基于电气化交通-源网荷储协同的可再生能源自由交易市场转型
基于电气化交通-源网荷储协同的可再生能源自由交易市场转型
随着全球气候变化问题日益严峻，各国纷纷设定碳中和目标。中国也承诺在2060年前实现碳中和，这对能源结构转型提出了巨大挑战。传统可再生能源市场依赖政府补贴，难以维持长期可持续性。本文探讨了如何通过自由交易市场和电动汽车的协同作用，推动可再生能源的广泛应用，以实现经济与环境保护的双赢，并为实现碳中和目标提供新的思路和路径（图1）。
图1 图文摘要
传统可再生能源市场依赖政府补贴和固定电价政策，这不仅加重了政府的财政负担，也限制了市场的灵活性和效率。随着可再生能源技术的逐步成熟和成本的降低，构建自由交易市场已成为可能。在这一市场中，随着可再生能源成本的下降，能源生产者和消费者可以直接进行交易，无需依赖政府的补贴。这种模式不仅减轻了政府的财政压力，还提高了市场的灵活性和效率，从而推动了可再生能源的广泛应用。结果表明，虽然在2020年无法在所有地区实现可再生能源自由交易市场，但到 2060 年，在可再生能源成本快速下降的驱动下，所有地区都可以实现可再生能源的自由交易。例如，2020 年昆明住宅的 LCOE 为 0.32 元/千瓦时，高于电网平均价格 0.3 元/千瓦时，导致交易无法实现。至2060年，随着技术进步和规模效应显现，LCOE价格低于0.1元/千瓦时，较预期电网电价形成显著竞争优势，从而确保集中式光伏市场相对于传统地方电网的经济竞争力和运营可行性（图2）。
图2 可再生能源集中交易市场的经济指标
电动汽车不仅是交通工具，还可以作为移动储能设备。借助灵活的能源共享技术，电动汽车可以在不同充电/放电模式下与电网和建筑物进行能量交换。在电力需求低谷时，电动汽车可进行充电，而在电力需求高峰时，则能将电力回馈至电网，从而实现经济收益。这种协同作用不仅提高了可再生能源的利用率，还能为电动汽车车主带来经济回报。本文结果表明，随着可再生能源和电池成本的快速下降，该模式可能会在2060年后被广泛接受。届时，电动汽车车主的角色将从成本支付者转变为经济收益者。随着储能成本的降低和能源共享机制的不断发展，电动汽车车主通过参与能量共享可以获得进一步收益。由于电池成本的快速下降和电网价格的上涨，电动汽车车主将从成本支付者转变为盈利者，电动汽车能源共享的平准化充电成本（LCOC）将从 2020 年的 2.24 元/千瓦时下降到 2060 年的-1.27 元/千瓦时（图3）。
图3 电动汽车能源共享对分布式可再生能源交易市场充电平准化充电成本（LCOC）的影响
此外，这种模式还能显著降低碳排放，助力实现碳中和目标。电动汽车能量共享系统在分布式可再生能源网络中发挥着越来越重要的作用，尤其是在减少交通领域和能源生产中的碳排放方面。通过将电动汽车的电池作为能量存储设备，能够在需要时将电能反馈到用户，从而进一步实现能源利用效率的优化，并降低依赖化石燃料的需求，从而减少整体碳排放。尽管在未来，电网逐步向清洁能源过渡可能使得电动汽车能量共享的相对贡献有所下降，但其在短期内对减缓碳排放推动碳中和目标仍然具有重要作用。例如，在广州的高充放电模式下，与传统模式相比，2020年电动汽车能量共享能显著减少700吨的二氧化碳排放，到2060年仍能减少190吨的二氧化碳排放（图4）。通过提高电动汽车和可再生能源的协同作用，我们能够有效降低碳排，为构建更加绿色、低碳的能源体系奠定基础。
图4 电动汽车能源共享对分布式可再生能源交易市场运营碳排放的影响
总结与展望
本文的研究为可再生能源市场的未来发展提供了新的视角。通过自由交易市场与电动汽车的协同作用，不仅实现了经济上的可持续发展，还为环境保护和碳排放减少做出了积极贡献。随着技术的不断进步和市场机制的进一步完善，预计这一模式将在全球范围内得到更广泛的应用，从而推动全球碳中和目标的实现。
本文原文来自The Innovation Energy