Sạc hai chiều là gì?

Với hầu hết các xe điện, điện năng chỉ chảy một chiều — từ bộ sạc, ổ cắm điện hoặc nguồn điện khác vào pin. Người dùng phải trả một khoản phí rõ ràng cho điện năng tiêu thụ, và với dự đoán hơn một nửa số lượng xe bán ra vào cuối thập kỷ này sẽ là xe điện, điều này sẽ tạo ra gánh nặng ngày càng lớn cho lưới điện vốn đã quá tải.

Sạc hai chiều cho phép bạn truyền năng lượng theo chiều ngược lại, từ pin đến một thiết bị khác ngoài hệ thống truyền động của xe. Trong trường hợp mất điện, một chiếc xe điện được kết nối đúng cách có thể truyền điện trở lại nhà hoặc doanh nghiệp và duy trì nguồn điện trong vài ngày, quá trình này được gọi là truyền điện từ xe đến nhà (V2H) hoặc từ xe đến tòa nhà (V2B).

Tham vọng hơn nữa, xe điện của bạn cũng có thể cung cấp điện cho mạng lưới khi nhu cầu cao — ví dụ, trong đợt nắng nóng khi mọi người đều bật điều hòa — và tránh tình trạng mất ổn định hoặc mất điện. Điều đó được gọi là kết nối xe với lưới điện (V2G).

Xét đến việc hầu hết các xe hơi đều đậu một chỗ đến 95% thời gian, đây là một chiến lược khá hấp dẫn.

Nhưng việc sở hữu một chiếc xe có khả năng sạc hai chiều chỉ là một phần của vấn đề. Bạn cũng cần một bộ sạc đặc biệt cho phép dòng điện truyền theo cả hai chiều. Chúng ta có thể thấy điều đó ngay từ năm sau: Vào tháng 6, công ty dcbel có trụ sở tại Montreal đã thông báo rằng trạm sạc năng lượng gia đình r16 của họ đã trở thành bộ sạc xe điện hai chiều đầu tiên được chứng nhận sử dụng trong khu dân cư tại Mỹ.

Một bộ sạc hai chiều khác, Quasar 2 của Wallbox, sẽ có mặt trên thị trường dành cho Kia EV9 vào nửa đầu năm 2024.

Ngoài phần cứng, bạn cũng cần một thỏa thuận kết nối từ công ty điện lực, đảm bảo rằng việc truyền tải điện năng ngược dòng sẽ không gây quá tải cho lưới điện.

Và nếu bạn muốn thu hồi một phần vốn đầu tư vào V2G, bạn sẽ cần phần mềm điều khiển hệ thống duy trì mức sạc mà bạn cảm thấy thoải mái, đồng thời giúp bạn bán lại năng lượng với giá tốt nhất. Công ty hàng đầu trong lĩnh vực này là Fermata Energy, một công ty có trụ sở tại Charlottesville, Virginia, được thành lập năm 2010.

“Khách hàng đăng ký sử dụng nền tảng của chúng tôi và chúng tôi lo tất cả những việc liên quan đến mạng lưới,” người sáng lập David Slutzky cho biết. “Họ không cần phải bận tâm về điều đó.”

Fermata đã hợp tác trong nhiều dự án thí điểm V2G và V2H trên khắp nước Mỹ. Tại Alliance Center, một không gian làm việc chung hướng đến sự bền vững ở Denver, một chiếc Nissan Leaf được cắm vào bộ sạc hai chiều của Fermata khi không được sử dụng. Trung tâm này cho biết phần mềm dự đoán nhu cầu cao điểm của Fermata giúp họ tiết kiệm được 300 đô la mỗi tháng tiền điện nhờ vào việc quản lý phí nhu cầu phía sau đồng hồ đo điện.

Tại Burrillville, Rhode Island, một chiếc Leaf đậu tại nhà máy xử lý nước thải đã kiếm được gần 9.000 đô la trong hai mùa hè, theo Fermata, bằng cách xả điện trở lại lưới điện trong những thời điểm cao điểm.

Hiện tại, hầu hết các thiết lập V2G đều là các thử nghiệm thương mại quy mô nhỏ. Nhưng Slutzky cho rằng dịch vụ dành cho hộ gia đình sẽ sớm trở nên phổ biến.

“Đây không phải là chuyện của tương lai,” ông nói. “Thực ra nó đã đang xảy ra rồi. Chỉ là bây giờ quy mô của nó sắp được mở rộng.”

Sạc hai chiều: từ xe đến nhà
Hình thức đơn giản nhất của truyền tải điện hai chiều được gọi là từ xe đến tải, hay V2L. Với nó, bạn có thể sạc thiết bị cắm trại, dụng cụ điện hoặc một chiếc xe điện khác (được gọi là V2V). Có những trường hợp sử dụng ấn tượng hơn: Năm ngoái, bác sĩ tiết niệu Christopher Yang ở Texas đã thông báo rằng ông đã hoàn thành ca thắt ống dẫn tinh trong thời gian mất điện bằng cách sử dụng pin từ chiếc xe bán tải Rivian R1T của mình để cấp điện cho các dụng cụ của mình.

