טכנולוגיית V2G ומעמדה הנוכחי בארץ ובחו"ל

טכנולוגיית V2G ומעמדה הנוכחי בארץ ובחו"ל

מהי טכנולוגיית V2G?
טכנולוגיית V2G מתייחסת להעברה דו-כיוונית של אנרגיה בין כלי רכב לרשת החשמל. V2G, קיצור של "Vehicle-to-Grid", מאפשרת לרכבים חשמליים להיטען דרך רשת החשמל ובמקביל להזנת אנרגיה מאוחסנת בחזרה לרשת. המטרה העיקרית של טכנולוגיית V2G היא לשפר את יכולות הנהיגה ללא פליטות של כלי רכב חשמליים ולספק שירותי תמיכה ואספקת חשמל לרשת החשמל.

באמצעות טכנולוגיית V2G, כלי רכב חשמליים יכולים לתפקד כאמצעי אחסון אנרגיה, ולהזמין עודפי חשמל בחזרה לרשת החשמל לשימוש צרכנים אחרים. בתקופות שיא של ביקוש לרשת, טכנולוגיית V2G מאפשרת שחרור של אנרגיה מאוחסנת של כלי רכב בחזרה לרשת, מה שמסייע באיזון עומסים. לעומת זאת, בתקופות של ביקוש נמוך לרשת, כלי רכב חשמליים יכולים למשוך אנרגיה מהרשת לצורך טעינה. כלי רכב חשמליים סופגים חשמל בתקופות של עומס נמוך על הרשת ומשחררים אותו בתקופות של עומס גבוה על הרשת, ובכך להרוויח מהפרש המחירים. אם V2G יתממש במלואו, ניתן יהיה להתייחס לכל רכב חשמלי כסוללת חשמל מיניאטורית: חיבור לחשמל במהלך עומס נמוך על הרשת אוגר אוטומטית אנרגיה, בעוד שבמהלך עומס גבוה על הרשת, ניתן למכור את האנרגיה המאוחסנת בסוללת הרכב בחזרה לרשת כדי להרוויח את הפרש המחיר.

