《電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性報(bào)告》

1、NRDC2018年2月3電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力 及經(jīng)濟(jì)性研究NRDC自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)ATURAL 負(fù)OUKCf OCFCNCOUNCIL研究報(bào)告CNESA中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)址 China Energy Storage Alliance致謝此報(bào)告由國家發(fā)改委能源研究所、自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)、 中關(guān)村儲(chǔ)能聯(lián)盟合作撰寫。特別感謝國家電網(wǎng)電動(dòng)汽車 服務(wù)公司江冰董事長、國務(wù)院發(fā)展研究中心洪濤研究員、 清華人學(xué)電機(jī)系胡澤春副教授、中國電子科技集團(tuán)公司 第18研究所肖成偉研究員、中國科學(xué)院電工研究所陳 永羽中研究員、凱盛咨詢朱瑤琪女士對本項(xiàng)目提出寶貴意 見和建議。課題組課題組劉堅(jiān) 國家發(fā)改委能源研究所、國家可再

2、生能源中心金亨美自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)李岱昕中關(guān)村儲(chǔ)能聯(lián)盟藺億 北京市計(jì)科能源技術(shù)開發(fā)公司感謝自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)清潔電力項(xiàng)目和 ClimateWorks Foundation 對本研究的支持。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力 及經(jīng)濟(jì)性研究硏究報(bào)告總結(jié)摘要11電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及前景2產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景電池及充電發(fā)展趨勢2. 電動(dòng)汽車儲(chǔ)能應(yīng)用潛力及成本分析6應(yīng)用潛力技術(shù)經(jīng)濟(jì)性3. 研究結(jié)論與政策建議20研究結(jié)論政策建議26附件22參考資料總結(jié)摘要本世紀(jì)以來，中國經(jīng)歷了快速的道路交通機(jī)動(dòng)化過程。2017年全國汽車鎬呈 接近2SOO萬輛，連續(xù)九年位居全球第一；汽車保有量超過2億輛，是2000年的 10倍以上。機(jī)

3、動(dòng)車的増長對石油供應(yīng)和城市空氣質(zhì)量帯來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。推動(dòng)汽車電 動(dòng)化不但對環(huán)境產(chǎn)生直接的正面影響，也為能源系統(tǒng)灣潔轉(zhuǎn)型帯來重大契機(jī)。通過 有序充電、車電互聯(lián)（V2G）、電池更換、退役電池儲(chǔ)能等方式，大量電動(dòng)汽車可 作為分布式儲(chǔ)能，為電力系統(tǒng)提供可觀的靈活性資源，逬而有效提升電力系統(tǒng)對波 動(dòng)性可再生能源的消納能力。然而，當(dāng)前動(dòng)力電池成本及智能充電技術(shù)等仍然長制約電動(dòng)汽車電力系統(tǒng)儲(chǔ)能 的重姜因素。在對2030年全國電動(dòng)汽車市場規(guī)模預(yù)測的基礎(chǔ)上，本硏究報(bào)告對電 動(dòng)汽車儲(chǔ)能的應(yīng)用沼力及經(jīng)濟(jì)性水平逬行了分析。研究發(fā)現(xiàn)：1 .快速成長的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)并將繼續(xù)成為電化學(xué)儲(chǔ)能成本下降的首要驅(qū)動(dòng) 力。畫規(guī)模效應(yīng)

4、的影響.不斷擴(kuò)大的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)將加速鋰電池成本下降，從而提 升其在電儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模。近年來，動(dòng)力電池成本降速超過固定鋰電池儲(chǔ)能， 考慮到目前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期,預(yù)計(jì)未來鋰電池成本具有巨大下降空間。2. 電動(dòng)汽車本身也可成為規(guī)?？捎^且經(jīng)濟(jì)高效的儲(chǔ)能資源。電動(dòng)汽車可通過有 序充電、V2G.電池更換、退役電池儲(chǔ)能等方式宜接或間接參與電力系統(tǒng)儲(chǔ)能運(yùn)行, 實(shí)現(xiàn)與B!定儲(chǔ)能相同或相似的功能?？紤]到未來電動(dòng)汽車較高市場滲透率，預(yù)計(jì)到 2030年，其理論儲(chǔ)能規(guī)模遠(yuǎn)超抽水蓄能等其他儲(chǔ)能技術(shù)路線，有望解決當(dāng)前閑擾 可再生能源發(fā)展的電力系統(tǒng)小時(shí)級平衡問題。3. 對比四類電動(dòng)予氣車儲(chǔ)能模式，有序充電成本最

5、低，但其儲(chǔ)能應(yīng)用潛力受限于 車輛出行強(qiáng)度；V2G儲(chǔ)能應(yīng)用潛力最高，但其市場化推廣取決于電池技術(shù)逬步與成 本下降速度；電池更換儲(chǔ)能靈活度最高，但僅適用于特定車型?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)論，本報(bào)告分別就充電商業(yè)模式、充電價(jià)格機(jī)制、綜合示范試 點(diǎn)等問題提出若干政策逹議，以探討符合中國市場環(huán)境的電動(dòng)汽車儲(chǔ)能發(fā)展路徑。 我們認(rèn)為，隨著電動(dòng)汽車規(guī)模不斷提升以及電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)日益成熟，電 動(dòng)汽車可依托分布式儲(chǔ)能、皆能網(wǎng)聯(lián)等技術(shù)與模式創(chuàng)新，與可再生能源一起構(gòu)連新 一代經(jīng)濟(jì)高效的皆慧能源系統(tǒng)，帯動(dòng)中國能源工業(yè)整體變革，電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀 及刖景（-）產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀受一系列激勵(lì)政策帯動(dòng)，中國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，現(xiàn)已成為

6、全球最大電動(dòng)汽車產(chǎn)銷及保有星市場， 部分本土企業(yè)在產(chǎn)能規(guī)模及核心技術(shù)方面居于全球前列。1.電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化已成為當(dāng)前全球新能源汽車發(fā)展的大勢所趨、為應(yīng)對日益嚴(yán)苛的能耗及排放標(biāo)準(zhǔn)，歐莫和日本 等傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國近年陸續(xù)投放電動(dòng)汽車產(chǎn)品，技術(shù)日錢成熟.市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì)， 2016年全球電動(dòng)乘用車保有蚩已超過200萬輛，電動(dòng)汽車已成為當(dāng)前發(fā)展段快的新能源汽車技術(shù)。德國二 英國S荷蘭=法國挪威二 印度等國及部分汽車企業(yè)更是提岀燃油汽車退岀目標(biāo)，為電動(dòng)汽車的 持續(xù)發(fā)展営造了有利的政策環(huán)境。中國電動(dòng)汽車推廣歷程可分為2009-2012和2012-2015兩期節(jié)能與新能源汽車示范推廣工程”

7、 階段及2015年以后新能源汽車規(guī)模發(fā)展階段。自2009年財(cái)政部、科技部、國家發(fā)改委、工信部四部委 啟動(dòng)節(jié)能與新能源予氣車示范推廣工作以來，中國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)每年呈倍數(shù)增長，帶動(dòng)了全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)和市 場培育。2009-2012年，在中央財(cái)政購車補(bǔ)助引導(dǎo)和科技計(jì)劃重點(diǎn)支持下，全國三批25個(gè)“十城干輛刀 試點(diǎn)城市總計(jì)推廣節(jié)能與新能源汽車27432輛-2012年之后，四部委在“十城干輛.工程基礎(chǔ)上又將 新能源汽車推廣應(yīng)用的示范城市從原來的25個(gè)擴(kuò)大到39個(gè)。2013年至2015年9月底，全國39個(gè)示 范推廣城市（區(qū)域）又累計(jì)推廣新能源汽車18.1萬輛。2015年全國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到33.14萬輛.首

