將汽車(chē)作為能量源（二）：EV及PHEV的蓄電池與住宅

汽車(chē)一直是朝著(zhù)舒適便捷的交通工具的方向發(fā)展的。但在東日本大地震中，把汽車(chē)作為應急發(fā)電裝置和蓄電裝置的使用案例層出不窮。汽車(chē)可不可以作為新型“電源”，成為未來(lái)社會(huì )基礎設施的一部分呢？本連載將分三次，思考汽車(chē)的能量源問(wèn)題。（第一回參見(jiàn)此處）

在配備大容量驅動(dòng)蓄電池的混合動(dòng)力車(chē)（HEV）、插電混合動(dòng)力車(chē)（PHEV）及電動(dòng)汽車(chē)（EV）實(shí)現普及之后，這些車(chē)輛能否作為巨大的蓄電裝置加以充分利用呢？業(yè)內提出了將汽車(chē)與住宅，或者將汽車(chē)與電網(wǎng)雙向連接，由此來(lái)交換電力的“V2H（Vehicle to Home）”及“V2G（Vehicle to Grid）”構想，有關(guān)探討正日趨活躍。

說(shuō)起來(lái)，這原本是美國構筑新一代電網(wǎng)即“智能電網(wǎng)”時(shí)迅速升溫的話(huà)題。當PHEV及EV實(shí)現普及時(shí)，就很有可能會(huì )出現用戶(hù)回家后在夜間開(kāi)始充電的情況。從美國看，其電網(wǎng)大多趨于老化，要想滿(mǎn)足用戶(hù)同時(shí)充電的需求，就必須要采取在電線(xiàn)桿上增設變壓器等成本投入非常大的對策。

作為防止成本上升的方法，電力企業(yè)開(kāi)始研究通過(guò)管理和控制來(lái)盡量防止用戶(hù)同時(shí)為車(chē)輛充電，從而避免電網(wǎng)承受過(guò)大負荷。不過(guò)，在智能電網(wǎng)興起的同時(shí)，有設想認為，既然要對充電進(jìn)行管理，所以不妨在電網(wǎng)電力不足時(shí)，或者在使發(fā)電量變動(dòng)大的風(fēng)力及太陽(yáng)能等可再生能源的電力平穩化用途上，充分利用車(chē)輛的蓄電池。

日本汽車(chē)廠(chǎng)商態(tài)度積極

這一構想也在計劃普及電動(dòng)車(chē)輛的歐洲和中國興起，在全球范圍內形成了探討之勢。但遺憾的是，在發(fā)生大地震之前的日本，電力公司卻一直堅持“日本的電網(wǎng)質(zhì)量高。因此沒(méi)必要用電動(dòng)車(chē)輛供電”的立場(chǎng)。而且，日本的汽車(chē)廠(chǎng)商當初也認為在行駛用途以外用車(chē)輛蓄電池供電容易引起電池的劣化，存在“誰(shuí)來(lái)保證蓄電池質(zhì)量”等大問(wèn)題，所以沒(méi)有積極參與。

不過(guò)，隨著(zhù)這一構想在歐美及中國興起，日本汽車(chē)廠(chǎng)商的觀(guān)念在近一兩年發(fā)生了改觀(guān)，態(tài)度日趨積極。其原因在于，汽車(chē)廠(chǎng)商認識到對于通過(guò)車(chē)輛來(lái)供電的事宜，應該讓汽車(chē)廠(chǎng)商來(lái)掌握主導權。在日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省實(shí)施的“新一代能源及社會(huì )系統實(shí)證地區”項目中，豐田及日產(chǎn)將啟動(dòng)實(shí)證試驗。

豐田和日產(chǎn)正分別在愛(ài)知縣豐田市和神奈川縣橫浜市啟動(dòng)實(shí)證試驗。豐田計劃向普通消費者實(shí)際銷(xiāo)售70戶(hù)帶蓄電池的住宅，向各戶(hù)出租配有可充放電的蓄電池的PHEV及EV，收集數據實(shí)施驗證。

