Με την ραγδαία ανάπτυξη της αγοράς νέων ενεργειακών οχημάτων στην Κίνα, η εφαρμογή της τεχνολογίας Vehicle-to-Grid (V2G) έχει αποκτήσει ολοένα και μεγαλύτερη σημασία για την κατασκευή εθνικών ενεργειακών στρατηγικών και έξυπνων δικτύων. Η τεχνολογία V2G μετατρέπει τα ηλεκτρικά οχήματα σε κινητές μονάδες αποθήκευσης ενέργειας και χρησιμοποιεί αμφίδρομους φορτιστές για να πραγματοποιήσει τη μεταφορά ενέργειας από το όχημα στο δίκτυο. Μέσω αυτής της τεχνολογίας, τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να παρέχουν ενέργεια στο δίκτυο κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλού φορτίου και να φορτίζουν κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλού φορτίου, συμβάλλοντας στην εξισορρόπηση του φορτίου στο δίκτυο.
Στις 4 Ιανουαρίου 2024, η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων και άλλα τμήματα εξέδωσαν το πρώτο έγγραφο εσωτερικής πολιτικής που αφορούσε ειδικά την τεχνολογία V2G - «Γνώμες Εφαρμογής για την Ενίσχυση της Ενσωμάτωσης και της Αλληλεπίδρασης Οχημάτων Νέας Ενέργειας και Δικτύων Ηλεκτρικής Ενέργειας». Με βάση τις προηγούμενες «Κατευθυντήριες Γνώμες για την Περαιτέρω Κατασκευή Συστήματος Υποδομών Φόρτισης Υψηλής Ποιότητας» που εκδόθηκαν από το Γενικό Γραφείο του Κρατικού Συμβουλίου, οι γνωμοδοτήσεις εφαρμογής όχι μόνο διευκρίνισαν τον ορισμό της διαδραστικής τεχνολογίας οχημάτων-δικτύου, αλλά πρότειναν επίσης συγκεκριμένους στόχους και στρατηγικές και σχεδίαζαν τη χρήση τους στο Δέλτα του ποταμού Γιανγκτσέ, στο Δέλτα του ποταμού Περλ, στο Πεκίνο-Τιαντζίν-Χεμπέι-Σαντόνγκ, στο Σιτσουάν και στο Τσονγκκίνγκ και σε άλλες περιοχές με ώριμες συνθήκες για την υλοποίηση έργων επίδειξης.
Προηγούμενες πληροφορίες δείχνουν ότι υπάρχουν μόνο περίπου 1.000 σταθμοί φόρτισης με λειτουργίες V2G στη χώρα, και αυτήν τη στιγμή υπάρχουν 3,98 εκατομμύρια σταθμοί φόρτισης στη χώρα, που αντιπροσωπεύουν μόνο το 0,025% του συνολικού αριθμού των υφιστάμενων σταθμών φόρτισης. Επιπλέον, η τεχνολογία V2G για την αλληλεπίδραση οχήματος-δικτύου είναι επίσης σχετικά ώριμη, και η εφαρμογή και η έρευνα αυτής της τεχνολογίας δεν είναι ασυνήθιστες διεθνώς. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει μεγάλο περιθώριο βελτίωσης της δημοτικότητας της τεχνολογίας V2G στις πόλεις.
Ως εθνικός πιλότος πόλεων χαμηλών εκπομπών άνθρακα, το Πεκίνο προωθεί τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Τα τεράστια οχήματα νέας ενέργειας και οι υποδομές φόρτισης της πόλης έχουν θέσει τα θεμέλια για την εφαρμογή της τεχνολογίας V2G. Μέχρι το τέλος του 2022, η πόλη είχε κατασκευάσει περισσότερους από 280.000 σταθμούς φόρτισης και 292 σταθμούς ανταλλαγής μπαταριών.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προώθησης και εφαρμογής, η τεχνολογία V2G αντιμετωπίζει επίσης μια σειρά από προκλήσεις, που σχετίζονται κυρίως με τη σκοπιμότητα της πραγματικής λειτουργίας και την κατασκευή αντίστοιχων υποδομών. Λαμβάνοντας ως δείγμα το Πεκίνο, ερευνητές από το Ινστιτούτο Έρευνας Χαρτιού διεξήγαγαν πρόσφατα μια έρευνα σχετικά με τις βιομηχανίες που σχετίζονται με την αστική ενέργεια, την ηλεκτρική ενέργεια και τους συσσωρευτές φόρτισης.