הסטטוס הנוכחי של V2G בסין לסין יש את צי הרכבים החשמליים הגדול בעולם, המציג פוטנציאל שוק עצום לאינטראקציה בין רכב לרשת (V2G). מאז 2020, המדינה הציגה מספר מדיניות לקידום טכנולוגיית V2G, כאשר מוסדות ידועים כמו אוניברסיטת צינגהואה ואוניברסיטת ג'ג'יאנג עורכים מחקר מעמיק. ב-17 במאי, פרסמו הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה ומנהל האנרגיה הלאומי את חוות הדעת ליישום בנושא האצת בניית תשתית טעינה לתמיכה טובה יותר ברכבי אנרגיה חדשים באזורים כפריים ובהתחדשות הכפרית. המסמך מציע: לעודד מחקר בטכנולוגיות מפתח כגון אינטראקציה דו-כיוונית בין כלי רכב חשמליים לרשת (V2G) ובקרה מתואמת של ייצור חשמל פוטו-וולטאי, אגירת אנרגיה וטעינה. הוא בוחן גם הקמת תשתית טעינה משולבת המספקת ייצור חשמל פוטו-וולטאי, אגירת אנרגיה וטעינה באזורים כפריים שבהם שיעורי ניצול ערימת הטעינה נמוכים. יישום מדיניות תמחור חשמל בשעות שיא-שפל ייתן תמריץ למשתמשים לטעון בשעות השפל. עד שנת 2030, חיובים עבור ביקוש (קיבולת) יובטלו עבור מתקני טעינה והחלפת סוללות מרכזיים הפועלים במסגרת מערכת תעריפים דו-חלקית. המגבלות על יעילות ההשקעה בבניית רשתות חלוקה עבור מפעלי רשת יוקלו, כאשר התאוששות מלאה תשולב בתעריפי ההולכה והחלוקה. מקרה יישום: שנגחאי מארחת שלושה אזורי הדגמה של V2G הכוללים למעלה מעשרה כלי רכב חשמליים, הפורקים כ-500 קוט"ש לחודש בשיעור הכנסה של 0.8 ין לקוט"ש. בשנת 2022, צ'ונגצ'ינג השלימה מחזור טעינה/פריקה בתגובה מלאה של 48 שעות עבור רכב חשמלי, הסופג 44 קוט"ש במצטבר. בנוסף, אזורים אחרים בסין בוחנים באופן פעיל יוזמות פיילוט של V2G, כגון פרויקט ההדגמה של בניין רנג'י בניין בייג'ינג ופרויקט ההדגמה של מרכז החידושים של סין בייג'ינג. בשנת 2021, BYD החלה בתוכנית בת חמש שנים לאספקת עד 5,000 כלי רכב חשמליים בינוניים וכבדים התומכים ב-V2G לחברת Levo Mobility LLC. מדינות באירופה ובאמריקה שמו דגש מיוחד על טכנולוגיית V2G, והציגו תמיכה מדיניות מפורשת בשלב מוקדם. כבר בשנת 2012, אוניברסיטת דלאוור השיקה את פרויקט הפיילוט eV2gSM, שמטרתו להעריך את הפוטנציאל והערך הכלכלי של כלי רכב חשמליים המספקים שירותי ויסות תדר לרשת PJM בתנאי V2G כדי למתן את הסתעפות הטבועה באנרגיה מתחדשת. כדי לאפשר לרכבים החשמליים בעלי הספק נמוך יחסית של אוניברסיטת דלאוור להשתתף בשוק ויסות התדרים, הפיילוט הוריד את דרישת ההספק המינימלית עבור ספקי שירותי ויסות תדרים מ-500 קילוואט לכ-100 קילוואט. בשנת 2014, בתמיכת משרד ההגנה האמריקאי וועדת האנרגיה של קליפורניה, החל פרויקט הדגמה בבסיס חיל האוויר של לוס אנג'לס. בנובמבר 2016, הוועדה הפדרלית לרגולציה של האנרגיה (FERC) הציעה תיקונים רגולטוריים כדי להקל על כניסתם של אינטגרטורים של אגירת אנרגיה ומשאבי אנרגיה מבוזרים (DER) לשווקי החשמל. בסך הכל, אימות הפיילוט בארה"ב נראה מקיף יחסית, עם מנגנוני מדיניות משלימים שצפויים להסתיים תוך שנה-שנתיים הקרובות, ובכך להניע את V2G לפעילות מסחרית ממשית. באיחוד האירופי, תוכנית SEEV4-City החלה בשנת 2016, והקצתה 5 מיליון אירו לתמיכה בשישה פרויקטים בחמש מדינות. יוזמה זו מתמקדת במתן אפשרות למיקרו-רשתות לשלב אנרגיה מתחדשת באמצעות יישומי V2H, V2B ו-V2N. בשנת 2018, ממשלת בריטניה הודיעה על מימון של כ-30 מיליון ליש"ט עבור 21 פרויקטים של V2G. מימון זה נועד לבחון תוצאות מו"פ טכנולוגיות רלוונטיות, תוך זיהוי הזדמנויות שוק עבור טכנולוגיות כאלה.

