V2G技術 讓電動汽車適時給電網反向供電

9月23日，加利福尼亞州帕洛阿爾托市決定在全市推廣電動汽車。該決議由一位當地公民發起，最終市政府投票決定在每家每戶安裝一個電動汽車簡易電動汽車充電站（如圖所示）。作為特斯拉的大本營，這一決議無疑讓富有的帕洛阿爾托率先成為電動汽車的天堂。但接下來的問題是，當成千上萬的電動汽車每晚都將依法充電時，帕洛阿爾托的電網能承受嗎？這會影響當地居民的用電嗎？

有趣的是，根據一位教授的說法，這根本不是問題。相反，在未來的某一天，電動汽車的大規模推廣將使電網系統更加穩定。

特拉華大學教授Willett Kempton已經研究車輛到電網（V2G）問題十多年了。如果允許電流在車輛和電網之間雙向流動，電網將使用獲得的電流來解決許多問題。肯普頓直到今年才完成了整個操作系統的原型，但其結果影響深遠。今年4月，該系統使用15輛Mini Cooper汽車在正確的時間將一些電力送回電網，但獲得的價值為每天5美元，每年超過1800美元。這不是一個小數目，它甚至可以彌補電動汽車和耗油汽車之間的差異。

為什么它能產生如此巨大的價值？電網需要供需平衡，以保持平衡。美國的電頻率是60HZ。為了使電源頻率穩定在60HZ，電網需要許多熱發電機，這些發電機有時會開關以保持電源頻率穩定。但這種發電機啟動緩慢，效率低下，污染環境。原因與汽車突然剎車或突然啟動相同。但它所造成的所有費用最終都將計入用戶。但如果用電動汽車代替它充電，這將是一種更清潔、更快、更高效、成本更低的方式。

湯姆·蓋奇說：“你唯一需要做的就是在充電時放電。這不會太多，但好處非常明顯。”。他是電動汽車電網的首席執行官（Palo Alto的簡易電動汽車充電站是他們的家）。該公司成立于2007年。當時，蓋奇意識到電動汽車的普及將是一個大趨勢，隨之而來的電池供電系統將有利可圖。在此之前，蓋奇是AC Propulsion的首席執行官。AC Propulsion是電動汽車的鼻祖，現代電動汽車的核心技術與包括特斯拉在內的Acprosolution有關。該公司還與肯普頓教授合作開發了多年的V2G。直到最近，蓋奇還公開表示，大規模推出電動汽車充電站的技術和政策已經成熟。

然而，蓋奇也承認，仍有一些不成熟的地方。為了確保電動汽車能夠向電網提供反向電力，電動汽車必須配備雙向充電器，但現在通常無法使用。此外，在兩個方向上傳輸的電流將始終在AC（交流電）和DC（直流電）之間轉換，這將導致大量損耗并影響充電效率。因此，兩個先決條件是，公用事業或能源部門必須推動電動汽車制造商集成雙向充電器，同時必須制定一種機制，告訴車主何時充電和何時放電。

從某種程度上說，這是一場上層建筑戰爭。蓋奇說，公用事業公司實際上害怕二氧化二釩。他們寧愿建造自己的發電機，通過提高費用來彌補差額，也不愿放棄讓步。在AC Propulsion，我們曾開玩笑說，我們正在世界上最大的兩個領域制造災難，一個是汽車領域，另一個是油田。現在我們必須增加一個領域，即政府和公共事業領域。當然，最后一個只是小菜一碟。”蓋奇半嘲諷地說。

從這個角度來看，說服電動車車主的焦慮是沒有問題的（這也是自嘲）。

“哦，你想放我的電池，我的電池不夠。這會加速我的電池損耗。對于大多數聽說V2G過時的車主來說，這可能是他們的第一反應。”亞歷克·布魯克斯說。他是AeroVironment公司電動汽車充電器業務部門的首席技術官。盡管蓋奇、布魯克斯和其他專家一致認為，某些形式……

如果V2G實際上不會影響電池壽命，他們也承認這件事不是特別確定。目前還沒有人對此事有全面深入的了解，這也難怪汽車制造商會感到擔憂。

布魯克斯實際上有一個很好的解決方案，即所謂的“智能充電”，有時被稱為V1G。該方案不需要特殊的硬件，也不會造成電池損耗。充電裝置只會在電網需要輕負荷時停止充電，并在電網電量充足時繼續充電。V1G充電器甚至不需要與電網通信：AeroVironment開發的一種新設備可以在不到一秒鐘的時間內自動補償電網頻率的變化。這里的關鍵問題是充電器必須足夠快，這樣才能確保你的車在停止充電并過夜后的第二天早上充滿電。