豐田的實(shí)驗的特點(diǎn)在于將“汽車(chē)與住宅”的組合視為最小單位，首先以構筑可實(shí)現V2H的系統為目標。而且，豐田為了強化汽車(chē)與住宅的聯(lián)動(dòng)，還強化了住宅部門(mén)的實(shí)力。2010年10月，豐田將旗下住宅事業(yè)部并入豐田住宅公司（Toyota Housing），并且電裝、愛(ài)信精機、豐田自動(dòng)織機等豐田旗下9公司還向豐田住宅實(shí)施了新的出資。

豐田的目標是在配有可充放電的蓄電池的電動(dòng)車(chē)輛與帶蓄電池的住宅之間實(shí)施綜合控制。本圖摘自《日經(jīng)電子》2010年11月1日刊特輯“從住宅起步的蓄能社會(huì )”。

以“群”為單位充分利用EV

日產(chǎn)則在2010年12月快速推出了量產(chǎn)EV“LEAF”（中國名：聆風(fēng)），并啟動(dòng)了利用EV的驗證活動(dòng)。日產(chǎn)打算不僅實(shí)現汽車(chē)與住宅的聯(lián)動(dòng)，而且還考慮以“群”為單位對EV實(shí)施控制。“現實(shí)中的汽車(chē)有7成都處于泊車(chē)狀態(tài)”（日產(chǎn)），因此通過(guò)與泊車(chē)狀態(tài)的EV交換電力，不僅是住宅，還可為寫(xiě)字樓及地區的電力穩定化做出貢獻。而且，日產(chǎn)認為可對EV廢棄的蓄電池也可以再利用，于2010年9月與住友商事成立了合資公司“4R ENERGY”。

雖然豐田和日產(chǎn)在各自推進(jìn)自己的舉措，但日本汽車(chē)廠(chǎng)商卻有著(zhù)共同的認識。這就是不通過(guò)一輛汽車(chē)來(lái)交換大電力。

其原因在于，如果通過(guò)特定的一輛汽車(chē)來(lái)反復存儲并輸出大電力的話(huà)，不僅會(huì )使電池加快劣化，而且在用戶(hù)重度使用車(chē)輛時(shí)也無(wú)法保證EV的行駛距離。因此，豐田考慮在住宅與車(chē)輛間進(jìn)行少量的電力融通；而日產(chǎn)則認為，即使每輛車(chē)的電力很少，但作為EV群來(lái)看待的話(huà)，則可融通較大的電力。

日產(chǎn)“LEAF”。配備的蓄電池可向家庭提供能夠使用兩天的24kWh電力。

可通過(guò)EV減少家庭用電

在夏季出現電力不足時(shí)，各個(gè)家庭、辦公室及企業(yè)最好是能夠將高峰用電量削減15％。這里通過(guò)家庭來(lái)考慮一下。如果將用電高峰時(shí)家庭的每小時(shí)用電量估計為2kWh，其15％就是300Wh。要想在用電6小時(shí)的過(guò)程中削減這一電量的話(huà)，只要用汽車(chē)供給1.8kWh的電力即可。而如果是與LEAF一樣配備有24kWh蓄電池的EV的話(huà)，只用了蓄電池容量的7.5％左右。這樣便足可解決問(wèn)題。

而PHEV最多只配備有5kWh左右的蓄電池，要想在6小時(shí)內削減上述電量的話(huà)，必須要供應蓄電池容量的36％，因此僅靠蓄電池的話(huà)很難做到。不過(guò)，PHEV帶有發(fā)動(dòng)機和大型發(fā)電機（馬達）。因此，不足的部分還可通過(guò)發(fā)動(dòng)機發(fā)電來(lái)彌補。

由此可見(jiàn)，使EV及PHEV的蓄電池與住宅連接是非常有價(jià)值的舉措。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和汽車(chē)業(yè)界于2011年5月19日舉行“汽車(chē)戰略研究會(huì )”，開(kāi)始考慮如何在夏季用電高峰時(shí)通過(guò)充分利用EV等配備的蓄電池來(lái)削減用電量。