เทคโนโลยี V2G และสถานะปัจจุบันทั้งในและต่างประเทศ

เทคโนโลยี V2G และสถานะปัจจุบันทั้งในและต่างประเทศ

เทคโนโลยี V2G คืออะไร?
เทคโนโลยี V2G หมายถึงการส่งพลังงานแบบสองทิศทางระหว่างยานพาหนะและโครงข่ายไฟฟ้า V2G ย่อมาจาก “Vehicle-to-Grid” ซึ่งช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถชาร์จไฟผ่านโครงข่ายไฟฟ้าได้ ในขณะเดียวกันก็สามารถส่งพลังงานที่เก็บไว้กลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้าได้เช่นกัน จุดประสงค์หลักของเทคโนโลยี V2G คือการเพิ่มประสิทธิภาพการขับขี่แบบไร้มลพิษของรถยนต์ไฟฟ้า และให้การสนับสนุนด้านการจ่ายพลังงานและบริการควบคุมแก่โครงข่ายไฟฟ้า

ด้วยเทคโนโลยี V2G รถยนต์ไฟฟ้าสามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน โดยส่งไฟฟ้าส่วนเกินกลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้าเพื่อให้ผู้บริโภครายอื่นนำไปใช้ ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง เทคโนโลยี V2G จะช่วยให้สามารถปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ในรถยนต์กลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้า ช่วยในการรักษาสมดุลของโหลด ในทางกลับกัน ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ รถยนต์ไฟฟ้าสามารถดึงพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อชาร์จไฟได้ รถยนต์ไฟฟ้าจะดูดซับไฟฟ้าในช่วงที่มีโหลดไฟฟ้าต่ำและปล่อยพลังงานในช่วงที่มีโหลดไฟฟ้าสูง จึงสามารถสร้างกำไรจากส่วนต่างราคาได้ หากเทคโนโลยี V2G ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ รถยนต์ไฟฟ้าทุกคันอาจถือได้ว่าเป็นพาวเวอร์แบงค์ขนาดเล็ก: การเสียบปลั๊กในช่วงที่โหลดไฟฟ้าต่ำจะจัดเก็บพลังงานโดยอัตโนมัติ ในขณะที่ในช่วงที่โหลดไฟฟ้าสูง พลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ของรถยนต์สามารถขายคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้าเพื่อสร้างกำไรจากส่วนต่างราคาได้