如果我們采用布魯克斯的計劃，那么我們不需要將汽車充電回電網，但問題是這可能需要10倍的充電時間。布魯克斯認為，“與V2G相比，車主在V1G中創造的價值只能用來折扣你的電費，但當你從耗油的汽車轉向電動汽車時，它無法彌補差額。”所以V1G實際上只是V2G的一個過渡方案。但對于大多數人來說，他們看不到自己能從V2G中受益更多。此外，專家們基本同意這樣一種觀點，即V2G在穩定電網頻率方面產生的額外收入只能由數百萬電動汽車車主分享。而且如果電動汽車的規模繼續增加，后期車主的實際利潤也會越來越少。在這種情況下，這項技術還存在嗎？

這可以追溯到V2G技術最初的靈感來源：風能和太陽能。最強的太陽能輸出在中午，而風能輸出在晚上，兩者都是不可預測的。電網中也存在類似的問題。由于存儲空間有限，最好同時產生和消耗能量。以風力發電為例，當風力最強時，風力發電站甚至會關閉機器以避免浪費。但是，如果每天晚上都有數百萬輛電動汽車在等待充電，那么這部分可再生能源就有用武之地了。

此外，如果這些車輛能夠相互通信并智能共享能源，就可以避免峰值功耗對電網造成的壓力。Sven Thesen說：“這就像一套軟件。一旦運行，用戶越多，體驗就會越好。”。他是電動汽車領域的內部人士，也是文章開頭提到的在Palo Alto發起推廣電動汽車充電站的公民。

盡管V1G和V2G已經多次小規模推廣，但Palo Alto可能需要等待一段時間才能迎來大規模覆蓋。目前，這兩種技術的市場規模仍然很小。與試圖占據公用事業和電網的地位相比，更容易找到這項技術可以輕松創造更多價值的細分市場。”蓋奇說。

軍事領域是一個不錯的選擇。當聽說V2G可以幫助每輛電動汽車每月減少200美元的開支時，美國國防部已經開始在其六個軍事基地進行小規模的推廣，并打算將其全部20萬艘軍艦改用這種充電技術。

當然，Palo Alto可能比其他地區更接近V2G。ChargePoint在本市擁有15個公共電動汽車充電站，可支持雙向充電。這些充電站的軟件更新仍然使用空中技術。充電樁首席技術官Richard Lowenthal表示：“今天，我們還沒有看到任何關于汽車在電網中的應用，但隨著汽車制造商的跟進，我們已經在為此做準備。”

然而，洛文塔爾仍然表現出了一點不自信。現在，汽車制造商正忙于建立消費者對電動汽車的信心。電動汽車有足夠多的問題，現在推廣V2G可能會加劇混亂。“9月23日，加利福尼亞州帕洛阿爾托市決定在全市推廣電動汽車。該決議由一名當地公民發起，最終市政府投票決定在每家每戶安裝一個電動汽車簡易電動汽車充電站（如圖）。作為特斯拉的大本營，這一決議無疑讓富有的帕洛阿爾托率先成為電動汽車的天堂。但接下來的問題是，當成千上萬的電動汽車每晚都將依法充電時，帕洛阿爾托的電網能承受嗎？我會……

影響當地居民的用電量？

有趣的是，根據一位教授的說法，這根本不是問題。相反，在未來的某一天，電動汽車的大規模推廣將使電網系統更加穩定。

特拉華大學教授Willett Kempton已經研究車輛到電網（V2G）問題十多年了。如果允許電流在車輛和電網之間雙向流動，電網將使用獲得的電流來解決許多問題。肯普頓直到今年才完成了整個操作系統的原型，但其結果影響深遠。今年4月，該系統使用15輛Mini Cooper汽車在正確的時間將一些電力送回電網，但獲得的價值為每天5美元，每年超過1800美元。這不是一個小數目，它甚至可以彌補電動汽車和耗油汽車之間的差異。

為什么它能產生如此巨大的價值？電網需要供需平衡，以保持平衡。美國的電頻率是60HZ。為了使電源頻率穩定在60HZ，電網需要許多熱發電機，這些發電機有時會開關以保持電源頻率穩定。但這種發電機啟動緩慢，效率低下，污染環境。原因與汽車突然剎車或突然啟動相同。但它所造成的所有費用最終都將計入用戶。但如果用電動汽車代替它充電，這將是一種更清潔、更快、更高效、成本更低的方式。

湯姆·蓋奇說：“你唯一需要做的就是在充電時放電。這不會太多，但好處非常明顯。”。他是電動汽車電網的首席執行官（Palo Alto的簡易電動汽車充電站是他們的家）。該公司成立于2007年。當時，蓋奇意識到電動汽車的普及將是一個大趨勢，隨之而來的電池供電系統將有利可圖。在此之前，蓋奇是AC Propulsion的首席執行官。AC Propulsion是電動汽車的鼻祖，現代電動汽車的核心技術與包括特斯拉在內的Acprosolution有關。該公司還與肯普頓教授合作開發了多年的V2G。直到最近，蓋奇還公開表示，大規模推出電動汽車充電站的技術和政策已經成熟。

