V2G технологията и нейното текущо състояние у нас и в чужбина

V2G технологията и нейното текущо състояние у нас и в чужбина

Какво е V2G технология?
Технологията V2G се отнася до двупосочно предаване на енергия между превозните средства и електрическата мрежа. V2G, съкращение от „Vehicle-to-Grid“ (Превозно средство към мрежа), позволява на електрическите превозни средства да се зареждат чрез електрическата мрежа, като едновременно с това подават съхранена енергия обратно в мрежата. Основната цел на технологията V2G е да подобри възможностите за шофиране с нулеви емисии на електрическите превозни средства и да осигури поддръжка на захранването и услуги за регулиране на електрическата мрежа.

Чрез технологията V2G, електрическите превозни средства могат да функционират като устройства за съхранение на енергия, като връщат излишната електроенергия обратно в мрежата за използване от други потребители. По време на пикови периоди на търсене в мрежата, технологията V2G позволява освобождаването на съхранената енергия от превозното средство обратно в мрежата, като по този начин подпомага балансирането на натоварването. Обратно, по време на периоди на ниско търсене в мрежата, електрическите превозни средства могат да черпят енергия от мрежата, за да се презареждат. Електрическите превозни средства абсорбират електроенергия по време на периоди на ниско натоварване на мрежата и я освобождават по време на периоди на високо натоварване на мрежата, като по този начин печелят от ценовата разлика. Ако V2G бъде напълно реализиран, всяко електрическо превозно средство може да се разглежда като миниатюрна банка за захранване: включването по време на ниско натоварване на мрежата автоматично съхранява енергия, докато по време на високо натоварване на мрежата, енергията, съхранена в батерията на превозното средство, може да бъде продадена обратно на мрежата, за да се спечели ценовата разлика.

Текущо състояние на V2G в Китай Китай притежава най-големия парк от електрически превозни средства в света, което представлява огромен пазарен потенциал за взаимодействие между превозни средства и мрежата (V2G). От 2020 г. насам държавата въведе множество политики за развитие на V2G технологията, като известни институции като Университета Цинхуа и Университета Джъдзян провеждат задълбочени изследвания. На 17 май Националната комисия за развитие и реформи и Националната енергийна администрация публикуваха становища за прилагане относно ускоряване на изграждането на зарядна инфраструктура за по-добра подкрепа на превозни средства с нова енергия в селските райони и съживяване на селските райони. Документът предлага: насърчаване на изследванията на ключови технологии като двупосочно взаимодействие между електрическите превозни средства и мрежата (V2G) и координиран контрол на производството на фотоволтаична енергия, съхранението на енергия и зареждането. Той също така проучва създаването на интегрирана зарядна инфраструктура, осигуряваща производство на фотоволтаична енергия, съхранение на енергия и зареждане в селските райони, където степента на използване на зарядните станции е ниска. Прилагането на политики за ценообразуване на електроенергията в пикови и извънпикови часове ще стимулира потребителите да зареждат в извънпиковите часове. До 2030 г. таксите за търсене (капацитет) ще бъдат отменени за централизирани съоръжения за зареждане и смяна на батерии, работещи по двукомпонентна тарифна система. Ограниченията върху ефективността на инвестициите в изграждане на разпределителна мрежа за мрежовите предприятия ще бъдат облекчени, като пълното възстановяване ще бъде включено в тарифите за пренос и разпределение. Пример за приложение: Шанхай е домакин на три демонстрационни зони V2G, включващи над десет електрически превозни средства, разреждащи приблизително 500 kWh месечно при приходи от ¥0,8 за kWh. През 2022 г. Чунцин завърши 48-часов цикъл на пълно зареждане/разреждане за едно електромобил, абсорбирайки кумулативно 44 kWh. Освен това, други региони в Китай активно проучват пилотни инициативи V2G, като например демонстрационния проект V2G в сградата Beijing Renji и демонстрационния проект V2G в центъра за регенерация Beijing China Re Centre. През 2021 г. BYD стартира петгодишна програма за доставка на до 5000 средни и тежкотоварни чисто електрически превозни средства с V2G захранване на Levo Mobility LLC. V2G ландшафт в чужбина Страните в Европа и Америка са поставили особен акцент върху V2G технологията, като са въвели изрична политическа подкрепа на ранен етап. Още през 2012 г. Университетът на Делауеър стартира пилотния проект eV2gSM, насочен към оценка на потенциала и икономическата стойност на електрическите превозни средства, предоставящи услуги за регулиране на честотата на PJM мрежата при V2G условия, за да се смекчи присъщата прекъсваемост на възобновяемата енергия. За да се даде възможност на електрическите превозни средства с относително ниска мощност на Университета на Делауеър да участват на пазара за регулиране на честотата, пилотният проект намали минималното изискване за мощност за доставчиците на услуги за регулиране на честотата от 500 киловата на приблизително 100 киловата. През 2014 г., с подкрепата на Министерството на отбраната на САЩ и Калифорнийската комисия по енергетика, стартира демонстрационен проект във военновъздушната база в Лос Анджелис. През ноември 2016 г. Федералната комисия за енергийно регулиране (FERC) предложи регулаторни изменения, за да се улесни навлизането на интегратори на системи за съхранение на енергия и разпределени енергийни ресурси (DER) на пазарите на електроенергия. Като цяло, валидирането на пилотен проект в САЩ изглежда сравнително всеобхватно, като е вероятно допълнителните политически механизми да бъдат финализирани през следващите една до две години, което ще доведе до съществена търговска експлоатация на V2G. В Европейския съюз програмата SEEV4-City стартира през 2016 г., като бяха отпуснати 5 милиона евро в подкрепа на шест проекта в пет държави. Тази инициатива е фокусирана върху това да даде възможност на микромрежите да интегрират възобновяема енергия чрез приложения V2H, V2B и V2N. През 2018 г. правителството на Обединеното кралство обяви финансиране от приблизително 30 милиона британски лири за 21 V2G проекта. Това финансиране има за цел да тества съответните технологични резултати от научноизследователската и развойна дейност, като едновременно с това идентифицира пазарни възможности за такива технологии.

