V2G-technologie en de huidige status ervan in binnen- en buitenland

V2G-technologie en de huidige status ervan in binnen- en buitenland

Wat is V2G-technologie?
V2G-technologie verwijst naar de bidirectionele energieoverdracht tussen voertuigen en het elektriciteitsnet. V2G, een afkorting voor "Vehicle-to-Grid", stelt elektrische voertuigen in staat om via het elektriciteitsnet op te laden en tegelijkertijd opgeslagen energie terug te leveren aan het net. Het primaire doel van V2G-technologie is om de emissievrije rijmogelijkheden van elektrische voertuigen te verbeteren en de stroomvoorziening en -regeling van het elektriciteitsnet te ondersteunen.

Dankzij V2G-technologie kunnen elektrische voertuigen functioneren als energieopslagapparaten, waarbij overtollige elektriciteit wordt teruggeleverd aan het net voor gebruik door andere consumenten. Tijdens piekmomenten van de netvraag maakt V2G-technologie het mogelijk om opgeslagen voertuigenergie terug te leveren aan het net, wat bijdraagt ​​aan load balancing. Omgekeerd kunnen elektrische voertuigen tijdens periodes van lage netvraag energie uit het net halen om op te laden. Elektrische voertuigen absorberen elektriciteit tijdens periodes met een lage netbelasting en geven deze weer af tijdens periodes met een hoge netbelasting, waardoor ze winst maken op het prijsverschil. Als V2G volledig wordt gerealiseerd, zou elk elektrisch voertuig kunnen worden beschouwd als een mini-powerbank: bij lage netbelasting wordt automatisch energie opgeslagen, terwijl bij hoge netbelasting de in de accu van het voertuig opgeslagen energie kan worden teruggeleverd aan het net om het prijsverschil te verdienen.

Huidige status van V2G in China China beschikt over 's werelds grootste vloot elektrische voertuigen, wat een enorm marktpotentieel biedt voor voertuig-naar-net (V2G)-interactie. Sinds 2020 heeft de staat meerdere beleidsmaatregelen ingevoerd om V2G-technologie te bevorderen, waarbij gerenommeerde instellingen zoals Tsinghua University en Zhejiang University diepgaand onderzoek doen. Op 17 mei publiceerden de Nationale Commissie voor Ontwikkeling en Hervorming en de Nationale Energieadministratie de Implementatieadviezen over het versnellen van de bouw van laadinfrastructuur ter betere ondersteuning van nieuwe energievoertuigen in landelijke gebieden en plattelandsrevitalisering. Het document stelt voor: onderzoek te stimuleren naar sleuteltechnologieën zoals bidirectionele interactie tussen elektrische voertuigen en het net (V2G) en gecoördineerde besturing van fotovoltaïsche energieopwekking, energieopslag en opladen. Het onderzoekt ook de ontwikkeling van geïntegreerde laadinfrastructuur die fotovoltaïsche energieopwekking, energieopslag en opladen biedt in landelijke gebieden waar de benuttingsgraad van laadpalen laag is. De implementatie van piek-daltariefbeleid voor elektriciteit zal gebruikers stimuleren om buiten de piekuren te laden. Tegen 2030 worden vraag- (capaciteits-)kosten kwijtgescholden voor gecentraliseerde laad- en batterijwisselfaciliteiten die opereren volgens een tweedelig tariefsysteem. Beperkingen op de efficiëntie van investeringen in de aanleg van distributienetwerken voor netbeheerders worden versoepeld, waarbij volledige terugverdientijd wordt opgenomen in de transmissie- en distributietarieven. Toepassingsvoorbeeld: Shanghai herbergt drie V2G-demonstratiezones met meer dan tien elektrische voertuigen, die maandelijks ongeveer 500 kWh verbruiken tegen een omzet van ¥ 0,8 per kWh. In 2022 voltooide Chongqing een 48-uur durende volledige laad-/ontlaadcyclus voor een elektrische auto, waarbij cumulatief 44 kWh werd verbruikt. Daarnaast onderzoeken andere regio's in China actief V2G-pilotinitiatieven, zoals het Beijing Renji Building V2G-demonstratieproject en het Beijing China Re Centre V2G-demonstratieproject. In 2021 startte BYD een vijfjarig programma om maximaal 5.000 V2G-geschikte middelzware en zware, volledig elektrische voertuigen te leveren aan Levo Mobility LLC. V2G-landschap in het buitenland. Landen in Europa en Amerika hebben bijzondere nadruk gelegd op V2G-technologie en al in een vroeg stadium expliciete beleidsondersteuning geïntroduceerd. Al in 2012 lanceerde de Universiteit van Delaware het pilotproject eV2gSM, gericht op het evalueren van het potentieel en de economische waarde van elektrische voertuigen die frequentieregelingsdiensten leveren aan het PJM-net onder V2G-omstandigheden om de inherente intermitterende werking van hernieuwbare energie te beperken. Om de relatief energiezuinige elektrische voertuigen van de Universiteit van Delaware in staat te stellen deel te nemen aan de markt voor frequentieregeling, verlaagde het pilotproject de minimale vermogensvereiste voor aanbieders van frequentieregelingsdiensten van 500 kilowatt naar ongeveer 100 kilowatt. In 2014 ging, met steun van het Amerikaanse Ministerie van Defensie en de California Energy Commission, een demonstratieproject van start op de luchtmachtbasis Los Angeles. In november 2016 stelde de Federal Energy Regulatory Commission (FERC) wetswijzigingen voor om de toetreding van energieopslag en integratoren van gedistribueerde energiebronnen (DER) tot de elektriciteitsmarkt te vergemakkelijken. Over het geheel genomen lijkt de pilotvalidatie in de VS relatief uitgebreid, met aanvullende beleidsmechanismen die waarschijnlijk binnen de komende één tot twee jaar zullen worden afgerond, waardoor V2G daadwerkelijk commercieel operationeel zal worden. In de Europese Unie ging in 2016 het SEEV4-City-programma van start, met een toewijzing van € 5 miljoen ter ondersteuning van zes projecten in vijf landen. Dit initiatief richt zich op het mogelijk maken voor microgrids om hernieuwbare energie te integreren via V2H-, V2B- en V2N-toepassingen. In 2018 kondigde de Britse overheid een financiering aan van ongeveer £ 30 miljoen voor 21 V2G-projecten. Deze financiering is bedoeld om relevante technologische R&D-resultaten te testen en tegelijkertijd marktkansen voor dergelijke technologieën te identificeren.