8、次超過全部汽車產(chǎn)量的1%,并超趣美國成為全球最大新能源汽車市場。到2016年，中國新能源汽車行 業(yè)進(jìn)入全面調(diào)整升級階段，全年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到54.7萬輛，市場規(guī)模接近全年汽車產(chǎn)塑的2%,保有 量超過100萬輛，穩(wěn)居全球新能源汽車最大銷量及保有量市場。2017年9月，工信部表示已啟動(dòng)燃油汽車退出時(shí)間衷研究。同月，工信部、財(cái)政部、商務(wù)部、海關(guān)總畧、 質(zhì)檢總局聯(lián)合公布了乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法（經(jīng)雙積分刀政策）， 要求2019-2020年，汽車企業(yè)新售電動(dòng)乘用車積分占比分別達(dá)到10%和12%。截至2017年底，中國 已連續(xù)三年成為全球最大電動(dòng)汽車產(chǎn)銷市場.電動(dòng)汽車年銷量

9、超過占全球一半。2017年中國電動(dòng)汽車銷 量達(dá)到77.7萬輛,為全球電動(dòng)汽車總銷量55%,是美國市場規(guī)模近四倍,占全部汽車銷量的比重接近3%, 且?guī)缀跞繛楸就淋嚻笊a(chǎn)和銷售。裁至2017年，全球電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)銷量突破340萬輛，中國占比超過 50%,率先步入對傳統(tǒng)燃油汽車規(guī)模替代階段充電去岀設(shè)施方面目前中國已逹充電樁突破45萬個(gè)， 超過歐洲.美國和日本數(shù)邑總和?？梢哉f中國現(xiàn)已形成完備的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈，在部分動(dòng)力電池技術(shù)路線 和充電基礎(chǔ)設(shè)施方面甚至處于全球領(lǐng)先地位。1包括混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、福電式泯合動(dòng)力汽車、燃料電池汽忘：亙中公共領(lǐng)域推廣節(jié)能與新能源汽車23032無，私人購買領(lǐng) 域進(jìn)廣4

10、400藕。1假設(shè)私人購買茨域車樁比為100:80。其中私人充罔樁約24萬個(gè).公共充電坨約21萬個(gè)。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究| 3S 1 2010-2017中國電動(dòng)汽車鈣量統(tǒng)計(jì)2.動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模同樣居全球第一，2017年動(dòng)力電池產(chǎn)能達(dá)到200GWh,產(chǎn)量接近4OGWh。裁 止2017年底，全國固定電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)容量約為389.8MW,僅為全國抽水蓄能裝機(jī)容量1%,若按平均4 小時(shí)放電訂算.合計(jì)儲(chǔ)能能力約1.6GWho 2017年全國電動(dòng);氣車產(chǎn)呈為794萬輛.全國電動(dòng);氣車保有雖超 過170萬輛，考慮不同車型結(jié)構(gòu)及各類車型電池容雖等因叢仁 車載動(dòng)力電池儲(chǔ)能能力接近90G

11、Wht遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過電化學(xué)儲(chǔ)能容呈、2011201220132014201520162017電動(dòng)爭產(chǎn)運(yùn)（萬輛）0.841.27261.757.853451.679.4電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)直（萬輛）124124697177當(dāng)年邑池產(chǎn)量（萬千瓦時(shí)）344359293171228013822累計(jì)電池產(chǎn)譴萬千瓦時(shí)）3477136429214149428764喪1 2011-2017年電動(dòng)汽車及動(dòng)力電也舉計(jì)產(chǎn)=鍛設(shè)純電動(dòng)宥電動(dòng)乗用車鋌池分別為笛0干瓦時(shí)/輛和38千丸07/鋪；招電式嘗車、桔電弍乘臣H監(jiān)電;也容別為40千瓦時(shí)/ 輛和17千仙/臥 乗用車在設(shè)計(jì)和技術(shù)桂性上用于較言及隨身物乩 晟多不超過9座位：客莖用于

12、公共交通和婁團(tuán)運(yùn)命 乗坐9人以匕電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)港力及經(jīng)濟(jì)性研究（二）電動(dòng)啓產(chǎn)遊展前景展望未來，雙積分”政策將持續(xù)引導(dǎo)中國汽車工業(yè)的電動(dòng)化進(jìn)程，醞釀中的禁售燃油汽車時(shí)間表將 加速市場轉(zhuǎn)型步伐，而決定電動(dòng)汽車發(fā)展前墨的根本驅(qū)動(dòng)力源于電動(dòng)汽車綜合性自細(xì)經(jīng)濟(jì)性水平。雖然目 前動(dòng)力電池成本仍然偏高，但也呈現(xiàn)快速下降趨勢，并毋眞有較大降低空間。加之目前中國仍處在道路交 通機(jī)動(dòng)化階段，未來機(jī)動(dòng)化與電動(dòng)化的同步推迸將確保電動(dòng)汽車數(shù)量快速塔氏。本研究采用Bass擴(kuò)展模型分別針對電動(dòng)汽車在乘用車、公交車、出租車、物流車領(lǐng)域的滲透前量進(jìn) 行預(yù)測（詳細(xì)過程見附件一）,預(yù)計(jì)到2030年全國各類電動(dòng)汽車保有呈將超過1億

13、輛（圖2）。不斷擴(kuò) 大的市場需求伴隨電池生產(chǎn)規(guī)模效應(yīng)，將有力推動(dòng)電池成本快速下降，為電動(dòng)汽車參與電力系統(tǒng)儲(chǔ)能帯來 巨大機(jī)遇。35000300001500010000500002015201620172018201920202021202220232024202520262027202820292030（三）電池及充電發(fā)展趨勢動(dòng)力電池容邑和智能充電水平是影響電動(dòng)汽車儲(chǔ)能潛力最為關(guān)犍的兩個(gè)影響因素。1.動(dòng)力電池容量速提升通過整理近期上市的騰勢（400）、北汽EU400、上汽榮威ERXEV400等車型數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，較老 款車型新上市電動(dòng)車型動(dòng)力電予也容圣有較大増加。北汽EU 400在保持雋價(jià)與老款E

14、U 260基本持平的情 況下，采用了孚能三元材料鋰電池，電池容量達(dá)到54.4干瓦時(shí)（+31.4%）,能星密度達(dá)到125Wh/kg, 標(biāo)定續(xù)航里程360公里（+38.5% ） , 60km/h等速行駛工況下續(xù)駛里程可達(dá)到460公里8;秦2017款 電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究| 5插電式混合動(dòng)力車型電池組容量達(dá)到仃干瓦時(shí)（較2015款車型提高31%） F純電動(dòng)續(xù)航里程達(dá)到100公 里（較2015款車型提高43%尸o表2為節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖中動(dòng)力電池技術(shù)分階段發(fā)展目標(biāo), 到2030年動(dòng)力電池單體比能量v將達(dá)到500瓦時(shí)/干克，是目前水平的2倍以上10o2020 年2025 年2U30

15、年動(dòng)力電池系統(tǒng)單體比能量達(dá)到300Wt）/kg單體比能量達(dá)到400W-h/kg單體比能量達(dá)到500W4Vkg系統(tǒng)壽命達(dá)到10年單體成本達(dá)到1元/WF; 系統(tǒng)成本達(dá)到13元/WF單體成本達(dá)到0.8元/W-h; 系統(tǒng)成本達(dá)到1元/WF單體成本達(dá)到0.6元/W-h;系統(tǒng)成本達(dá)到0.8元/VWh能SW技術(shù)高容譴厚高子電池材料技術(shù)理二次電迪材料技術(shù)新體系電池材料技術(shù)高比能、高安全鋰歪子 電池技術(shù)比是度、長壽命、 全匿態(tài)鋰電池技術(shù)全新材料體系 電池技術(shù)高靖度、高可旅性電池 管理技術(shù)低成本、高集成化學(xué)電池 管理技術(shù)新盤電池電池 筈理技術(shù)驀比能、安全電池總成技術(shù)電池總成與集成車身、底盤一體化技術(shù)自動(dòng)化制造工藝

