Tehnologija V2G in njeno trenutno stanje doma in v tujini

Tehnologija V2G in njeno trenutno stanje doma in v tujini

Kaj je tehnologija V2G?
Tehnologija V2G se nanaša na dvosmerni prenos energije med vozili in električnim omrežjem. V2G, okrajšava za »Vehicle-to-Grid« (vozilo-omrežje), omogoča polnjenje električnih vozil prek električnega omrežja, hkrati pa shranjeno energijo vrača v omrežje. Glavni namen tehnologije V2G je izboljšati vozne zmogljivosti električnih vozil z ničelnimi emisijami ter zagotoviti podporo za oskrbo z energijo in regulacijo električnega omrežja.

S tehnologijo V2G lahko električna vozila delujejo kot naprave za shranjevanje energije in odvajajo presežno električno energijo nazaj v omrežje za uporabo drugih porabnikov. V obdobjih največje obremenitve omrežja tehnologija V2G omogoča sproščanje shranjene energije vozila nazaj v omrežje, kar pomaga pri uravnoteženju obremenitve. Nasprotno pa lahko v obdobjih nizke obremenitve omrežja električna vozila črpajo energijo iz omrežja za polnjenje. Električna vozila absorbirajo elektriko v obdobjih nizke obremenitve omrežja in jo sproščajo v obdobjih visoke obremenitve omrežja, s čimer ustvarjajo dobiček zaradi cenovne razlike. Če bo V2G v celoti uresničen, bi lahko vsako električno vozilo obravnavali kot miniaturno powerbank: priklop v obdobjih nizke obremenitve omrežja samodejno shranjuje energijo, medtem ko se lahko v obdobjih visoke obremenitve omrežja energija, shranjena v bateriji vozila, proda nazaj v omrežje in zasluži cenovno razliko.

Trenutno stanje V2G na Kitajskem Kitajska ima največji vozni park električnih vozil na svetu, kar predstavlja ogromen tržni potencial za interakcijo med vozilom in omrežjem (V2G). Od leta 2020 je država uvedla več politik za napredek tehnologije V2G, pri čemer priznane institucije, kot sta Univerza Tsinghua in Univerza Zhejiang, izvajajo poglobljene raziskave. Nacionalna komisija za razvoj in reforme ter Nacionalna uprava za energijo sta 17. maja izdali Mnenji o izvajanju o pospešitvi izgradnje polnilne infrastrukture za boljšo podporo vozilom na novo energijo na podeželju in oživitev podeželja. Dokument predlaga: spodbujanje raziskav ključnih tehnologij, kot so dvosmerna interakcija med električnimi vozili in omrežjem (V2G) ter usklajen nadzor nad proizvodnjo fotovoltaične energije, shranjevanjem energije in polnjenjem. Raziskuje tudi vzpostavitev integrirane polnilne infrastrukture, ki zagotavlja proizvodnjo fotovoltaične energije, shranjevanje energije in polnjenje na podeželju, kjer so stopnje izkoriščenosti polnilnih stebrov nizke. Izvajanje politik oblikovanja cen električne energije v času konic in izven njih bo spodbudilo uporabnike k polnjenju v času izven konic. Do leta 2030 bodo oproščene pristojbine za povpraševanje (zmogljivost) za centralizirane polnilne in menjalne naprave, ki delujejo po dvodelnem tarifnem sistemu. Omejitve glede učinkovitosti naložb v izgradnjo distribucijskega omrežja za omrežna podjetja bodo sproščene, pri čemer bo popolno povračilo vključeno v tarife za prenos in distribucijo. Primer uporabe: Šanghaj gosti tri demonstracijske cone V2G, ki vključujejo več kot deset električnih vozil, ki mesečno sprostijo približno 500 kWh s prihodkovno stopnjo 0,8 ¥ na kWh. Leta 2022 je Chongqing zaključil 48-urni cikel polnjenja/praznjenja za električno vozilo, pri čemer je skupno absorbiral 44 kWh. Poleg tega druge regije na Kitajskem aktivno raziskujejo pilotne pobude V2G, kot sta demonstracijski projekt V2G v stavbi Beijing Renji in demonstracijski projekt V2G v centru Beijing China Re Centre. Leta 2021 je BYD začel petletni program za dobavo do 5000 srednje velikih in težkih povsem električnih vozil z omogočeno tehnologijo V2G podjetju Levo Mobility LLC. Čezmorska krajina V2G Države v Evropi in Ameriki so dale poseben poudarek tehnologiji V2G in že v zgodnji fazi uvedle izrecno politično podporo. Univerza v Delawareju je že leta 2012 začela pilotni projekt eV2gSM, katerega cilj je bil oceniti potencial in ekonomsko vrednost električnih vozil, ki zagotavljajo storitve regulacije frekvence omrežju PJM v pogojih V2G, da bi ublažili inherentno prekinitev obnovljivih virov energije. Da bi omogočili sodelovanje električnih vozil Univerze v Delawareju z relativno nizko porabo energije na trgu regulacije frekvence, je pilotni projekt znižal minimalno zahtevo po moči za ponudnike storitev regulacije frekvence s 500 kilovatov na približno 100 kilovatov. Leta 2014 se je s podporo ameriškega obrambnega ministrstva in Kalifornijske komisije za energijo v letalski bazi Los Angeles začel demonstracijski projekt. Novembra 2016 je Zvezna komisija za regulacijo energije (FERC) predlagala regulativne spremembe za lažji vstop integratorjev shranjevanja energije in porazdeljenih energetskih virov (DER) na trge električne energije. Na splošno se zdi, da je validacija pilotnega projekta v ZDA relativno obsežna, dopolnilni mehanizmi politike pa bodo verjetno dokončani v naslednjem letu do dveh, kar bo spodbudilo V2G k resnemu komercialnemu delovanju. V Evropski uniji se je program SEEV4-City začel leta 2016 in dodelil 5 milijonov evrov za podporo šestim projektom v petih državah. Ta pobuda se osredotoča na omogočanje mikro omrežij za integracijo obnovljive energije prek aplikacij V2H, V2B in V2N. Leta 2018 je vlada Združenega kraljestva napovedala financiranje v višini približno 30 milijonov funtov za 21 projektov V2G. Namen tega financiranja je preizkusiti ustrezne tehnološke rezultate raziskav in razvoja ter hkrati prepoznati tržne priložnosti za takšne tehnologije.

