La tecnologia V2G i el seu estat actual a nivell nacional i internacional

La tecnologia V2G i el seu estat actual a nivell nacional i internacional

Què és la tecnologia V2G?
La tecnologia V2G fa referència a la transmissió bidireccional d'energia entre vehicles i la xarxa elèctrica. V2G, abreviatura de "Vehicle-to-Grid" (Vehicle a la xarxa), permet que els vehicles elèctrics es carreguin a través de la xarxa elèctrica mentre simultàniament retornen l'energia emmagatzemada a la xarxa. L'objectiu principal de la tecnologia V2G és millorar les capacitats de conducció sense emissions dels vehicles elèctrics i proporcionar suport de subministrament d'energia i serveis de regulació a la xarxa elèctrica.

Gràcies a la tecnologia V2G, els vehicles elèctrics poden funcionar com a dispositius d'emmagatzematge d'energia, retornant l'excés d'electricitat a la xarxa perquè altres consumidors l'utilitzin. Durant els períodes de demanda màxima de la xarxa, la tecnologia V2G permet alliberar l'energia emmagatzemada del vehicle a la xarxa, cosa que ajuda a equilibrar la càrrega. Per contra, durant els períodes de baixa demanda de la xarxa, els vehicles elèctrics poden extreure energia de la xarxa per recarregar-se. Els vehicles elèctrics absorbeixen electricitat durant els períodes de baixa càrrega de la xarxa i l'alliberen durant els períodes d'alta càrrega de la xarxa, obtenint així beneficis del diferencial de preu. Si el V2G es fa realitat completament, cada vehicle elèctric podria considerar-se com un banc d'energia en miniatura: connectar-se durant la baixa càrrega de la xarxa emmagatzema automàticament energia, mentre que durant la càrrega de la xarxa alta, l'energia emmagatzemada a la bateria del vehicle es pot vendre a la xarxa per obtenir la diferència de preu.

Estat actual del V2G a la Xina La Xina posseeix la flota de vehicles elèctrics més gran del món, que presenta un immens potencial de mercat per a la interacció vehicle-xarxa (V2G). Des del 2020, l'estat ha introduït múltiples polítiques per avançar en la tecnologia V2G, amb institucions de renom com la Universitat de Tsinghua i la Universitat de Zhejiang que duen a terme investigacions en profunditat. El 17 de maig, la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma i l'Administració Nacional d'Energia van emetre els Dictàmens d'Implementació sobre l'Acceleració de la Construcció d'Infraestructures de Càrrega per a un Millor Suport als Vehicles de Nova Energia a les Zones Rurals i la Revitalització Rural. El document proposa: fomentar la investigació en tecnologies clau com la interacció bidireccional entre els vehicles elèctrics i la xarxa (V2G) i el control coordinat de la generació d'energia fotovoltaica, l'emmagatzematge d'energia i la càrrega. També explora l'establiment d'una infraestructura de càrrega integrada que proporcioni generació d'energia fotovoltaica, emmagatzematge d'energia i càrrega a les zones rurals on les taxes d'utilització de les piles de càrrega són baixes. La implementació de polítiques de preus de l'electricitat en hores punta i fora de les hores punta incentivarà els usuaris a carregar durant les hores vall. El 2030, els càrrecs per demanda (capacitat) s'eximiran de les instal·lacions de càrrega centralitzada i intercanvi de bateries que operin sota un sistema tarifari de dues parts. Les restriccions sobre l'eficiència de la inversió en la construcció de la xarxa de distribució per a les empreses de la xarxa es relaxaran, i la recuperació total s'incorporarà a les tarifes de transmissió i distribució. Cas d'aplicació: Xangai acull tres zones de demostració V2G que impliquen més de deu vehicles elèctrics, que descarreguen aproximadament 500 kWh mensuals a una taxa d'ingressos de 0,8 ¥ per kWh. El 2022, Chongqing va completar un cicle de càrrega/descàrrega de resposta completa de 48 hores per a un vehicle elèctric, absorbint 44 kWh acumulativament. A més, altres regions de la Xina estan explorant activament iniciatives pilot V2G, com ara el projecte de demostració V2G de l'edifici Renji de Pequín i el projecte de demostració V2G del Centre de Re de Pequín de la Xina. El 2021, BYD va iniciar un programa de cinc anys per lliurar fins a 5.000 vehicles elèctrics purs de servei mitjà i pesat amb V2G a Levo Mobility LLC. Els països d'Europa i Amèrica del panorama V2G han posat especial èmfasi en la tecnologia V2G, introduint un suport polític explícit en una fase inicial. Ja el 2012, la Universitat de Delaware va llançar el projecte pilot eV2gSM, amb l'objectiu d'avaluar el potencial i el valor econòmic dels vehicles elèctrics que proporcionen serveis de regulació de freqüència a la xarxa PJM en condicions V2G per mitigar la intermitència inherent de l'energia renovable. Per permetre que els vehicles elèctrics de relativa baixa potència de la Universitat de Delaware participin en el mercat de regulació de freqüència, el projecte pilot va reduir el requisit mínim de potència per als proveïdors de serveis de regulació de freqüència de 500 quilowatts a aproximadament 100 quilowatts. El 2014, amb el suport del Departament de Defensa dels Estats Units i la Comissió d'Energia de Califòrnia, es va iniciar un projecte de demostració a la Base de la Força Aèria de Los Angeles. El novembre de 2016, la Comissió Federal Reguladora de l'Energia (FERC) va proposar esmenes reglamentàries per facilitar l'entrada d'integradors d'emmagatzematge d'energia i recursos energètics distribuïts (DER) als mercats de l'electricitat. En general, la validació del projecte pilot als EUA sembla relativament completa, amb mecanismes polítics complementaris que probablement es finalitzaran en els propers un o dos anys, impulsant així el V2G a una operació comercial substancial. A la Unió Europea, el programa SEEV4-City va començar el 2016, assignant 5 milions d'euros per donar suport a sis projectes en cinc països. Aquesta iniciativa se centra en permetre que les microxarxes integrin energies renovables mitjançant aplicacions V2H, V2B i V2N. El 2018, el govern del Regne Unit va anunciar un finançament d'aproximadament 30 milions de lliures per a 21 projectes V2G. Aquest finançament té com a objectiu provar resultats tecnològics rellevants d'R+D alhora que identifica oportunitats de mercat per a aquestes tecnologies.

