Technológia V2G a jej súčasný stav doma aj v zahraničí

Technológia V2G a jej súčasný stav doma aj v zahraničí

Čo je technológia V2G?
Technológia V2G označuje obojsmerný prenos energie medzi vozidlami a elektrickou sieťou. V2G, skratka pre „Vehicle-to-Grid“ (vozidlo-sieť), umožňuje nabíjať elektrické vozidlá prostredníctvom elektrickej siete a zároveň dodávať uloženú energiu späť do siete. Hlavným účelom technológie V2G je zlepšiť jazdné schopnosti elektrických vozidiel s nulovými emisiami a poskytovať podporu napájania a regulačné služby pre elektrickú sieť.

Vďaka technológii V2G môžu elektrické vozidlá fungovať ako zariadenia na ukladanie energie a dodávať prebytočnú elektrinu späť do siete na použitie inými spotrebiteľmi. Počas období špičkového dopytu po sieti umožňuje technológia V2G uvoľňovať uloženú energiu vozidla späť do siete, čím pomáha pri vyrovnávaní záťaže. Naopak, počas období nízkeho dopytu po sieti môžu elektrické vozidlá odoberať energiu zo siete na dobíjanie. Elektrické vozidlá absorbujú elektrinu počas období nízkeho zaťaženia siete a uvoľňujú ju počas období vysokého zaťaženia siete, čím dosahujú zisk z cenového rozdielu. Ak sa V2G plne zrealizuje, každé elektrické vozidlo by sa dalo považovať za miniatúrnu powerbanku: pripojenie k sieti počas nízkeho zaťaženia siete automaticky ukladá energiu, zatiaľ čo počas vysokého zaťaženia siete sa energia uložená v batérii vozidla môže predať späť do siete, čím sa získa cenový rozdiel.

Súčasný stav V2G v Číne Čína vlastní najväčšiu flotilu elektrických vozidiel na svete, čo predstavuje obrovský trhový potenciál pre interakciu medzi vozidlom a sieťou (V2G). Od roku 2020 štát zaviedol viacero politík na rozvoj technológie V2G, pričom renomované inštitúcie ako Univerzita Tsinghua a Univerzita Zhejiang vykonávajú hĺbkový výskum. Dňa 17. mája Národná komisia pre rozvoj a reformy a Národná energetická správa vydali Implementačné stanoviská k urýchleniu výstavby nabíjacej infraštruktúry na lepšiu podporu vozidiel na novú energiu vo vidieckych oblastiach a revitalizáciu vidieka. Dokument navrhuje: podporu výskumu kľúčových technológií, ako je obojsmerná interakcia medzi elektrickými vozidlami a sieťou (V2G) a koordinované riadenie výroby fotovoltaickej energie, skladovania energie a nabíjania. Skúma tiež vytvorenie integrovanej nabíjacej infraštruktúry poskytujúcej fotovoltaickú výrobu energie, skladovanie energie a nabíjanie vo vidieckych oblastiach s nízkou mierou využitia nabíjacích staníc. Implementácia politík stanovovania cien elektriny v čase špičky a mimo špičky bude motivovať používateľov k nabíjaniu mimo špičky. Do roku 2030 sa zrušia poplatky za dopyt (kapacitu) pre centralizované nabíjacie a výmenné zariadenia batérií fungujúce v rámci dvojúrovňového tarifného systému. Obmedzenia efektívnosti investícií do výstavby distribučnej siete pre sieťové podniky sa zmiernia a úplná úhrada sa začlení do taríf za prenos a distribúciu. Príklad aplikácie: Šanghaj hostí tri demonštračné zóny V2G zahŕňajúce viac ako desať elektromobilov, ktoré mesačne vybíjajú približne 500 kWh s príjmovou sadzbou 0,8 ¥ za kWh. V roku 2022 Čchung-čching dokončil 48-hodinový cyklus nabíjania/vybíjania elektromobilu s plnou odozvou, pričom kumulatívne absorboval 44 kWh. Okrem toho aj ďalšie regióny v Číne aktívne skúmajú pilotné iniciatívy V2G, ako napríklad demonštračný projekt V2G v budove Beijing Renji Building a demonštračný projekt V2G v centre Beijing China Re Centre. V roku 2021 spoločnosť BYD začala päťročný program na dodanie až 5 000 stredne ťažkých a ťažkých čisto elektrických vozidiel s podporou V2G pre spoločnosť Levo Mobility LLC. Krajiny V2G v zámorí Krajiny v Európe a Amerike kladú osobitný dôraz na technológiu V2G a zaviedli explicitnú politickú podporu už v ranom štádiu. Ešte v roku 2012 spustila Univerzita v Delaware pilotný projekt eV2gSM, ktorého cieľom bolo vyhodnotiť potenciál a ekonomickú hodnotu elektrických vozidiel poskytujúcich služby regulácie frekvencie pre sieť PJM v podmienkach V2G s cieľom zmierniť inherentnú prerušovanosť obnoviteľnej energie. Aby sa relatívne nízkoenergetické elektrické vozidlá Univerzity v Delaware mohli zúčastniť na trhu s reguláciou frekvencie, pilotný projekt znížil minimálnu požiadavku na výkon pre poskytovateľov služieb regulácie frekvencie z 500 kilowattov na približne 100 kilowattov. V roku 2014 sa s podporou Ministerstva obrany USA a Kalifornskej energetickej komisie začal demonštračný projekt na leteckej základni v Los Angeles. V novembri 2016 Federálna komisia pre reguláciu energie (FERC) navrhla regulačné zmeny s cieľom uľahčiť vstup integrátorov skladovania energie a distribuovaných energetických zdrojov (DER) na trhy s elektrinou. Celkovo sa pilotná validácia v USA javí ako relatívne komplexná, pričom doplnkové politické mechanizmy by mali byť dokončené v priebehu jedného až dvoch rokov, čím by sa V2G dostal do skutočnej komerčnej prevádzky. V Európskej únii sa program SEEV4-City začal v roku 2016 a vyčlenil 5 miliónov eur na podporu šiestich projektov v piatich krajinách. Táto iniciatíva sa zameriava na umožnenie mikrosietí integrovať obnoviteľnú energiu prostredníctvom aplikácií V2H, V2B a V2N. V roku 2018 britská vláda oznámila financovanie približne 30 miliónov libier na 21 projektov V2G. Cieľom tohto financovania je otestovať relevantné výsledky technologického výskumu a vývoja a zároveň identifikovať trhové príležitosti pre takéto technológie.

