Η τεχνολογία V2G και η τρέχουσα κατάστασή της στο εσωτερικό και στο εξωτερικό

Η τεχνολογία V2G και η τρέχουσα κατάστασή της στο εσωτερικό και στο εξωτερικό

Τι είναι η τεχνολογία V2G;
Η τεχνολογία V2G αναφέρεται στην αμφίδρομη μετάδοση ενέργειας μεταξύ οχημάτων και του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Το V2G, συντομογραφία του «Vehicle-to-Grid», επιτρέπει στα ηλεκτρικά οχήματα να φορτίζουν μέσω του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ ταυτόχρονα τροφοδοτούν το δίκτυο με αποθηκευμένη ενέργεια. Ο πρωταρχικός σκοπός της τεχνολογίας V2G είναι να ενισχύσει τις δυνατότητες οδήγησης μηδενικών εκπομπών των ηλεκτρικών οχημάτων και να παρέχει υπηρεσίες υποστήριξης και ρύθμισης της παροχής ενέργειας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.

Μέσω της τεχνολογίας V2G, τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να λειτουργήσουν ως συσκευές αποθήκευσης ενέργειας, τροφοδοτώντας το δίκτυο με πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια για χρήση από άλλους καταναλωτές. Κατά τις περιόδους αιχμής της ζήτησης του δικτύου, η τεχνολογία V2G επιτρέπει την απελευθέρωση της αποθηκευμένης ενέργειας του οχήματος πίσω στο δίκτυο, βοηθώντας στην εξισορρόπηση φορτίου. Αντίθετα, κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής ζήτησης του δικτύου, τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να αντλούν ενέργεια από το δίκτυο για επαναφόρτιση. Τα ηλεκτρικά οχήματα απορροφούν ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλού φορτίου δικτύου και την απελευθερώνουν κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλού φορτίου δικτύου, αποκομίζοντας έτσι κέρδη από τη διαφορά τιμής. Εάν η V2G υλοποιηθεί πλήρως, κάθε ηλεκτρικό όχημα θα μπορούσε να θεωρηθεί ως μια μικρογραφία τράπεζας ενέργειας: η σύνδεσή του κατά τη διάρκεια χαμηλού φορτίου δικτύου αποθηκεύει αυτόματα ενέργεια, ενώ κατά τη διάρκεια υψηλού φορτίου δικτύου, η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία του οχήματος μπορεί να πωληθεί πίσω στο δίκτυο για να κερδίσει τη διαφορά τιμής.