Οι αμφίδρομες στοίβες φόρτισης απαιτούν υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι εάν η τεχνολογία V2G διαδοθεί σε αστικά περιβάλλοντα, μπορεί να μετριάσει αποτελεσματικά το τρέχον πρόβλημα των «δύσκολων στην εύρεση φορτιστών» στις πόλεις. Η Κίνα βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια εφαρμογής της τεχνολογίας V2G. Όπως επεσήμανε ο υπεύθυνος ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας, θεωρητικά, η τεχνολογία V2G είναι παρόμοια με την παροχή δυνατότητας φόρτισης power banks σε κινητά τηλέφωνα, αλλά η πραγματική εφαρμογή της απαιτεί πιο προηγμένη διαχείριση μπαταριών και αλληλεπίδραση με το δίκτυο.
Οι ερευνητές διερεύνησαν εταιρείες σταθμών φόρτισης στο Πεκίνο και διαπίστωσαν ότι προς το παρόν, οι περισσότεροι σταθμοί φόρτισης στο Πεκίνο είναι μονόδρομοι σταθμοί φόρτισης που μπορούν να φορτίζουν μόνο οχήματα. Για την προώθηση σταθμών φόρτισης δύο κατευθύνσεων με λειτουργίες V2G, αντιμετωπίζουμε επί του παρόντος αρκετές πρακτικές προκλήσεις:
Καταρχάς, οι πόλεις πρώτης κατηγορίας, όπως το Πεκίνο, αντιμετωπίζουν έλλειψη γης. Η κατασκευή σταθμών φόρτισης με λειτουργίες V2G, είτε πρόκειται για μίσθωση είτε για αγορά γης, σημαίνει μακροπρόθεσμες επενδύσεις και υψηλό κόστος. Επιπλέον, είναι δύσκολο να βρεθεί επιπλέον διαθέσιμη γη.
Δεύτερον, θα χρειαστεί χρόνος για τη μετατροπή των υφιστάμενων πυλώνων φόρτισης. Το επενδυτικό κόστος κατασκευής πυλώνων φόρτισης είναι σχετικά υψηλό, συμπεριλαμβανομένου του κόστους εξοπλισμού, του χώρου ενοικίασης και της καλωδίωσης για τη σύνδεση στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές οι επενδύσεις συνήθως χρειάζονται τουλάχιστον 2-3 χρόνια για να αποσβεστούν. Εάν η αναβάθμιση βασίζεται σε υφιστάμενους πυλώνες φόρτισης, οι εταιρείες ενδέχεται να μην έχουν επαρκή κίνητρα πριν από την ανάκτηση του κόστους.
Προηγουμένως, δημοσιεύματα των μέσων ενημέρωσης ανέφεραν ότι προς το παρόν, η διάδοση της τεχνολογίας V2G στις πόλεις θα αντιμετωπίσει δύο σημαντικές προκλήσεις: Η πρώτη είναι το υψηλό αρχικό κόστος κατασκευής. Δεύτερον, εάν η παροχή ρεύματος των ηλεκτρικών οχημάτων συνδεθεί στο δίκτυο εκτός λειτουργίας, αυτό μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα του δικτύου.
Οι τεχνολογικές προοπτικές είναι αισιόδοξες και έχουν μεγάλο μακροπρόθεσμο δυναμικό.
Τι σημαίνει η εφαρμογή της τεχνολογίας V2G για τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων; Σχετικές μελέτες δείχνουν ότι η ενεργειακή απόδοση των μικρών τραμ είναι περίπου 6 χλμ./kWh (δηλαδή, μία κιλοβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να διανύσει 6 χιλιόμετρα). Η χωρητικότητα της μπαταρίας των μικρών ηλεκτρικών οχημάτων είναι γενικά 60-80 kWh (60-80 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας) και ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να φορτίσει περίπου 80 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, η κατανάλωση ενέργειας του οχήματος περιλαμβάνει και τον κλιματισμό κ.λπ. Σε σύγκριση με την ιδανική κατάσταση, η απόσταση οδήγησης θα μειωθεί.