Technické ťažkosti a výzvy kompatibility zariadení s technológiou V2G:

Kompatibilita medzi rôznymi vozidlami, batériami a elektrickými sieťami predstavuje významnú výzvu. Zabezpečenie vysokej kompatibility komunikačných protokolov a rozhraní nabíjania/vybíjania medzi vozidlami a sieťou je nevyhnutné pre efektívny prenos energie a interakciu. Adaptabilita siete: Integrácia veľkého počtu elektrických vozidiel do systémov energetickej interakcie siete môže predstavovať výzvy pre existujúcu sieťovú infraštruktúru. Medzi problémy, ktoré si vyžadujú riešenie, patrí riadenie zaťaženia siete, spoľahlivosť a stabilita siete a flexibilita siete pri prispôsobovaní sa požiadavkám na nabíjanie elektromobilov. Technické výzvy: Systémy V2G musia prekonať viacero technických prekážok, ako sú technológie rýchleho nabíjania a vybíjania, riadiace systémy správy batérií a techniky prepojenia siete. Tieto výzvy si vyžadujú neustále experimentovanie, výskum a vývoj. Správa batérií vozidiel: V prípade elektrických vozidiel slúži batéria ako kritické zariadenie na ukladanie energie. V rámci systémov V2G je presná kontrola správy batérií nevyhnutná na vyváženie požiadaviek siete s ohľadom na životnosť batérie. Účinnosť a rýchlosť nabíjania/vybíjania: Dosiahnutie vysoko účinných procesov nabíjania a vybíjania je kľúčové pre úspešné uplatnenie technológie V2G. Musia sa vyvinúť pokročilé technológie nabíjania, aby sa zvýšila účinnosť a rýchlosť prenosu energie a zároveň minimalizovali energetické straty. Stabilita siete: Technológia V2G zahŕňa integráciu elektrických vozidiel ako súčasti siete, čo kladie zvýšené nároky na stabilitu a bezpečnosť siete. Potenciálne problémy vyplývajúce z rozsiahlej integrácie vozidiel do siete sa musia riešiť, aby sa zabezpečila spoľahlivosť a stabilita energetickej sústavy. Trhové mechanizmy: Komerčný model a trhové mechanizmy pre systémy V2G tiež predstavujú výzvy. Na vyváženie záujmov zainteresovaných strán, stanovenie primeraných tarifných štruktúr a stimuláciu účasti používateľov na energetickej výmene V2G je potrebné starostlivé zváženie a riešenie.

Výhody aplikácie technológie V2G:

Riadenie energie: Technológia V2G umožňuje elektrickým vozidlám dodávať elektrinu späť do siete, čím uľahčuje obojsmerný tok energie. To pomáha vyrovnávať zaťaženie siete, zvyšovať stabilitu a spoľahlivosť siete a znižovať závislosť od znečisťujúcich zdrojov energie, ako je tradičná výroba energie z uhlia. Uskladňovanie energie: Elektrické vozidlá môžu fungovať ako súčasť distribuovaných systémov skladovania energie, ukladať prebytočnú elektrinu a uvoľňovať ju podľa potreby. To pomáha vyrovnávať zaťaženie siete a poskytuje dodatočnú podporu počas špičky. Generovanie príjmov: Prostredníctvom technológie V2G môžu majitelia vozidiel pripojiť svoje elektrické vozidlá k sieti, predávať elektrinu späť a získavať zodpovedajúci príjem alebo stimuly. To poskytuje majiteľom elektromobilov dodatočný zdroj príjmov. Znížené emisie uhlíka: Znížením závislosti od konvenčných znečisťujúcich zdrojov energie môžu elektrické vozidlá s podporou V2G znížiť emisie oxidu uhličitého a iných skleníkových plynov, čo má pozitívny vplyv na životné prostredie. Zvýšená flexibilita siete: Technológia V2G uľahčuje dynamické riadenie siete, zlepšuje stabilitu a spoľahlivosť. Umožňuje flexibilné úpravy rovnováhy medzi ponukou a dopytom v sieti na základe podmienok v reálnom čase, čím zvyšuje prispôsobivosť a prevádzkovú efektívnosť siete.