เทคโนโลยี V2G และสถานะปัจจุบันในและต่างประเทศ

เทคโนโลยี V2G และสถานะปัจจุบันในและต่างประเทศ

เทคโนโลยี V2G คืออะไร?
เทคโนโลยี V2G หมายถึงการส่งพลังงานแบบสองทิศทางระหว่างยานพาหนะและโครงข่ายไฟฟ้า V2G ย่อมาจาก “Vehicle-to-Grid” ช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถชาร์จพลังงานผ่านโครงข่ายไฟฟ้าได้ ในขณะเดียวกันก็ส่งพลังงานที่สะสมกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า วัตถุประสงค์หลักของเทคโนโลยี V2G คือการเพิ่มขีดความสามารถในการขับขี่แบบปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ของรถยนต์ไฟฟ้า และให้การสนับสนุนด้านแหล่งจ่ายไฟฟ้าและบริการควบคุมการจ่ายไฟฟ้าให้กับโครงข่ายไฟฟ้า

ด้วยเทคโนโลยี V2G รถยนต์ไฟฟ้าสามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน โดยส่งไฟฟ้าส่วนเกินกลับเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อให้ผู้บริโภครายอื่นนำไปใช้ได้ ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด เทคโนโลยี V2G ช่วยให้สามารถปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในรถยนต์กลับเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้า ช่วยปรับสมดุลโหลด ในทางกลับกัน ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ รถยนต์ไฟฟ้าสามารถดึงพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อชาร์จพลังงานได้ รถยนต์ไฟฟ้าจะดูดซับไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ และปล่อยไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง จึงสร้างผลกำไรจากส่วนต่างราคา หาก V2G เกิดขึ้นจริง รถยนต์ไฟฟ้าทุกคันอาจเปรียบเสมือนพาวเวอร์แบงค์ขนาดจิ๋ว โดยการเสียบปลั๊กในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำจะกักเก็บพลังงานโดยอัตโนมัติ ในขณะที่ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง พลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ของรถยนต์สามารถขายกลับเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อสร้างส่วนต่างราคา

