Technologie V2G a její současný stav doma i v zahraničí

Technologie V2G a její současný stav doma i v zahraničí

Co je technologie V2G?
Technologie V2G označuje obousměrný přenos energie mezi vozidly a elektrickou sítí. V2G, zkratka pro „Vehicle-to-Grid“ (vozidlo-síť), umožňuje nabíjení elektromobilů prostřednictvím elektrické sítě a zároveň dodávání uskladněné energie zpět do sítě. Hlavním účelem technologie V2G je zlepšit jízdní vlastnosti elektromobilů s nulovými emisemi a poskytovat podporu napájení a regulační služby pro elektrickou síť.

Díky technologii V2G mohou elektromobily fungovat jako zařízení pro ukládání energie a dodávat přebytečnou elektřinu zpět do sítě pro využití jinými spotřebiteli. Během období špičkové poptávky po síti umožňuje technologie V2G uvolňovat uloženou energii vozidla zpět do sítě, což pomáhá s vyrovnáváním zátěže. Naopak, během období nízké poptávky po síti mohou elektromobily odebírat energii ze sítě pro dobíjení. Elektromobily absorbují elektřinu v obdobích nízkého zatížení sítě a uvolňují ji v obdobích vysokého zatížení sítě, čímž dosahují zisku z cenového rozdílu. Pokud bude V2G plně realizována, mohlo by být každé elektromobil považováno za miniaturní powerbanku: zapojení do sítě během nízkého zatížení sítě automaticky ukládá energii, zatímco během vysokého zatížení sítě lze energii uloženou v baterii vozidla prodat zpět do sítě za účelem získání cenového rozdílu.

Aktuální stav V2G v Číně Čína disponuje největší flotilou elektromobilů na světě, což představuje obrovský tržní potenciál pro interakci mezi vozidlem a sítí (V2G). Od roku 2020 stát zavedl řadu politik na rozvoj technologie V2G, přičemž renomované instituce, jako je Univerzita Tsinghua a Univerzita Zhejiang, provádějí hloubkový výzkum. Dne 17. května vydaly Národní komise pro rozvoj a reformu a Národní energetická správa Implementační stanoviska k urychlení výstavby nabíjecí infrastruktury pro lepší podporu vozidel na nové zdroje energie ve venkovských oblastech a revitalizaci venkova. Dokument navrhuje: podporu výzkumu klíčových technologií, jako je obousměrná interakce mezi elektromobily a sítí (V2G) a koordinované řízení výroby fotovoltaické energie, skladování energie a nabíjení. Zkoumá také vytvoření integrované nabíjecí infrastruktury zajišťující výrobu fotovoltaické energie, skladování energie a nabíjení ve venkovských oblastech s nízkou mírou využití nabíjecích stanic. Zavedení cenové politiky pro elektřinu ve špičce a mimo špičku bude motivovat uživatele k nabíjení mimo špičku. Do roku 2030 budou poplatky za poptávku (kapacitu) zrušeny pro centralizovaná nabíjecí a výměnná zařízení baterií provozovaná v rámci dvousložkového tarifního systému. Omezení efektivity investic do výstavby distribuční sítě pro distribuční podniky budou uvolněna a plná rekuperace bude začleněna do tarifů za přenos a distribuci. Příklad aplikace: Šanghaj hostí tři demonstrační zóny V2G zahrnující více než deset elektromobilů, které měsíčně vybíjejí přibližně 500 kWh s výnosem 0,8 ¥ za kWh. V roce 2022 Čchung-čching dokončil 48hodinový cyklus nabíjení/vybíjení elektromobilu s kumulativně 44 kWh. Kromě toho další regiony v Číně aktivně zkoumají pilotní iniciativy V2G, jako je demonstrační projekt V2G v budově Beijing Renji Building a demonstrační projekt V2G v centru Beijing China Re Centre. V roce 2021 zahájila společnost BYD pětiletý program na dodávku až 5 000 středních a těžkých čistě elektrických vozidel s technologií V2G společnosti Levo Mobility LLC. Zahraniční prostředí V2G Země v Evropě a Americe kladou zvláštní důraz na technologii V2G a v rané fázi zavádějí explicitní politickou podporu. Již v roce 2012 spustila Univerzita v Delaware pilotní projekt eV2gSM, jehož cílem bylo vyhodnotit potenciál a ekonomickou hodnotu elektrických vozidel poskytujících služby regulace frekvence pro síť PJM za podmínek V2G, aby se zmírnila inherentní přerušovanost obnovitelných zdrojů energie. Aby se relativně nízkoenergetická elektrická vozidla Univerzity v Delaware mohla zapojit do trhu s regulací frekvence, pilotní projekt snížil minimální požadavek na výkon pro poskytovatele služeb regulace frekvence z 500 kilowattů na přibližně 100 kilowattů. V roce 2014 byl s podporou amerického ministerstva obrany a Kalifornské energetické komise zahájen demonstrační projekt na letecké základně v Los Angeles. V listopadu 2016 Federální komise pro regulaci energie (FERC) navrhla regulační změny s cílem usnadnit vstup integrátorů systémů skladování energie a distribuovaných energetických zdrojů (DER) na trhy s elektřinou. Celkově se validace pilotního projektu v USA jeví jako relativně komplexní a doplňkové politické mechanismy by měly být pravděpodobně dokončeny v příštích jednom až dvou letech, čímž by se V2G dostal do skutečného komerčního provozu. V Evropské unii byl program SEEV4-City zahájen v roce 2016 a vyčlenil 5 milionů eur na podporu šesti projektů v pěti zemích. Tato iniciativa se zaměřuje na umožnění mikrosítím integrovat obnovitelné zdroje energie prostřednictvím aplikací V2H, V2B a V2N. V roce 2018 britská vláda oznámila financování ve výši přibližně 30 milionů liber na 21 projektů V2G. Toto financování si klade za cíl otestovat relevantní výsledky technologického výzkumu a vývoje a zároveň identifikovat tržní příležitosti pro tyto technologie.

