Odată cu creșterea rapidă a pieței vehiculelor electrice noi din China, aplicarea tehnologiei Vehicle-to-Grid (V2G) a devenit din ce în ce mai importantă pentru construirea strategiilor energetice naționale și a rețelelor inteligente. Tehnologia V2G transformă vehiculele electrice în unități mobile de stocare a energiei și utilizează pile de încărcare bidirecționale pentru a realiza transmiterea energiei de la vehicul la rețea. Prin intermediul acestei tehnologii, vehiculele electrice pot furniza energie rețelei în perioadele de sarcină mare și pot încărca în perioadele de sarcină mică, contribuind la echilibrarea încărcării rețelei.
Pe 4 ianuarie 2024, Comisia Națională pentru Dezvoltare și Reformă și alte departamente au emis primul document de politică internă care vizează în mod specific tehnologia V2G – „Avize de implementare privind consolidarea integrării și interacțiunii dintre vehiculele cu energie nouă și rețelele electrice”. Pe baza „Avizelor directoare privind construirea în continuare a unui sistem de infrastructură de încărcare de înaltă calitate” anterioare emise de Biroul General al Consiliului de Stat, avizele de implementare nu numai că au clarificat definiția tehnologiei interactive vehicul-rețea, dar au propus și obiective și strategii specifice și au planificat utilizarea acestora în Delta Fluviului Yangtze, Delta Fluviului Pearl, Beijing-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan și Chongqing, precum și în alte regiuni cu condiții mature, pentru a stabili proiecte demonstrative.
Informațiile anterioare arată că în țară există doar aproximativ 1.000 de puncte de încărcare cu funcții V2G, iar în prezent există 3,98 milioane de puncte de încărcare, reprezentând doar 0,025% din numărul total de puncte de încărcare existente. În plus, tehnologia V2G pentru interacțiunea dintre vehicul și rețea este, de asemenea, relativ matură, iar aplicarea și cercetarea acestei tehnologii nu sunt neobișnuite la nivel internațional. Prin urmare, există un loc mare de îmbunătățire a popularității tehnologiei V2G în orașe.
În calitate de oraș pilot național cu emisii reduse de carbon, Beijingul promovează utilizarea energiei regenerabile. Vehiculele uriașe alimentate cu energie nouă și infrastructura de încărcare ale orașului au pus bazele aplicării tehnologiei V2G. Până la sfârșitul anului 2022, orașul a construit peste 280.000 de puncte de încărcare și 292 de stații de schimb de baterii.
Cu toate acestea, în timpul procesului de promovare și implementare, tehnologia V2G se confruntă și cu o serie de provocări, legate în principal de fezabilitatea funcționării efective și de construirea infrastructurii corespunzătoare. Luând Beijingul ca eșantion, cercetătorii de la Institutul de Cercetare a Hârtiei au realizat recent un studiu privind industriile urbane legate de energie, electricitate și pile de încărcare.
Piloții de încărcare bidirecțională necesită costuri inițiale ridicate de investiție
Cercetătorii au descoperit că, dacă tehnologia V2G va fi popularizată în mediile urbane, aceasta ar putea atenua eficient problema actuală a „stațiilor de încărcare greu de găsit” din orașe. China se află încă în stadiile incipiente ale aplicării tehnologiei V2G. După cum a subliniat responsabilul unei centrale electrice, în teorie, tehnologia V2G este similară cu permiterea telefoanelor mobile să încarce baterii externe, dar aplicarea sa reală necesită o gestionare mai avansată a bateriei și o interacțiune cu rețeaua.
Cercetătorii au investigat companiile de stâlpi de încărcare din Beijing și au aflat că, în prezent, majoritatea stâlpilor de încărcare din Beijing sunt stâlpi de încărcare unidirecționali care pot încărca doar vehicule. Pentru a promova stâlpii de încărcare bidirecționali cu funcții V2G, ne confruntăm în prezent cu mai multe provocări practice:
În primul rând, orașele de prim rang, precum Beijingul, se confruntă cu o lipsă de terenuri. Construirea de stații de încărcare cu funcții V2G, fie prin închiriere, fie prin achiziționarea de terenuri, implică investiții pe termen lung și costuri ridicate. Mai mult, este dificil să găsești terenuri suplimentare disponibile.
În al doilea rând, transformarea pilonilor de încărcare existenți va necesita timp. Costul investiției în construirea pilonilor de încărcare este relativ ridicat, inclusiv costul echipamentelor, al spațiului de închiriere și al cablajului pentru conectarea la rețeaua electrică. Aceste investiții durează de obicei cel puțin 2-3 ani pentru a fi recuperate. Dacă modernizarea se bazează pe pilonii de încărcare existenți, este posibil ca firmele să nu aibă suficiente stimulente înainte de a recupera costurile.
