车网融合互动具有巨大的发展潜力，对构建新型电力系统、推动能源绿色低碳转型具有重要意义。新能源汽车作为可控负荷和移动储能，通过车网互动智能有序充电、双向充放电，促进电网供需平衡和新能源消纳，为新型电力系统经济高效运行提供重要支撑。随着碳达峰碳中和目标的深入推进，我国新能源汽车规模将持续扩大，需要充分发挥新能源汽车的储能调节作用，构建车网信息流、能量流双向互动体系，大力推进车网融合互动，支撑新型电力系统构建。
车网融合互动是构建新型电力系统的重要途径
近年来，我国深入实施发展新能源汽车国家战略，大力推进充电基础设施建设，培育车网融合互动新型产业生态，促进新型电力系统构建。
新能源汽车产业快速发展为车网互动大规模应用奠定良好基础。经过十余年的培育和发展，我国新能源汽车产业取得了显著成绩，技术实力和产业规模均处于世界领先地位。新能源汽车产销量连续9年位居世界第一，2023年分别达到958.7万辆和949.5万辆，同比分别增长35.8%和37.9%，市场渗透率达到31.6%。新能源汽车保有量超过2000万辆，占全国汽车总保有量的6%。建成世界规模最大的充换电服务网络和智慧车联网平台，在运充电桩达到859.6万台，车桩比为2.37：1，形成了较好的车网互动发展基础。
车网互动成为新型电力系统大规模高比例新能源消纳的重要手段。随着新型电力系统建设的推进，以风电、光伏发电为主的新能源将逐步取代传统火电成为电能供应的主体，电力系统电力电量时空平衡和安全稳定运行难度将日益加大，对高效灵活调节资源需求不断增加。新能源汽车作为优质储能资源，可在新能源出力高峰时充电、在用电高峰时段放电返送电网，促进新能源消纳和电力平衡。未来，我国新能源汽车规模将持续增长，车网互动能力不断增强，成为新型电力系统不可或缺的储能资源。预计到2030年、2060年，我国新能源汽车保有量将分别达到1亿辆、3亿辆，每辆车按100千瓦时电量计算，假设30%参与互动调节，调节能力将超过30亿千瓦时、90亿千瓦时，相当于全社会日平均用电量的10%和20%。
车网互动成为新型电力系统调峰的有效方式。新能源汽车快速发展已对用电负荷特性产生影响。国家电网公司公布的数据显示，2023年最大充电负荷达到1844万千瓦，占同时刻全部用电负荷的2.96%。未来，随着新能源汽车规模的持续扩大、单车电池容量和功率的不断提高，充电负荷将不断攀高，挤占配电网可用容量，导致用电负荷“峰上加峰”，供电压力加大。预计到2030年，最大充电负荷将达到1.5亿千瓦左右，占全部用电负荷的10%。因此，需要加快推进新能源汽车有序充电，通过车网互动缓解供电压力，减少电网扩容升级成本，提升新型电力系统安全性和经济性。
推进车网融合互动还面临多重挑战
我国已在新能源汽车有序充电、聚合参与电力辅助服务和需求响应等方面做了大量探索与实践，但整体规模较小，应用场景尚不成熟。未来，面对新能源汽车数量持续扩张，推进大规模车网融合互动，亟需解决技术、市场和标准等方面问题。
充电基础设施建设亟需加快。充电基础设施是新能源汽车与电网融合互动的关键支撑。近年来，我国大力推进充电基础设施建设，但新能源汽车数量快速增长，车桩比仍然较低，很多用户仍面临充电难的问题。未来我国新能源汽车进入加速发展阶段，充电需求不断增加。同时，推广车网互动，车辆在居住区和办公区都要与电网相联，充电基础设施将面临较大缺口。充电基础设施建设需要发改、能源、交通、城建等政府部门以及电网、整车、充电设施运营商等企业相关各方协同推进，但目前相关协同规划和工作机制还不健全，制约了充电基础设施建设速度。
