V2G技術と国内外の現状

V2G技術と国内外の現状

V2Gテクノロジーとは何ですか?
V2G技術とは、車両と電力網の間で双方向に電力を伝送する技術です。V2G（Vehicle-to-Grid）は、電気自動車が電力網を介して充電すると同時に、蓄電した電力を電力網に送り返すことを可能にします。V2G技術の主な目的は、電気自動車のゼロエミッション走行能力を向上させ、電力網に電力供給サポートと調整サービスを提供することです。

V2G技術により、電気自動車はエネルギー貯蔵装置として機能し、余剰電力を系統に送り返して他の消費者が使用できるようにします。系統需要がピークとなる時間帯には、V2G技術により貯蔵された車両エネルギーを系統に放出し、負荷分散を支援します。逆に、系統需要が低い時間帯には、電気自動車は系統からエネルギーを引き出して充電できます。電気自動車は系統負荷が低い時間帯に電力を吸収し、系統負荷が高い時間帯に放出することで、価格差から利益を得ます。V2Gが完全に実現されれば、すべての電気自動車は小型のパワーバンクとみなすことができます。系統負荷が低いときにプラグを差し込むだけで自動的にエネルギーを貯蔵し、系統負荷が高いときには、車両のパワーバッテリーに貯蔵されたエネルギーを系統に売却して価格差を得ることができます。

中国におけるV2Gの現状 中国は世界最大の電気自動車保有台数を有しており、車両対送電網（V2G）連携の市場ポテンシャルは計り知れない。2020年以降、政府はV2G技術を推進するための複数の政策を導入しており、清華大学や浙江大学などの著名な研究機関が徹底的な研究を行っている。5月17日、国家発展改革委員会と国家エネルギー局は「農村部での新エネルギー車の支援と農村振興を目的とした充電インフラ建設の加速に関する実施意見」を発表した。この文書では、電気自動車と送電網の双方向連携（V2G）や太陽光発電、蓄電、充電の協調制御などの主要技術の研究を奨励することを提案している。また、充電スタンドの利用率が低い農村部において、太陽光発電、蓄電、充電を提供する統合充電インフラの構築も検討している。ピーク・オフピーク電力料金政策の実施は、ユーザーがオフピーク時に充電するよう促すことになる。 2030年までに、2部構成の料金システムで運営される集中充電・バッテリー交換施設に対する需要（容量）料金を免除する。送電網建設投資効率に関する系統企業の制約を緩和し、送配電料金に全額回収を組み込む。応用事例：上海には10台以上のEVを含む3つのV2G実証ゾーンがあり、1kWhあたり0.8円の収益率で毎月約500kWhを放電している。2022年には重慶がEVの48時間フルレスポンス充放電サイクルを完了し、累計44kWhを吸収した。さらに、中国国内の他の地域でも、北京仁済ビルV2G実証プロジェクトや北京中国再エネルギーセンターV2G実証プロジェクトなど、V2Gのパイロットイニシアチブを積極的に検討している。2021年、BYDはLevo Mobility LLCに最大5,000台のV2G対応中型・大型純電気自動車を納入する5カ年プログラムを開始した。海外のV2Gの状況 欧米諸国はV2G技術に特に重点を置いており、早い段階で明確な政策支援を導入している。早くも2012年には、デラウェア大学がeV2gSMパイロットプロジェクトを開始した。このプロジェクトは、再生可能エネルギー電力の固有の間欠性を緩和するために、V2G条件下でPJMグリッドに周波数調整サービスを提供する電気自動車の潜在的価値と経済的価値を評価することを目的としていた。デラウェア大学の比較的低電力の電気自動車が周波数調整市場に参加できるように、このパイロットでは、周波数調整サービスプロバイダーの最小電力要件を500キロワットから約100キロワットに引き下げた。2014年には、米国国防総省とカリフォルニア州エネルギー委員会の支援を受けて、ロサンゼルス空軍基地で実証プロジェクトが開始された。2016年11月、連邦エネルギー規制委員会（FERC）は、エネルギー貯蔵および分散型エネルギーリソース（DER）インテグレーターの電力市場への参入を促進するための規制改正を提案した。全体として、米国のパイロット検証は比較的包括的であり、今後1～2年以内に補完的な政策メカニズムが最終決定される見込みで、V2Gは本格的な商業運用へと進むだろう。欧州連合（EU）では、2016年にSEEV4-Cityプログラムが開始され、5カ国6件のプロジェクトに500万ユーロが充当された。この取り組みは、V2H、V2B、V2Nアプリケーションを通じてマイクログリッドが再生可能エネルギーを統合できるようにすることに重点が置かれている。英国政府は2018年、21件のV2Gプロジェクトに約3,000万ポンドの資金提供を発表した。この資金提供は、関連する技術研究開発の成果を検証すると同時に、これらの技術の市場機会を特定することを目的としている。