16、及裝備技術(shù)數(shù)字化、智能化制造技術(shù)表2節(jié)能與新能鴻汽車授術(shù)匯線I!動(dòng)力電也技術(shù)迸步2智能充電技術(shù)日益完善充電是電動(dòng)氣車儲(chǔ)能的關(guān)犍環(huán)節(jié)。在國外已經(jīng)有車廠通過添加簡單程序，方便用戶靈活控制充電時(shí)間。 例如.特斯拉的車載屏皋可以逬行延時(shí)充電設(shè)置.在客戶輸入的時(shí)間開始充電，而手機(jī)可以遠(yuǎn)程終止充電， 并設(shè)置充電電雖。而通用汽車的Volt,在美國能根據(jù)用戶預(yù)設(shè)的岀行時(shí)間.計(jì)算出需要充電的時(shí)長，然后根 據(jù)預(yù)先導(dǎo)入的所在地的電費(fèi)價(jià)格，優(yōu)先選擇電價(jià)低谷時(shí)段逬行充電，客戶只需要根魂提示逬行操作，就可以 在車輛屏專上査到充電時(shí)長、電量和費(fèi)率等信息。此外.在充電設(shè)施一側(cè)，添加簡單的軟件程序即可以實(shí)現(xiàn) 智能充電。例如在充

17、電APP上實(shí)時(shí)提示充電費(fèi)率的變動(dòng)并鼓勵(lì)客戶在谷時(shí)進(jìn)行充電，對于谷時(shí)充電客戶給 予一定獎(jiǎng)勵(lì)等措施，這些都將極大地提高用戶體驗(yàn)門o在國內(nèi)，特來電開發(fā)的CMS主動(dòng)柔性智能充電系統(tǒng) 在保留充電樁基礎(chǔ)功能的基礎(chǔ)上，將控制、保護(hù)、顯示及計(jì)雖集成到箱式變電站，內(nèi)含高壓配電、變壓器、 調(diào)度單元和智能充電模塊、CMS充電管連模塊.不僅把插卡、收熱 入機(jī)對話功能轉(zhuǎn)移到手機(jī)APP和互聯(lián) 網(wǎng)云揣，同時(shí)通過檢測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)負(fù)商、待充電車輛數(shù)量 電池荷電狀態(tài)以及用戶充電時(shí)間爲(wèi)求.智能分配 充電功率以優(yōu)化的柔性電流輸出對電池進(jìn)行充電12 ,從而在提升充電效率的同時(shí)降低充電運(yùn)営成本。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究2電動(dòng)汽車儲(chǔ)

18、能應(yīng)用潛力 及成本分析（一）應(yīng)用潛力電動(dòng)汽車可通過有序充電、車電互聯(lián)、電池更換及退役電池儲(chǔ)能四種方式實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)儲(chǔ)能價(jià)值，下面 分別就各種方式逬行介紹。1. 有序充電雖然在有序充電下電動(dòng)汽車無法向電網(wǎng)或負(fù)荷直接放電，但仍可通過改變充電時(shí)間（電力需求晌應(yīng)） 的方式參與電網(wǎng)削峰填谷，實(shí)現(xiàn)“虛擬儲(chǔ)能尸作用電動(dòng)汽車有序充電的儲(chǔ)能功率取決于車輛的充放電功率, 其儲(chǔ)能電塑取決于車輛能效及岀行強(qiáng)度。如若平均每輛車年均行駛里程為15萬公里，則1億輛電動(dòng)汽車 日均充電需求（理論可調(diào)芳充電電量）超過6億干瓦時(shí)（詳細(xì)計(jì)算過程見附件二）o2. 車電互聯(lián)車電互聯(lián)（V2G）儲(chǔ)電能力王要受電池谷量彩響。當(dāng)前電動(dòng);詳動(dòng)力電池

19、容量晉遍有限，電池續(xù)航能力 以滿足道路出行為主，車輛參與V2G將加速電池老化，給用戶帯來極高成本。但隨著電池容雖的増加和 循環(huán)壽命的提升，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力將逐漸超過日常交通出行需求，此時(shí)V2G的價(jià)值將快速顯現(xiàn)。該電 池容量臨界點(diǎn)因用戶岀行需求而異，并可根據(jù)動(dòng)力電池全壽命周期及單次充電續(xù)航里程等指標(biāo)逬行衡量 本研究基于動(dòng)力電池全生命周期續(xù)航里程桂算電動(dòng)汽車用戶參與V2G所需達(dá)到的車載電池容呈：目前國 家沒有規(guī)定具體的報(bào)廢年限或公里數(shù).實(shí)際乘用車報(bào)廢崗期集中在10E0年之間，以平均周期15年、日 均行駛40公里為例，則全生命周期累計(jì)岀行里程為22萬公里考慮到有限的電池循環(huán)壽命，電動(dòng)汽車用 戶參與V

20、2G存在一定心理障得。本文假設(shè)當(dāng)電池全壽命周期可支持的續(xù)航里程超過30萬公里時(shí)，電動(dòng)汽 車用戶或?qū)⒖紤]V2G。換而吉之，若電動(dòng)汽車百公里至耗15干瓦時(shí)維持不變，當(dāng)平均動(dòng)力電池容量達(dá)到 50干瓦時(shí)且循環(huán)壽命達(dá)到900次時(shí),我們可考慮V2G的理論儲(chǔ)能潛力。3. 電池更換電池更渙為電動(dòng)汽車電能的快速補(bǔ)充握供了可能。由于車輛與電池實(shí)現(xiàn)了分離，電池更渙模式最大程度 釋放了車載電迪的儲(chǔ)能潛力.從車輛卸載的電池可以根據(jù)電力系統(tǒng)的調(diào)峰需求隨時(shí)逬行充放電，此時(shí)動(dòng)力電 池儲(chǔ)能類似于E1定電池儲(chǔ)能電站。對于電池更換而言，每兩次電池更渙之間允許有較長的等待時(shí)間，使卸載 電池可以兼顧電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求和電池壽命逬行充放電，在

21、將電池儲(chǔ)能價(jià)值最大化的同時(shí)，盡可能地延長電池使 用壽命。電池更換模式下電動(dòng)汽車的理論儲(chǔ)能潸力取決于用于更換的備用電池容童。目前重慶力帆已開展電 動(dòng)汽車電池?fù)Q電及儲(chǔ)能運(yùn)行，其移峰能源站采用分箱式換電技術(shù)，可對近16000塊電池同時(shí)充電，一座能源 站每天可以為2000輛電動(dòng)汽車逬行換電13 o4. 退役電池隨著車載動(dòng)力電池壽命終結(jié)，退役電池有望通過梯次利用的方式間接參與電網(wǎng)儲(chǔ)能。預(yù)計(jì)到2020年中 國將產(chǎn)生25億只，約52萬噸廢舊鋰離子電池。通常而言.電池容量籌低到原始容量的80%以下后就無 法滿足車用動(dòng)力電池的要求，這意味著退役電池的儲(chǔ)能潛力不容忽視。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能

22、技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車|(電池回收檢波、重組圖3動(dòng)力電迪退役流程電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究對于退役動(dòng)力電池，根據(jù)其電予也容最和壽命特點(diǎn)可以采取不同處置方法，主要包括：1.梯次利用，將退 役動(dòng)力電池用于其他性能要求較低的領(lǐng)域；2.循環(huán)利用，將退役電池的重金屬、化學(xué)材料及副產(chǎn)品逬行分解 提取。2012年國務(wù)院節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012E020年）中明誦提出：要制定動(dòng)力電 迪回收利用管理辦法，遅立動(dòng)力電池梯級利用和回收管運(yùn)體系，明誦各相關(guān)方的貴任、權(quán)利和義務(wù)攜o本文 根據(jù)電動(dòng)汽車銷量及保有量惰速預(yù)測，對退役動(dòng)力電池的數(shù)量及儲(chǔ)能規(guī)模逬行了預(yù)測，計(jì)