Ο υπεύθυνος της προαναφερθείσας εταιρείας συσσωρευτών φόρτισης είναι αισιόδοξος για την τεχνολογία V2G. Επεσήμανε ότι ένα νέο ενεργειακό όχημα μπορεί να αποθηκεύσει 80 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας όταν είναι πλήρως φορτισμένο και μπορεί να παρέχει 50 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο κάθε φορά. Υπολογισμένη με βάση τις τιμές φόρτισης ηλεκτρικής ενέργειας που είδαν οι ερευνητές στο υπόγειο πάρκινγκ ενός εμπορικού κέντρου στην East Fourth Ring Road, στο Πεκίνο, η τιμή φόρτισης εκτός ωρών αιχμής είναι 1,1 γιουάν/kWh (οι τιμές φόρτισης είναι χαμηλότερες στα προάστια) και η τιμή φόρτισης κατά τις ώρες αιχμής είναι 2,1 γιουάν/kWh. Υποθέτοντας ότι ο ιδιοκτήτης του αυτοκινήτου φορτίζει εκτός ωρών αιχμής κάθε μέρα και παρέχει ενέργεια στο δίκτυο κατά τις ώρες αιχμής, με βάση τις τρέχουσες τιμές, ο ιδιοκτήτης του αυτοκινήτου μπορεί να έχει κέρδος τουλάχιστον 50 γιουάν την ημέρα. «Με πιθανές προσαρμογές τιμών από το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, όπως η εφαρμογή τιμολόγησης της αγοράς κατά τις ώρες αιχμής, τα έσοδα από τα οχήματα που παρέχουν ενέργεια στους συσσωρευτές φόρτισης μπορεί να αυξηθούν περαιτέρω».
Ο υπεύθυνος του προαναφερθέντος σταθμού παραγωγής ενέργειας επεσήμανε ότι μέσω της τεχνολογίας V2G, το κόστος απώλειας μπαταρίας πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν τα ηλεκτρικά οχήματα στέλνουν ενέργεια στο δίκτυο. Σχετικές αναφορές δείχνουν ότι το κόστος μιας μπαταρίας 60kWh είναι περίπου 7.680 δολάρια ΗΠΑ (ισοδύναμο με περίπου 55.000 γιουάν).
Για τις εταιρείες συσσωρευτών φόρτισης, καθώς ο αριθμός των νέων ενεργειακών οχημάτων συνεχίζει να αυξάνεται, η ζήτηση της αγοράς για τεχνολογία V2G θα αυξηθεί επίσης. Όταν τα ηλεκτρικά οχήματα μεταδίδουν ενέργεια στο δίκτυο μέσω συσσωρευτών φόρτισης, οι εταιρείες συσσωρευτών φόρτισης μπορούν να χρεώνουν ένα συγκεκριμένο «τέλος υπηρεσίας πλατφόρμας». Επιπλέον, σε πολλές πόλεις της Κίνας, οι εταιρείες επενδύουν και λειτουργούν συσσωρευτές φόρτισης και η κυβέρνηση θα παρέχει αντίστοιχες επιδοτήσεις.
Οι εγχώριες πόλεις προωθούν σταδιακά εφαρμογές V2G. Τον Ιούλιο του 2023, τέθηκε επίσημα σε λειτουργία ο πρώτος σταθμός επίδειξης φόρτισης V2G στην πόλη Zhoushan και ολοκληρώθηκε με επιτυχία η πρώτη παραγγελία συναλλαγής εντός πάρκου στην επαρχία Zhejiang. Στις 9 Ιανουαρίου 2024, η NIO ανακοίνωσε ότι η πρώτη παρτίδα 10 σταθμών φόρτισης V2G στη Σαγκάη τέθηκε επίσημα σε λειτουργία.
Ο Cui Dongshu, γενικός γραμματέας της Εθνικής Ένωσης Πληροφόρησης για την Αγορά Επιβατικών Αυτοκινήτων, είναι αισιόδοξος για τις δυνατότητες της τεχνολογίας V2G. Δήλωσε στους ερευνητές ότι με την πρόοδο της τεχνολογίας των μπαταριών ισχύος, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας μπορεί να αυξηθεί έως και 3.000 φορές ή και περισσότερο, κάτι που ισοδυναμεί με περίπου 10 χρόνια χρήσης. Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό για σενάρια εφαρμογών όπου τα ηλεκτρικά οχήματα φορτίζονται και αποφορτίζονται συχνά.
