Công nghệ V2G và tình hình hiện tại trong và ngoài nước

Công nghệ V2G và tình hình hiện tại trong và ngoài nước

Công nghệ V2G là gì?
Công nghệ V2G đề cập đến việc truyền tải năng lượng hai chiều giữa xe và lưới điện. V2G, viết tắt của "Vehicle-to-Grid", cho phép xe điện sạc qua lưới điện, đồng thời nạp năng lượng đã lưu trữ trở lại lưới điện. Mục đích chính của công nghệ V2G là nâng cao khả năng vận hành không phát thải của xe điện và cung cấp dịch vụ hỗ trợ và điều tiết nguồn điện cho lưới điện.

Thông qua công nghệ V2G, xe điện có thể hoạt động như thiết bị lưu trữ năng lượng, đưa điện dư trở lại lưới điện để người tiêu dùng khác sử dụng. Trong thời gian nhu cầu lưới điện cao điểm, công nghệ V2G cho phép giải phóng năng lượng đã lưu trữ của xe trở lại lưới điện, hỗ trợ cân bằng tải. Ngược lại, trong thời gian nhu cầu lưới điện thấp, xe điện có thể lấy năng lượng từ lưới điện để sạc lại. Xe điện hấp thụ điện trong thời gian tải lưới điện thấp và giải phóng điện trong thời gian tải lưới điện cao, do đó kiếm được lợi nhuận từ chênh lệch giá. Nếu V2G được hiện thực hóa đầy đủ, mọi xe điện có thể được coi là một ngân hàng điện thu nhỏ: cắm điện khi tải lưới điện thấp sẽ tự động lưu trữ năng lượng, trong khi trong thời gian tải lưới điện cao, năng lượng được lưu trữ trong pin điện của xe có thể được bán lại cho lưới điện để kiếm chênh lệch giá.

Tình hình V2G hiện tại tại Trung Quốc Trung Quốc sở hữu đội xe điện lớn nhất thế giới, mang lại tiềm năng thị trường to lớn cho tương tác giữa xe và lưới điện (V2G). Kể từ năm 2020, nhà nước đã đưa ra nhiều chính sách để thúc đẩy công nghệ V2G, với các tổ chức nổi tiếng như Đại học Thanh Hoa và Đại học Chiết Giang tiến hành nghiên cứu chuyên sâu. Vào ngày 17 tháng 5, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia và Cục Quản lý Năng lượng Quốc gia đã ban hành Ý kiến ​​Thực hiện về việc Đẩy nhanh việc Xây dựng Cơ sở hạ tầng Sạc để Hỗ trợ Tốt hơn cho Xe Năng lượng Mới ở Khu vực Nông thôn và Phục hồi Nông thôn. Tài liệu đề xuất: khuyến khích nghiên cứu các công nghệ chính như tương tác hai chiều giữa xe điện và lưới điện (V2G) và kiểm soát phối hợp phát điện quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc. Tài liệu cũng tìm hiểu việc thiết lập cơ sở hạ tầng sạc tích hợp cung cấp phát điện quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc ở các khu vực nông thôn nơi tỷ lệ sử dụng trạm sạc thấp. Việc thực hiện các chính sách định giá điện giờ cao điểm-ngoài giờ cao điểm sẽ khuyến khích người dùng sạc điện ngoài giờ cao điểm. Đến năm 2030, phí nhu cầu (công suất) sẽ được miễn đối với các cơ sở sạc tập trung và đổi pin hoạt động theo hệ thống biểu giá hai phần. Các ràng buộc về hiệu quả đầu tư xây dựng mạng lưới phân phối cho các doanh nghiệp lưới điện sẽ được nới lỏng, với việc thu hồi hoàn toàn được đưa vào biểu giá truyền tải và phân phối. Trường hợp áp dụng: Thượng Hải có ba khu vực trình diễn V2G bao gồm hơn mười xe điện, xả khoảng 500 kWh mỗi tháng với mức doanh thu là 0,8 Nhân dân tệ mỗi kWh. Năm 2022, Trùng Khánh đã hoàn thành chu kỳ sạc/xả phản ứng đầy đủ trong 48 giờ cho một xe điện, hấp thụ tích lũy 44 kWh. Ngoài ra, các khu vực khác trong Trung Quốc đang tích cực khám phá các sáng kiến ​​thí điểm V2G, chẳng hạn như dự án trình diễn V2G tại Tòa nhà Renji Bắc Kinh và dự án trình diễn V2G tại Trung tâm Re Bắc Kinh Trung Quốc. Năm 2021, BYD bắt đầu chương trình 5 năm để cung cấp tới 5.000 xe điện thuần túy hạng trung và hạng nặng hỗ trợ V2G cho Levo Mobility LLC. Bối cảnh V2G ở nước ngoài Các quốc gia ở Châu Âu và Châu Mỹ đã đặc biệt chú trọng đến công nghệ V2G, đưa ra chính sách hỗ trợ rõ ràng ngay từ giai đoạn đầu. Ngay từ năm 2012, Đại học Delaware đã khởi động dự án thí điểm eV2gSM, nhằm đánh giá tiềm năng và giá trị kinh tế của xe điện cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số cho lưới điện PJM trong điều kiện V2G để giảm thiểu tính không liên tục vốn có của năng lượng tái tạo. Để cho phép xe điện công suất tương đối thấp của Đại học Delaware tham gia vào thị trường điều chỉnh tần số, dự án thí điểm đã hạ thấp yêu cầu công suất tối thiểu đối với các nhà cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số từ 500 kilowatt xuống còn khoảng 100 kilowatt. Năm 2014, với sự hỗ trợ của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và Ủy ban Năng lượng California, một dự án trình diễn đã bắt đầu tại Căn cứ Không quân Los Angeles. Vào tháng 11 năm 2016, Ủy ban Điều tiết Năng lượng Liên bang (FERC) đã đề xuất các sửa đổi quy định để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đưa các nhà tích hợp lưu trữ năng lượng và nguồn năng lượng phân tán (DER) vào thị trường điện. Nhìn chung, quá trình thẩm định thí điểm tại Hoa Kỳ có vẻ tương đối toàn diện, với các cơ chế chính sách bổ sung có thể được hoàn thiện trong vòng một đến hai năm tới, qua đó thúc đẩy V2G đi vào hoạt động thương mại thực chất. Tại Liên minh Châu Âu, chương trình SEEV4-City đã bắt đầu vào năm 2016, phân bổ 5 triệu euro để hỗ trợ sáu dự án tại năm quốc gia. Sáng kiến ​​này tập trung vào việc cho phép các lưới điện siêu nhỏ tích hợp năng lượng tái tạo thông qua các ứng dụng V2H, V2B và V2N. Năm 2018, chính phủ Anh đã công bố khoản tài trợ khoảng 30 triệu bảng Anh cho 21 dự án V2G. Khoản tài trợ này nhằm mục đích thử nghiệm các kết quả nghiên cứu và phát triển công nghệ có liên quan, đồng thời xác định các cơ hội thị trường cho các công nghệ đó.

