La tecnología V2G y su estado actual a nivel nacional e internacional.

La tecnología V2G y su estado actual a nivel nacional e internacional.

¿Qué es la tecnología V2G?
La tecnología V2G se refiere a la transmisión bidireccional de energía entre vehículos y la red eléctrica. V2G, acrónimo de «Vehicle-to-Grid» (Vehículo a Red), permite que los vehículos eléctricos se carguen a través de la red eléctrica, a la vez que inyectan la energía almacenada a la misma. El objetivo principal de la tecnología V2G es potenciar la conducción sin emisiones de los vehículos eléctricos y proporcionar servicios de regulación y suministro eléctrico a la red.

Mediante la tecnología V2G, los vehículos eléctricos pueden funcionar como dispositivos de almacenamiento de energía, inyectando el excedente a la red eléctrica para que otros consumidores lo utilicen. Durante los periodos de máxima demanda, la tecnología V2G permite liberar la energía almacenada en los vehículos y devolverla a la red, contribuyendo así al equilibrio de carga. Por el contrario, durante los periodos de baja demanda, los vehículos eléctricos pueden obtener energía de la red para recargarse. Los vehículos eléctricos absorben electricidad durante los periodos de baja demanda y la liberan durante los de alta demanda, obteniendo así beneficios de la diferencia de precio. Si la tecnología V2G se implementa por completo, cada vehículo eléctrico podría considerarse una batería portátil en miniatura: al conectarse durante los periodos de baja demanda, se almacena energía automáticamente, mientras que durante los periodos de alta demanda, la energía almacenada en la batería del vehículo puede venderse a la red para obtener la diferencia de precio.

Situación actual de la tecnología V2G en China. China posee la mayor flota de vehículos eléctricos del mundo, lo que representa un inmenso potencial de mercado para la interacción vehículo-red (V2G). Desde 2020, el gobierno ha implementado diversas políticas para impulsar la tecnología V2G, con instituciones de renombre como la Universidad de Tsinghua y la Universidad de Zhejiang llevando a cabo investigaciones exhaustivas. El 17 de mayo, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma y la Administración Nacional de Energía publicaron las Directrices de Implementación sobre la Aceleración de la Construcción de Infraestructura de Carga para un Mejor Apoyo a los Vehículos de Nuevas Energías en Zonas Rurales y la Revitalización Rural. El documento propone: fomentar la investigación en tecnologías clave como la interacción bidireccional entre vehículos eléctricos y la red (V2G) y el control coordinado de la generación de energía fotovoltaica, el almacenamiento de energía y la carga. También explora el establecimiento de una infraestructura de carga integrada que proporcione generación de energía fotovoltaica, almacenamiento de energía y carga en zonas rurales donde las tasas de utilización de los puntos de recarga son bajas. La implementación de políticas de tarificación eléctrica con diferencias en las horas punta y valle incentivará a los usuarios a cargar durante las horas valle. Para 2030, se eliminarán los cargos por demanda (capacidad) para las instalaciones centralizadas de carga e intercambio de baterías que operen bajo un sistema tarifario binario. Se flexibilizarán las restricciones a la eficiencia de la inversión en la construcción de redes de distribución para las empresas de la red, incorporando la recuperación total en las tarifas de transmisión y distribución. Caso práctico: Shanghái alberga tres zonas de demostración de V2G con más de diez vehículos eléctricos, que descargan aproximadamente 500 kWh mensuales a una tarifa de 0,8 yenes por kWh. En 2022, Chongqing completó un ciclo de carga/descarga de respuesta completa de 48 horas para un vehículo eléctrico, absorbiendo un total de 44 kWh. Además, otras regiones de China están explorando activamente iniciativas piloto de V2G, como el proyecto de demostración de V2G del Edificio Renji de Pekín y el proyecto de demostración de V2G del Centro China Re de Pekín. En 2021, BYD inició un programa quinquenal para entregar hasta 5000 vehículos eléctricos puros medianos y pesados ​​con tecnología V2G a Levo Mobility LLC. Panorama internacional de la tecnología V2G: Países de Europa y América han dado especial importancia a la tecnología V2G, brindando apoyo político explícito desde sus inicios. Ya en 2012, la Universidad de Delaware lanzó el proyecto piloto eV2gSM, cuyo objetivo era evaluar el potencial y la rentabilidad de los vehículos eléctricos que prestan servicios de regulación de frecuencia a la red PJM en condiciones V2G para mitigar la intermitencia inherente a la energía renovable. Para permitir que los vehículos eléctricos de la Universidad de Delaware, de potencia relativamente baja, participaran en el mercado de regulación de frecuencia, el proyecto piloto redujo el requisito mínimo de potencia para los proveedores de servicios de regulación de frecuencia de 500 kilovatios a aproximadamente 100 kilovatios. En 2014, con el apoyo del Departamento de Defensa de EE. UU. y la Comisión de Energía de California, se inició un proyecto de demostración en la Base de la Fuerza Aérea de Los Ángeles. En noviembre de 2016, la Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) propuso modificaciones regulatorias para facilitar la entrada de integradores de almacenamiento de energía y recursos energéticos distribuidos (RED) en los mercados eléctricos. En general, la validación piloto en EE. UU. parece bastante exhaustiva, y es probable que los mecanismos políticos complementarios se finalicen en los próximos uno o dos años, lo que impulsará la tecnología V2G hacia una operación comercial sustancial. En la Unión Europea, el programa SEEV4-City se puso en marcha en 2016, con una asignación de 5 millones de euros para apoyar seis proyectos en cinco países. Esta iniciativa se centra en permitir que las microrredes integren energías renovables mediante aplicaciones V2H, V2B y V2N. En 2018, el gobierno del Reino Unido anunció una financiación de aproximadamente 30 millones de libras esterlinas para 21 proyectos V2G. Esta financiación tiene como objetivo probar los resultados relevantes de la I+D tecnológica e identificar simultáneamente oportunidades de mercado para dichas tecnologías.

