V2G-teknologia ja sen nykytila ​​kotimaassa ja ulkomailla

V2G-teknologia ja sen nykytila ​​kotimaassa ja ulkomailla

Mitä on V2G-teknologia?
V2G-teknologialla tarkoitetaan energian kaksisuuntaista siirtoa ajoneuvojen ja sähköverkon välillä. V2G, lyhenne sanoista ”Vehicle-to-Grid”, mahdollistaa sähköajoneuvojen latautumisen sähköverkon kautta ja samanaikaisesti varastoidun energian syöttämisen takaisin verkkoon. V2G-teknologian ensisijaisena tarkoituksena on parantaa sähköajoneuvojen päästöttömiä ajo-ominaisuuksia ja tarjota sähköverkolle virransyötön tukea ja säätöpalveluita.

V2G-teknologian avulla sähköajoneuvot voivat toimia energian varastointilaitteina, jotka syöttävät ylijäämäsähköä takaisin verkkoon muiden kuluttajien käytettäväksi. Verkkokuormituksen huippujaksoina V2G-teknologia mahdollistaa varastoidun ajoneuvoenergian vapauttamisen takaisin verkkoon, mikä auttaa kuormituksen tasapainottamisessa. Toisaalta, kun verkkokuormitus on alhainen, sähköajoneuvot voivat ottaa energiaa verkosta lataukseen. Sähköajoneuvot kuluttavat sähköä verkkokuormituksen ollessa alhainen ja vapauttavat sitä verkkokuormituksen ollessa korkea, jolloin ne ansaitsevat voittoa hintaerosta. Jos V2G toteutuu täysimääräisesti, jokaista sähköajoneuvoa voitaisiin pitää pienoisvirtalähteenä: kytkeminen pistorasiaan verkkokuormituksen ollessa alhainen varastoi automaattisesti energiaa, kun taas verkkokuormituksen ollessa korkea ajoneuvon akkuun varastoitu energia voidaan myydä takaisin verkkoon hintaeron ansaitsemiseksi.