Ερευνητές από το εξωτερικό έχουν καταλήξει σε παρόμοια ευρήματα. Το ACT της Αυστραλίας ολοκλήρωσε πρόσφατα ένα διετές ερευνητικό έργο τεχνολογίας V2G με τίτλο «Υλοποίηση των Ηλεκτρικών Οχημάτων στις Υπηρεσίες Δικτύου (REVS)». Δείχνει ότι με την ανάπτυξη της τεχνολογίας σε μεγάλη κλίμακα, το κόστος φόρτισης V2G αναμένεται να μειωθεί σημαντικά. Αυτό σημαίνει ότι μακροπρόθεσμα, καθώς μειώνεται το κόστος των εγκαταστάσεων φόρτισης, θα μειωθεί και η τιμή των ηλεκτρικών οχημάτων, μειώνοντας έτσι το μακροπρόθεσμο κόστος χρήσης. Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να είναι ιδιαίτερα ωφέλιμα για την εξισορρόπηση της εισροής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο δίκτυο κατά τις περιόδους αιχμής της ισχύος.
Χρειάζεται η συνεργασία του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας και μια λύση προσανατολισμένη στην αγορά.
Σε τεχνικό επίπεδο, η διαδικασία της επιστροφής ενέργειας των ηλεκτρικών οχημάτων στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας θα αυξήσει την πολυπλοκότητα της συνολικής λειτουργίας.
Ο Xi Guofu, διευθυντής του Τμήματος Βιομηχανικής Ανάπτυξης της Κρατικής Εταιρείας Ηλεκτρικού Δικτύου της Κίνας, είπε κάποτε ότι η φόρτιση οχημάτων νέας ενέργειας περιλαμβάνει «υψηλό φορτίο και χαμηλή ισχύ». Οι περισσότεροι ιδιοκτήτες οχημάτων νέας ενέργειας έχουν συνηθίσει να φορτίζουν μεταξύ 19:00 και 23:00, η οποία συμπίπτει με την περίοδο αιχμής του οικιακού φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας. Φτάνει έως και 85%, γεγονός που εντείνει το μέγιστο φορτίο ισχύος και έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στο δίκτυο διανομής.
Από πρακτική άποψη, όταν τα ηλεκτρικά οχήματα ανατροφοδοτούν ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο, απαιτείται ένας μετασχηματιστής για τη ρύθμιση της τάσης ώστε να διασφαλίζεται η συμβατότητα με το δίκτυο. Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία εκφόρτισης του ηλεκτρικού οχήματος πρέπει να ταιριάζει με την τεχνολογία μετασχηματιστών του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Συγκεκριμένα, η μετάδοση ισχύος από τον σταθμό φόρτισης στο τραμ περιλαμβάνει τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας από υψηλότερη τάση σε χαμηλότερη τάση, ενώ η μετάδοση ισχύος από το τραμ στον σταθμό φόρτισης (και επομένως στο δίκτυο) απαιτεί αύξηση από χαμηλότερη τάση σε υψηλότερη τάση. Στην τεχνολογία είναι πιο περίπλοκο, καθώς περιλαμβάνει τη μετατροπή τάσης και τη διασφάλιση της σταθερότητας της ηλεκτρικής ενέργειας και της συμμόρφωσης με τα πρότυπα του δικτύου.
Ο υπεύθυνος του προαναφερθέντος σταθμού παραγωγής ενέργειας επεσήμανε ότι το ηλεκτρικό δίκτυο πρέπει να διεξάγει ακριβή διαχείριση ενέργειας για τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης πολλαπλών ηλεκτρικών οχημάτων, κάτι που δεν αποτελεί μόνο τεχνική πρόκληση, αλλά συνεπάγεται και την προσαρμογή της στρατηγικής λειτουργίας του δικτύου.