V2Gテクノロジーデバイスの互換性に関する技術的な難しさと課題:

異なる車両、バッテリー、電力網間の互換性は大きな課題です。車両と電力網間の通信プロトコルと充放電インターフェースの高い互換性を確保することは、効果的なエネルギー伝送と相互作用に不可欠です。電力網への適応性：多数の電気自動車を電力網エネルギー相互作用システムに統合すると、既存の電力網インフラに課題が生じる可能性があります。解決すべき課題には、電力網の負荷管理、電力網の信頼性と安定性、EV充電需要への対応における電力網の柔軟性などがあります。技術的な課題：V2Gシステムは、急速充放電技術、バッテリー管理制御システム、電力網相互接続技術など、複数の技術的ハードルを克服する必要があります。これらの課題を解決するには、継続的な実験と研究開発が必要です。車両のバッテリー管理：電気自動車にとって、バッテリーは重要なエネルギー貯蔵装置です。V2Gシステムでは、電力網の需要とバッテリー寿命のバランスをとるために、バッテリー管理を正確に制御することが不可欠です。充放電効率と速度：V2G技術を成功させるには、高効率の充放電プロセスを実現することが不可欠です。エネルギー損失を最小限に抑えながら、エネルギー伝送効率と速度を向上させる高度な充電技術の開発が不可欠です。系統安定性：V2G技術は電気自動車を系統の一部として統合することを伴うため、系統の安定性とセキュリティに対する要求が高まります。電力システムの信頼性と安定性を確保するためには、大規模な車両系統統合に伴う潜在的な問題に対処する必要があります。市場メカニズム：V2Gシステムの商業モデルと市場メカニズムにも課題が存在します。利害関係者の利益のバランスを取り、合理的な料金体系を確立し、V2Gエネルギー取引へのユーザー参加を促進するためには、慎重な検討と解決策が必要です。

V2Gテクノロジーのアプリケーションの利点:

エネルギー管理：V2Gテクノロジーにより、電気自動車は電力網に電気を戻し、双方向のエネルギーフローを実現できます。これにより、電力網の負荷分散、電力網の安定性と信頼性の向上、従来の石炭火力発電などの環境を汚染するエネルギー源への依存軽減に役立ちます。 エネルギー貯蔵：電気自動車は分散型エネルギー貯蔵システムの一部として機能し、余剰電力を貯蔵し、必要に応じて放出します。これにより、電力網の負荷分散が図られ、ピーク時に追加の電力サポートが提供されます。 収益の創出：V2Gテクノロジーを通じて、車両所有者は電気自動車を電力網に接続し、電気を売却して、それに応じた収入やインセンティブを得ることができます。これにより、EV所有者に追加の収入源が生まれます。 炭素排出量の削減：従来の環境を汚染するエネルギー源への依存を減らすことで、V2G対応の電気自動車は二酸化炭素やその他の温室効果ガスの排出量を削減し、環境にプラスの影響をもたらします。 電力網の柔軟性の向上：V2Gテクノロジーは動的な電力網管理を容易にし、安定性と信頼性を向上させます。リアルタイムの状況に基づいて電力網の需給バランスを柔軟に調整できるため、電力網の適応性と運用効率が向上します。