动力参与。”郑颖说道。

2019 年，法国电力公司展出了支持V2G功能的充电终端。图片来源：Michel Stoupak / Alamy

但是，可再生能源发电源和新能源车的分布面临着空间错配的挑战。“由于缺乏可再生能源，调峰是否有利于减碳目标，还需要更多的时间研究进行论证。”郑颖认为，为了发挥V2G模式削峰填谷的作用，新能源车需在晚上尖峰时段，大约在17:00-22:00 之间向电网放电，以确保高峰供应。放电后，车主可能会在夜间谷时充电，应对第二天早上的通勤需求。然而，光伏在夜间并不发电，此时大规模充电也许反而会刺激夜间火电需求。

“最理想的情况下，应该引导车主放电时保留第二天通勤所需的电量，然后在光伏最充沛的午间充电。”郑颖说道。

美国斯坦福大学的一项研究也得出了相似的论点。该研究的作者之一拉姆·拉贾戈帕尔 (Ram Rajagopal) 表示，即使司机等到高峰时段之后（晚上 11 点或更晚）给汽车充电，由于该时段可再生能源不可用，这可能会导致碳排放增加，且电网需要更多的储能设施以应对低谷时段用电负荷的增加。该研究提出的解决方案之一是鼓励更多的电动汽车车主转向白天充电，在工作场所的公共充电桩上为汽车充电。

充电美国的政策总监英格丽德·马尔姆格伦（Ingrid Malmgren）告诉中外对话，美国有数千辆校车。校车电池容量大，且在可再生能源产量超过电力需求时（例如中午和暑假），它们经常处于闲置状态，这使其非常适合 V2G 模式。

车主的担忧

2023年的一项用户意愿调研结果显示，对电池使用寿命的影响，是用户参与V2G的主要顾虑。一般来说，当新能源汽车动力电池容量衰减至额定容量的80%时，就不再满足使用要求了。此外，车主们还担心质保、二手车转卖和安全风险等。

目前，研究者们对增加充放电周期次数导致的电池退化问题尚未形成统一意见。

夏威夷大学2017年的一项研究显示，锂电池向电网反向充电不利于电池性能。每天反向充电两次，5年后电池容量衰减会增加75%。

相反，华威大学的一项研究则表明智能电网能够延长电动汽车电池的寿命。研究显示，如果电动汽车每日消耗电量的21%～38%，且车主将电池的8%-40%电量反向充电回电网，那么电池的容量衰减将降低约6%。

现实生活中的案例或许更有说服力。在纽约州进行的一项为期三年的V2G试点项目中，三辆纯电动校车成功向公用电网供电，研究发现了反向充电对电池的损耗与开车对电池的损耗相似，因此进行V2G的车辆可能需要车辆延长保修期或提前更换电池。

中国针对V2G对电池寿命影响的研究仍有限。特来电新能源股份有限公司副总裁李剑波曾对媒体表示，私家车每年平均充电50次，车辆整个寿命期间约500次。但动力电池的循环寿命远远高于此，保守估计在2000次左右，因此每辆电动车在整个寿命期内仍有超过1000次的充电机会可参与车网互动。

即便按照李剑波的说法，在一般情况下V2G对动力电池使用寿命影响有限，但车企是否会针对反向充电做出质保方面的限制也是消费者的另一大担忧。 “电动车大规模推广也就近10年的时间，电池的可靠性还需要时间考量。尤其对车企而言，一旦车辆实现V2G功能，电池质保条款是否还和以前一样”。能源基金会中国交通项目高级项目主任龚慧明向南方财经表示。

2022年，日产(Nissan)成为美国首批允许用户进行双向充电而不会使电池保修失效的汽车制造商之一，然而这仅限于使用特定充电器和车型的客户。中国尚没有车企出台相关规定。随着越来越多的汽车制造商进入V2G领域，需要与车主厘清电池保修条款。

大规模推广的瓶颈

目前 V2G 想要做到“车网协同”，还有一段路要走。

V2G充电桩作为车网互动的关键连接器，想要大规模推广，面临着高成本的制约。充电桩运营商普遍面临前期投入大、维护成本高和回报周期长的问题。

国网智慧车联网技术有限公司副总经理王文曾对媒体表示，由于V2G充电桩价格是常规直流桩的2~3倍左右，运营商在盈利难、尚未收回成本的情况下可能缺乏足够的激励改造充电桩。未来成本能否显著下降则主要取决于能否大规模推广。

目前，包括国网智慧车联网、蔚来汽车、特来电等在内的多家企业开始部署V2G场站及V2G桩，并进行了“换电”等业务模式的探索。

根据一位车主的分享，她在蔚来换电站用95%电量的电池换一块15%的电池，电量已经够她开车回家，回家后再用自己的私人充电桩充电。一度电约赚取7毛钱的差价，60度电每天约赚40块钱。在换电模式下，车主也不会担忧电池的寿命和质保的问题。

“V2G是否能大规模推广取决于有没有消费者的支持，解决这个问题需要政府部门的支持，但补贴并不是万能药，更需要企业在商业模式上的创新突破。”郑颖说。