Dificultades y desafíos técnicos de la compatibilidad de dispositivos con tecnología V2G:

La compatibilidad entre diferentes vehículos, baterías y redes eléctricas representa un desafío importante. Garantizar una alta compatibilidad en los protocolos de comunicación y las interfaces de carga/descarga entre los vehículos y la red es esencial para una transferencia e interacción de energía efectivas. Adaptabilidad de la red: Integrar un gran número de vehículos eléctricos en los sistemas de interacción energética de la red puede plantear desafíos para la infraestructura de red existente. Entre los problemas que requieren solución se incluyen la gestión de la carga de la red, su fiabilidad y estabilidad, y su flexibilidad para adaptarse a las demandas de carga de los vehículos eléctricos. Desafíos técnicos: Los sistemas V2G deben superar múltiples obstáculos técnicos, como las tecnologías de carga y descarga rápidas, los sistemas de control de gestión de baterías y las técnicas de interconexión a la red. Estos desafíos exigen experimentación, investigación y desarrollo continuos. Gestión de la batería del vehículo: Para los vehículos eléctricos, la batería funciona como un dispositivo de almacenamiento de energía crítico. Dentro de los sistemas V2G, un control preciso de la gestión de la batería es esencial para equilibrar las demandas de la red con la vida útil de la batería. Eficiencia y velocidad de carga/descarga: Lograr procesos de carga y descarga altamente eficientes es crucial para la aplicación exitosa de la tecnología V2G. Es necesario desarrollar tecnologías de carga avanzadas para mejorar la eficiencia y la velocidad de la transferencia de energía, minimizando las pérdidas. Estabilidad de la red: La tecnología V2G implica la integración de vehículos eléctricos a la red, lo que exige mayor estabilidad y seguridad. Deben abordarse los posibles problemas derivados de la integración a gran escala de vehículos a la red para garantizar la fiabilidad y la estabilidad del sistema eléctrico. Mecanismos de mercado: El modelo comercial y los mecanismos de mercado de los sistemas V2G también presentan desafíos. Se requiere una cuidadosa consideración y resolución para equilibrar los intereses de las partes interesadas, establecer estructuras tarifarias razonables e incentivar la participación de los usuarios en el intercambio de energía V2G.

Ventajas de la tecnología V2G en sus aplicaciones:

Gestión de la energía: La tecnología V2G permite que los vehículos eléctricos inyecten electricidad a la red, facilitando el flujo bidireccional de energía. Esto ayuda a equilibrar la carga de la red, mejorando su estabilidad y fiabilidad, y reduciendo la dependencia de fuentes de energía contaminantes como la generación de energía tradicional a base de carbón. Almacenamiento de energía: Los vehículos eléctricos pueden funcionar como parte de sistemas de almacenamiento de energía distribuida, almacenando el excedente de electricidad y liberándolo cuando sea necesario. Esto ayuda a equilibrar la carga de la red y proporciona un suministro de energía adicional durante los períodos de máxima demanda. Generación de ingresos: Mediante la tecnología V2G, los propietarios de vehículos eléctricos pueden conectar sus vehículos a la red, vendiendo la electricidad generada y obteniendo los ingresos o incentivos correspondientes. Esto proporciona una fuente de ingresos adicional para los propietarios de vehículos eléctricos. Reducción de emisiones de carbono: Al disminuir la dependencia de las fuentes de energía contaminantes convencionales, los vehículos eléctricos con tecnología V2G pueden reducir las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, generando impactos ambientales positivos. Mayor flexibilidad de la red: La tecnología V2G facilita la gestión dinámica de la red, mejorando su estabilidad y fiabilidad. Permite realizar ajustes flexibles al equilibrio entre la oferta y la demanda de la red eléctrica en función de las condiciones en tiempo real, lo que aumenta la adaptabilidad y la eficiencia operativa de la red.