Τρέχουσα Κατάσταση του V2G στην Κίνα Η Κίνα διαθέτει τον μεγαλύτερο στόλο ηλεκτρικών οχημάτων στον κόσμο, παρουσιάζοντας τεράστιο δυναμικό αγοράς για αλληλεπίδραση οχήματος-δικτύου (V2G). Από το 2020, το κράτος έχει εισαγάγει πολλαπλές πολιτικές για την προώθηση της τεχνολογίας V2G, με φημισμένα ιδρύματα όπως το Πανεπιστήμιο Tsinghua και το Πανεπιστήμιο Zhejiang να διεξάγουν εις βάθος έρευνα. Στις 17 Μαΐου, η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων και η Εθνική Διοίκηση Ενέργειας εξέδωσαν τις Γνώμες Εφαρμογής σχετικά με την Επιτάχυνση της Κατασκευής Υποδομών Φόρτισης για την Καλύτερη Υποστήριξη Οχημάτων Νέας Ενέργειας σε Αγροτικές Περιοχές και την Αναζωογόνηση της Υπαίθρου. Το έγγραφο προτείνει: ενθάρρυνση της έρευνας σε βασικές τεχνολογίες όπως η αμφίδρομη αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρικών οχημάτων και δικτύου (V2G) και ο συντονισμένος έλεγχος της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας, της αποθήκευσης ενέργειας και της φόρτισης. Διερευνά επίσης τη δημιουργία ολοκληρωμένης υποδομής φόρτισης που θα παρέχει παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, αποθήκευση ενέργειας και φόρτιση σε αγροτικές περιοχές όπου τα ποσοστά αξιοποίησης των συσσωρευτών φόρτισης είναι χαμηλά. Η εφαρμογή πολιτικών τιμολόγησης ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις ώρες αιχμής-εκτός αιχμής θα δώσει κίνητρα στους χρήστες να φορτίζουν κατά τις ώρες εκτός αιχμής. Έως το 2030, οι χρεώσεις ζήτησης (χωρητικότητας) θα πρέπει να αρθούν για τις κεντρικές εγκαταστάσεις φόρτισης και ανταλλαγής μπαταριών που λειτουργούν βάσει ενός διμερούς τιμολογιακού συστήματος. Οι περιορισμοί στην αποδοτικότητα των επενδύσεων στην κατασκευή δικτύων διανομής για τις επιχειρήσεις δικτύου θα πρέπει να χαλαρώσουν, με πλήρη ανάκτηση να ενσωματώνεται στα τιμολόγια μεταφοράς και διανομής. Περίπτωση εφαρμογής: Η Σαγκάη φιλοξενεί τρεις ζώνες επίδειξης V2G που περιλαμβάνουν πάνω από δέκα ηλεκτρικά οχήματα, τα οποία εκφορτίζουν περίπου 500 kWh μηνιαίως με ποσοστό εσόδων 0,8 ¥ ανά kWh. Το 2022, η Τσονγκκίνγκ ολοκλήρωσε έναν 48ωρο κύκλο φόρτισης/εκφόρτισης πλήρους απόκρισης για ένα ηλεκτρικό όχημα, απορροφώντας συνολικά 44 kWh. Επιπλέον, άλλες περιοχές εντός της Κίνας διερευνούν ενεργά πιλοτικές πρωτοβουλίες V2G, όπως το έργο επίδειξης V2G στο κτίριο Renji του Πεκίνου και το έργο επίδειξης V2G στο κέντρο Beijing China Re. Το 2021, η BYD ξεκίνησε ένα πενταετές πρόγραμμα για την παράδοση έως και 5.000 αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων μεσαίου και βαρέος τύπου με δυνατότητα V2G στην Levo Mobility LLC. Υπερπόντιες χώρες V2G: Τοπίο V2G. Οι χώρες στην Ευρώπη και την Αμερική έχουν δώσει ιδιαίτερη έμφαση στην τεχνολογία V2G, εισάγοντας σαφή πολιτική υποστήριξη σε πρώιμο στάδιο. Ήδη από το 2012, το Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ ξεκίνησε το πιλοτικό έργο eV2gSM, με στόχο την αξιολόγηση του δυναμικού και της οικονομικής αξίας των ηλεκτρικών οχημάτων που παρέχουν υπηρεσίες ρύθμισης συχνότητας στο δίκτυο PJM υπό συνθήκες V2G, για τον μετριασμό της εγγενούς διακοπτόμενης χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Για να μπορέσουν τα σχετικά χαμηλής ισχύος ηλεκτρικά οχήματα του Πανεπιστημίου του Ντέλαγουερ να συμμετάσχουν στην αγορά ρύθμισης συχνότητας, το πιλοτικό έργο μείωσε την ελάχιστη απαιτούμενη ισχύ για τους παρόχους υπηρεσιών ρύθμισης συχνότητας από 500 κιλοβάτ σε περίπου 100 κιλοβάτ. Το 2014, με την υποστήριξη του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ και της Επιτροπής Ενέργειας της Καλιφόρνια, ξεκίνησε ένα έργο επίδειξης στην Πολεμική Αεροπορία του Λος Άντζελες. Τον Νοέμβριο του 2016, η Ομοσπονδιακή Επιτροπή Ρύθμισης Ενέργειας (FERC) πρότεινε κανονιστικές τροποποιήσεις για να διευκολύνει την είσοδο ολοκληρωτών αποθήκευσης ενέργειας και κατανεμημένων ενεργειακών πόρων (DER) στις αγορές ηλεκτρικής ενέργειας. Συνολικά, η πιλοτική επικύρωση των ΗΠΑ φαίνεται σχετικά ολοκληρωμένη, με συμπληρωματικούς μηχανισμούς πολιτικής που είναι πιθανό να ολοκληρωθούν εντός των επόμενων ενός έως δύο ετών, ωθώντας έτσι το V2G σε ουσιαστική εμπορική λειτουργία. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, το πρόγραμμα SEEV4-City ξεκίνησε το 2016, διαθέτοντας 5 εκατομμύρια ευρώ για την υποστήριξη έξι έργων σε πέντε χώρες. Αυτή η πρωτοβουλία επικεντρώνεται στη δυνατότητα των μικροδικτύων να ενσωματώσουν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μέσω εφαρμογών V2H, V2B και V2N. Το 2018, η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου ανακοίνωσε χρηματοδότηση περίπου 30 εκατομμυρίων λιρών για 21 έργα V2G. Αυτή η χρηματοδότηση στοχεύει στη δοκιμή σχετικών τεχνολογικών αποτελεσμάτων Ε&Α, ενώ παράλληλα εντοπίζει ευκαιρίες στην αγορά για τέτοιες τεχνολογίες.

Τεχνικές Δυσκολίες και Προκλήσεις της Συμβατότητας Συσκευών Τεχνολογίας V2G:

Η συμβατότητα μεταξύ διαφορετικών οχημάτων, μπαταριών και δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεί σημαντική πρόκληση. Η διασφάλιση υψηλής συμβατότητας στα πρωτόκολλα επικοινωνίας και στις διεπαφές φόρτισης/εκφόρτισης μεταξύ οχημάτων και δικτύου είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική μεταφορά και αλληλεπίδραση ενέργειας. Προσαρμοστικότητα Δικτύου: Η ενσωμάτωση μεγάλου αριθμού ηλεκτρικών οχημάτων σε συστήματα αλληλεπίδρασης ενέργειας δικτύου μπορεί να θέσει προκλήσεις στην υπάρχουσα υποδομή δικτύου. Ζητήματα που απαιτούν επίλυση περιλαμβάνουν τη διαχείριση φορτίου δικτύου, την αξιοπιστία και τη σταθερότητα του δικτύου, καθώς και την ευελιξία του δικτύου στην ικανοποίηση των απαιτήσεων φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Τεχνικές Προκλήσεις: Τα συστήματα V2G πρέπει να ξεπεράσουν πολλαπλά τεχνικά εμπόδια, όπως οι τεχνολογίες ταχείας φόρτισης και εκφόρτισης, τα συστήματα ελέγχου διαχείρισης μπαταριών και οι τεχνικές διασύνδεσης δικτύου. Αυτές οι προκλήσεις απαιτούν συνεχή πειραματισμό, έρευνα και ανάπτυξη. Διαχείριση Μπαταρίας Οχήματος: Για τα ηλεκτρικά οχήματα, η μπαταρία χρησιμεύει ως κρίσιμη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας. Μέσα στα συστήματα V2G, ο ακριβής έλεγχος της διαχείρισης της μπαταρίας είναι απαραίτητος για την εξισορρόπηση των απαιτήσεων του δικτύου με τις παραμέτρους για τη μακροζωία της μπαταρίας. Απόδοση και Ταχύτητα Φόρτισης/Εκφόρτισης: Η επίτευξη εξαιρετικά αποδοτικών διαδικασιών φόρτισης και εκφόρτισης είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχή εφαρμογή της τεχνολογίας V2G. Πρέπει να αναπτυχθούν προηγμένες τεχνολογίες φόρτισης για την ενίσχυση της απόδοσης και της ταχύτητας μεταφοράς ενέργειας, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις απώλειες ενέργειας. Σταθερότητα Δικτύου: Η τεχνολογία V2G περιλαμβάνει την ενσωμάτωση ηλεκτρικών οχημάτων ως μέρος του δικτύου, επιβάλλοντας αυξημένες απαιτήσεις στη σταθερότητα και την ασφάλεια του δικτύου. Πιθανά ζητήματα που προκύπτουν από την ενσωμάτωση οχημάτων μεγάλης κλίμακας στο δίκτυο πρέπει να αντιμετωπιστούν για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία και η σταθερότητα του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Μηχανισμοί Αγοράς: Το εμπορικό μοντέλο και οι μηχανισμοί αγοράς για τα συστήματα V2G παρουσιάζουν επίσης προκλήσεις. Απαιτείται προσεκτική εξέταση και επίλυση για την εξισορρόπηση των συμφερόντων των ενδιαφερόμενων μερών, τη θέσπιση εύλογων δομών τιμολόγησης και την παροχή κινήτρων για τη συμμετοχή των χρηστών στην ανταλλαγή ενέργειας V2G.

Πλεονεκτήματα εφαρμογής της τεχνολογίας V2G:

Διαχείριση Ενέργειας: Η τεχνολογία V2G επιτρέπει στα ηλεκτρικά οχήματα να τροφοδοτούν με ηλεκτρική ενέργεια το δίκτυο, διευκολύνοντας την αμφίδρομη ροή ενέργειας. Αυτό βοηθά στην εξισορρόπηση των φορτίων του δικτύου, ενισχύοντας τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του δικτύου και μειώνοντας την εξάρτηση από ρυπογόνες πηγές ενέργειας, όπως η παραδοσιακή παραγωγή ενέργειας από άνθρακα. Αποθήκευση Ενέργειας: Τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να λειτουργήσουν ως μέρος κατανεμημένων συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, αποθηκεύοντας πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια και απελευθερώνοντάς την όταν απαιτείται. Αυτό βοηθά στην εξισορρόπηση των φορτίων του δικτύου και παρέχει πρόσθετη υποστήριξη ισχύος κατά τις περιόδους αιχμής. Παραγωγή Εσόδων: Μέσω της τεχνολογίας V2G, οι ιδιοκτήτες οχημάτων μπορούν να συνδέσουν τα ηλεκτρικά τους οχήματα στο δίκτυο, πουλώντας πίσω την ηλεκτρική ενέργεια και κερδίζοντας αντίστοιχο εισόδημα ή κίνητρα. Αυτό παρέχει μια πρόσθετη ροή εσόδων για τους ιδιοκτήτες ηλεκτρικών οχημάτων. Μειωμένες Εκπομπές Άνθρακα: Μειώνοντας την εξάρτηση από συμβατικές ρυπογόνες πηγές ενέργειας, τα ηλεκτρικά οχήματα με δυνατότητα V2G μπορούν να μειώσουν τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου, αποφέροντας θετικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Βελτιωμένη Ευελιξία Δικτύου: Η τεχνολογία V2G διευκολύνει τη δυναμική διαχείριση του δικτύου, βελτιώνοντας τη σταθερότητα και την αξιοπιστία. Επιτρέπει ευέλικτες προσαρμογές στην ισορροπία προσφοράς-ζήτησης του δικτύου με βάση τις συνθήκες πραγματικού χρόνου, ενισχύοντας έτσι την προσαρμοστικότητα και την λειτουργική αποδοτικότητα του δικτύου.