Tehnične težave in izzivi združljivosti naprav s tehnologijo V2G:

Združljivost med različnimi vozili, baterijami in električnimi omrežji predstavlja velik izziv. Zagotavljanje visoke združljivosti komunikacijskih protokolov in vmesnikov za polnjenje/praznjenje med vozili in omrežjem je bistvenega pomena za učinkovit prenos energije in interakcijo. Prilagodljivost omrežja: Integracija velikega števila električnih vozil v sisteme za energetsko interakcijo omrežja lahko predstavlja izziv za obstoječo omrežno infrastrukturo. Med vprašanja, ki jih je treba rešiti, spadajo upravljanje obremenitve omrežja, zanesljivost in stabilnost omrežja ter prilagodljivost omrežja pri prilagajanju potrebam po polnjenju električnih vozil. Tehnični izzivi: Sistemi V2G morajo premagati številne tehnične ovire, kot so tehnologije hitrega polnjenja in praznjenja, nadzorni sistemi za upravljanje baterij in tehnike medsebojnega povezovanja omrežij. Ti izzivi zahtevajo nenehno eksperimentiranje ter raziskave in razvoj. Upravljanje baterij vozil: Pri električnih vozilih baterija služi kot ključna naprava za shranjevanje energije. V sistemih V2G je natančen nadzor nad upravljanjem baterij bistvenega pomena za uravnoteženje potreb omrežja z vidika življenjske dobe baterije. Učinkovitost in hitrost polnjenja/praznjenja: Doseganje visoko učinkovitih procesov polnjenja in praznjenja je ključnega pomena za uspešno uporabo tehnologije V2G. Razviti je treba napredne tehnologije polnjenja, da se izboljša učinkovitost in hitrost prenosa energije, hkrati pa se zmanjšajo izgube energije. Stabilnost omrežja: Tehnologija V2G vključuje integracijo električnih vozil kot del omrežja, kar nalaga večje zahteve glede stabilnosti in varnosti omrežja. Za zagotovitev zanesljivosti in stabilnosti elektroenergetskega sistema je treba obravnavati morebitna vprašanja, ki izhajajo iz integracije vozil v omrežje v velikem obsegu. Tržni mehanizmi: Komercialni model in tržni mehanizmi za sisteme V2G predstavljajo tudi izzive. Za uravnoteženje interesov deležnikov, vzpostavitev razumnih tarifnih struktur in spodbujanje sodelovanja uporabnikov pri izmenjavi energije V2G sta potrebna skrbna obravnava in reševanje.

Prednosti uporabe tehnologije V2G:

Upravljanje z energijo: Tehnologija V2G omogoča električnim vozilom, da dovajajo električno energijo nazaj v omrežje, kar olajša dvosmerni pretok energije. To pomaga pri uravnoteženju obremenitev omrežja, povečuje stabilnost in zanesljivost omrežja ter zmanjšuje odvisnost od onesnažujočih virov energije, kot je tradicionalna proizvodnja električne energije na premog. Shranjevanje energije: Električna vozila lahko delujejo kot del porazdeljenih sistemov za shranjevanje energije, shranjujejo presežno električno energijo in jo sproščajo po potrebi. To pomaga pri uravnoteženju obremenitev omrežja in zagotavlja dodatno podporo pri porabi energije v obdobjih konic. Ustvarjanje prihodkov: S tehnologijo V2G lahko lastniki vozil priključijo svoja električna vozila na omrežje, prodajo električno energijo nazaj in zaslužijo ustrezen dohodek ali spodbude. To lastnikom električnih vozil zagotavlja dodaten vir prihodkov. Zmanjšane emisije ogljika: Z zmanjšanjem odvisnosti od konvencionalnih onesnažujočih virov energije lahko električna vozila, ki jih podpira V2G, zmanjšajo emisije ogljikovega dioksida in drugih toplogrednih plinov, kar pozitivno vpliva na okolje. Izboljšana prilagodljivost omrežja: Tehnologija V2G omogoča dinamično upravljanje omrežja, izboljšuje stabilnost in zanesljivost. Omogoča prilagodljivo prilagajanje ravnovesja med ponudbo in povpraševanjem v omrežju glede na razmere v realnem času, s čimer se poveča prilagodljivost in operativna učinkovitost omrežja.