V2G-teknik och dess nuvarande status hemma och utomlands

V2G-teknik och dess nuvarande status hemma och utomlands

Vad är V2G-teknik?
V2G-tekniken avser dubbelriktad överföring av energi mellan fordon och elnätet. V2G, förkortning för "Vehicle-to-Grid", gör det möjligt för elfordon att laddas via elnätet samtidigt som de matar tillbaka lagrad energi till elnätet. Det primära syftet med V2G-tekniken är att förbättra elfordons utsläppsfria köregenskaper och tillhandahålla strömförsörjningsstöd och regleringstjänster till elnätet.

Genom V2G-teknik kan elfordon fungera som energilagringsenheter och mata tillbaka överskottsel till nätet för användning av andra konsumenter. Under perioder med hög nätbelastning möjliggör V2G-tekniken frigöring av lagrad fordonsenergi tillbaka till nätet, vilket hjälper till med lastbalansering. Omvänt, under perioder med låg nätbelastning, kan elfordon hämta energi från nätet för att ladda. Elfordon absorberar elektricitet under perioder med låg nätbelastning och släpper ut den under perioder med hög nätbelastning, och därigenom tjänar pengar på prisskillnaden. Om V2G förverkligas fullt ut skulle varje elfordon kunna betraktas som en miniatyr-powerbank: inkoppling vid låg nätbelastning lagrar automatiskt energi, medan energin som lagras i fordonets batteri kan säljas tillbaka till nätet under hög nätbelastning för att tjäna prisskillnaden.

Nuvarande status för V2G i Kina Kina har världens största elfordonsflotta, vilket presenterar en enorm marknadspotential för interaktion mellan fordon och elnät (V2G). Sedan 2020 har staten infört flera policyer för att främja V2G-tekniken, där välkända institutioner som Tsinghua University och Zhejiang University bedriver djupgående forskning. Den 17 maj utfärdade den nationella utvecklings- och reformkommissionen och den nationella energimyndigheten implementeringsyttranden om att påskynda byggandet av laddningsinfrastruktur för att bättre stödja nya energifordon i landsbygdsområden och landsbygdsförnyelse. Dokumentet föreslår: att uppmuntra forskning om viktiga tekniker som dubbelriktad interaktion mellan elfordon och nätet (V2G) och samordnad kontroll av solcellsproduktion, energilagring och laddning. Det undersöker också möjligheten att etablera integrerad laddningsinfrastruktur som tillhandahåller solcellsproduktion, energilagring och laddning i landsbygdsområden där utnyttjandegraden av laddstolpar är låg. Implementeringen av elprissättningspolicyer under högtrafik och lågtrafik kommer att stimulera användare att ladda under lågtrafik. Senast 2030 ska efterfrågeavgifter (kapacitetsavgifter) avstås från centraliserade laddnings- och batteribytesanläggningar som drivs enligt ett tvådelat tariffsystem. Begränsningar för effektiviteten i investeringar i distributionsnätsbyggnation för nätföretag ska lättas, med full återvinning införlivad i överförings- och distributionstariffer. Tillämpningsfall: Shanghai är värd för tre V2G-demonstrationszoner som involverar över tio elbilar, som urladdar cirka 500 kWh per månad med en intäkt på 0,8 ¥ per kWh. År 2022 slutförde Chongqing en 48-timmars fullresponsladdnings-/urladdningscykel för en elbil, som absorberade 44 kWh kumulativt. Dessutom utforskar andra regioner i Kina aktivt V2G-pilotinitiativ, såsom demonstrationsprojektet Beijing Renji Building V2G och demonstrationsprojektet Beijing China Re Centre V2G. År 2021 inledde BYD ett femårigt program för att leverera upp till 5 000 V2G-aktiverade medeltunga och tunga renodlade elfordon till Levo Mobility LLC. Länder i Europa och Amerika med utomeuropeiska V2G-landskap har lagt särskild vikt vid V2G-teknik och introducerat explicit policystöd i ett tidigt skede. Redan 2012 lanserade University of Delaware pilotprojektet eV2gSM, som syftar till att utvärdera potentialen och det ekonomiska värdet av elfordon som tillhandahåller frekvensregleringstjänster till PJM-nätet under V2G-förhållanden för att mildra den inneboende intermittensiteten hos förnybar energi. För att göra det möjligt för University of Delawares relativt lågeffekts elfordon att delta på marknaden för frekvensreglering sänkte pilotprojektet minimieffektkravet för leverantörer av frekvensregleringstjänster från 500 kilowatt till cirka 100 kilowatt. År 2014, med stöd från det amerikanska försvarsdepartementet och California Energy Commission, inleddes ett demonstrationsprojekt vid Los Angeles Air Force Base. I november 2016 föreslog Federal Energy Regulatory Commission (FERC) regeländringar för att underlätta inträdet för energilagrings- och distribuerade energiresursintegratörer (DER) på elmarknaderna. Sammantaget verkar den amerikanska pilotvalideringen relativt omfattande, med kompletterande policymekanismer som sannolikt kommer att slutföras inom de närmaste ett till två åren, vilket driver V2G till faktisk kommersiell drift. I Europeiska unionen startade SEEV4-City-programmet 2016 och anslog 5 miljoner euro för att stödja sex projekt i fem länder. Detta initiativ fokuserar på att göra det möjligt för mikronät att integrera förnybar energi genom V2H-, V2B- och V2N-tillämpningar. År 2018 tillkännagav den brittiska regeringen en finansiering på cirka 30 miljoner pund för 21 V2G-projekt. Denna finansiering syftar till att testa relevanta tekniska FoU-resultat samtidigt som marknadsmöjligheter för sådan teknik identifieras.