V2G:n nykytila ​​Kiinassa Kiinalla on maailman suurin sähköajoneuvokanta, mikä tarjoaa valtavan markkinapotentiaalin ajoneuvojen ja sähköverkon (V2G) väliselle vuorovaikutukselle. Vuodesta 2020 lähtien osavaltio on ottanut käyttöön useita V2G-teknologian edistämiseen tähtääviä toimia, ja tunnetut instituutiot, kuten Tsinghuan yliopisto ja Zhejiangin yliopisto, ovat tehneet perusteellista tutkimusta. Kansallinen kehitys- ja uudistuskomissio sekä kansallinen energiahallinto julkaisivat 17. toukokuuta täytäntöönpanolausunnot latausinfrastruktuurin rakentamisen nopeuttamisesta uusien energialähteiden ajoneuvojen tukemiseksi paremmin maaseutualueilla ja maaseudun elvyttämisessä. Asiakirjassa ehdotetaan: tutkimuksen kannustamista keskeisistä teknologioista, kuten sähköajoneuvojen ja sähköverkon kaksisuuntaisesta vuorovaikutuksesta (V2G) sekä aurinkosähkön tuotannon, energian varastoinnin ja latauksen koordinoidusta ohjauksesta. Siinä tutkitaan myös integroidun latausinfrastruktuurin perustamista, joka tarjoaa aurinkosähkön tuotantoa, energian varastointia ja latausta maaseutualueilla, joilla latauspisteiden käyttöasteet ovat alhaiset. Ruuhka- ja hiljaisen sähkön hinnoittelupolitiikan toteuttaminen kannustaa käyttäjiä lataamaan ruuhka-aikojen ulkopuolella. Vuoteen 2030 mennessä kysyntä- (kapasiteetti-)maksuista luovutaan keskitetyiltä lataus- ja akkujenvaihtolaitoksilta, jotka toimivat kaksiosaisen tariffijärjestelmän mukaisesti. Verkkoyhtiöiden jakeluverkon rakentamisen investointien tehokkuutta koskevia rajoituksia lievennetään ja täysi talteenotto sisällytetään siirto- ja jakelutariffeihin. Sovellustapaus: Shanghaissa on kolme V2G-demonstraatioaluetta, joissa on mukana yli kymmenen sähköajoneuvoa, jotka purkavat noin 500 kWh kuukaudessa 0,8 jenin kuukausittaisella tuottoprosentilla. Vuonna 2022 Chongqing suoritti 48 tunnin täyden vasteen lataus-/purkusyklin sähköajoneuvolle, joka kulutti yhteensä 44 kWh. Lisäksi muut Kiinan alueet tutkivat aktiivisesti V2G-pilottihankkeita, kuten Pekingin Renji Buildingin V2G-demonstraatioprojektin ja Pekingin China Re Centren V2G-demonstraatioprojektin. Vuonna 2021 BYD aloitti viisivuotisen ohjelman, jonka tavoitteena on toimittaa Levo Mobility LLC:lle jopa 5 000 V2G-yhteensopivaa keskiraskasta ja raskasta täyssähköajoneuvoa. Euroopan ja Amerikan ulkomaiset V2G-maat ovat panostaneet erityisesti V2G-teknologiaan ja ottaneet käyttöön nimenomaisen poliittisen tuen jo varhaisessa vaiheessa. Delawaren yliopisto käynnisti jo vuonna 2012 eV2gSM-pilottihankkeen, jonka tavoitteena oli arvioida sähköajoneuvojen potentiaalia ja taloudellista arvoa PJM-verkkoon V2G-olosuhteissa tarjottavien taajuussäätöpalveluiden tarjoamisessa uusiutuvan energian luontaisen vaihtelevuuden lieventämiseksi. Jotta Delawaren yliopiston suhteellisen pienitehoiset sähköajoneuvot voisivat osallistua taajuussäätömarkkinoille, pilottihankkeessa alennettiin taajuussäätöpalvelujen tarjoajien vähimmäistehovaatimusta 500 kilowatista noin 100 kilowattiin. Vuonna 2014 Yhdysvaltain puolustusministeriön ja Kalifornian energiakomission tuella Los Angelesin lentotukikohdassa aloitettiin demonstraatioprojekti. Marraskuussa 2016 liittovaltion energia-alan sääntelykomissio (FERC) ehdotti sääntelymuutoksia energian varastointi- ja hajautettujen energiaresurssien (DER) integraattoreiden pääsyn helpottamiseksi sähkömarkkinoille. Kaiken kaikkiaan Yhdysvaltojen pilottihankkeiden validointi vaikuttaa suhteellisen kattavalta, ja täydentävät toimintamekanismit valmistunevat todennäköisesti seuraavan yhden tai kahden vuoden kuluessa, mikä vauhdittaa V2G:n merkittävää kaupallista toimintaa. Euroopan unionissa SEEV4-City-ohjelma käynnistyi vuonna 2016, ja siinä osoitettiin 5 miljoonaa euroa kuuden hankkeen tukemiseen viidessä maassa. Tämä aloite keskittyy mahdollistamaan mikroverkkojen uusiutuvan energian integroinnin V2H-, V2B- ja V2N-sovellusten kautta. Vuonna 2018 Yhdistyneen kuningaskunnan hallitus ilmoitti noin 30 miljoonan punnan rahoituksesta 21 V2G-hankkeelle. Rahoituksen tavoitteena on testata asiaankuuluvia teknologisia tutkimus- ja kehitystuloksia ja samalla tunnistaa markkinamahdollisuuksia tällaisille teknologioille.