23、算過程見附件二?；谏鲜鏊姆N電動(dòng)汽車儲(chǔ)能方式，最終得到2017.2020.2025.2030年全國電動(dòng)汽車儲(chǔ)能理論應(yīng)用港力。 其中.電動(dòng)汽車車輛規(guī)模采用第一章2030年全國1億輛電動(dòng)乘用車的預(yù)測結(jié)果，其他關(guān)健假設(shè)包括：2017 年基年電動(dòng)乘用車平均電:也容量為36干瓦時(shí)，并以每年2%速度提升；車用電池平均服役年限為10年，退 役時(shí)間節(jié)點(diǎn)電池容量保持率為80%;車輛能效維持在0H5干瓦時(shí)/公里不變，基年日均行駛里程為40公里。 國4為2017-2030年四類電動(dòng)汽車儲(chǔ)能方式理i侖儲(chǔ)能規(guī)漠預(yù)測結(jié)臭，具中有序充電（SC）規(guī)揍柜對偏低， 日均可調(diào)節(jié)呈為947GWh;車電互聯(lián)（V2G）規(guī)模最高，理論儲(chǔ)能

24、容量達(dá)到5075GWho由此可見，隨著 電動(dòng)汽車的普及，電動(dòng)汽車具有巨大儲(chǔ)能應(yīng)用潛力，以V2G為例，若2030年風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)量分別 達(dá)到10億干瓦，電動(dòng)汽車儲(chǔ)電谷邑完全可與大規(guī)模可再生能源形成協(xié)同，對電力系統(tǒng)小時(shí)級平衡及可再生 能源消納起到重要的支據(jù)作用。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究8 I電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究uuo-5-i-電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究匡4 2017-2030年電動(dòng)汽車幡能逢論應(yīng)臣港力注:SC:有序充電，（GWh/天）取決于電動(dòng)汽盂日均充電禹軋 儲(chǔ)能功氐（GW）取決于各類電動(dòng)汽車頷走充電功率：V2G：圭電蘭聯(lián).儲(chǔ)能容=（

25、GW41）取決于電動(dòng)汽車室釵電池容= 信能力率（GW）取決于各類電動(dòng)汽車埶定充戰(zhàn)龜功車；BS：電池審換.請能容=（GW-h ）取決于用于浸電取備稠電;貯容量 情能功率（GW）取決于換電站內(nèi)充放電設(shè)備的額走功車；RB：遇役叵池哺能，儲(chǔ)能言=：GW-h）取決于橈次利用筆池言匸儲(chǔ)能功棗（GW）取決于遇役電池嚅能電站內(nèi)充放電設(shè)備的笳走功率,（二）技術(shù)經(jīng)濟(jì)性除通過有序充電參與電力需求咆應(yīng)，其他各類電動(dòng)汽車儲(chǔ)能方式目前都涉及電池老化成本，但隨著動(dòng) 力電池成本的快速下降，電動(dòng)汽車儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性將顯著瘵升。本節(jié)將從成本、價(jià)值兩方面分別對四類電動(dòng) 汽車儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性水平逬行分析和對比，從而評估未來各類技術(shù)市場接受度

26、并預(yù)測商業(yè)化時(shí)間點(diǎn)。1 成本分析研發(fā)與示范是影響各類儲(chǔ)能技術(shù)早期發(fā)展階段成本下降的主要因素,但隨著儲(chǔ)能逬入商業(yè)化應(yīng)用階段， 產(chǎn)量規(guī)模和制造業(yè)成熟度將是驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)成本下降的主要?jiǎng)恿?。本童在梳理近年來?dòng)力電池及各類同定 電池儲(chǔ)自阱支術(shù)成本變化的基砒上，采用經(jīng)驗(yàn)曲線分析方法預(yù)測未來各類儲(chǔ)能技術(shù)成本變化。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究| 9換電池放電逆變元件靜態(tài)儲(chǔ)能儲(chǔ)能模組BMSV2GPCS電池包儲(chǔ)能單體熱管理放電逆變元件儲(chǔ)能單體線束退役電池檢測重組、PCS匡15匿走電豈哺能與匹類電刊汽車諸能方式成本結(jié)構(gòu)（1 ）投資成本1）有序充電與電力需求響應(yīng)類似，電動(dòng)汽車有序充電的成本很大程度上受用戶參與意,

27、愿度的影響。用戶參與有序充 電存在行為成本，不同種類電動(dòng)汽車用戶存在較大成本差異。與傳統(tǒng)用電負(fù)商不同，電動(dòng)汽車充電與用車行 為并不同步，在車輛停駛時(shí)段調(diào)節(jié)充電時(shí)間不會(huì)對用戶出行帯來顯醬影0%其參與需求響應(yīng)的行為成本相對 較低?？傮w而吉，出租車、共享車等運(yùn)善車隊(duì)參與有序充電的行為成本較高，私家車參與有序充電的行為成 本較低；公交、物流車輛在運(yùn)營高峰時(shí)段有序充電的行為成本偽高，在運(yùn)營低谷及夜間參與有序充電的行為 成桶低71,2）車電互聯(lián)除車輛行駛所需電能外，V2G可將動(dòng)力電池剩余電能反送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)與固走電池相似的儲(chǔ)能作用。 但與有序充電不同.電動(dòng)汽車V2G涉及車載充放電機(jī)或新型電機(jī)控制器的硬件

28、升級，因而會(huì)帯來較為明顯 的新增投資。與E1定電池儲(chǔ)能系統(tǒng)類似，儲(chǔ)能單元（動(dòng)力電池）成本是V2G經(jīng)濟(jì)性的重要影響因素、動(dòng)力 電池系統(tǒng)成本由電芯、BMS、箱體、電器件及其他附件組成，其中電芯和BMS為電池系統(tǒng)成本的主要構(gòu)成 部分，占電池系統(tǒng)成本80%以上，其規(guī)?；a(chǎn)對成本下降起到重要作用。經(jīng)過數(shù)年發(fā)展得益于新能源 汽車產(chǎn)銷星的持續(xù)提高，企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)、單體能晝密度的提高以及動(dòng)力電迪管鋰系統(tǒng)的成本優(yōu)化，動(dòng)力電 池系統(tǒng)生產(chǎn)制造成本也在逐年降低。言學(xué)充電成本分析在NRDC2016H出版o：電動(dòng)汽車在上淘市電力系統(tǒng)的應(yīng)用;替力融気o有詳細(xì)分析. 電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究10 I電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)

29、潛力及經(jīng)濟(jì)性研究中國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀從配套量來看，2046年磷酸鐵鋰電池為主力配套電池，配套呈達(dá)到203.32億干瓦時(shí)，占比72%。 三元材料電池配套量約為磽酸鐵鋰電池的1/3; 酸鋰電池配套星為9.62億干瓦時(shí)，占比不足4%o碳酸 鋰、超級電容和凜氫電池配套呈合計(jì)占比約1%o工信部電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸和汽 車用動(dòng)力電池編碼（征求倉見稿）將車用動(dòng)力電池分為圓柱、方形硬殼、方形軟包三大類。受3C電芯 市場的影響，鋰電池領(lǐng)域方形軟包仍以42.3%的產(chǎn)呈占據(jù)最大市場。目前動(dòng)力電池領(lǐng)域方形硬殼電池以 19.67GWh的配袞占據(jù)將近70%市場,方形軟包市場份額為11%o 6 2014-20