สถานะปัจจุบันของ V2G ในประเทศจีน ประเทศจีนมีกองยานพาหนะไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดในโลก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางการตลาดมหาศาลสำหรับปฏิสัมพันธ์ระหว่างยานพาหนะกับโครงข่ายไฟฟ้า (V2G) ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2563 รัฐบาลได้ออกนโยบายมากมายเพื่อพัฒนาเทคโนโลยี V2G โดยมีสถาบันชั้นนำอย่างมหาวิทยาลัยชิงหัวและมหาวิทยาลัยเจ้อเจียง ได้ทำการวิจัยเชิงลึก เมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม คณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติ (National Development and Reform Commission) และสำนักงานบริหารพลังงานแห่งชาติ (National Energy Administration) ได้ออกประกาศความเห็นเกี่ยวกับการดำเนินการเกี่ยวกับการเร่งสร้างโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จเพื่อรองรับยานยนต์พลังงานใหม่ในพื้นที่ชนบทและการฟื้นฟูชนบทให้ดีขึ้น เอกสารฉบับนี้เสนอให้: ส่งเสริมการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีสำคัญๆ เช่น ปฏิสัมพันธ์แบบสองทิศทางระหว่างยานยนต์ไฟฟ้าและโครงข่ายไฟฟ้า (V2G) และการควบคุมการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ การกักเก็บพลังงาน และการชาร์จพลังงานร่วมกัน นอกจากนี้ยังสำรวจการจัดตั้งโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จพลังงานแบบบูรณาการเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ การกักเก็บพลังงาน และการชาร์จพลังงานในพื้นที่ชนบทที่มีอัตราการใช้เสาชาร์จพลังงานต่ำ การบังคับใช้นโยบายกำหนดราคาไฟฟ้าในช่วงพีค-ออฟพีคจะจูงใจให้ผู้ใช้ไฟฟ้าชาร์จไฟในช่วงนอกเวลาพีค ภายในปี พ.ศ. 2573 จะมีการยกเว้นค่าธรรมเนียมความต้องการใช้ไฟฟ้า (ตามความจุ) สำหรับสถานีชาร์จและเปลี่ยนแบตเตอรี่ส่วนกลางที่ดำเนินการภายใต้ระบบภาษีแบบสองส่วน ข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพการลงทุนในการก่อสร้างโครงข่ายจำหน่ายสำหรับองค์กรโครงข่ายไฟฟ้าจะผ่อนคลายลง โดยจะรวมการคืนทุนทั้งหมดไว้ในภาษีการส่งและจำหน่าย กรณีศึกษา: เซี่ยงไฮ้มีเขตสาธิต V2G สามแห่ง ซึ่งครอบคลุมรถยนต์ไฟฟ้ามากกว่าสิบคัน ปล่อยกระแสไฟฟ้าประมาณ 500 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อเดือน ในอัตรารายได้ 0.8 เยนต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ในปี พ.ศ. 2565 ฉงชิ่งได้เสร็จสิ้นรอบการชาร์จ/ปล่อยกระแสไฟฟ้าแบบตอบสนองเต็มรูปแบบเป็นเวลา 48 ชั่วโมงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งดูดซับกระแสไฟฟ้ารวม 44 กิโลวัตต์ชั่วโมง นอกจากนี้ ภูมิภาคอื่นๆ ในประเทศจีนกำลังศึกษาโครงการนำร่อง V2G อย่างจริงจัง เช่น โครงการสาธิต V2G ที่อาคารปักกิ่งเหรินจี้ และโครงการสาธิต V2G ที่ศูนย์ปักกิ่งไชน่ารีเซ็นเตอร์ ในปี พ.ศ. 2564 บีวายดีได้เริ่มโครงการระยะเวลาห้าปีเพื่อส่งมอบรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ขนาดกลางและขนาดใหญ่ที่ขับเคลื่อนด้วย V2G สูงสุด 5,000 คันให้กับ Levo Mobility LLC ประเทศต่างๆ ในยุโรปและอเมริกาให้ความสำคัญกับเทคโนโลยี V2G ในต่างประเทศเป็นอย่างมาก โดยมีนโยบายสนับสนุนอย่างชัดเจนตั้งแต่เริ่มต้น ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2555 มหาวิทยาลัยเดลาแวร์ได้เปิดตัวโครงการนำร่อง eV2gSM ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินศักยภาพและมูลค่าทางเศรษฐกิจของรถยนต์ไฟฟ้าที่ให้บริการควบคุมความถี่แก่โครงข่ายไฟฟ้า PJM ภายใต้เงื่อนไข V2G เพื่อบรรเทาปัญหาความไม่ต่อเนื่องของพลังงานหมุนเวียน เพื่อให้รถยนต์ไฟฟ้ากำลังค่อนข้างต่ำของมหาวิทยาลัยเดลาแวร์สามารถเข้าร่วมในตลาดควบคุมความถี่ โครงการนำร่องจึงได้ลดความต้องการพลังงานขั้นต่ำสำหรับผู้ให้บริการควบคุมความถี่จาก 500 กิโลวัตต์เหลือประมาณ 100 กิโลวัตต์ ในปี 2557 โครงการสาธิตได้เริ่มต้นขึ้นที่ฐานทัพอากาศลอสแอนเจลิส โดยได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกาและคณะกรรมาธิการพลังงานแคลิฟอร์เนีย ในเดือนพฤศจิกายน 2559 คณะกรรมการกำกับดูแลพลังงานแห่งชาติ (FERC) ได้เสนอแก้ไขกฎระเบียบเพื่ออำนวยความสะดวกในการนำระบบกักเก็บพลังงานและแหล่งพลังงานแบบกระจาย (DER) เข้าสู่ตลาดไฟฟ้า โดยรวมแล้ว การตรวจสอบโครงการนำร่องของสหรัฐอเมริกาค่อนข้างครอบคลุม โดยกลไกนโยบายเสริมน่าจะแล้วเสร็จภายในหนึ่งถึงสองปีข้างหน้า ซึ่งจะผลักดันให้ V2G เข้าสู่การดำเนินการเชิงพาณิชย์อย่างเป็นรูปธรรม ในสหภาพยุโรป โครงการ SEEV4-City ได้เริ่มต้นขึ้นในปี 2559 โดยจัดสรรงบประมาณ 5 ล้านยูโรเพื่อสนับสนุนโครงการ 6 โครงการใน 5 ประเทศ โครงการนี้มุ่งเน้นที่การทำให้ไมโครกริดสามารถบูรณาการพลังงานหมุนเวียนผ่านแอปพลิเคชัน V2H, V2B และ V2N ในปี 2561 รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้ประกาศให้เงินทุนประมาณ 30 ล้านปอนด์สำหรับโครงการ V2G จำนวน 21 โครงการ เงินทุนนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อทดสอบผลลัพธ์การวิจัยและพัฒนาทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องพร้อมทั้งระบุโอกาสทางการตลาดสำหรับเทคโนโลยีดังกล่าวในเวลาเดียวกัน

ปัญหาทางเทคนิคและความท้าทายของความเข้ากันได้ของอุปกรณ์เทคโนโลยี V2G:

ความเข้ากันได้ระหว่างยานพาหนะ แบตเตอรี่ และโครงข่ายไฟฟ้าที่แตกต่างกันถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ การสร้างความมั่นใจในความเข้ากันได้สูงในโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซการชาร์จ/การคายประจุระหว่างยานพาหนะและโครงข่ายไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายโอนและการมีปฏิสัมพันธ์ของพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ความสามารถในการปรับตัวของโครงข่ายไฟฟ้า: การรวมรถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากเข้ากับระบบปฏิสัมพันธ์พลังงานของโครงข่ายไฟฟ้าอาจก่อให้เกิดความท้าทายต่อโครงสร้างพื้นฐานของโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ ปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไข ได้แก่ การจัดการโหลดของโครงข่ายไฟฟ้า ความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า และความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าในการรองรับความต้องการการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ความท้าทายทางเทคนิค: ระบบ V2G ต้องเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคมากมาย เช่น เทคโนโลยีการชาร์จและคายประจุอย่างรวดเร็ว ระบบควบคุมการจัดการแบตเตอรี่ และเทคนิคการเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้า ความท้าทายเหล่านี้ต้องการการทดลองและการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การจัดการแบตเตอรี่รถยนต์: สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่สำคัญ ในระบบ V2G การควบคุมการจัดการแบตเตอรี่ที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อสร้างสมดุลระหว่างความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้ากับการพิจารณาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพและความเร็วในการชาร์จ/การคายประจุ: การบรรลุกระบวนการชาร์จและคายประจุที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญยิ่งต่อการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี V2G ให้ประสบความสำเร็จ จำเป็นต้องพัฒนาเทคโนโลยีการชาร์จขั้นสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเร็วในการถ่ายโอนพลังงาน พร้อมกับลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด เสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า: เทคโนโลยี V2G เกี่ยวข้องกับการรวมรถยนต์ไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งทำให้ความต้องการด้านเสถียรภาพและความปลอดภัยของโครงข่ายไฟฟ้าสูงขึ้น ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากการผสานโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ของรถยนต์ต้องได้รับการแก้ไขเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า กลไกตลาด: รูปแบบเชิงพาณิชย์และกลไกตลาดสำหรับระบบ V2G ก็นำมาซึ่งความท้าทายเช่นกัน จำเป็นต้องพิจารณาและแก้ไขอย่างรอบคอบเพื่อสร้างสมดุลระหว่างผลประโยชน์ของผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย การกำหนดโครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้าที่เหมาะสม และการสร้างแรงจูงใจให้ผู้ใช้มีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนพลังงาน V2G

ข้อดีของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี V2G:

การจัดการพลังงาน: เทคโนโลยี V2G ช่วยให้ยานยนต์ไฟฟ้าสามารถป้อนไฟฟ้ากลับเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้า ช่วยอำนวยความสะดวกในการไหลของพลังงานแบบสองทิศทาง ช่วยปรับสมดุลภาระของโครงข่ายไฟฟ้า เพิ่มเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า และลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานที่ก่อมลพิษ เช่น การผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินแบบดั้งเดิม การกักเก็บพลังงาน: ยานยนต์ไฟฟ้าสามารถทำงานเป็นส่วนหนึ่งของระบบกักเก็บพลังงานแบบกระจาย กักเก็บพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินและปล่อยออกเมื่อจำเป็น ช่วยปรับสมดุลภาระของโครงข่ายไฟฟ้าและให้การสนับสนุนพลังงานเพิ่มเติมในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูง การสร้างรายได้: ด้วยเทคโนโลยี V2G เจ้าของรถยนต์สามารถเชื่อมต่อยานยนต์ไฟฟ้าเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้า ขายไฟฟ้าคืนและรับรายได้หรือสิ่งจูงใจที่เกี่ยวข้อง ซึ่งช่วยเพิ่มช่องทางรายได้ให้กับเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้า ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน: ด้วยการลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานที่ก่อมลพิษแบบเดิม ยานยนต์ไฟฟ้าที่รองรับ V2G สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ซึ่งส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อม ความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น: เทคโนโลยี V2G ช่วยอำนวยความสะดวกในการจัดการโครงข่ายไฟฟ้าแบบไดนามิก ช่วยเพิ่มเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือ ช่วยให้สามารถปรับสมดุลอุปทาน-อุปสงค์ของกริดได้อย่างยืดหยุ่นโดยอิงตามเงื่อนไขแบบเรียลไทม์ จึงเพิ่มความสามารถในการปรับตัวและประสิทธิภาพการทำงานของกริด