Anterior, știrile din mass-media afirmau că, în prezent, popularizarea tehnologiei V2G în orașe se va confrunta cu două provocări majore: prima este costul inițial ridicat de construcție. În al doilea rând, dacă alimentarea cu energie a vehiculelor electrice este defectă la rețea, acest lucru poate afecta stabilitatea rețelei.
Perspectiva tehnologică este optimistă și are un mare potențial pe termen lung.
Ce înseamnă aplicarea tehnologiei V2G pentru proprietarii de mașini? Studiile relevante arată că eficiența energetică a tramvaielor mici este de aproximativ 6 km/kWh (adică un kilowatt-oră de electricitate poate parcurge 6 kilometri). Capacitatea bateriei vehiculelor electrice mici este în general de 60-80 kWh (60-80 kilowați-oră de electricitate), iar o mașină electrică poate încărca aproximativ 80 de kilowați-oră de electricitate. Cu toate acestea, consumul de energie al vehiculului include și aerul condiționat etc. Comparativ cu starea ideală, distanța de condus va fi redusă.
Responsabilul companiei de încărcare menționate anterior este optimist în ceea ce privește tehnologia V2G. El a subliniat că un vehicul cu energie nouă poate stoca 80 de kilowați-oră de electricitate atunci când este complet încărcat și poate furniza 50 de kilowați-oră de electricitate către rețea de fiecare dată. Calculat pe baza prețurilor de încărcare a energiei electrice pe care cercetătorii le-au observat în parcarea subterană a unui centru comercial de pe East Fourth Ring Road din Beijing, prețul de încărcare în afara orelor de vârf este de 1,1 yuani/kWh (prețurile de încărcare sunt mai mici în suburbii), iar prețul de încărcare în timpul orelor de vârf este de 2,1 yuani/kWh. Presupunând că proprietarul mașinii încarcă zilnic în afara orelor de vârf și livrează energie către rețea în timpul orelor de vârf, pe baza prețurilor actuale, proprietarul mașinii poate obține un profit de cel puțin 50 de yuani pe zi. „Cu posibile ajustări de prețuri din partea rețelei electrice, cum ar fi implementarea prețurilor de piață în timpul orelor de vârf, veniturile din vehiculele care livrează energie către stâlpii de încărcare ar putea crește și mai mult.”
Responsabilul centralei electrice menționate anterior a subliniat că, prin intermediul tehnologiei V2G, costurile legate de pierderile de energie ale bateriei trebuie luate în considerare atunci când vehiculele electrice trimit energie electrică către rețea. Rapoartele relevante indică faptul că o baterie de 60 kWh costă aproximativ 7.680 USD (echivalentul a aproximativ 55.000 RMB).
Pentru companiile de pile de încărcare, pe măsură ce numărul vehiculelor cu energie nouă continuă să crească, cererea de pe piață pentru tehnologia V2G va crește și ea. Atunci când vehiculele electrice transmit energie către rețea prin intermediul pilelor de încărcare, companiile de pile de încărcare pot percepe o anumită „taxă de servicii pentru platformă”. În plus, în multe orașe din China, companiile investesc și operează pile de încărcare, iar guvernul va oferi subvenții corespunzătoare.
Orașele naționale promovează treptat aplicațiile V2G. În iulie 2023, prima stație demonstrativă de încărcare V2G din orașul Zhoushan a fost pusă oficial în funcțiune, iar prima comandă de tranzacție într-un parc din provincia Zhejiang a fost finalizată cu succes. Pe 9 ianuarie 2024, NIO a anunțat că primul său lot de 10 stații de încărcare V2G din Shanghai a fost pus oficial în funcțiune.
Cui Dongshu, secretarul general al Asociației Naționale pentru Informații despre Piața Autoturismelor, este optimist în ceea ce privește potențialul tehnologiei V2G. El le-a spus cercetătorilor că, odată cu avansarea tehnologiei bateriilor electrice, durata de viață a ciclului de viață al bateriei ar putea crește de 3.000 de ori sau mai mult, ceea ce este echivalentul a aproximativ 10 ani de utilizare. Acest lucru este extrem de important pentru scenariile de aplicații în care vehiculele electrice sunt încărcate și descărcate frecvent.
Cercetătorii din străinătate au făcut descoperiri similare. ACT din Australia a finalizat recent un proiect de cercetare în tehnologia V2G, cu durata de doi ani, numit „Realizarea serviciilor de conectare a vehiculelor electrice la rețea (REVS)”. Acesta arată că, odată cu dezvoltarea la scară largă a tehnologiei, se așteaptă ca, odată cu dezvoltarea tehnologiei, costurile de încărcare V2G să fie reduse semnificativ. Aceasta înseamnă că, pe termen lung, pe măsură ce costul instalațiilor de încărcare scade, prețul vehiculelor electrice va scădea și el, reducând astfel costurile de utilizare pe termen lung. Constatările ar putea fi, de asemenea, deosebit de benefice pentru echilibrarea aportului de energie regenerabilă în rețea în perioadele de vârf de putere.