30、20年純電動(dòng)及梧電式混合動(dòng)力汽車電;阪本國產(chǎn)第T弋純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)在2013年開始量產(chǎn)，采用磷酸鐵鋰電芯，系統(tǒng)單價(jià)高達(dá)4.8元 /Wh,其中除模組外系統(tǒng)材料和制造成本約為1.8元/Wh;第二代動(dòng)力電池系統(tǒng)在2015年底量產(chǎn).電芯 開始改用三元材料電池，因能邑玄度提升電芯成本顯著下降，系統(tǒng)單價(jià)為2.5元/Wh,其中除模組外系 統(tǒng)材料和制造成本為0.7元/Wh;第三代動(dòng)力電池系統(tǒng)于2017年量產(chǎn)，單位瓦時(shí)電芯成本逬一步下降， 系統(tǒng)單價(jià)約16元/Wh,其中除模組外系統(tǒng)和材料成本為0.3元/Who從2013到20仃年，成本下降 了約三分之二。隨著電芯能呈密度提升和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，動(dòng)力電池制造成本

31、還將不斷下降，2020年純 電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)單價(jià)有望降至1元/Wh15o 2016年共有196家BMS配套企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品裝機(jī)星 達(dá)495萬輛.占比95.8%。隨著BMS岀貨擴(kuò)大，BMS價(jià)格也在持續(xù)下降，以乘用車為例，2016年 BMS出貨價(jià)格在1萬元/套左右，比2012年下降50% o 2020年BMS價(jià)格有望控制在3000-5000元/套。3）電池更換電池更換的投資包括換電與充放電設(shè)施投資，以及頷外備用電池投資等。由于換電設(shè)備和電池充電設(shè) 備屬于交通部門的已投入成本，因此本研究主要聚焦因電池參與儲(chǔ)能所新増的電池老化及放電設(shè)備的投入， 其中電池參與儲(chǔ)能服務(wù)的老化成本可納入可變運(yùn)維成本，放電

32、設(shè)備成本主要考慮功率轉(zhuǎn)換裝置中新堪的逆 變器成本。這與V2G情況相似，不同點(diǎn)在于V2G車輛屬于分散接入，而電池更換所需的充電和放電設(shè)備 可以集中安裝和集中運(yùn)行，因此就單位干瓦投資而言，電池更換樓式中的新増功率元器件投資相對更低。4）退役電池動(dòng)力電池的利用應(yīng)遵循先梯級利用后再生利用的原則。電動(dòng)汽車對車載動(dòng)力電池的容屋，比能呈等性能 參數(shù)有較高要求，當(dāng)動(dòng)力電池性能難以滿足車用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須對電池迸行更換。從電動(dòng)汽車上退役的動(dòng)力電池 通常還保有相當(dāng)容量保持率.可應(yīng)用在對能星玄度要求不高的固定諸能應(yīng)用場景。對退役動(dòng)力電池逬行梯次 利用將有助于降低電動(dòng)汽車用戶及電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能成本,讓較高的儲(chǔ)能成本能夠在較長

33、的使用壽命中在一次、 二次用戶中逬行分?jǐn)偂Ｈ欢?dāng)前退役電;晰次利用存在一定成本問題。梯次利用所涉及的回收、拆解、檢測、 集成都會(huì)對退役電予也梯次利用經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。同時(shí)，隨著動(dòng)力電池市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，新電池成本及價(jià)格 將快速下降，繼而對電池梯次利用市場競爭力產(chǎn)生威脅。5）固定化學(xué)儲(chǔ)能及抽水蓄能固定化學(xué)儲(chǔ)能和抽水富能是當(dāng)前最主要的電動(dòng)汽車儲(chǔ)能對標(biāo)技札 隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)大，化學(xué)儲(chǔ)能 是當(dāng)前成本下降最快的儲(chǔ)能技術(shù)之一，而抽水蓄能是當(dāng)前規(guī)模最大.技術(shù)最為成熟的大型儲(chǔ)能技術(shù)?；瘜W(xué)儲(chǔ) 能方面，我們選擇鋰離子電池及鉛碳電池作為對標(biāo)技術(shù)；抽水富能方面，我們按地域選擇若干典型項(xiàng)目收集 成本數(shù)據(jù)，本研究采用經(jīng)

34、驗(yàn)曲線的方法預(yù)測各類儲(chǔ)能成本下降趨勢W,并通過分析歷史數(shù)據(jù)（累計(jì)產(chǎn)量及成本）得岀 各類技術(shù)經(jīng)驗(yàn)曲線（詳見附件三）。歷史數(shù)據(jù)來源包括學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、專家訪談、行業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)新聞、儲(chǔ)能 數(shù)據(jù)庫等.研究對以往全球儲(chǔ)能領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)曲線硏究成果逬行了梳理，并針對國內(nèi)情況對其逬行了更新。儲(chǔ)能 技術(shù)成本因技術(shù)種類、應(yīng)用場景、應(yīng)用規(guī)模不同而異帕。因數(shù)據(jù)資源約束，本研究主要囘繞用戶側(cè)展開，涵 蓋的技術(shù)種類包括動(dòng)力電池、儲(chǔ)能用鋰電池、鉛碳電池及機(jī)液流電池。本研究認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)曲線更適合在儲(chǔ)能電 迪Pack層面的成本趨勢預(yù)測，而功率轉(zhuǎn)換裝賣PCS、EPC及運(yùn)纏成本相對固定，因此本文將在各類儲(chǔ)能 電池Pack成本預(yù)測的基礎(chǔ)上.統(tǒng)

35、一測算其他成本因素的影響叫本研究采用非線性回歸分析擬合動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量與投資成本的關(guān)系?；貧w方程采用幕函數(shù)形式仃。預(yù) 測不確定性通過預(yù)測均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差a表示，即經(jīng)驗(yàn)率預(yù)測95%置信區(qū)間范圍為1.96 x o。圖7為各類儲(chǔ)能技術(shù)投資成本下降經(jīng)驗(yàn)曲線結(jié)果。目前抽水蓄能成本最低，單位儲(chǔ)能投資約770元；沿 碳電池成本略高，為900元/干瓦時(shí)；電動(dòng)汽車動(dòng)力電池與儲(chǔ)能用鋰離子電池成本相近，在1550-1600元/ 干瓦時(shí)之間。但就成本下降趨勢來看，動(dòng)力電池及儲(chǔ)能用鋰離子電池成本下降速度更快，2012年兩者成本 約5000元/干瓦時(shí)左右，是同期抽水蓄能投資成本的8倍；而2017年僅為2倍左右。動(dòng)力電池經(jīng)驗(yàn)

36、率最 高達(dá)到30.1,扌由水蓄能、儲(chǔ)能用鋰離子電池.出碳電池經(jīng)驗(yàn)率分別為174 97和5.3。按此成本降速預(yù)計(jì) 到2030年（超過1億輛電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)fe）,動(dòng)力電池成本可下降至0.3元/瓦時(shí)，在各類電化學(xué)成本儲(chǔ) 能技術(shù)中成本最低雖然大規(guī)模生產(chǎn)同樣會(huì)極大降低其他電池技術(shù)（如.鉛碳電池、全規(guī)液流電迪等）成本, 但其市場需求對產(chǎn)呈的拉動(dòng)存在較大不確走性。就經(jīng)驗(yàn)率95%置信度看，抽水蓄能成本擬合不確定性較高 為+-26%;動(dòng)力電池成本擬合不確定性最低.為+Y% （計(jì)算過程見附件三）。71經(jīng)臉曲線杲一初蠶示生產(chǎn)車位時(shí)間與連續(xù)生產(chǎn)瞪位之間的關(guān)系底線.經(jīng)驗(yàn)曲線效應(yīng)是六十年代來自花魯斯亨謁衣在波士鎖肝冋臺(tái)團(tuán)