สถานะปัจจุบันของ V2G ในประเทศจีน จีนมีจำนวนรถยนต์ไฟฟ้ามากที่สุดในโลก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางการตลาดมหาศาลสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างรถยนต์กับโครงข่ายไฟฟ้า (V2G) ตั้งแต่ปี 2020 รัฐบาลได้ออกนโยบายหลายประการเพื่อส่งเสริมเทคโนโลยี V2G โดยมีสถาบันที่มีชื่อเสียง เช่น มหาวิทยาลัยชิงหัว และมหาวิทยาลัยเจ้อเจียง ดำเนินการวิจัยเชิงลึก เมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม คณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติและสำนักงานพลังงานแห่งชาติได้ออกความเห็นเกี่ยวกับการดำเนินการเร่งสร้างโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จเพื่อสนับสนุนรถยนต์พลังงานใหม่ในพื้นที่ชนบทและการฟื้นฟูชนบทให้ดียิ่งขึ้น เอกสารดังกล่าวเสนอให้ส่งเสริมการวิจัยเทคโนโลยีที่สำคัญ เช่น การเชื่อมต่อแบบสองทิศทางระหว่างรถยนต์ไฟฟ้ากับโครงข่ายไฟฟ้า (V2G) และการควบคุมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ การจัดเก็บพลังงาน และการชาร์จอย่างประสานงานกัน นอกจากนี้ยังสำรวจการสร้างโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จแบบบูรณาการที่ให้บริการการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ การจัดเก็บพลังงาน และการชาร์จในพื้นที่ชนบทที่มีอัตราการใช้สถานีชาร์จต่ำ การบังคับใช้นโยบายการกำหนดราคาไฟฟ้าแบบช่วงเวลาสูงสุดและนอกช่วงเวลาสูงสุดจะช่วยกระตุ้นให้ผู้ใช้ชาร์จในช่วงเวลานอกช่วงเวลาสูงสุด ภายในปี 2030 ค่าธรรมเนียมความต้องการ (กำลังการผลิต) จะถูกยกเว้นสำหรับสถานีชาร์จและเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบรวมศูนย์ที่ดำเนินการภายใต้ระบบอัตราค่าไฟฟ้าแบบสองส่วน ข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพการลงทุนในการก่อสร้างเครือข่ายจำหน่ายสำหรับวิสาหกิจด้านโครงข่ายไฟฟ้าจะถูกผ่อนปรน โดยจะมีการรวมการชดเชยเต็มจำนวนเข้าไว้ในอัตราค่าไฟฟ้าสำหรับการส่งและจำหน่าย ตัวอย่างการประยุกต์ใช้: เซี่ยงไฮ้เป็นเจ้าภาพเขตสาธิต V2G สามแห่งที่มีรถยนต์ไฟฟ้ามากกว่าสิบคัน โดยมีการปล่อยพลังงานประมาณ 500 kWh ต่อเดือนในอัตราค่าบริการ 0.8 หยวนต่อ kWh ในปี 2022 ฉงชิ่งได้ดำเนินการวงจรการชาร์จ/ปล่อยพลังงานแบบตอบสนองเต็มรูปแบบ 48 ชั่วโมงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า โดยดูดซับพลังงานสะสม 44 kWh นอกจากนี้ ภูมิภาคอื่นๆ ในประเทศจีนกำลังสำรวจโครงการนำร่อง V2G อย่างแข็งขัน เช่น โครงการสาธิต V2G อาคารเหรินจี ปักกิ่ง และโครงการสาธิต V2G ศูนย์ China Re ปักกิ่ง ในปี 2021 BYD เริ่มโครงการห้าปีเพื่อส่งมอบรถยนต์ไฟฟ้าขนาดกลางและขนาดหนักที่รองรับ V2G มากถึง 5,000 คันให้กับ Levo Mobility LLC สถานการณ์เทคโนโลยี V2G ในต่างประเทศ ประเทศต่างๆ ในยุโรปและอเมริกาให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเทคโนโลยี V2G โดยมีการสนับสนุนนโยบายอย่างชัดเจนตั้งแต่เริ่มต้น ย้อนกลับไปในปี 2012 มหาวิทยาลัยเดลาแวร์ได้เปิดตัวโครงการนำร่อง eV2gSM โดยมีเป้าหมายเพื่อประเมินศักยภาพและมูลค่าทางเศรษฐกิจของยานยนต์ไฟฟ้าที่ให้บริการควบคุมความถี่แก่โครงข่ายไฟฟ้า PJM ภายใต้สภาวะ V2G เพื่อลดความไม่สม่ำเสมอของพลังงานหมุนเวียน เพื่อให้ยานยนต์ไฟฟ้ากำลังต่ำของมหาวิทยาลัยเดลาแวร์สามารถเข้าร่วมในตลาดควบคุมความถี่ได้ โครงการนำร่องจึงลดข้อกำหนดกำลังไฟฟ้าขั้นต่ำสำหรับผู้ให้บริการควบคุมความถี่จาก 500 กิโลวัตต์เหลือประมาณ 100 กิโลวัตต์ ในปี 2014 ด้วยการสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ และคณะกรรมการพลังงานแห่งแคลิฟอร์เนีย โครงการสาธิตได้เริ่มต้นขึ้นที่ฐานทัพอากาศลอสแอนเจลิส ในเดือนพฤศจิกายน 2016 คณะกรรมการกำกับพลังงานแห่งสหรัฐอเมริกา (FERC) ได้เสนอการแก้ไขกฎระเบียบเพื่ออำนวยความสะดวกให้ผู้บูรณาการระบบจัดเก็บพลังงานและแหล่งพลังงานแบบกระจาย (DER) เข้าสู่ตลาดไฟฟ้า โดยรวมแล้ว การตรวจสอบโครงการนำร่องในสหรัฐอเมริกาค่อนข้างครอบคลุม และกลไกนโยบายเสริมต่างๆ น่าจะแล้วเสร็จภายในหนึ่งถึงสองปีข้างหน้า ซึ่งจะผลักดันให้ V2G เข้าสู่การดำเนินงานเชิงพาณิชย์อย่างเป็นรูปธรรม ในสหภาพยุโรป โครงการ SEEV4-City เริ่มต้นในปี 2016 โดยจัดสรรเงิน 5 ล้านยูโรเพื่อสนับสนุนโครงการ 6 โครงการใน 5 ประเทศ โครงการริเริ่มนี้มุ่งเน้นไปที่การทำให้ไมโครกริดสามารถบูรณาการพลังงานหมุนเวียนผ่านแอปพลิเคชัน V2H, V2B และ V2N ในปี 2018 รัฐบาลสหราชอาณาจักรประกาศให้ทุนสนับสนุนประมาณ 30 ล้านปอนด์สำหรับโครงการ V2G จำนวน 21 โครงการ เงินทุนนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อทดสอบผลลัพธ์การวิจัยและพัฒนาทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ในขณะเดียวกันก็ระบุโอกาสทางการตลาดสำหรับเทคโนโลยีดังกล่าว