קשיים טכניים ואתגרים של תאימות מכשירים בטכנולוגיית V2G:

תאימות בין כלי רכב, סוללות ורשתות חשמל שונות מציבה אתגר משמעותי. הבטחת תאימות גבוהה בפרוטוקולי תקשורת ובממשקי טעינה/פריקה בין כלי רכב לרשת חיונית להעברת אנרגיה ואינטראקציה יעילה. הסתגלות לרשת: שילוב מספר רב של כלי רכב חשמליים במערכות אינטראקציה אנרגטית של הרשת עשוי להוות אתגרים לתשתית הרשת הקיימת. סוגיות הדורשות פתרון כוללות ניהול עומס הרשת, אמינות ויציבות הרשת וגמישות הרשת בהתחשב בדרישות טעינת רכבים חשמליים. אתגרים טכניים: מערכות V2G חייבות להתגבר על מכשולים טכניים מרובים, כגון טכנולוגיות טעינה ופריקה מהירות, מערכות בקרת ניהול סוללות וטכניקות חיבור לרשת. אתגרים אלה דורשים ניסויים, מחקר ופיתוח מתמשכים. ניהול סוללות רכב: עבור כלי רכב חשמליים, הסוללה משמשת כהתקן אחסון אנרגיה קריטי. במסגרת מערכות V2G, שליטה מדויקת על ניהול הסוללה חיונית כדי לאזן בין דרישות הרשת לבין שיקולים לאורך זמן הסוללה. יעילות ומהירות טעינה/פריקה: השגת תהליכי טעינה ופריקה יעילים ביותר היא קריטית ליישום מוצלח של טכנולוגיית V2G. יש לפתח טכנולוגיות טעינה מתקדמות כדי לשפר את יעילות ומהירות העברת האנרגיה תוך מזעור הפסדי אנרגיה. יציבות רשת: טכנולוגיית V2G כרוכה בשילוב כלי רכב חשמליים כחלק מהרשת, דבר המטיל דרישות מוגברות ליציבות ואבטחת הרשת. יש לטפל בבעיות פוטנציאליות הנובעות משילוב רשת כלי רכב בקנה מידה גדול על מנת להבטיח את אמינותה ויציבותה של מערכת החשמל. מנגנוני שוק: המודל המסחרי ומנגנוני השוק עבור מערכות V2G מציבים גם הם אתגרים. נדרשים שיקול דעת ופתרון מדוקדקים לאיזון האינטרסים של בעלי העניין, קביעת מבני תעריפים סבירים ותמריצים של השתתפות משתמשים בחילופי אנרגיה V2G.

יתרונות היישום של טכנולוגיית V2G:

ניהול אנרגיה: טכנולוגיית V2G מאפשרת לרכבים חשמליים להזין חשמל בחזרה לרשת, ומאפשרת זרימת אנרגיה דו-כיוונית. זה מסייע באיזון עומסי הרשת, בשיפור יציבות ואמינות הרשת, ובצמצום התלות במקורות אנרגיה מזהמים כמו ייצור חשמל מסורתי המופעלים על ידי פחם. אחסון אנרגיה: כלי רכב חשמליים יכולים לתפקד כחלק ממערכות אחסון אנרגיה מבוזרות, לאגור עודפי חשמל ולשחרר אותם בעת הצורך. זה מסייע באיזון עומסי הרשת ומספק תמיכה נוספת בחשמל בתקופות שיא. יצירת הכנסות: באמצעות טכנולוגיית V2G, בעלי רכבים יכולים לחבר את כלי הרכב החשמליים שלהם לרשת, למכור חשמל בחזרה ולהרוויח הכנסה או תמריצים תואמים. זה מספק זרם הכנסה נוסף לבעלי רכבים חשמליים. פליטות פחמן מופחתות: על ידי צמצום התלות במקורות אנרגיה מזהמים קונבנציונליים, כלי רכב חשמליים התומכים ב-V2G יכולים להפחית את פליטות הפחמן הדו-חמצני וגזי חממה אחרים, ולהניב השפעות סביבתיות חיוביות. גמישות משופרת ברשת: טכנולוגיית V2G מאפשרת ניהול דינמי של הרשת, משפרת את היציבות והאמינות. היא מאפשרת התאמות גמישות לאיזון ההיצע-ביקוש של הרשת על סמך תנאים בזמן אמת, ובכך משפרת את יכולת ההסתגלות והיעילות התפעולית של הרשת.