37、 （BCG）首；欠提岀的.BCG在七十年代的硏究規(guī)察了不同行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)曲線效應(yīng)發(fā)現(xiàn)數(shù)畳粵1F旨 代價(jià)借（包括疔姦爸理、莒伯、分配、 制造）下降一個(gè)mss分比。W目前純電動(dòng)氣擂電比I!合動(dòng)力汽耳斤用動(dòng)力電池成$有圻墓臥 肖貳純曲汽車的動(dòng)力電也系統(tǒng)成本為2-2.5元/直時(shí)，而描筆弍 盤合動(dòng)力電也汽車電也成本為2.5-3元/瓦時(shí)。但考應(yīng)宜耒來曲電式楚合動(dòng)力汽車過力宅匕吝=矣片及電豈樓組化發(fā)嬰迤如 本竊充過 程中采用純電動(dòng)汽車歷史成本數(shù)據(jù)，K學(xué)習(xí)曲線成本方法預(yù)測的成本下降吸限為電，翊斜成本憧電他材*4中義酸僅、臬M鎧莖、包益、關(guān)、鎧萼價(jià)格受市場波動(dòng)膨墻較為明昱. 根據(jù)Bloomberg Professi

38、onal Online數(shù)裁篡.鐸詁銬前鋰電池材料成本在47-56美元I千冋之間；另據(jù)美匡能頁鄒儲(chǔ)能聯(lián)合硏 究中OCJCESR ）2017 年-Lowering the Bar on Battery Cost* 密茫整 得苗、58G鐵換電池材成本左 500 美元/ 千直時(shí)之間.電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)港力及經(jīng)濟(jì)性研究0.01100001000001000累計(jì)產(chǎn)（萬千瓦時(shí)1000000電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究注：1. 電池80%, PCS15%.奠他射件15%;2. 圣中式充電設(shè)備PCS成本0.7-0.8元/ n；3. 分散戲充電設(shè)備

39、PCS成本1元/瓦；4. EPC （產(chǎn)網(wǎng)接入、設(shè)計(jì)型聶、連設(shè)施工）占總投淺5%;5. 不考虔人工.土吃費(fèi)用：（2 ）平準(zhǔn)化度電成本（LCOS ）分析同定儲(chǔ)能成本一般可從投資成本和全生命周期成本兩種角度出發(fā)。投資成本由功率轉(zhuǎn)換單元 （PCS ）.儲(chǔ)能單元及周邊系統(tǒng)（BOP ）組成，其中PCS成本一般以功率衡量（元/干瓦），儲(chǔ)能單元 成本一般以能量衡量（元/干瓦時(shí)）,BOP成本可由瓦率.能量或根據(jù)不同技術(shù)以同定成本衡量。對于實(shí) 際的儲(chǔ)能項(xiàng)目投資，全生命周期成本更加具有現(xiàn)實(shí)意義）全生命周期包含所有（3定及可變運(yùn)維、退役部件 更換、拆除回收及初始投資成本（C伸）。全生命周期反本可通過平準(zhǔn)化方式表示.如

40、元/年或元/干瓦時(shí) 等，其中能雖成本是否計(jì)入在內(nèi)在不同研究中有所基異。前文成本分析主要聚焦投資成本，完整的經(jīng)濟(jì)性評啓包括如循環(huán)壽命、轉(zhuǎn)換效率等其他因素平準(zhǔn)化 儲(chǔ)能成本（LCOS ）可更宜觀對比各類儲(chǔ)能技術(shù)的全生命周期成本基異（表3）。因此本文采用LCOS的 方式對比各類技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。在一些研究中LCOS可納入日歷壽命、放電深度等指標(biāo)，但由于缺乏相關(guān)數(shù) 據(jù)，本報(bào)告中不考慮上述因素。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究LCOS反映LCOS不反映平準(zhǔn)化成本影響因素7電池殛組、BMS、熱營理、PCS尊設(shè)備投資成本7 EPC 如7儲(chǔ)能充放電效率7盍走、可變運(yùn)維成本7儲(chǔ)能擔(dān)環(huán)券命7不同應(yīng)用場號情能成本差異（放

41、電深度、日歷壽命）7誦能應(yīng)用價(jià)值（固定K谷差）電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究襲3愴能平準(zhǔn)化成本（LCOS ）評估因素表4為固定儲(chǔ)能和三類電動(dòng)汽車儲(chǔ)能LCOS計(jì)算所涵蓋的成本元素。其中，電池成本適用于全部四種 儲(chǔ)能模式，在具體計(jì)篡過程中體現(xiàn)在可變運(yùn)維。車電互聯(lián)與電池更渙成本結(jié)構(gòu)較為相似，兩者都需要新增逆 變設(shè)備以及產(chǎn)生額外的電池?fù)p耗，而固定鋰電池儲(chǔ)能需要完整的雙5功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，四類儲(chǔ)能模式的功率轉(zhuǎn) 換設(shè)備存在集中式和分散式差異，且退役電池儲(chǔ)能的成本元素相對較、成本也相對較高。儲(chǔ)能平準(zhǔn)化成本固定鋰電池車電互朕電迪更換退役電池儲(chǔ)能投資林功率轉(zhuǎn)換PCS（C）逆變裝置（

42、D）逆變裝置C）監(jiān)測重組及PCS （C）電池電池電池10%初始投資希木-固走運(yùn)維成本可變運(yùn)維成本 4愴能和三矣更動(dòng)汽車儲(chǔ)能LCOS成本結(jié)構(gòu)注：C:些a武安袈;D:分帝式安裝圖8為平準(zhǔn)化成本（2018-2030年顧測結(jié)果（計(jì)篡過程見附件四），圖中黑色點(diǎn)劃線分別代表同定鋰電池、 V2G.電池更換以及退役電池儲(chǔ)能單位充放電1干瓦時(shí)的平準(zhǔn)化成本，LU 95%對應(yīng)的藍(lán)色區(qū)域代表高電池 投資成本及低電池投資成本預(yù)測下，LCOS上限與下限變化范圍，灰色部分國內(nèi)典型峰谷差價(jià)（本文采用0.8 元/干瓦時(shí)）。對比匹類電動(dòng)汽車儲(chǔ)能LCOS可見，固定電池儲(chǔ)能雖然初期成本較低，且可能較早逬入峰谷差平價(jià)（低 電池成本,但

43、后期成本下降速度較慢，若單純依賴儲(chǔ)能行業(yè)市場需求，其成本下降速度不足以使其平 均平準(zhǔn)化成本在2030年前實(shí)現(xiàn)峰谷價(jià)差平價(jià)。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)港力及經(jīng)濟(jì)性研究對于V2G,除常規(guī)成本因素外,電動(dòng)汽車用戶的參與意愿同樣影響到其實(shí)際應(yīng)用。不同于固定電池儲(chǔ)能, V2G車型動(dòng)力電池涵盍交通運(yùn)輸和電力系統(tǒng)儲(chǔ)能兩層應(yīng)用，其綜合經(jīng)濟(jì)性和市場接受度受兩方面因素共同 影響。本研究假設(shè)動(dòng)力電池優(yōu)先服務(wù)于交通出行，當(dāng)其單次充電續(xù)航里程和全生命周期續(xù)航里程同時(shí)能夠 滿足交通出行需要時(shí)，其電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用價(jià)值開始體現(xiàn)。2017年國內(nèi)新雋電動(dòng)汽車單次充電續(xù)骯里程 普遍達(dá)到300公里以上，基本可滿

