Wraz z szybkim wzrostem chińskiego rynku nowych pojazdów energetycznych, zastosowanie technologii Vehicle-to-Grid (V2G) stało się coraz ważniejsze dla budowy krajowych strategii energetycznych i inteligentnych sieci. Technologia V2G przekształca pojazdy elektryczne w mobilne jednostki magazynowania energii i wykorzystuje dwukierunkowe stosy ładowania w celu realizacji przesyłu mocy z pojazdu do sieci. Dzięki tej technologii pojazdy elektryczne mogą dostarczać energię do sieci w okresach dużego obciążenia i ładować w okresach małego obciążenia, pomagając zrównoważyć obciążenie sieci.
4 stycznia 2024 r. Narodowa Komisja Rozwoju i Reform oraz inne departamenty wydały pierwszy krajowy dokument polityczny ukierunkowany konkretnie na technologię V2G – „Opinie wdrożeniowe dotyczące wzmocnienia integracji i interakcji nowych pojazdów energetycznych i sieci energetycznych”. Na podstawie poprzednich „Opinii przewodnich dotyczących dalszej budowy wysokiej jakości systemu infrastruktury ładowania” wydanych przez Biuro Generalne Rady Państwa, opinie wdrożeniowe nie tylko wyjaśniły definicję interaktywnej technologii pojazd-sieć, ale także przedstawiły konkretne cele i strategie oraz zaplanowały ich wykorzystanie w delcie rzeki Jangcy, delcie rzeki Perłowej, Pekinie-Tianjin-Hebei-Szantung, Syczuanie i Chongqingu oraz innych regionach o dojrzałych warunkach do tworzenia projektów demonstracyjnych.
Poprzednie informacje pokazują, że w kraju jest tylko około 1000 punktów ładowania z funkcjami V2G, a obecnie w kraju jest 3,98 miliona punktów ładowania, co stanowi tylko 0,025% całkowitej liczby istniejących punktów ładowania. Ponadto technologia V2G do interakcji pojazd-sieć jest również stosunkowo dojrzała, a zastosowanie i badania tej technologii nie są rzadkością na arenie międzynarodowej. W rezultacie istnieje duże pole do poprawy w zakresie popularności technologii V2G w miastach.
Jako krajowy pilotaż niskoemisyjnego miasta Pekin promuje wykorzystanie energii odnawialnej. Ogromne nowe pojazdy energetyczne i infrastruktura ładowania w mieście położyły podwaliny pod zastosowanie technologii V2G. Do końca 2022 r. miasto zbudowało ponad 280 000 stanowisk ładowania i 292 stacje wymiany akumulatorów.
Jednak w trakcie procesu promocji i wdrażania technologia V2G napotyka również szereg wyzwań, głównie związanych z wykonalnością rzeczywistego działania i budową odpowiedniej infrastruktury. Biorąc Pekin za przykład, badacze z The Paper Research Institute niedawno przeprowadzili ankietę na temat miejskich branż energetycznych, elektrycznych i związanych z ładowaniem stosów.
Stosy dwukierunkowego ładowania wymagają wysokich początkowych nakładów inwestycyjnych
Naukowcy dowiedzieli się, że jeśli technologia V2G zostanie spopularyzowana w środowiskach miejskich, może skutecznie złagodzić obecny problem „trudnych do znalezienia stanowisk ładowania” w miastach. Chiny są wciąż na wczesnym etapie stosowania technologii V2G. Jak zauważyła osoba odpowiedzialna za elektrownię, w teorii technologia V2G jest podobna do umożliwienia telefonom komórkowym ładowania powerbanków, ale jej rzeczywiste zastosowanie wymaga bardziej zaawansowanego zarządzania baterią i interakcji z siecią.
Naukowcy zbadali firmy zajmujące się ładowaniem pali w Pekinie i dowiedzieli się, że obecnie większość pali ładowania w Pekinie to jednokierunkowe paliki ładowania, które mogą ładować tylko pojazdy. Aby promować dwukierunkowe paliki ładowania z funkcjami V2G, obecnie stajemy przed kilkoma praktycznymi wyzwaniami:
Po pierwsze, miasta pierwszego rzędu, takie jak Pekin, borykają się z niedoborem gruntów. Budowa stacji ładowania z funkcjami V2G, czy to dzierżawa, czy zakup gruntów, oznacza długoterminową inwestycję i wysokie koszty. Co więcej, trudno jest znaleźć dodatkowe dostępne grunty.
Po drugie, przekształcenie istniejących stosów ładowania zajmie trochę czasu. Koszt inwestycji w budowę stosów ładowania jest stosunkowo wysoki, wliczając w to koszt sprzętu, powierzchni do wynajęcia i okablowania do podłączenia do sieci energetycznej. Te inwestycje zazwyczaj wymagają co najmniej 2-3 lat, aby się zwrócić. Jeśli modernizacja opiera się na istniejących stosach ładowania, firmom może brakować wystarczających zachęt, zanim koszty się zwrócą.
