Что такое двунаправленная зарядка?

В большинстве электромобилей электричество поступает в аккумулятор только одним путём — от зарядного устройства, розетки или другого источника питания. Потребитель платит за электроэнергию, и, поскольку ожидается, что к концу десятилетия более половины всех проданных автомобилей будут приходиться на электромобили, это создаст растущую нагрузку на и без того перегруженные коммунальные сети.

Двунаправленная зарядка позволяет передавать энергию в обратном направлении — от аккумулятора к чему-либо, кроме силовой установки автомобиля. Во время отключения электроэнергии правильно подключенный электромобиль может передавать электроэнергию обратно в дом или офис, поддерживая электроснабжение в течение нескольких дней. Этот процесс известен как «транспортное средство — дом» (V2H) или «транспортное средство — здание» (V2B).

Более амбициозный вариант: ваш электромобиль также сможет обеспечивать электроэнергией сеть в периоды высокого спроса, например, во время аномальной жары, когда все работают на кондиционерах, и избегать перебоев в электроснабжении. Это называется «транспорт-сеть» (V2G).

Учитывая, что большинство автомобилей 95% времени простаивают припаркованными, это заманчивая стратегия.

Но наличие автомобиля с двусторонним движением — это лишь часть уравнения. Также необходимо специальное зарядное устройство, обеспечивающее двустороннюю передачу энергии. Мы можем увидеть это уже в следующем году: в июне монреальская компания DCBel объявила, что её домашняя энергетическая станция r16 стала первым двусторонним зарядным устройством для электромобилей, сертифицированным для использования в жилых помещениях в США.

Еще одно двунаправленное зарядное устройство Quasar 2 от Wallbox будет доступно для Kia EV9 в первой половине 2024 года.

Помимо оборудования вам также понадобится соглашение о присоединении от вашей электроэнергетической компании, гарантирующее, что передача электроэнергии вверх по цепочке не перегрузит сеть.

А если вы хотите окупить часть своих инвестиций в V2G, вам понадобится программное обеспечение, которое будет управлять системой, поддерживая комфортный для вас уровень заряда и предлагая вам наилучшую цену за продаваемую энергию. Крупнейшим игроком в этой области является Fermata Energy, компания из Шарлоттсвилла, штат Вирджиния, основанная в 2010 году.

«Клиенты подписываются на нашу платформу, и мы занимаемся всеми этими сетевыми задачами», — говорит основатель Дэвид Слуцки. «Им не нужно об этом думать».

Компания Fermata участвовала в многочисленных пилотных проектах V2G и V2H по всей территории США. В Alliance Center, коворкинг-пространстве в Денвере, ориентированном на устойчивое развитие, Nissan Leaf подключается к двунаправленному зарядному устройству Fermata, когда он не используется. В центре утверждают, что программное обеспечение Fermata для прогнозирования пикового спроса позволяет экономить 300 долларов в месяц на счетах за электроэнергию благодаря так называемому управлению потреблением электроэнергии по счетчику.

По данным Fermata, в Беррилвилле, штат Род-Айленд, Leaf, припаркованный у очистных сооружений, заработал почти 9000 долларов за два лета, отдавая электроэнергию обратно в сеть во время пиковых нагрузок.

Сейчас большинство сетей V2G находятся на стадии небольших коммерческих испытаний. Но, по словам Слуцкого, вскоре услуги в жилых домах станут повсеместными.

«Это не будущее, — говорит он. — На самом деле, это уже происходит. Просто масштабирование вот-вот наберёт обороты».

Двунаправленная зарядка: от автомобиля до дома
Простейшая форма двунаправленного питания известна как «транспортное средство-заряд» (V2L). С её помощью можно заряжать туристическое снаряжение, электроинструменты или другие электромобили (V2V). Есть и более впечатляющие примеры использования: в прошлом году техасский уролог Кристофер Янг объявил, что во время отключения электроэнергии он провёл вазэктомию, питая свои инструменты от аккумулятора своего пикапа Rivian R1T.