Khó khăn và thách thức về mặt kỹ thuật của khả năng tương thích thiết bị công nghệ V2G:

Khả năng tương thích giữa các loại xe, pin và lưới điện khác nhau đặt ra một thách thức đáng kể. Đảm bảo tính tương thích cao trong các giao thức truyền thông và giao diện sạc/xả giữa xe và lưới điện là điều cần thiết để truyền tải và tương tác năng lượng hiệu quả. Khả năng thích ứng với lưới điện: Việc tích hợp một lượng lớn xe điện vào các hệ thống tương tác năng lượng lưới điện có thể đặt ra những thách thức cho cơ sở hạ tầng lưới điện hiện có. Các vấn đề cần giải quyết bao gồm quản lý tải lưới, độ tin cậy và ổn định của lưới điện, cũng như tính linh hoạt của lưới điện trong việc đáp ứng nhu cầu sạc xe điện. Thách thức kỹ thuật: Các hệ thống V2G phải vượt qua nhiều rào cản kỹ thuật, chẳng hạn như công nghệ sạc và xả nhanh, hệ thống điều khiển quản lý pin và kỹ thuật kết nối lưới điện. Những thách thức này đòi hỏi phải liên tục thử nghiệm, nghiên cứu và phát triển. Quản lý Pin Xe: Đối với xe điện, pin đóng vai trò là thiết bị lưu trữ năng lượng quan trọng. Trong các hệ thống V2G, việc kiểm soát chính xác việc quản lý pin là điều cần thiết để cân bằng nhu cầu lưới điện với các yếu tố về tuổi thọ pin. Hiệu suất và Tốc độ Sạc/Xả: Việc đạt được các quy trình sạc và xả hiệu quả cao là rất quan trọng để ứng dụng thành công công nghệ V2G. Các công nghệ sạc tiên tiến cần được phát triển để nâng cao hiệu suất và tốc độ truyền tải năng lượng đồng thời giảm thiểu tổn thất năng lượng. Ổn định Lưới điện: Công nghệ V2G liên quan đến việc tích hợp xe điện vào lưới điện, đặt ra yêu cầu cao hơn về tính ổn định và an ninh lưới điện. Các vấn đề tiềm ẩn phát sinh từ việc tích hợp xe điện quy mô lớn vào lưới điện cần được giải quyết để đảm bảo độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện. Cơ chế thị trường: Mô hình thương mại và cơ chế thị trường cho các hệ thống V2G cũng đặt ra những thách thức. Cần cân nhắc và giải quyết thận trọng để cân bằng lợi ích của các bên liên quan, thiết lập cơ cấu giá điện hợp lý và khuyến khích người dùng tham gia vào trao đổi năng lượng V2G.

Ưu điểm ứng dụng của công nghệ V2G:

Quản lý Năng lượng: Công nghệ V2G cho phép xe điện đưa điện trở lại lưới điện, tạo điều kiện cho dòng năng lượng hai chiều. Điều này hỗ trợ cân bằng tải lưới điện, tăng cường độ ổn định và độ tin cậy của lưới điện, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng gây ô nhiễm như phát điện than truyền thống. Lưu trữ Năng lượng: Xe điện có thể hoạt động như một phần của hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán, lưu trữ điện năng dư thừa và giải phóng khi cần thiết. Điều này hỗ trợ cân bằng tải lưới điện và cung cấp thêm nguồn điện trong các giờ cao điểm. Tạo Doanh thu: Thông qua công nghệ V2G, chủ xe có thể kết nối xe điện của mình với lưới điện, bán lại điện và kiếm được thu nhập hoặc ưu đãi tương ứng. Điều này mang lại nguồn doanh thu bổ sung cho chủ sở hữu xe điện. Giảm Phát thải Carbon: Bằng cách giảm bớt sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng gây ô nhiễm thông thường, xe điện được hỗ trợ V2G có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide và các khí nhà kính khác, mang lại những tác động tích cực đến môi trường. Tăng cường Tính linh hoạt của Lưới điện: Công nghệ V2G tạo điều kiện cho việc quản lý lưới điện năng động, cải thiện độ ổn định và độ tin cậy. Công nghệ này cho phép điều chỉnh linh hoạt cân bằng cung-cầu của lưới điện dựa trên các điều kiện thời gian thực, do đó tăng cường khả năng thích ứng và hiệu quả vận hành của lưới điện.