Είπε: «Για παράδειγμα, σε ορισμένα σημεία, τα υπάρχοντα καλώδια του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχουν αρκετό πάχος για να υποστηρίξουν μεγάλο αριθμό πασσάλων φόρτισης. Αυτό ισοδυναμεί με το σύστημα σωλήνων ύδρευσης. Ο κύριος σωλήνας δεν μπορεί να παρέχει αρκετό νερό σε όλους τους διακλαδωμένους σωλήνες και πρέπει να επανασυνδεθεί. Αυτό απαιτεί πολλή επανακαλωδίωση. Υψηλό κόστος κατασκευής». Ακόμα κι αν οι πασσάλοι φόρτισης εγκατασταθούν κάπου, ενδέχεται να μην λειτουργούν σωστά λόγω προβλημάτων χωρητικότητας του δικτύου.
Πρέπει να προχωρήσουν οι αντίστοιχες εργασίες προσαρμογής. Για παράδειγμα, η ισχύς των πυλών φόρτισης αργής φόρτισης είναι συνήθως 7 κιλοβάτ (7KW), ενώ η συνολική ισχύς των οικιακών συσκευών σε ένα μέσο νοικοκυριό είναι περίπου 3 κιλοβάτ (3KW). Εάν συνδεθούν ένας ή δύο πυλώνες φόρτισης, το φορτίο μπορεί να φορτωθεί πλήρως και ακόμη και αν η ισχύς χρησιμοποιείται εκτός ωρών αιχμής, το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να γίνει πιο σταθερό. Ωστόσο, εάν συνδεθεί μεγάλος αριθμός πυλών φόρτισης και χρησιμοποιηθεί ισχύς σε ώρες αιχμής, ενδέχεται να ξεπεραστεί η χωρητικότητα φορτίου του δικτύου.
Ο υπεύθυνος του προαναφερθέντος σταθμού παραγωγής ενέργειας δήλωσε ότι, υπό την προοπτική της κατανεμημένης ενέργειας, η εμπορευματοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να διερευνηθεί για την επίλυση του προβλήματος της προώθησης της φόρτισης και της εκφόρτισης νέων ενεργειακών οχημάτων στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας στο μέλλον. Προς το παρόν, η ηλεκτρική ενέργεια πωλείται από εταιρείες παραγωγής ενέργειας σε εταιρείες δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, οι οποίες στη συνέχεια τη διανέμουν στους χρήστες και τις επιχειρήσεις. Η πολυεπίπεδη κυκλοφορία αυξάνει το συνολικό κόστος παροχής ενέργειας. Εάν οι χρήστες και οι επιχειρήσεις μπορούν να αγοράζουν ηλεκτρική ενέργεια απευθείας από εταιρείες παραγωγής ενέργειας, αυτό θα απλοποιήσει την αλυσίδα παροχής ενέργειας. «Η άμεση αγορά μπορεί να μειώσει τους ενδιάμεσους κρίκους, μειώνοντας έτσι το λειτουργικό κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας. Μπορεί επίσης να προωθήσει τις εταιρείες φόρτισης να συμμετέχουν πιο ενεργά στην παροχή ενέργειας και στη ρύθμιση του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, κάτι που έχει μεγάλη σημασία για την αποτελεσματική λειτουργία της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας και την προώθηση της τεχνολογίας διασύνδεσης οχημάτων-δικτύου».
Ο Qin Jianze, διευθυντής του Κέντρου Ενεργειακών Υπηρεσιών (Κέντρο Ελέγχου Φορτίου) της State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., πρότεινε ότι, αξιοποιώντας τις λειτουργίες και τα πλεονεκτήματα της πλατφόρμας του Διαδικτύου των Οχημάτων, οι πάροχοι χρέωσης κοινωνικών περιουσιακών στοιχείων μπορούν να συνδεθούν με την πλατφόρμα του Διαδικτύου των Οχημάτων για την απλοποίηση των λειτουργιών των κοινωνικών φορέων. Να δημιουργηθεί το όριο, να μειωθεί το κόστος επένδυσης, να επιτευχθεί αμοιβαία επωφελής συνεργασία με την πλατφόρμα του Διαδικτύου των Οχημάτων και να δημιουργηθεί ένα βιώσιμο βιομηχανικό οικοσύστημα.
Σούζι
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Ώρα δημοσίευσης: 10 Φεβρουαρίου 2024