Технически трудности и предизвикателства, свързани със съвместимостта на устройствата с V2G технология:

Съвместимостта между различни превозни средства, батерии и електрически мрежи представлява значително предизвикателство. Осигуряването на висока съвместимост в комуникационните протоколи и интерфейсите за зареждане/разреждане между превозните средства и мрежата е от съществено значение за ефективния пренос и взаимодействие на енергия. Адаптивност на мрежата: Интегрирането на голям брой електрически превозни средства в системите за взаимодействие с енергията на мрежата може да създаде предизвикателства за съществуващата мрежова инфраструктура. Проблемите, изискващи решение, включват управление на натоварването на мрежата, надеждност и стабилност на мрежата, както и гъвкавостта на мрежата при посрещане на нуждите от зареждане на електрически превозни средства. Технически предизвикателства: V2G системите трябва да преодолеят множество технически препятствия, като например технологии за бързо зареждане и разреждане, системи за контрол на управлението на батериите и техники за взаимно свързване на мрежата. Тези предизвикателства изискват непрекъснати експерименти, изследвания и разработки. Управление на батериите на превозните средства: За електрическите превозни средства батерията служи като критично устройство за съхранение на енергия. В рамките на V2G системите прецизният контрол върху управлението на батериите е от съществено значение за балансиране на изискванията на мрежата със съображения за дълготрайност на батерията. Ефективност и скорост на зареждане/разреждане: Постигането на високоефективни процеси на зареждане и разреждане е от решаващо значение за успешното приложение на V2G технологията. Трябва да бъдат разработени усъвършенствани технологии за зареждане, за да се подобри ефективността и скоростта на пренос на енергия, като същевременно се минимизират загубите на енергия. Стабилност на мрежата: Технологията V2G включва интегрирането на електрически превозни средства като част от мрежата, което налага повишени изисквания към стабилността и сигурността на мрежата. Потенциалните проблеми, произтичащи от мащабната интеграция на превозни средства в мрежата, трябва да бъдат решени, за да се гарантира надеждността и стабилността на енергийната система. Пазарни механизми: Търговският модел и пазарните механизми за V2G системите също представляват предизвикателства. Необходими са внимателно обмисляне и разрешаване на проблемите за балансиране на интересите на заинтересованите страни, установяване на разумни тарифни структури и стимулиране на участието на потребителите в енергийния обмен на V2G.

Предимства на приложението на V2G технологията:

Управление на енергията: Технологията V2G позволява на електрическите превозни средства да връщат електроенергия обратно в мрежата, улеснявайки двупосочния енергиен поток. Това спомага за балансиране на натоварванията на мрежата, повишаване на стабилността и надеждността на мрежата и намаляване на зависимостта от замърсяващи енергийни източници, като например традиционното производство на електроенергия от въглища. Съхранение на енергия: Електрическите превозни средства могат да функционират като част от разпределени системи за съхранение на енергия, съхранявайки излишната електроенергия и освобождавайки я, когато е необходимо. Това спомага за балансиране на натоварванията на мрежата и осигурява допълнителна енергийна поддръжка по време на пикови периоди. Генериране на приходи: Чрез технологията V2G собствениците на превозни средства могат да свържат електрическите си превозни средства към мрежата, продавайки обратно електроенергията и печелейки съответния доход или стимули. Това осигурява допълнителен поток от приходи за собствениците на електрически превозни средства. Намалени въглеродни емисии: Чрез намаляване на зависимостта от конвенционални замърсяващи енергийни източници, електрическите превозни средства с V2G могат да намалят емисиите на въглероден диоксид и други парникови газове, което води до положително въздействие върху околната среда. Подобрена гъвкавост на мрежата: Технологията V2G улеснява динамичното управление на мрежата, подобрявайки стабилността и надеждността. Тя позволява гъвкави корекции на баланса между търсене и предлагане на мрежата въз основа на условията в реално време, като по този начин повишава адаптивността и оперативната ефективност на мрежата.