Tekniska svårigheter och utmaningar med V2G-teknikens enhetskompatibilitet:

Kompatibilitet mellan olika fordon, batterier och elnät utgör en betydande utmaning. Att säkerställa hög kompatibilitet i kommunikationsprotokoll och laddnings-/urladdningsgränssnitt mellan fordon och nätet är avgörande för effektiv energiöverföring och interaktion. Nätanpassningsförmåga: Att integrera ett stort antal elfordon i nätets energiinteraktionssystem kan innebära utmaningar för befintlig nätinfrastruktur. Problem som kräver lösningar inkluderar hantering av nätbelastning, nätets tillförlitlighet och stabilitet, samt nätets flexibilitet att tillgodose laddningsbehov för elbilar. Tekniska utmaningar: V2G-system måste övervinna flera tekniska hinder, såsom snabbladdnings- och urladdningstekniker, batterihanteringssystem och nätsammankopplingstekniker. Dessa utmaningar kräver kontinuerlig experimentering, forskning och utveckling. Fordonsbatterihantering: För elfordon fungerar batteriet som en kritisk energilagringsenhet. Inom V2G-system är exakt kontroll över batterihanteringen avgörande för att balansera nätbehovet med hänsyn till batteriets livslängd. Laddnings-/urladdningseffektivitet och hastighet: Att uppnå mycket effektiva laddnings- och urladdningsprocesser är avgörande för en framgångsrik tillämpning av V2G-teknik. Avancerade laddningstekniker måste utvecklas för att förbättra energiöverföringseffektiviteten och hastigheten samtidigt som energiförlusterna minimeras. Nätstabilitet: V2G-teknik innebär att integrera elfordon som en del av nätet, vilket ställer ökade krav på nätstabilitet och säkerhet. Potentiella problem som uppstår vid storskalig integration av fordonsnät måste åtgärdas för att säkerställa kraftsystemets tillförlitlighet och stabilitet. Marknadsmekanismer: Den kommersiella modellen och marknadsmekanismerna för V2G-system innebär också utmaningar. Noggrant övervägande och lösningar krävs för att balansera intressenternas intressen, etablera rimliga tariffstrukturer och stimulera användarnas deltagande i V2G-energiutbyte.

Applikationsfördelar med V2G-teknik:

Energihantering: V2G-teknik gör det möjligt för elfordon att mata tillbaka el till nätet, vilket underlättar dubbelriktat energiflöde. Detta hjälper till att balansera nätbelastningen, förbättra nätets stabilitet och tillförlitlighet och minska beroendet av förorenande energikällor som traditionell koleldad kraftproduktion. Energilagring: Elfordon kan fungera som en del av distribuerade energilagringssystem, lagra överskottsel och frigöra den vid behov. Detta hjälper till att balansera nätbelastningen och ger ytterligare effektstöd under toppperioder. Intäktsgenerering: Genom V2G-teknik kan fordonsägare ansluta sina elfordon till nätet, sälja tillbaka el och tjäna motsvarande intäkter eller incitament. Detta ger en ytterligare intäktsström för elbilsägare. Minskade koldioxidutsläpp: Genom att minska beroendet av konventionella förorenande energikällor kan V2G-aktiverade elfordon minska koldioxidutsläppen och andra växthusgaser, vilket ger positiva miljöeffekter. Ökad nätflexibilitet: V2G-tekniken underlättar dynamisk näthantering, vilket förbättrar stabilitet och tillförlitlighet. Den möjliggör flexibla justeringar av nätets utbuds- och efterfrågebalans baserat på realtidsförhållanden, vilket ökar nätets anpassningsförmåga och driftseffektivitet.