Технология V2G и ее текущее состояние в стране и за рубежом

Технология V2G и ее текущее состояние в стране и за рубежом

Что такое технология V2G?
Технология V2G (Vehicle-to-Grid) обеспечивает двустороннюю передачу энергии между транспортными средствами и электросетью. V2G (Vehicle-to-Grid) позволяет электромобилям заряжаться от электросети, одновременно возвращая накопленную энергию в сеть. Основная цель технологии V2G — улучшить характеристики электромобилей с нулевым уровнем выбросов и обеспечить поддержку и регулирование подачи энергии в электросеть.

Благодаря технологии V2G электромобили могут функционировать как накопители энергии, возвращая излишки электроэнергии в сеть для использования другими потребителями. В периоды пиковой нагрузки на сеть технология V2G позволяет отдавать накопленную энергию автомобиля обратно в сеть, способствуя балансировке нагрузки. И наоборот, в периоды низкого спроса на сеть электромобили могут потреблять энергию из сети для подзарядки. Электромобили потребляют электроэнергию в периоды низкой нагрузки на сеть и отдают ее в периоды высокой нагрузки на сеть, тем самым получая прибыль от разницы в цене. Если V2G будет полностью реализована, каждый электромобиль можно будет рассматривать как миниатюрный внешний аккумулятор: подключение к сети в период низкой нагрузки на сеть автоматически накапливает энергию, в то время как в период высокой нагрузки на сеть энергия, накопленная в аккумуляторе автомобиля, может быть продана обратно в сеть, чтобы получить разницу в цене.

Текущее состояние V2G в Китае Китай обладает крупнейшим в мире парком электромобилей, что представляет огромный рыночный потенциал для взаимодействия транспортного средства с сетью (V2G). С 2020 года государство ввело несколько политик для продвижения технологии V2G, при этом такие известные институты, как Университет Цинхуа и Чжэцзянский университет, проводят углубленные исследования. 17 мая Национальная комиссия по развитию и реформам и Национальное энергетическое управление опубликовали Заключения по внедрению об ускорении строительства зарядной инфраструктуры для лучшей поддержки новых энергетических транспортных средств в сельской местности и возрождения сельских районов. В документе предлагается: поощрять исследования ключевых технологий, таких как двунаправленное взаимодействие электромобилей с сетью (V2G) и скоординированный контроль за генерацией фотоэлектрической энергии, ее накоплением и зарядкой. В нем также рассматривается создание интегрированной зарядной инфраструктуры, обеспечивающей генерацию фотоэлектрической энергии, накопление и зарядку в сельских районах с низким уровнем использования зарядных станций. Реализация политики ценообразования на электроэнергию в часы пик и вне пика будет стимулировать пользователей заряжать ее в непиковые часы. К 2030 году плата за мощность (мощность) будет отменена для централизованных зарядных станций и пунктов обмена аккумуляторами, работающих по двухставочной тарифной системе. Ограничения на эффективность инвестиций в строительство распределительных сетей для сетевых предприятий будут смягчены, а полное возмещение будет включено в тарифы на передачу и распределение. Пример применения: В Шанхае расположены три демонстрационные зоны V2G, в которых задействовано более десяти электромобилей, ежемесячно заряжающих около 500 кВт·ч при доходности 0,8 йены за кВт·ч. В 2022 году в Чунцине был завершен 48-часовой цикл полной зарядки/разрядки электромобиля, в результате чего суммарно было потреблено 44 кВт·ч. Кроме того, пилотные инициативы V2G активно изучаются и в других регионах Китая, например, в рамках демонстрационного проекта Beijing Renji Building V2G и демонстрационного проекта Beijing China Re Centre V2G. В 2021 году BYD начала пятилетнюю программу по поставке до 5000 средне- и тяжеловесных электромобилей с поддержкой V2G для Levo Mobility LLC. Зарубежный ландшафт V2G Страны Европы и Америки уделяют особое внимание технологии V2G, внедряя явную политическую поддержку на раннем этапе. Еще в 2012 году Университет Делавэра запустил пилотный проект eV2gSM, направленный на оценку потенциала и экономической ценности электромобилей, предоставляющих услуги регулирования частоты в сети PJM в условиях V2G для смягчения присущей возобновляемым источникам энергии прерывистости. Чтобы позволить относительно маломощным электромобилям Университета Делавэра участвовать на рынке регулирования частоты, пилот снизил минимальные требования к мощности для поставщиков услуг регулирования частоты с 500 киловатт до примерно 100 киловатт. В 2014 году при поддержке Министерства обороны США и Калифорнийской энергетической комиссии на базе ВВС США в Лос-Анджелесе начался демонстрационный проект. В ноябре 2016 года Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) предложила поправки к нормативным актам, чтобы облегчить выход интеграторов систем накопления энергии и распределенных источников энергии (DER) на рынки электроэнергии. В целом, пилотная проверка в США представляется относительно всеобъемлющей, при этом дополнительные механизмы политики, вероятно, будут завершены в течение следующих одного-двух лет, что позволит V2G перейти к реальной коммерческой эксплуатации. В Европейском союзе программа SEEV4-City началась в 2016 году, выделив 5 миллионов евро на поддержку шести проектов в пяти странах. Эта инициатива направлена ​​на то, чтобы позволить микросетям интегрировать возобновляемые источники энергии через приложения V2H, V2B и V2N. В 2018 году правительство Великобритании объявило о финансировании около 30 миллионов фунтов стерлингов для 21 проекта V2G. Это финансирование направлено на тестирование соответствующих технологических результатов НИОКР при одновременном выявлении рыночных возможностей для таких технологий.