Wcześniej media donosiły, że obecnie popularyzacja technologii V2G w miastach będzie wiązała się z dwoma głównymi wyzwaniami: Pierwszym z nich jest wysoki początkowy koszt budowy. Po drugie, jeśli zasilanie pojazdów elektrycznych zostanie podłączone do sieci w sposób niesprawny, może to wpłynąć na stabilność sieci.
Prognozy dotyczące technologii są optymistyczne i mają duży potencjał w perspektywie długoterminowej.
Co oznacza zastosowanie technologii V2G dla właścicieli samochodów? Odpowiednie badania pokazują, że efektywność energetyczna małych tramwajów wynosi około 6 km/kWh (czyli jedna kilowatogodzina energii elektrycznej może przejechać 6 kilometrów). Pojemność baterii małych pojazdów elektrycznych wynosi zazwyczaj 60-80 kWh (60-80 kilowatogodzin energii elektrycznej), a samochód elektryczny może naładować około 80 kilowatogodzin energii elektrycznej. Jednak zużycie energii przez pojazd obejmuje również klimatyzację itp. W porównaniu ze stanem idealnym, odległość jazdy będzie zmniejszona.
Osoba zarządzająca wspomnianą wcześniej firmą zajmującą się ładowaniem akumulatorów jest optymistycznie nastawiona do technologii V2G. Zwrócił uwagę, że nowy pojazd energetyczny może magazynować 80 kilowatogodzin energii elektrycznej po pełnym naładowaniu i może dostarczyć 50 kilowatogodzin energii elektrycznej do sieci za każdym razem. Obliczona na podstawie cen ładowania energii elektrycznej, które badacze widzieli na podziemnym parkingu centrum handlowego przy East Fourth Ring Road w Pekinie, cena ładowania poza godzinami szczytu wynosi 1,1 juana/kWh (ceny ładowania są niższe na przedmieściach), a cena ładowania w godzinach szczytu wynosi 2,1 juana/kWh. Zakładając, że właściciel samochodu ładuje poza godzinami szczytu każdego dnia i dostarcza energię do sieci w godzinach szczytu, w oparciu o obecne ceny, właściciel samochodu może osiągnąć zysk w wysokości co najmniej 50 juanów dziennie. „Dzięki możliwym korektom cen z sieci energetycznej, takim jak wdrożenie cen rynkowych w godzinach szczytu, przychody z pojazdów dostarczających energię do ładowarek mogą jeszcze bardziej wzrosnąć”.
Osoba odpowiedzialna za wspomnianą elektrownię wskazała, że dzięki technologii V2G należy wziąć pod uwagę koszty utraty baterii, gdy pojazdy elektryczne wysyłają energię do sieci. Odpowiednie raporty wskazują, że koszt baterii 60 kWh wynosi około 7680 USD (co odpowiada około 55 000 RMB).
W przypadku firm zajmujących się ładowaniem stosów, w miarę jak liczba nowych pojazdów energetycznych będzie nadal rosła, popyt rynkowy na technologię V2G również wzrośnie. Gdy pojazdy elektryczne przesyłają energię do sieci za pośrednictwem stosów ładowania, firmy zajmujące się ładowaniem stosów mogą pobierać określoną „opłatę za usługę platformy”. Ponadto w wielu miastach w Chinach firmy inwestują i obsługują stosy ładowania, a rząd zapewni odpowiednie dotacje.
Miasta krajowe stopniowo promują aplikacje V2G. W lipcu 2023 r. oficjalnie oddano do użytku pierwszą demonstracyjną stację ładowania V2G w mieście Zhoushan, a pierwsze zamówienie na transakcję w parku w prowincji Zhejiang zostało pomyślnie zrealizowane. 9 stycznia 2024 r. NIO ogłosiło, że pierwsza partia 10 stacji ładowania V2G w Szanghaju została oficjalnie oddana do użytku.
Cui Dongshu, sekretarz generalny National Passenger Car Market Information Joint Association, jest optymistycznie nastawiony do potencjału technologii V2G. Powiedział badaczom, że wraz z rozwojem technologii akumulatorów zasilających cykl życia akumulatora może zostać zwiększony do 3000 razy lub więcej, co odpowiada około 10 latom użytkowania. Jest to niezwykle ważne w scenariuszach zastosowań, w których pojazdy elektryczne są często ładowane i rozładowywane.
Podobne wnioski wysnuli zagraniczni badacze. Australijski ACT niedawno zakończył dwuletni projekt badawczy technologii V2G zatytułowany „Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)”. Pokazuje on, że wraz z rozwojem technologii na dużą skalę, koszty ładowania V2G mają zostać znacznie obniżone. Oznacza to, że w dłuższej perspektywie, wraz ze spadkiem kosztów infrastruktury ładowania, cena pojazdów elektrycznych również spadnie, co zmniejszy długoterminowe koszty użytkowania. Wyniki te mogą być również szczególnie korzystne dla zrównoważenia wkładu energii odnawialnej do sieci w okresach szczytowego poboru mocy.