价格与市场机制尚不健全。当前，新能源汽车充放电峰谷分时电价机制还不完善，新能源汽车和充换电场站聚合参与电力现货市场、辅助服务市场的交易机制还不健全，车网互动的商业模式尚不成熟。全国有25个省（区、市）出台充电峰谷电价，但部分地区的充电峰谷电价在时段和价差设置上仍较为粗放，对新能源有序充电、V2G参与削峰填谷引导力不足，峰谷差获利难以弥补新能源汽车动力电池折旧成本，新能源汽车用户参与意愿不强。
关键技术亟需进一步突破。在电池技术方面，目前新能源汽车常用的三元锂电池充放电循环寿命达到2000—3000次，而大部分私家车用户出行所需电池循环寿命仅为500—600次，现有动力电池技术已具备车网互动应用潜力，但要推进大规模商业化应用，仍需加大对高安全、低成本、长寿命的新型电池技术的研发力度，进一步提高车网互动的安全性和经济性。在互动技术方面，新能源汽车动力电池总量大，但单台车辆电池容量小且极为分散，与固定式电化学储能电站相比，组织协调聚合难度较大，新能源汽车负荷聚合、调控和交互等技术有待进一步突破。
标准体系建设亟待加强。车网互动涉及整车、电池、充电设施、电网等多方技术协同，目前我国尚缺乏覆盖新能源汽车、充换电设施、电网基础设施等“车—桩—网”关键环节的车网互动标准体系，大量车网互动关键技术标准处于空白状态。例如，现有车—桩通讯协议不能有效支持车网互动的规模化应用，交流充电接口不具备数字化通信能力，车辆“预约充电”和“休眠唤醒”等有序充放电的必备功能尚未纳入车辆强制标准，制约了车网互动的规模化推广。
多措并举推进车网互动发展
车网互动已成为新型电力系统建设的重要组成部分。需要加强统筹协调，健全政策机制，加快科技创新、标准研制、产业发展，推进大规模新能源汽车与电网融合互动，助力新型电力系统建设。
一是加强车网互动体系的统筹规划。加强发改、能源、交通、城建等部门协同力度，制定推动车网融合互动总体规划，统筹车网互动网络体系建设的重点任务，提升充电基础设施能力，提高充换电设施互动水平，强化电网支撑保障能力。积极开展试点示范，在长三角、珠三角、京津冀等条件相对成熟地区开展车网互动规模化试点工作，探索开展商业合作与服务模式创新，形成可复制、可推广的建设经验。
二是健全车网互动政策和市场机制。加快完善新能源汽车充放电峰谷分时电价政策，优化峰谷时段划分、拉大峰谷价差，激励新能源汽车参与电网互动。建立健全新能源汽车和充电场站聚合参与需求响应和电力交易机制，丰富市场交易品种，提高车网互动频次和规模。加大对有序充电、V2G、光储充一体化等示范类设施的补贴力度，鼓励存量车辆和充电设施通过升级改造提升互动能力。加强园区、楼宇建筑、家庭住宅的新能源汽车双向充放电模式示范，不断推动车桩网互动商业模式创新，提高用户、充电站和电网积极性。
三是协同推进车网互动关键技术创新。组织业内企业、科研机构及高校，加强联合研发攻关，加快突破高能量密度、高安全、低成本电池技术，加强抗低温、热稳定性、系统集成等技术研发，提升新能源汽车储能安全性、经济性。加强对新能源汽车负荷聚合调控、车桩交互控制、充放电消防及信息安全等车网互动关键技术的研发，加快推进试点示范和推广应用。
四是加快车网互动标准体系建设。完善新能源汽车有序充电标准体系，推进充电桩功率实时调节、车桩通信、车辆充电唤醒、功率调节响应等相关标准制修订，将有序充电功能纳入充电基础设施和新能源汽车强制标准。进一步建立健全新能源汽车充放电标准体系，研究制订新能源汽车充放电设备标准、充放电并网标准、充放电信息交互标准、参与需求响应互动标准，形成覆盖车、桩、网、平台各环节完整标准体系。
（赵勇系中国华能能源院院长、碳中和研究所所长（兼）；邱波、张春雷均为中国华能能源院碳中和研究所高级工程师）