V2G-teknologian laitteiden yhteensopivuuden tekniset vaikeudet ja haasteet:

Eri ajoneuvojen, akkujen ja sähköverkkojen yhteensopivuus on merkittävä haaste. Ajoneuvojen ja verkon välisten tiedonsiirtoprotokollien ja lataus-/purkausliitäntöjen korkea yhteensopivuus on välttämätöntä tehokkaan energiansiirron ja vuorovaikutuksen kannalta. Verkon sopeutumiskyky: Suuren määrän sähköajoneuvojen integrointi verkon energiavuorovaikutusjärjestelmiin voi aiheuttaa haasteita olemassa olevalle verkkoinfrastruktuurille. Ratkaistavia kysymyksiä ovat verkon kuormituksen hallinta, verkon luotettavuus ja vakaus sekä verkon joustavuus sähköautojen lataustarpeiden tyydyttämisessä. Tekniset haasteet: V2G-järjestelmien on voitettava useita teknisiä esteitä, kuten nopeat lataus- ja purkutekniikat, akkujen hallinnan ohjausjärjestelmät ja verkon yhteenliitäntätekniikat. Nämä haasteet vaativat jatkuvaa kokeilua, tutkimusta ja kehitystä. Ajoneuvojen akkujen hallinta: Sähköajoneuvoissa akku toimii kriittisenä energian varastointilaitteena. V2G-järjestelmissä akun hallinnan tarkka hallinta on olennaista, jotta verkon vaatimukset voidaan tasapainottaa akun pitkäikäisyyden kanssa. Lataus-/purkaustehokkuus ja -nopeus: Erittäin tehokkaiden lataus- ja purkuprosessien saavuttaminen on ratkaisevan tärkeää V2G-teknologian onnistuneelle soveltamiselle. Edistyneitä latausteknologioita on kehitettävä energiansiirron tehokkuuden ja nopeuden parantamiseksi ja samalla energiahäviöiden minimoimiseksi. Verkon vakaus: V2G-teknologiaan kuuluu sähköajoneuvojen integrointi osaksi verkkoa, mikä asettaa lisääntyneitä vaatimuksia verkon vakaudelle ja turvallisuudelle. Laajamittainen ajoneuvojen verkkoon integroinnista mahdollisesti aiheutuvat ongelmat on ratkaistava sähköjärjestelmän luotettavuuden ja vakauden varmistamiseksi. Markkinamekanismit: Myös V2G-järjestelmien kaupallinen malli ja markkinamekanismit asettavat haasteita. Sidosryhmien etujen tasapainottaminen, kohtuullisten tariffirakenteiden luominen ja käyttäjien osallistumisen kannustaminen V2G-energianvaihtoon edellyttävät huolellista harkintaa ja ratkaisuja.

V2G-teknologian sovellusedut:

Energianhallinta: V2G-teknologia mahdollistaa sähköajoneuvojen sähkön syöttämisen takaisin verkkoon, mikä helpottaa kaksisuuntaista energian virtausta. Tämä auttaa tasapainottamaan verkon kuormia, parantamaan verkon vakautta ja luotettavuutta sekä vähentämään riippuvuutta saastuttavista energialähteistä, kuten perinteisestä hiilivoimalasta. Energian varastointi: Sähköajoneuvot voivat toimia osana hajautettuja energian varastointijärjestelmiä, varastoida ylijäämäsähköä ja vapauttaa sitä tarvittaessa. Tämä auttaa tasapainottamaan verkon kuormia ja tarjoaa lisätukea huippuaikoina. Tulojen generointi: V2G-teknologian avulla ajoneuvojen omistajat voivat liittää sähköajoneuvonsa verkkoon, myydä sähköä takaisin ja ansaita vastaavia tuloja tai kannustimia. Tämä tarjoaa lisätulonlähteen sähköautojen omistajille. Hiilidioksidipäästöjen väheneminen: Vähentämällä riippuvuutta perinteisistä saastuttavista energialähteistä V2G-yhteensopivat sähköajoneuvot voivat vähentää hiilidioksidi- ja muita kasvihuonekaasupäästöjä, mikä tuottaa myönteisiä ympäristövaikutuksia. Parannettu verkon joustavuus: V2G-teknologia helpottaa dynaamista verkon hallintaa, parantaa vakautta ja luotettavuutta. Se mahdollistaa verkon kysynnän ja tarjonnan tasapainon joustavan mukauttamisen reaaliaikaisten olosuhteiden perusteella, mikä parantaa verkon sopeutumiskykyä ja toiminnan tehokkuutta.