Bạn cũng có thể nghe thấy thuật ngữ V2X, hay xe kết nối với mọi thứ. Đây là một thuật ngữ chung khá khó hiểu, có thể dùng để chỉ V2H, V2G hoặc thậm chí chỉ là sạc được quản lý, gọi là V1G. Nhưng những người khác trong ngành công nghiệp ô tô lại sử dụng từ viết tắt này, trong một ngữ cảnh khác, để chỉ bất kỳ hình thức giao tiếp nào giữa xe và một thực thể khác, bao gồm người đi bộ, đèn đường hoặc trung tâm dữ liệu giao thông.

Trong số các phiên bản khác nhau của công nghệ sạc hai chiều, V2H nhận được sự ủng hộ rộng rãi nhất, do biến đổi khí hậu do con người gây ra và lưới điện xuống cấp đã khiến tình trạng mất điện trở nên phổ biến hơn nhiều. Theo một báo cáo của Wall Street Journal dựa trên dữ liệu liên bang, đã có hơn 180 sự cố mất điện diện rộng kéo dài trên khắp nước Mỹ vào năm 2020, tăng từ con số chưa đến hai chục sự cố vào năm 2000.

Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin xe điện có nhiều lợi ích hơn so với máy phát điện chạy bằng diesel hoặc propan, bao gồm việc sau thảm họa, điện thường được khôi phục nhanh hơn so với các nguồn nhiên liệu khác. Và máy phát điện truyền thống thì ồn ào, cồng kềnh và thải ra khói độc hại.

Ngoài việc cung cấp điện khẩn cấp, V2H còn có thể giúp bạn tiết kiệm tiền: Nếu bạn sử dụng năng lượng dự trữ để cung cấp điện cho nhà mình khi giá điện cao hơn, bạn có thể giảm hóa đơn tiền điện. Và bạn không cần thỏa thuận kết nối vì bạn không đẩy điện trở lại lưới điện.

Tuy nhiên, theo nhà phân tích năng lượng Eisler, việc sử dụng V2H trong trường hợp mất điện chỉ có hiệu quả đến một mức độ nhất định.

“Nếu bạn đang đối mặt với tình huống lưới điện không ổn định và thậm chí có thể sụp đổ, bạn phải tự hỏi, sự cố đó sẽ kéo dài bao lâu,” ông nói. “Liệu bạn có thể sạc lại xe điện khi cần thiết không?”

Một lời chỉ trích tương tự cũng đến từ Tesla — ngay trong buổi họp báo dành cho các nhà đầu tư hồi tháng 3, nơi họ thông báo sẽ bổ sung chức năng hai chiều. Tại sự kiện đó, CEO Elon Musk đã hạ thấp tính năng này, cho rằng nó "cực kỳ bất tiện".

“Nếu bạn rút phích cắm xe hơi, nhà bạn sẽ mất điện,” ông ấy nhận xét. Tất nhiên, V2H sẽ là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Tesla Powerwall, pin năng lượng mặt trời độc quyền của Musk.

Sạc hai chiều: từ xe đến lưới điện

Nhiều chủ nhà ở các tiểu bang đã có thể bán lại lượng điện dư thừa mà họ tạo ra từ các tấm pin mặt trời trên mái nhà cho lưới điện. Điều gì sẽ xảy ra nếu hơn 1 triệu xe điện dự kiến ​​​​sẽ được bán ở Mỹ trong năm nay cũng có thể làm điều tương tự?

Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester, người lái xe có thể tiết kiệm từ 120 đến 150 đô la mỗi năm tiền điện.

Công nghệ V2G vẫn còn ở giai đoạn sơ khai — các công ty điện lực vẫn đang tìm cách chuẩn bị lưới điện và cách thanh toán cho khách hàng bán kilowatt giờ cho họ. Nhưng các chương trình thí điểm đang được triển khai trên khắp thế giới: Pacific Gas and Electric của California, công ty điện lực lớn nhất Hoa Kỳ, đã bắt đầu tuyển khách hàng tham gia chương trình thí điểm trị giá 11,7 triệu đô la để tìm ra cách tích hợp khả năng truyền dữ liệu hai chiều.

Theo kế hoạch này, khách hàng dân cư sẽ nhận được khoản hỗ trợ lên đến 2.500 đô la cho chi phí lắp đặt bộ sạc hai chiều và sẽ được trả tiền để xả điện trở lại lưới điện khi dự kiến ​​xảy ra tình trạng thiếu điện. Tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của nhu cầu và công suất mà người dân sẵn sàng xả, người tham gia có thể kiếm được từ 10 đến 50 đô la cho mỗi sự kiện, người phát ngôn của PG&E, Paul Doherty, đã nói với dot.LA vào tháng 12.

PG&E đã đặt mục tiêu hỗ trợ 3 triệu xe điện trong khu vực dịch vụ của mình vào năm 2030, trong đó hơn 2 triệu xe có khả năng hỗ trợ V2G (Vehicle-to-Grid).