44、足用戶日均岀行需求；以電池容呈30干瓦時(shí)、充放電循環(huán)壽命1000次、 車輛能效0.15干瓦時(shí)/公里計(jì)算.可累計(jì)支持電動(dòng)乘斥車?yán)m(xù)航約20萬公里?？紤]到技術(shù)逬步嘔動(dòng)電，也容 雖及循環(huán)壽命等參數(shù)提升的效果，預(yù)計(jì)到2025年新售電動(dòng)汽車動(dòng)力電池可普遍達(dá)到30萬公里的累計(jì)續(xù)航 能力，屆時(shí)V2G將開始得到實(shí)際應(yīng)用，MLCOS在0.33T.09元之間，平均成本降速下LCOS為0.57元. 低于典型地區(qū)峰谷價(jià)差水平電池更換成本下降軌跡與V2G十分相似，主要差異在于因集中安裝功率轉(zhuǎn)換裝置而降低的投資成本， 該儲(chǔ)能模式的峰谷差平價(jià)時(shí)間也因此在四種揍式中出現(xiàn)最早(約2022年)。退役電池儲(chǔ)能成本需要基于動(dòng)力電池初始

45、購置成本則算，因缺乏歷史數(shù)據(jù)，本文退役電池儲(chǔ)能平準(zhǔn)化 成本預(yù)測的起始時(shí)間為2021年，其成本下降軌跡呈現(xiàn)先快速下降，后明顯趨緩的態(tài)勢，反映岀其初期購 置退役電池成本彳氐的優(yōu)勢和后期梯次利用成本降遠(yuǎn)偏慢的特點(diǎn)。從LCOS看，退役電池儲(chǔ)能的峰谷差平價(jià) 時(shí)間為2025年，此后成本下降速度相當(dāng)有限。3 8四類詩能樓式平建化寒電成本(2018-2030)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究2 價(jià)值分析（1）價(jià)值種類與傳統(tǒng)電力需求響應(yīng)及儲(chǔ)能技術(shù)類似，電動(dòng)汽車的電力系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值包括提供發(fā)電容雖、提供發(fā)電能量 （包含減少可再生能源棄電）s提供輔助服務(wù)及避免（或延緩）輸配電投資價(jià)值，且各類價(jià)值水平因各地區(qū) 發(fā)電裝機(jī)

46、結(jié)構(gòu)、用電負(fù)荷、輸配電設(shè)施等因素的影響而不同，因此本文試囹通過走性分析的方式討論每種價(jià) 值的特點(diǎn)。1）發(fā)電容量價(jià)值為滿足不斷增長的高峰用電負(fù)荷，電力系統(tǒng)需要新建發(fā)電谷呈若可利用電動(dòng)汽車起到與增加發(fā)電容量 相同的效果，便可通過計(jì)算新增發(fā)電容星的成本來衡邑電動(dòng)汽車的發(fā)電容呈價(jià)值。發(fā)電容量成本一般包含初 始投資成本、金融成本、固定運(yùn)行和維護(hù)成本等。電動(dòng)汽車的發(fā)電容呈價(jià)值在于在發(fā)電資源受限的情況下， 轉(zhuǎn)移充電負(fù)荷（改變充放電策略）所起到的削減尖峰負(fù)商的效果。由于港在的發(fā)電容雖不足時(shí)間往往比較有 限（一般在數(shù)小時(shí)到100小時(shí)/年以內(nèi)）,因此發(fā)電容量價(jià)值一般可用單位干瓦年化成本來衡量（如元/干 瓦年）。電

47、動(dòng)汽車是否能夠提供容呈價(jià)值往往取決于發(fā)電容量稀缺度。當(dāng)預(yù)期發(fā)電容晝不足時(shí)，調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車充 放電可起到減少系統(tǒng)發(fā)電容量投資的作用；反之，當(dāng)預(yù)期發(fā)電容過剩時(shí)，車輛所能提供的發(fā)電容價(jià)值則 幾乎完全集中在降低邊際發(fā)電容量的可變運(yùn)行成本環(huán)節(jié)。換而吉之，當(dāng)本地發(fā)電容量與送入輸電容鼻之和大 于高峰負(fù)荷與規(guī)劃備用容量之和時(shí)，對應(yīng)年份的邊際發(fā)電容量價(jià)值可視為琴。因此，不同年份發(fā)電容量價(jià)值 不盡相同，以每年單位干瓦的價(jià)格來衡量蘭年可避免的發(fā)電容塑的價(jià)值需要將其現(xiàn)值以一走折現(xiàn)率轉(zhuǎn)換成年 度均化價(jià)值。2）發(fā)電能邑價(jià)值能量價(jià)值指某時(shí)段提供額外電能量服務(wù)或減少電能雖需求所節(jié)爸的成本。節(jié)省的成本一般包含燃料成本、 可變運(yùn)維

48、成本及某些1W況下可再生能瀝棄電成本。市場灣臺(tái)下電動(dòng)汽車的能價(jià)值可由不同時(shí)段批發(fā)電價(jià) 的差異得以反映，也可通過邊際發(fā)電成本計(jì)算；計(jì)劃調(diào)度下，能呈價(jià)值往往通過成本最低調(diào)度方式下電能的 影子價(jià)格或影子成本計(jì)莫。在存在可再生能源棄電的電力市場中，減少棄電的價(jià)值常常通過負(fù)電價(jià)來衡量. 即發(fā)電商為減少棄電而愿意支付的價(jià)格。在非市場的計(jì)劃調(diào)度環(huán)境中，減少棄電的價(jià)值還取決于補(bǔ)貼等因素，3）鋪助服務(wù)價(jià)值本研究所指的輻助服務(wù)價(jià)值包括保持電網(wǎng)頻率及電壓等系統(tǒng)穩(wěn)定性價(jià)值。從成本的角度看.它包括可變 成本和提供該類服務(wù)的機(jī)會(huì)成本。中國日內(nèi)電力供鶴平衡往往被認(rèn)為是鋪助服務(wù)范疇，在電力現(xiàn)貨市場國家 絕大多數(shù)日內(nèi)平衡服務(wù)在

49、電能市場中實(shí)現(xiàn)。憑借有序充電或V2G等方式，電動(dòng)汽車也可實(shí)現(xiàn)正向調(diào)頻、負(fù) 向調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)。4）輸配電價(jià)值輸配電成本包括投資轍配電容呈及輸配電系統(tǒng)線損成本。電動(dòng)汽車的輸配電價(jià)值可通過衡量削峰填谷減 少輸電容及線損獲得的收益得到，其中減少輸配電容的價(jià)值一般可通過推遲輸配電容畳投資的年化容畳 價(jià)值（如元/干瓦年）測算。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究16 I電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究袁5列舉了各個(gè)利益相關(guān)方在電動(dòng)汽車儲(chǔ)能過程中可以獲得的價(jià)值。在電力市場中.電動(dòng)汽車用戶、 充電運(yùn)營商或充電負(fù)荷集成商是電動(dòng)汽車儲(chǔ)能服務(wù)的提，共方，其產(chǎn)生的成本可通過降低容量電費(fèi)、電量電 費(fèi)等方式獲得補(bǔ)償。各

50、類發(fā)電商、電網(wǎng)公司分別通過降低燃料/減少棄風(fēng)和減少輸配電設(shè)施投資獲得價(jià)值。 充電價(jià)格是分配儲(chǔ)能價(jià)值在各利益相關(guān)方分布最為直接的方式，固定不變的充電價(jià)格顯然難以吸引電動(dòng)汽 車用戶通過響應(yīng)電價(jià)參與儲(chǔ)能服務(wù),不但抑制了儲(chǔ)能價(jià)值的生成,更阻礙了價(jià)值在不同利益相關(guān)方間的流動(dòng)O 為充分發(fā)掘電動(dòng):氣車的儲(chǔ)能價(jià)值.國外部分地區(qū)已開始探索充電價(jià)格政策創(chuàng)新。利益相關(guān)方價(jià)值用戶（電動(dòng)汽車車主、充電站運(yùn)營商、充電負(fù)荷集 成商）避免容E電著成本 避免能三宅琶成本 農(nóng)高供電可靠生火電發(fā)電商嫌料成本降低（通過提高發(fā)電效率） 輔助服務(wù)價(jià)值（節(jié)譽(yù)火電發(fā)電商鋪助服務(wù)成本）可再生能源發(fā)電直（風(fēng)電、太陽能發(fā)電）減少棄風(fēng)棄光價(jià)值電網(wǎng)公