ปัญหาทางเทคนิคและความท้าทายของเทคโนโลยี V2G: ความเข้ากันได้ของอุปกรณ์

ความเข้ากันได้ระหว่างยานพาหนะ แบตเตอรี่ และโครงข่ายไฟฟ้าที่แตกต่างกันนั้นเป็นความท้าทายอย่างมาก การรับรองความเข้ากันได้สูงในโปรโตคอลการสื่อสารและอินเทอร์เฟซการชาร์จ/การคายประจุระหว่างยานพาหนะและโครงข่ายไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายโอนพลังงานและการโต้ตอบที่มีประสิทธิภาพ ความสามารถในการปรับตัวของโครงข่ายไฟฟ้า: การบูรณาการยานพาหนะไฟฟ้าจำนวนมากเข้ากับระบบการโต้ตอบพลังงานของโครงข่ายไฟฟ้าอาจก่อให้เกิดความท้าทายต่อโครงสร้างพื้นฐานของโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ ปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไข ได้แก่ การจัดการโหลดของโครงข่ายไฟฟ้า ความน่าเชื่อถือและความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า และความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าในการรองรับความต้องการการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ความท้าทายทางเทคนิค: ระบบ V2G ต้องเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคหลายประการ เช่น เทคโนโลยีการชาร์จและการคายประจุอย่างรวดเร็ว ระบบควบคุมการจัดการแบตเตอรี่ และเทคนิคการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ความท้าทายเหล่านี้ต้องการการทดลอง การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การจัดการแบตเตอรี่รถยนต์: สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า แบตเตอรี่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานที่สำคัญ ภายในระบบ V2G การควบคุมการจัดการแบตเตอรี่อย่างแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อสร้างสมดุลระหว่างความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้ากับการพิจารณาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพและความเร็วในการชาร์จ/การคายประจุ: การบรรลุถึงกระบวนการชาร์จและการคายประจุที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี V2G ที่ประสบความสำเร็จ ต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีการชาร์จขั้นสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเร็วในการถ่ายโอนพลังงาน พร้อมทั้งลดการสูญเสียพลังงานให้น้อยที่สุด ความเสถียรของระบบไฟฟ้า: เทคโนโลยี V2G เกี่ยวข้องกับการบูรณาการยานยนต์ไฟฟ้าเข้ากับระบบไฟฟ้า ซึ่งทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้นต่อความเสถียรและความปลอดภัยของระบบไฟฟ้า ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากการบูรณาการยานยนต์ขนาดใหญ่เข้ากับระบบไฟฟ้าจะต้องได้รับการแก้ไขเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและความเสถียรของระบบไฟฟ้า กลไกตลาด: รูปแบบธุรกิจและกลไกตลาดสำหรับระบบ V2G ก็มีความท้าทายเช่นกัน จำเป็นต้องพิจารณาและแก้ไขอย่างรอบคอบเพื่อสร้างความสมดุลระหว่างผลประโยชน์ของผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย การกำหนดโครงสร้างอัตราค่าไฟฟ้าที่เหมาะสม และการจูงใจให้ผู้ใช้มีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนพลังงาน V2G

ข้อดีของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี V2G:

การจัดการพลังงาน: เทคโนโลยี V2G ช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถส่งไฟฟ้ากลับเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้า ทำให้เกิดการไหลเวียนของพลังงานแบบสองทิศทาง ซึ่งช่วยปรับสมดุลโหลดของโครงข่ายไฟฟ้า เพิ่มเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของโครงข่าย และลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานที่ก่อให้เกิดมลพิษ เช่น การผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินแบบดั้งเดิม การจัดเก็บพลังงาน: รถยนต์ไฟฟ้าสามารถทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบจัดเก็บพลังงานแบบกระจาย โดยจัดเก็บไฟฟ้าส่วนเกินและปล่อยออกมาเมื่อจำเป็น ซึ่งช่วยปรับสมดุลโหลดของโครงข่ายไฟฟ้าและให้การสนับสนุนพลังงานเพิ่มเติมในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูงสุด การสร้างรายได้: ด้วยเทคโนโลยี V2G เจ้าของรถยนต์สามารถเชื่อมต่อรถยนต์ไฟฟ้าของตนเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้า ขายไฟฟ้ากลับคืน และรับรายได้หรือสิ่งจูงใจที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นแหล่งรายได้เพิ่มเติมสำหรับเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้า การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน: ด้วยการลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมที่ก่อให้เกิดมลพิษ รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยี V2G สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อม ความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น: เทคโนโลยี V2G ช่วยให้การจัดการโครงข่ายไฟฟ้าแบบไดนามิกดีขึ้น ปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือ ระบบนี้ช่วยให้สามารถปรับสมดุลอุปสงค์และอุปทานของโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างยืดหยุ่นตามสภาวะแบบเรียลไทม์ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับตัวและประสิทธิภาพการดำเนินงานของโครงข่ายไฟฟ้า