Wymaga to współpracy sieci energetycznej i rozwiązania zorientowanego na rynek.
Na poziomie technicznym proces przekazywania pojazdów elektrycznych do sieci energetycznej zwiększy złożoność całego procesu.
Xi Guofu, dyrektor Departamentu Rozwoju Przemysłu Państwowej Korporacji Sieciowej Chin, powiedział kiedyś, że ładowanie nowych pojazdów energetycznych wiąże się z „dużym obciążeniem i niską mocą”. Większość właścicieli nowych pojazdów energetycznych jest przyzwyczajona do ładowania między 19:00 a 23:00, co pokrywa się z okresem szczytowego obciążenia energią elektryczną w gospodarstwach domowych. Aż do 85%, co nasila szczytowe obciążenie mocą i ma większy wpływ na sieć dystrybucyjną.
Z praktycznego punktu widzenia, gdy pojazdy elektryczne przesyłają energię elektryczną do sieci, wymagany jest transformator, aby dostosować napięcie w celu zapewnienia zgodności z siecią. Oznacza to, że proces rozładowania pojazdu elektrycznego musi być zgodny z technologią transformatora sieci energetycznej. Konkretnie, przesyłanie mocy z ogniwa ładowania do tramwaju obejmuje przesyłanie energii elektrycznej z wyższego napięcia do niższego napięcia, podczas gdy przesyłanie mocy z tramwaju do ogniwa ładowania (a zatem do sieci) wymaga zwiększenia napięcia z niższego na wyższe. W technologii jest to bardziej złożone, obejmuje konwersję napięcia i zapewnia stabilność energii elektrycznej oraz zgodność ze standardami sieciowymi.
Osoba zarządzająca wspomnianą elektrownią zwróciła uwagę, że sieć energetyczna musi prowadzić precyzyjne zarządzanie energią w procesach ładowania i rozładowywania wielu pojazdów elektrycznych, co stanowi nie tylko wyzwanie techniczne, ale wiąże się również z koniecznością dostosowania strategii działania sieci.
Powiedział: „Na przykład w niektórych miejscach istniejące przewody sieci energetycznej nie są wystarczająco grube, aby utrzymać dużą liczbę pali ładujących. Jest to odpowiednik systemu wodociągowego. Główna rura nie może dostarczać wystarczającej ilości wody do wszystkich rur odgałęzionych i musi zostać ponownie okablowana. Wymaga to wielu przeróbek. Wysokie koszty budowy”. Nawet jeśli pale ładujące zostaną zainstalowane w jakimś miejscu, mogą nie działać prawidłowo z powodu problemów z przepustowością sieci.
Należy przeprowadzić odpowiednie prace adaptacyjne. Na przykład moc wolno ładujących się stosów ładowania wynosi zwykle 7 kilowatów (7 kW), podczas gdy całkowita moc urządzeń gospodarstwa domowego w przeciętnym gospodarstwie domowym wynosi około 3 kilowatów (3 kW). Jeśli podłączony jest jeden lub dwa stosy ładowania, obciążenie może być w pełni obciążone, a nawet jeśli energia jest wykorzystywana poza godzinami szczytu, sieć energetyczna może być bardziej stabilna. Jednak jeśli podłączona jest duża liczba stosów ładowania, a energia jest wykorzystywana w godzinach szczytu, obciążenie sieci może zostać przekroczone.
Osoba odpowiedzialna za wspomnianą elektrownię powiedziała, że w perspektywie rozproszonej energii, można zbadać komercjalizację energii elektrycznej, aby rozwiązać problem promowania ładowania i rozładowywania nowych pojazdów energetycznych do sieci energetycznej w przyszłości. Obecnie energia elektryczna jest sprzedawana przez przedsiębiorstwa energetyczne spółkom sieci energetycznej, które następnie dystrybuują ją do użytkowników i przedsiębiorstw. Wielopoziomowy obieg zwiększa całkowity koszt zasilania. Jeśli użytkownicy i przedsiębiorstwa będą mogły kupować energię elektryczną bezpośrednio od przedsiębiorstw energetycznych, uprości to łańcuch dostaw energii. „Bezpośredni zakup może zmniejszyć liczbę ogniw pośrednich, zmniejszając tym samym koszty operacyjne energii elektrycznej. Może również zachęcić przedsiębiorstwa ładowania do aktywniejszego udziału w zasilaniu i regulacji sieci energetycznej, co ma ogromne znaczenie dla efektywnego funkcjonowania rynku energii i promowania technologii połączeń między pojazdami a siecią”.
Qin Jianze, dyrektor Energy Service Center (Load Control Center) w State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., zasugerował, że wykorzystując funkcje i zalety platformy Internetu pojazdów, społeczne punkty ładowania aktywów mogą zostać połączone z platformą Internetu pojazdów, aby uprościć działanie operatorów społecznych. Zbuduj próg, zmniejsz koszty inwestycji, osiągnij współpracę typu win-win z platformą Internetu pojazdów i zbuduj zrównoważony ekosystem branżowy.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Czas publikacji: 10-02-2024