Este nevoie de cooperarea rețelei electrice și de o soluție orientată spre piață.
La nivel tehnic, procesul de reconectare a vehiculelor electrice la rețeaua electrică va crește complexitatea operațiunii generale.
Xi Guofu, directorul Departamentului de Dezvoltare Industrială al Corporației de Rețea de Stat din China, a afirmat odată că încărcarea vehiculelor cu energie nouă implică „sarcină mare și putere redusă”. Majoritatea proprietarilor de vehicule cu energie nouă sunt obișnuiți să încarce între orele 19:00 și 23:00, care coincide cu perioada de vârf a sarcinii electrice rezidențiale. Până la 85%, ceea ce intensifică sarcina de putere maximă și are un impact mai mare asupra rețelei de distribuție.
Dintr-o perspectivă practică, atunci când vehiculele electrice transmit energie electrică înapoi către rețea, este necesar un transformator pentru a ajusta tensiunea și a asigura compatibilitatea cu rețeaua. Aceasta înseamnă că procesul de descărcare a vehiculului electric trebuie să se potrivească cu tehnologia transformatorului rețelei electrice. Mai exact, transmiterea energiei de la stația de încărcare la tramvai implică transmiterea energiei electrice de la o tensiune mai mare la o tensiune mai mică, în timp ce transmiterea energiei de la tramvai la stația de încărcare (și, prin urmare, la rețea) necesită o creștere de la o tensiune mai mică la o tensiune mai mare. În tehnologie, este mai complex, implicând conversia tensiunii și asigurarea stabilității energiei electrice și respectarea standardelor rețelei.
Responsabilul centralei electrice menționate anterior a subliniat că rețeaua electrică trebuie să realizeze o gestionare precisă a energiei pentru procesele de încărcare și descărcare a mai multor vehicule electrice, ceea ce reprezintă nu doar o provocare tehnică, ci implică și ajustarea strategiei de operare a rețelei.
El a spus: „De exemplu, în unele locuri, firele existente ale rețelei electrice nu sunt suficient de groase pentru a susține un număr mare de stâlpi de încărcare. Acest lucru este echivalent cu sistemul de conducte de apă. Conducta principală nu poate furniza suficientă apă tuturor conductelor de ramificație și trebuie recablată. Acest lucru necesită o recablare semnificativă. Costuri de construcție ridicate.” Chiar dacă stâlpii de încărcare sunt instalați undeva, este posibil ca aceștia să nu funcționeze corect din cauza problemelor legate de capacitatea rețelei.
Lucrările de adaptare corespunzătoare trebuie avansate. De exemplu, puterea piloților de încărcare lentă este de obicei de 7 kilowați (7 kW), în timp ce puterea totală a electrocasnicelor dintr-o gospodărie medie este de aproximativ 3 kilowați (3 kW). Dacă sunt conectate unul sau două piloți de încărcare, sarcina poate fi încărcată complet și, chiar dacă energia este utilizată în afara orelor de vârf, rețeaua electrică poate fi făcută mai stabilă. Cu toate acestea, dacă sunt conectate un număr mare de piloți de încărcare și energia este utilizată în orele de vârf, capacitatea de încărcare a rețelei poate fi depășită.
Responsabilul centralei electrice menționate anterior a declarat că, în perspectiva energiei distribuite, se poate explora comercializarea energiei electrice pentru a rezolva problema promovării încărcării și descărcării vehiculelor cu energie nouă în rețeaua electrică în viitor. În prezent, energia electrică este vândută de companiile de producere a energiei către companiile de rețele electrice, care apoi o distribuie utilizatorilor și întreprinderilor. Circulația pe mai multe niveluri crește costul total de alimentare cu energie. Dacă utilizatorii și întreprinderile pot achiziționa energie electrică direct de la companiile de producere a energiei, acest lucru va simplifica lanțul de aprovizionare cu energie. „Achiziționarea directă poate reduce verigile intermediare, reducând astfel costul de operare al energiei electrice. De asemenea, poate promova companiile de încărcare să participe mai activ la alimentarea cu energie și la reglementarea rețelei electrice, ceea ce este de mare importanță pentru funcționarea eficientă a pieței energiei și promovarea tehnologiei de interconectare vehicul-rețea.”
Qin Jianze, directorul Centrului de Servicii Energetice (Centrul de Control al Încărcării) al State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., a sugerat că, prin valorificarea funcțiilor și avantajelor platformei Internet of Vehicles, stivele de încărcare a activelor sociale pot fi conectate la platforma Internet of Vehicles pentru a simplifica operațiunile operatorilor sociali. Construiește pragul, reduce costurile de investiții, realizează o cooperare reciproc avantajoasă cu platforma Internet of Vehicles și construiește un ecosistem industrial sustenabil.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Data publicării: 10 februarie 2024