Technické obtíže a výzvy kompatibility zařízení s technologií V2G:

Kompatibilita mezi různými vozidly, bateriemi a energetickými sítěmi představuje významnou výzvu. Zajištění vysoké kompatibility komunikačních protokolů a rozhraní pro nabíjení/vybíjení mezi vozidly a sítí je nezbytné pro efektivní přenos a interakci energie. Adaptabilita sítě: Integrace velkého počtu elektromobilů do systémů energetické interakce v síti může představovat výzvy pro stávající infrastrukturu sítě. Mezi problémy vyžadující řešení patří řízení zátěže sítě, spolehlivost a stabilita sítě a flexibilita sítě při přizpůsobování se požadavkům na nabíjení elektromobilů. Technické výzvy: Systémy V2G musí překonat řadu technických překážek, jako jsou technologie rychlého nabíjení a vybíjení, řídicí systémy správy baterií a techniky propojení sítí. Tyto výzvy vyžadují neustálé experimentování, výzkum a vývoj. Správa baterií vozidel: U elektromobilů slouží baterie jako kritické zařízení pro ukládání energie. V rámci systémů V2G je přesná kontrola nad správou baterií nezbytná pro vyvážení požadavků sítě s ohledem na životnost baterie. Účinnost a rychlost nabíjení/vybíjení: Dosažení vysoce účinných procesů nabíjení a vybíjení je klíčové pro úspěšné uplatnění technologie V2G. Je třeba vyvinout pokročilé technologie nabíjení, které by zvýšily účinnost a rychlost přenosu energie a zároveň minimalizovaly energetické ztráty. Stabilita sítě: Technologie V2G zahrnuje integraci elektrických vozidel jako součásti sítě, což klade zvýšené nároky na stabilitu a bezpečnost sítě. Potenciální problémy vyplývající z rozsáhlé integrace vozidel do sítě je třeba řešit, aby byla zajištěna spolehlivost a stabilita energetické soustavy. Tržní mechanismy: Komerční model a tržní mechanismy pro systémy V2G také představují výzvy. Pro vyvážení zájmů zúčastněných stran, stanovení rozumných tarifních struktur a motivaci k účasti uživatelů na energetické výměně V2G je nutné pečlivé zvážení a řešení.

Výhody aplikace technologie V2G:

Řízení energie: Technologie V2G umožňuje elektromobilům dodávat elektřinu zpět do sítě, což usnadňuje obousměrný tok energie. To pomáhá vyrovnávat zatížení sítě, zvyšovat její stabilitu a spolehlivost a snižovat závislost na znečišťujících zdrojích energie, jako je tradiční výroba energie z uhlí. Skladování energie: Elektromobily mohou fungovat jako součást distribuovaných systémů skladování energie, ukládat přebytečnou elektřinu a uvolňovat ji v případě potřeby. To pomáhá vyrovnávat zatížení sítě a poskytuje dodatečnou podporu napájení během špičky. Generování příjmů: Prostřednictvím technologie V2G mohou majitelé vozidel připojit svá elektromobily k síti, prodávat elektřinu zpět a získávat odpovídající příjem nebo pobídky. To poskytuje majitelům elektromobilů další zdroj příjmů. Snížené emise uhlíku: Snížením závislosti na konvenčních znečišťujících zdrojích energie mohou elektromobily s technologií V2G snižovat emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů, což má pozitivní dopad na životní prostředí. Zvýšená flexibilita sítě: Technologie V2G usnadňuje dynamické řízení sítě, zlepšuje stabilitu a spolehlivost. Umožňuje flexibilní úpravy rovnováhy mezi nabídkou a poptávkou v síti na základě podmínek v reálném čase, čímž zvyšuje adaptabilitu a provozní efektivitu sítě.