Вы также можете услышать термин V2X, или «транспортное средство для всего». Это довольно запутанное обобщение, которое может быть общим термином для V2H, V2G или даже просто управляемой зарядки, известной как V1G. Однако другие представители автомобильной промышленности используют эту аббревиатуру в другом контексте, обозначая любой вид связи между транспортным средством и другими объектами, включая пешеходов, уличные светофоры или центры обработки данных о дорожном движении.

Из различных вариантов двунаправленной зарядки технология V2H пользуется наибольшей поддержкой, поскольку антропогенное изменение климата и плохое обслуживание электросетей значительно участили отключения электроэнергии. Согласно обзору федеральных данных, проведенному Wall Street Journal, в 2020 году в США было зафиксировано более 180 масштабных продолжительных сбоев, в то время как в 2000 году их было менее двух десятков.

Аккумуляторные батареи электромобилей имеют ряд преимуществ по сравнению с дизельными или пропановыми генераторами, в том числе то, что после аварии электроснабжение обычно восстанавливается быстрее, чем при использовании других видов топлива. Кроме того, традиционные генераторы шумные, громоздкие и выделяют вредные выхлопы.

Помимо обеспечения аварийного электроснабжения, V2H может потенциально сэкономить ваши деньги: используя накопленную энергию для питания дома в периоды высоких тарифов на электроэнергию, вы можете снизить счета за электроэнергию. Кроме того, вам не потребуется заключать договор о присоединении, поскольку вы не возвращаете электроэнергию обратно в сеть.

Однако, по словам энергетического аналитика Эйслера, использование V2H в условиях отключения электроэнергии имеет смысл лишь до определенного момента.

«Если вы столкнулись с ситуацией, когда электросеть ненадёжна и может даже выйти из строя, задайте себе вопрос: как долго продлится этот сбой, — говорит он. — Сможете ли вы подзарядить свой электромобиль, когда понадобится?»

Аналогичная критика прозвучала и от Tesla — на той же пресс-конференции в День инвесторов в марте, где компания объявила о добавлении функции двунаправленной связи. На том мероприятии генеральный директор Илон Маск назвал эту функцию «крайне неудобной».

«Если вы отключите машину от сети, ваш дом лишится света», — заметил он. Конечно, V2H станет прямым конкурентом Tesla Powerwall, собственной солнечной батареи Маска.

Двунаправленная зарядка: от автомобиля к сети

Домовладельцы во многих штатах уже могут продавать излишки энергии, вырабатываемые с помощью солнечных панелей, установленных на крышах, обратно в сеть. Что, если бы более миллиона электромобилей, которые, как ожидается, будут проданы в США в этом году, могли бы делать то же самое?

По мнению исследователей из Рочестерского университета, водители могут сэкономить от 120 до 150 долларов в год на счетах за электроэнергию.

Технология V2G всё ещё находится на начальном этапе развития — энергетические компании пока не понимают, как подготовить сеть и как платить клиентам, продающим им киловатт-часы. Однако пилотные программы уже запускаются по всему миру: калифорнийская Pacific Gas and Electric, крупнейшая коммунальная компания США, начала набор клиентов в пилотный проект стоимостью 11,7 млн ​​долларов, чтобы понять, как в конечном итоге будет реализована двунаправленность.

Согласно плану, частные лица получат до 2500 долларов на оплату установки двунаправленного зарядного устройства и получат оплату за возврат электроэнергии в сеть в случае ожидаемого дефицита. В зависимости от степени потребности и объёма, который люди готовы отдать, участники могут заработать от 10 до 50 долларов за мероприятие, сообщил представитель PG&E Пол Доэрти dot.LA в декабре.

Компания PG&E поставила цель к 2030 году обеспечить поддержку 3 миллионов электромобилей в своей зоне обслуживания, причем более 2 миллионов из них смогут поддерживать V2G.