Технологія V2G та її поточний стан в країні та за кордоном

Технологія V2G та її поточний стан в країні та за кордоном

Що таке технологія V2G?
Технологія V2G стосується двонаправленої передачі енергії між транспортними засобами та енергомережею. V2G, скорочення від «Vehicle-to-Grid» (автомобіль-мережа), дозволяє електромобілям заряджатися через енергомережу, одночасно повертаючи накопичену енергію назад у мережу. Основною метою технології V2G є покращення можливостей водіння електромобілів з нульовим рівнем викидів та забезпечення підтримки електропостачання та регулювання енергосистеми.

Завдяки технології V2G електромобілі можуть функціонувати як накопичувачі енергії, повертаючи надлишок електроенергії назад у мережу для використання іншими споживачами. У періоди пікового навантаження на мережу технологія V2G дозволяє вивільняти накопичену енергію транспортного засобу назад у мережу, допомагаючи балансувати навантаження. І навпаки, у періоди низького навантаження на мережу електромобілі можуть отримувати енергію з мережі для підзарядки. Електромобілі поглинають електроенергію в періоди низького навантаження на мережу та вивільняють її в періоди високого навантаження на мережу, отримуючи таким чином прибуток від різниці в ціні. Якщо V2G буде повністю реалізовано, кожен електромобіль можна буде розглядати як мініатюрний портативний зарядний пристрій: підключення до мережі під час низького навантаження на мережу автоматично накопичує енергію, тоді як під час високого навантаження на мережу енергія, що накопичується в акумуляторі транспортного засобу, може бути продана назад у мережу, щоб заробити різницю в ціні.

Поточний стан V2G у Китаї Китай має найбільший у світі парк електромобілів, що представляє величезний ринковий потенціал для взаємодії транспортного засобу з мережею (V2G). З 2020 року держава запровадила низку політик для розвитку технології V2G, а відомі установи, такі як Університет Цінхуа та Університет Чжецзян, проводять поглиблені дослідження. 17 травня Національна комісія з розвитку та реформ та Національне енергетичне управління опублікували Висновки щодо впровадження щодо прискорення будівництва зарядної інфраструктури для кращої підтримки транспортних засобів на нових джерелах енергії в сільській місцевості та відродження сільських районів. У документі пропонується: заохочення досліджень ключових технологій, таких як двонаправлена ​​взаємодія між електромобілями та мережею (V2G) та скоординоване управління виробництвом фотоелектричної енергії, накопиченням енергії та заряджанням. У ньому також розглядається створення інтегрованої зарядної інфраструктури, що забезпечує виробництво фотоелектричної енергії, накопичення енергії та заряджання в сільській місцевості з низьким рівнем використання зарядних стійок. Впровадження політики ціноутворення на електроенергію в години пікового та позапікового навантаження стимулюватиме користувачів заряджатися в години позапікового навантаження. До 2030 року плата за попит (потужність) буде скасована для централізованих зарядних установок та установок заміни акумуляторів, що працюють за двоставковою тарифною системою. Обмеження щодо ефективності інвестицій у будівництво розподільчих мереж для мережевих підприємств будуть послаблені, а повне відшкодування буде включено до тарифів на передачу та розподіл. Приклад застосування: У Шанхаї розташовано три демонстраційні зони V2G, що охоплюють понад десять електромобілів, які щомісяця розряджають приблизно 500 кВт·год за ставкою доходу 0,8 ¥ за кВт·год. У 2022 році Чунцін завершив 48-годинний повний цикл заряджання/розряджання для електромобіля, поглинувши в сукупності 44 кВт·год. Крім того, інші регіони Китаю активно вивчають пілотні ініціативи V2G, такі як демонстраційний проект V2G у будівлі Beijing Renji Building та демонстраційний проект V2G у центрі Beijing China Re Centre. У 2021 році BYD розпочала п'ятирічну програму з постачання до 5000 середньотоннажних та важких повністю електричних транспортних засобів з підтримкою V2G компанії Levo Mobility LLC. Зарубіжний ландшафт V2G Країни Європи та Америки приділяють особливу увагу технології V2G, запровадивши чітку політичну підтримку на ранній стадії. Ще у 2012 році Університет Делаверу запустив пілотний проект eV2gSM, спрямований на оцінку потенціалу та економічної цінності електромобілів, що надають послуги регулювання частоти для мережі PJM в умовах V2G, щоб пом'якшити нестабільність відновлюваної енергії. Щоб дати змогу відносно малопотужним електромобілям Університету Делаверу брати участь у ринку регулювання частоти, пілотний проект знизив мінімальну вимогу до потужності для постачальників послуг регулювання частоти з 500 кіловат до приблизно 100 кіловат. У 2014 році за підтримки Міністерства оборони США та Каліфорнійської енергетичної комісії на авіабазі Лос-Анджелес розпочався демонстраційний проект. У листопаді 2016 року Федеральна комісія з регулювання енергетики (FERC) запропонувала зміни до нормативних актів для сприяння виходу на ринки електроенергії інтеграторів систем зберігання енергії та розподілених енергетичних ресурсів (DER). Загалом, валідація пілотного проекту в США виглядає відносно всеохоплюючою, а додаткові політичні механізми, ймовірно, будуть завершені протягом наступних одного-двох років, що сприятиме запуску V2G у повноцінну комерційну експлуатацію. У Європейському Союзі програма SEEV4-City розпочалася у 2016 році, виділивши 5 мільйонів євро на підтримку шести проектів у п'яти країнах. Ця ініціатива зосереджена на тому, щоб мікромережі могли інтегрувати відновлювану енергію через застосування V2H, V2B та V2N. У 2018 році уряд Великої Британії оголосив про фінансування приблизно 30 мільйонів фунтів стерлінгів для 21 проекту V2G. Це фінансування має на меті перевірити відповідні результати технологічних досліджень і розробок, одночасно виявляючи ринкові можливості для таких технологій.