51、司提高輸配電線路負(fù)荷率電力系統(tǒng)發(fā)電容爲(wèi)價(jià)值 能云價(jià)值稱助服務(wù)價(jià)值 輸配電價(jià)值全社會(huì)電力系統(tǒng)價(jià)值+減徘價(jià)值衰5電動(dòng)適車儲(chǔ)能產(chǎn)生的價(jià)置交對應(yīng)利益相關(guān)方（2）充電價(jià)格政策國外越來越多電力公司推出了專門針對電動(dòng)汽車車主的優(yōu)惠電價(jià)。通過優(yōu)惠電價(jià)政策，電力公司鼓勵(lì) 用戶選闔E高峰時(shí)段逬行充電，有效地控制并利用電動(dòng)汽車充電負(fù)荷。充電價(jià)格政策的落實(shí)到位不僅可以 降低電動(dòng)汽車對電力系統(tǒng)的灣在負(fù)面影響，更可以幫助電力公司在競爭性電力市場中，充分的利用靈活性 電網(wǎng)資源。總體而言，這些電動(dòng)汽車充電價(jià)格大多數(shù)基于傳統(tǒng)的“分時(shí)電價(jià)”機(jī)制，但其高峰時(shí)段更長， 非高峰時(shí)段更短。此外，一些電力公司針對電動(dòng)車用戶還惟出了試驗(yàn)性的

52、“無:艮量充電包月套餐。根據(jù) 彭博新能源財(cái)經(jīng)（BNEF）的統(tǒng)計(jì)，美國已有27家電力公司推岀了 倨民電動(dòng)汽車充電優(yōu)惠電價(jià)力,高峰 和非高烽時(shí)段的充電電價(jià)差異最大可達(dá)8倍。此外，英國、西班牙、葡萄牙和澳大利亞的郃分電力公司也 開始推出類似服務(wù)。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究國9羊更已在買施居走電動(dòng)汽車充電優(yōu)患電價(jià)機(jī)制的;N注：數(shù)霑基于20仃色g月1日。n或夷和陌拉斯加州電力公司也有電動(dòng)汽車充電價(jià)梅杭制.但此國中沒有顯示。 來源：彭博努能源財(cái)經(jīng)（BNEF ）本小節(jié)介紹下美國兩家電力公司的電動(dòng)汽車充電電價(jià)機(jī)制-加州的太平洋天然氣與電力公司（PG&E ） 和徳州奧斯汀電力公司（Austin Energ

53、y） o1）太平洋天然氣與電力公司（PG&E）PG&E的電動(dòng)汽車充電電價(jià)主妾分兩種，EV人和EV-B,都是以居民分時(shí)電價(jià)為基礎(chǔ)，但選擇EV_B 方棄時(shí)，用戶需要自付電動(dòng)汽車專用電表以及其安裝費(fèi)用。EV4和EV七之間，在充電分時(shí)電價(jià)上沒有很 大差別（見10）,但個(gè)別產(chǎn)生不同額外費(fèi)用。如選擇EV*方棄的用戶每半年（4月和10月）需要交 憶40美元的“加州氣候變化費(fèi)”,而且用電量達(dá)不到基本要求的噹況下，用戶還得交基本輸配電的費(fèi)用。 反而，選擇EV方案的用戶需要付0.04928美元/日的電表管刪T 如何選擇更合適的充電價(jià)格方案 取決于用戶的用電需求量以及充電頻率，如EV識(shí)電價(jià)方套適合家庭用電聲求雖枝大

54、，或家庭用電需求較小 但電動(dòng)汽車充電頻率高的用戶。選擇EV七方秦的用戶主要是為了單獨(dú)計(jì)算并跟蹤電動(dòng)汽車充電費(fèi)用。無論 是選擇EV乂或EV-B,為達(dá)到價(jià)格優(yōu)恵的目的，用戶都會(huì)主動(dòng)避尸高峰時(shí)段用電。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究18 I電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究夏季EV識(shí)夏季EV-B 冬季EV-A 冬季EV-BUA/WIK揪2 10 PG&E闔一至匱珈電動(dòng)汽盂充電電價(jià)注：按PG&E電價(jià)資料曲叫屬耒和節(jié)假日笛注岐時(shí)段為下午3點(diǎn)至下午7點(diǎn).2）奧斯汀電力公司（Austin Energy）奧斯汀電力公司2008年起致力于交通領(lǐng)域電氣化，全面推動(dòng)電動(dòng)汽車公共充電設(shè)施的普及。公共充 電價(jià)格分為兩種，

55、一種是半年套餐，可無限制充電.費(fèi)月共為23.095類元，每月的費(fèi)用不到4美元。如 果不購買奪野，充電電價(jià)為1.85美元/小時(shí)。奧斯汀電力公司也提供以分時(shí)電價(jià)為基礎(chǔ)的居民電動(dòng)汽車充 電優(yōu)惠電價(jià)，其目的為鼓勵(lì)用戶在非高峰時(shí)段逬行充電。奧斯汀電力公司制定的高峰時(shí)段為平時(shí)的下午2 點(diǎn)至下午7點(diǎn)，平時(shí)的其他時(shí)間和周末全天都是非高峰時(shí)段。每個(gè)月的同定費(fèi)用按用電需求雖肖兩檔，30 美元和50類元（見表6）,如果大部分都在非高峰時(shí)段逬行充電，則不會(huì)產(chǎn)生額外的費(fèi)用,而且可以享 受無限制使用公共充電設(shè)施。但是，一旦當(dāng)月的總充電呈的10%以上（不含10%）發(fā)生在高峰時(shí)段，當(dāng) 月的所有充電量汝高峰時(shí)段的電價(jià)計(jì)算。賓斯

56、汀電力公司的做法給電動(dòng)汽車用戶比較靈活的充電選擇，但 嚴(yán)格地控制高峰時(shí)段充電。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能技術(shù)潛力及經(jīng)濟(jì)性研究夏季6月至9月非夏季10月至5月固定費(fèi)用（美元/月）用電禍求低于10千瓦30美元30美元10千瓦以上（10千瓦）50美元50美元供電費(fèi)（羹元/kWh ） 僅限于當(dāng)月總充電運(yùn)的10%以上（不含10%）發(fā)生在高瞳時(shí)段，但一旦超過10%,整個(gè)充電費(fèi)用按高埠時(shí)段充電價(jià)格計(jì)亙周一至周五非高峰時(shí)段000羹元0.00羹元高峰時(shí)段040美元0.14美元周六至周日非高峰時(shí)段000美元0.00美元注：抜申斯汀龜力公司2018年電價(jià)計(jì)劃內(nèi)谷整連垂6奧斷汀電力公司筆動(dòng)汽車充電優(yōu)惠W價(jià)3）電動(dòng)汽車充電價(jià)格設(shè)計(jì)因素美國不同電力公司推岀不同充電電價(jià)主要的原因?yàn)殡妰r(jià)機(jī)制比較透明并靈活。成本宜接反映到電價(jià)，電 價(jià)每周期按成本效益評估可調(diào)整.所以電力公司能回收成本。國內(nèi)的電價(jià)制定機(jī)制與美國有所不同，目前主 要通過調(diào)整充電服務(wù)費(fèi)動(dòng)員用戶，其空問較小。沒有充電電價(jià)政第的支持的話，