Technische problemen en uitdagingen van de compatibiliteit van V2G-technologieapparaten:

Compatibiliteit tussen verschillende voertuigen, accu's en elektriciteitsnetten vormt een aanzienlijke uitdaging. Het waarborgen van een hoge compatibiliteit in communicatieprotocollen en laad-/ontlaadinterfaces tussen voertuigen en het net is essentieel voor effectieve energieoverdracht en -interactie. Aanpasbaarheid van het net: De integratie van een groot aantal elektrische voertuigen in systemen voor energie-interactie met het net kan uitdagingen opleveren voor de bestaande netinfrastructuur. Problemen die moeten worden opgelost, zijn onder andere het beheer van de netbelasting, de betrouwbaarheid en stabiliteit van het net, en de flexibiliteit van het net om te voldoen aan de vraag naar elektrisch rijden. Technische uitdagingen: V2G-systemen moeten meerdere technische obstakels overwinnen, zoals snelle laad- en ontlaadtechnologieën, batterijbeheersystemen en technieken voor netinterconnectie. Deze uitdagingen vereisen continu experimenteren en onderzoek en ontwikkeling. Beheer van voertuigaccu's: Voor elektrische voertuigen fungeert de accu als een kritisch energieopslagapparaat. Binnen V2G-systemen is nauwkeurige controle over het accubeheer essentieel om de vraag naar het net in evenwicht te brengen met de levensduur van de accu. Efficiëntie en snelheid van laden/ontladen: Het bereiken van zeer efficiënte laad- en ontlaadprocessen is cruciaal voor de succesvolle toepassing van V2G-technologie. Geavanceerde laadtechnologieën moeten worden ontwikkeld om de efficiëntie en snelheid van energieoverdracht te verbeteren en tegelijkertijd energieverliezen te minimaliseren. Netstabiliteit: V2G-technologie omvat de integratie van elektrische voertuigen in het net, wat hogere eisen stelt aan de stabiliteit en beveiliging van het net. Mogelijke problemen die voortvloeien uit grootschalige integratie van voertuigen in het net moeten worden aangepakt om de betrouwbaarheid en stabiliteit van het elektriciteitssysteem te waarborgen. Marktmechanismen: Het commerciële model en de marktmechanismen voor V2G-systemen brengen ook uitdagingen met zich mee. Zorgvuldige afweging en oplossing zijn vereist om de belangen van belanghebbenden in evenwicht te brengen, redelijke tariefstructuren vast te stellen en gebruikersparticipatie in V2G-energie-uitwisseling te stimuleren.

Toepassingsvoordelen van V2G-technologie:

Energiebeheer: V2G-technologie stelt elektrische voertuigen in staat om elektriciteit terug te leveren aan het net, wat een bidirectionele energiestroom mogelijk maakt. Dit helpt bij het balanceren van de netbelasting, verbetert de stabiliteit en betrouwbaarheid van het net en vermindert de afhankelijkheid van vervuilende energiebronnen zoals traditionele kolengestookte elektriciteitscentrales. Energieopslag: Elektrische voertuigen kunnen functioneren als onderdeel van gedistribueerde energieopslagsystemen, waarbij overtollige elektriciteit wordt opgeslagen en vrijgegeven wanneer nodig. Dit helpt bij het balanceren van de netbelasting en biedt extra stroomondersteuning tijdens piekperioden. Inkomstengeneratie: Dankzij V2G-technologie kunnen voertuigeigenaren hun elektrische voertuigen aansluiten op het net, elektriciteit terugverkopen en bijbehorende inkomsten of incentives verdienen. Dit biedt een extra inkomstenstroom voor EV-eigenaren. Verminderde CO2-uitstoot: Door de afhankelijkheid van conventionele vervuilende energiebronnen te verminderen, kunnen V2G-geschikte elektrische voertuigen de uitstoot van koolstofdioxide en andere broeikasgassen verlagen, wat een positieve impact op het milieu heeft. Verbeterde flexibiliteit van het net: V2G-technologie maakt dynamisch netbeheer mogelijk, wat de stabiliteit en betrouwbaarheid verbetert. Het maakt flexibele aanpassingen aan de balans tussen vraag en aanbod in het netwerk mogelijk, op basis van real-time omstandigheden. Hierdoor worden de aanpasbaarheid en operationele efficiëntie van het netwerk verbeterd.