Технічні труднощі та проблеми сумісності пристроїв технології V2G:

Сумісність між різними транспортними засобами, акумуляторами та енергетичними мережами становить значний виклик. Забезпечення високої сумісності протоколів зв'язку та інтерфейсів заряджання/розряджання між транспортними засобами та мережею є важливим для ефективної передачі та взаємодії енергії. Адаптивність мережі: Інтеграція великої кількості електромобілів у системи взаємодії енергії з мережею може створювати проблеми для існуючої інфраструктури мережі. Проблеми, що потребують вирішення, включають управління навантаженням мережі, надійність та стабільність мережі, а також гнучкість мережі у задоволенні потреб заряджання електромобілів. Технічні проблеми: Системи V2G повинні подолати численні технічні перешкоди, такі як технології швидкої зарядки та розрядки, системи керування акумуляторами та методи взаємоз'єднання з мережею. Ці проблеми вимагають постійних експериментів, досліджень і розробок. Керування акумуляторами транспортних засобів: Для електромобілів акумулятор служить критично важливим накопичувачем енергії. У системах V2G точний контроль над керуванням акумуляторами є важливим для балансування вимог мережі з урахуванням довговічності акумулятора. Ефективність та швидкість заряджання/розряджання: Досягнення високоефективних процесів заряджання та розряджання має вирішальне значення для успішного застосування технології V2G. Необхідно розробити передові технології заряджання для підвищення ефективності та швидкості передачі енергії, мінімізуючи втрати енергії. Стабільність мережі: Технологія V2G передбачає інтеграцію електромобілів як частини мережі, що висуває підвищені вимоги до стабільності та безпеки мережі. Потенційні проблеми, що виникають внаслідок масштабної інтеграції транспортних засобів у мережу, необхідно вирішити, щоб забезпечити надійність та стабільність енергосистеми. Ринкові механізми: Комерційна модель та ринкові механізми для систем V2G також створюють труднощі. Для балансування інтересів зацікавлених сторін, встановлення розумних тарифних структур та стимулювання участі користувачів в обміні енергією V2G необхідні ретельні розгляд та вирішення.

Переваги застосування технології V2G:

Управління енергією: Технологія V2G дозволяє електромобілям подавати електроенергію назад у мережу, сприяючи двонаправленому потоку енергії. Це допомагає балансувати навантаження на мережу, підвищувати стабільність та надійність мережі, а також зменшувати залежність від забруднюючих джерел енергії, таких як традиційні вугільні електростанції. Зберігання енергії: Електромобілі можуть функціонувати як частина розподілених систем зберігання енергії, зберігаючи надлишок електроенергії та вивільняючи її за потреби. Це допомагає балансувати навантаження на мережу та забезпечує додаткову підтримку потужності в періоди пікового навантаження. Генерування доходу: Завдяки технології V2G власники транспортних засобів можуть підключати свої електромобілі до мережі, продаючи електроенергію назад та отримуючи відповідний дохід або стимули. Це забезпечує додаткове джерело доходу для власників електромобілів. Зменшення викидів вуглецю: Зменшуючи залежність від традиційних забруднюючих джерел енергії, електромобілі з підтримкою V2G можуть знизити викиди вуглекислого газу та інших парникових газів, що позитивно впливає на навколишнє середовище. Підвищена гнучкість мережі: Технологія V2G сприяє динамічному управлінню мережею, покращуючи стабільність та надійність. Вона дозволяє гнучко коригувати баланс попиту та пропозиції в мережі на основі умов у режимі реального часу, тим самим підвищуючи адаптивність та експлуатаційну ефективність мережі.