Dificultats i reptes tècnics de la compatibilitat de dispositius amb tecnologia V2G:

La compatibilitat entre diferents vehicles, bateries i xarxes elèctriques presenta un repte important. Garantir una alta compatibilitat en els protocols de comunicació i les interfícies de càrrega/descàrrega entre els vehicles i la xarxa és essencial per a una transferència i interacció d'energia efectives. Adaptabilitat de la xarxa: La integració d'un gran nombre de vehicles elèctrics en sistemes d'interacció energètica de la xarxa pot plantejar reptes a la infraestructura de xarxa existent. Els problemes que cal resoldre inclouen la gestió de la càrrega de la xarxa, la fiabilitat i l'estabilitat de la xarxa i la flexibilitat de la xarxa per adaptar-se a les demandes de càrrega de vehicles elèctrics. Reptes tècnics: Els sistemes V2G han de superar múltiples obstacles tècnics, com ara tecnologies de càrrega i descàrrega ràpides, sistemes de control de gestió de bateries i tècniques d'interconnexió de la xarxa. Aquests reptes exigeixen experimentació i recerca i desenvolupament continus. Gestió de la bateria dels vehicles: Per als vehicles elèctrics, la bateria serveix com a dispositiu d'emmagatzematge d'energia crític. Dins dels sistemes V2G, un control precís de la gestió de la bateria és essencial per equilibrar les demandes de la xarxa amb les consideracions per a la longevitat de la bateria. Eficiència i velocitat de càrrega/descàrrega: Aconseguir processos de càrrega i descàrrega altament eficients és crucial per a l'aplicació amb èxit de la tecnologia V2G. S'han de desenvolupar tecnologies de càrrega avançades per millorar l'eficiència i la velocitat de la transferència d'energia alhora que minimitzen les pèrdues d'energia. Estabilitat de la xarxa: La tecnologia V2G implica la integració de vehicles elèctrics com a part de la xarxa, cosa que imposa unes demandes més elevades sobre l'estabilitat i la seguretat de la xarxa. Cal abordar els possibles problemes derivats de la integració de vehicles a gran escala a la xarxa per garantir la fiabilitat i l'estabilitat del sistema elèctric. Mecanismes de mercat: El model comercial i els mecanismes de mercat per als sistemes V2G també presenten reptes. Cal una consideració i una resolució acurades per equilibrar els interessos de les parts interessades, establir estructures tarifàries raonables i incentivar la participació dels usuaris en l'intercanvi d'energia V2G.

Avantatges d'aplicació de la tecnologia V2G:

Gestió de l'energia: La tecnologia V2G permet als vehicles elèctrics retornar electricitat a la xarxa, facilitant el flux d'energia bidireccional. Això ajuda a equilibrar les càrregues de la xarxa, millorant l'estabilitat i la fiabilitat de la xarxa i reduint la dependència de fonts d'energia contaminants com la generació tradicional d'energia a partir de carbó. Emmagatzematge d'energia: Els vehicles elèctrics poden funcionar com a part de sistemes d'emmagatzematge d'energia distribuïts, emmagatzemant l'excés d'electricitat i alliberant-lo quan cal. Això ajuda a equilibrar les càrregues de la xarxa i proporciona suport d'energia addicional durant els períodes punta. Generació d'ingressos: Mitjançant la tecnologia V2G, els propietaris de vehicles poden connectar els seus vehicles elèctrics a la xarxa, vendre l'electricitat i obtenir els ingressos o incentius corresponents. Això proporciona un flux d'ingressos addicional per als propietaris de vehicles elèctrics. Reducció d'emissions de carboni: En disminuir la dependència de les fonts d'energia contaminants convencionals, els vehicles elèctrics amb V2G poden reduir les emissions de diòxid de carboni i altres gasos d'efecte hivernacle, cosa que genera impactes ambientals positius. Flexibilitat millorada de la xarxa: La tecnologia V2G facilita la gestió dinàmica de la xarxa, millorant l'estabilitat i la fiabilitat. Permet ajustaments flexibles a l'equilibri entre l'oferta i la demanda de la xarxa en funció de les condicions en temps real, augmentant així l'adaptabilitat i l'eficiència operativa de la xarxa.