然而，蓋奇也承認，仍有一些不成熟的地方。為了確保電動汽車能夠向電網提供反向電力，電動汽車必須配備雙向充電器，但現在通常無法使用。此外，在兩個方向上傳輸的電流將始終在AC（交流電）和DC（直流電）之間轉換，這將導致大量損耗并影響充電效率。因此，兩個先決條件是，公用事業或能源部門必須推動電動汽車制造商集成雙向充電器，同時必須制定一種機制，告訴車主何時充電和何時放電。

從某種程度上說，這是一場上層建筑戰爭。蓋奇說，公用事業公司實際上害怕二氧化二釩。他們寧愿建造自己的發電機，通過提高費用來彌補差額，也不愿放棄讓步。在AC Propulsion，我們曾開玩笑說，我們正在世界上最大的兩個領域制造災難，一個是汽車領域，另一個是油田。現在我們必須增加一個領域，即政府和公共事業領域。當然，最后一個只是小菜一碟。”蓋奇半嘲諷地說。

從這個角度來看，說服電動車車主的焦慮是沒有問題的（這也是自嘲）。

“哦，你想放我的電池，我的電池不夠。這會加速我的電池損耗。對于大多數聽說V2G過時的車主來說，這可能是他們的第一反應。”亞歷克·布魯克斯說。他是AeroVironment公司電動汽車充電器業務部門的首席技術官。盡管Gage、Brooks和其他專家一致認為，某些形式的V2G實際上不會影響電池壽命，但他們也承認，這件事并不是特別確定。目前還沒有人對此事有全面深入的了解，這也難怪汽車制造商會感到擔憂。

布魯克斯實際上有一個很好的解決方案，即所謂的“智能充電”，有時被稱為V1G。該方案不需要特殊的硬件，也不會造成電池損耗。充電裝置只會在電網需要輕負荷時停止充電，并在電網電量充足時繼續充電。V1G充電器甚至不需要與……通信……

電網：AeroVironment開發的一種新設備可以在不到一秒鐘的時間內自動補償電網頻率的變化。這里的關鍵問題是充電器必須足夠快，這樣才能確保你的車在停止充電并過夜后的第二天早上充滿電。

如果我們采用布魯克斯的計劃，那么我們不需要將汽車充電回電網，但問題是這可能需要10倍的充電時間。布魯克斯認為，“與V2G相比，車主在V1G中創造的價值只能用來折扣你的電費，但當你從耗油的汽車轉向電動汽車時，它無法彌補差額。”所以V1G實際上只是V2G的一個過渡方案。但對于大多數人來說，他們看不到自己能從V2G中受益更多。此外，專家們基本同意這樣一種觀點，即V2G在穩定電網頻率方面產生的額外收入只能由數百萬電動汽車車主分享。而且如果電動汽車的規模繼續增加，后期車主的實際利潤也會越來越少。在這種情況下，這項技術還存在嗎？

這可以追溯到V2G技術最初的靈感來源：風能和太陽能。最強的太陽能輸出在中午，而風能輸出在晚上，兩者都是不可預測的。電網中也存在類似的問題。由于存儲空間有限，最好同時產生和消耗能量。以風力發電為例，當風力最強時，風力發電站甚至會關閉機器以避免浪費。但是，如果每天晚上都有數百萬輛電動汽車在等待充電，那么這部分可再生能源就有用武之地了。

此外，如果這些車輛能夠相互通信并智能共享能源，就可以避免峰值功耗對電網造成的壓力。Sven Thesen說：“這就像一套軟件。一旦運行，用戶越多，體驗就會越好。”。他是電動汽車領域的內部人士，也是文章開頭提到的在Palo Alto發起推廣電動汽車充電站的公民。

盡管V1G和V2G已經多次小規模推廣，但Palo Alto可能需要等待一段時間才能迎來大規模覆蓋。目前，這兩種技術的市場規模仍然很小。與試圖占據公用事業和電網的地位相比，更容易找到這項技術可以輕松創造更多價值的細分市場。”蓋奇說。

軍事領域是一個不錯的選擇。當聽說V2G可以幫助每輛電動汽車每月減少200美元的開支時，美國國防部已經開始在其六個軍事基地進行小規模的推廣，并打算將其全部20萬艘軍艦改用這種充電技術。

當然，Palo Alto可能比其他地區更接近V2G。ChargePoint在本市擁有15個公共電動汽車充電站，可支持雙向充電。這些充電站的軟件更新仍然使用空中技術。充電樁首席技術官Richard Lowenthal表示：“今天，我們還沒有看到任何關于汽車在電網中的應用，但隨著汽車制造商的跟進，我們已經在為此做準備。”

然而，洛文塔爾仍然表現出了一點不自信。現在，汽車制造商正忙于建立消費者對電動汽車的信心。電動汽車有足夠多的問題，現在推廣V2G可能會加劇混亂。"

標簽：特斯拉現代

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