Технические сложности и проблемы совместимости устройств с технологией V2G:

Совместимость между различными транспортными средствами, аккумуляторами и электросетями представляет собой серьезную проблему. Обеспечение высокой совместимости протоколов связи и интерфейсов зарядки/разрядки между транспортными средствами и сетью необходимо для эффективной передачи энергии и взаимодействия. Адаптивность к сети: Интеграция большого количества электромобилей в системы взаимодействия с энергосетью может создать проблемы для существующей сетевой инфраструктуры. К числу требующих решения вопросов относятся управление нагрузкой сети, надежность и стабильность сети, а также гибкость сети в удовлетворении потребностей в зарядке электромобилей. Технические проблемы: Системы V2G должны преодолеть множество технических препятствий, таких как технологии быстрой зарядки и разрядки, системы управления аккумуляторами и методы межсетевого взаимодействия. Эти проблемы требуют постоянных экспериментов, исследований и разработок. Управление аккумулятором транспортного средства: Для электромобилей аккумулятор служит критически важным устройством хранения энергии. В системах V2G точный контроль над управлением аккумулятором необходим для баланса между требованиями сети и соображениями долговечности аккумулятора. Эффективность и скорость зарядки/разрядки: Достижение высокой эффективности процессов зарядки и разрядки имеет решающее значение для успешного применения технологии V2G. Необходимо разработать передовые технологии зарядки для повышения эффективности и скорости передачи энергии при минимизации потерь. Стабильность сети: Технология V2G предполагает интеграцию электромобилей в сеть, что предъявляет повышенные требования к стабильности и безопасности сети. Потенциальные проблемы, возникающие при крупномасштабной интеграции транспортных средств в сеть, должны быть решены для обеспечения надежности и стабильности энергосистемы. Рыночные механизмы: Коммерческая модель и рыночные механизмы систем V2G также представляют собой сложные задачи. Необходимы тщательное рассмотрение и решение для баланса интересов заинтересованных сторон, установления разумных тарифных структур и стимулирования участия пользователей в обмене энергией V2G.

Преимущества применения технологии V2G:

Управление энергопотреблением: технология V2G позволяет электромобилям возвращать электроэнергию в сеть, обеспечивая двусторонний поток энергии. Это способствует балансировке нагрузки сети, повышению ее стабильности и надежности, а также снижению зависимости от загрязняющих окружающую среду источников энергии, таких как традиционная угольная энергетика. Хранение энергии: электромобили могут функционировать как часть распределенных систем хранения энергии, накапливая излишки электроэнергии и высвобождая их при необходимости. Это способствует балансировке нагрузки сети и обеспечивает дополнительную поддержку электроснабжения в периоды пиковой нагрузки. Получение дохода: благодаря технологии V2G владельцы транспортных средств могут подключать свои электромобили к сети, продавать электроэнергию обратно и получать соответствующий доход или льготы. Это обеспечивает дополнительный источник дохода для владельцев электромобилей. Сокращение выбросов углерода: снижая зависимость от традиционных загрязняющих источников энергии, электромобили с поддержкой V2G могут снизить выбросы углекислого газа и других парниковых газов, что положительно сказывается на окружающей среде. Повышенная гибкость сети: технология V2G обеспечивает динамическое управление сетью, повышая ее стабильность и надежность. Она позволяет гибко корректировать баланс спроса и предложения в сети на основе реальных условий, тем самым повышая адаптивность и эксплуатационную эффективность сети.