S rýchlym rastom čínskeho trhu s vozidlami na novú energiu sa aplikácia technológie Vehicle-to-Grid (V2G) stala čoraz dôležitejšou pre budovanie národných energetických stratégií a inteligentných sietí. Technológia V2G transformuje elektrické vozidlá na mobilné jednotky na ukladanie energie a využíva obojsmerné nabíjacie stĺpy na realizáciu prenosu energie z vozidla do siete. Vďaka tejto technológii môžu elektrické vozidlá dodávať energiu do siete počas období vysokého zaťaženia a nabíjať ich počas období nízkeho zaťaženia, čo pomáha vyrovnávať zaťaženie siete.
Národná rozvojová a reformná komisia a ďalšie rezorty vydali 4. januára 2024 prvý dokument o domácej politike zameraný konkrétne na technológiu V2G – „Implementačné stanoviská k posilneniu integrácie a interakcie vozidiel na novú energiu a elektrických sietí“. Na základe predchádzajúcich „Usmerňujúcich stanovísk k ďalšiemu budovaniu vysokokvalitného systému nabíjacej infraštruktúry“, ktoré vydala Generálna kancelária Štátnej rady, implementačné stanoviská nielen objasnili definíciu interaktívnej technológie vozidla a siete, ale aj predložili konkrétne ciele a stratégie a plánovali ich využitie v delte rieky Jang-c'-ťiang, delte Perlovej rieky, v regiónoch Peking-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan a Čchung-čching a ďalších s vyspelými podmienkami na realizáciu demonštračných projektov.
Predchádzajúce informácie ukazujú, že v krajine je len približne 1 000 nabíjacích staníc s funkciami V2G a v súčasnosti je v krajine 3,98 milióna nabíjacích staníc, čo predstavuje iba 0,025 % z celkového počtu existujúcich nabíjacích staníc. Okrem toho je technológia V2G pre interakciu medzi vozidlom a sieťou relatívne vyspelá a jej aplikácia a výskum nie sú v medzinárodnom meradle nezvyčajné. V dôsledku toho existuje veľký priestor na zlepšenie popularity technológie V2G v mestách.
Peking ako národný pilotný projekt pre nízkouhlíkové mesto propaguje využívanie obnoviteľnej energie. Obrovské nové energetické vozidlá a nabíjacia infraštruktúra mesta položili základy pre aplikáciu technológie V2G. Do konca roka 2022 mesto postavilo viac ako 280 000 nabíjacích stĺpov a 292 výmenných staníc pre batérie.
Počas procesu propagácie a implementácie však technológia V2G čelí aj sérii výziev, ktoré súvisia najmä s uskutočniteľnosťou skutočnej prevádzky a výstavbou zodpovedajúcej infraštruktúry. Výskumníci z Inštitútu pre výskum papiera nedávno vykonali prieskum o odvetviach súvisiacich s mestskou energetikou, elektrinou a nabíjacími stĺpmi na príklade Pekingu.
Obojsmerné nabíjacie pilóty vyžadujú vysoké počiatočné investičné náklady
Výskumníci zistili, že ak sa technológia V2G spopularizuje v mestskom prostredí, môže to účinne zmierniť súčasný problém „ťažko dostupných nabíjacích staníc“ v mestách. Čína je stále v počiatočných fázach zavádzania technológie V2G. Ako poznamenal vedúci elektrárne, teoreticky je technológia V2G podobná tomu, ako keby mobilné telefóny nabíjali powerbanky, ale jej skutočné využitie si vyžaduje pokročilejšiu správu batérií a interakciu so sieťou.
Výskumníci skúmali spoločnosti zaoberajúce sa nabíjacími stožiarmi v Pekingu a zistili, že v súčasnosti sú väčšina nabíjacích stožiarových staníc v Pekingu jednosmerné nabíjacie stožiare, ktoré dokážu nabíjať iba vozidlá. Pri propagácii obojsmerných nabíjacích stožiarových staníc s funkciami V2G v súčasnosti čelíme niekoľkým praktickým výzvam:
Po prvé, mestá prvej úrovne, ako napríklad Peking, čelia nedostatku pozemkov. Výstavba nabíjacích staníc s funkciami V2G, či už ide o prenájom alebo kúpu pozemkov, znamená dlhodobé investície a vysoké náklady. Navyše je ťažké nájsť ďalšie dostupné pozemky.
Po druhé, transformácia existujúcich nabíjacích stĺpov bude nejaký čas trvať. Investičné náklady na výstavbu nabíjacích stĺpov sú relatívne vysoké vrátane nákladov na vybavenie, prenájom priestoru a kabeláž na pripojenie k elektrickej sieti. Návratnosť týchto investícií zvyčajne trvá najmenej 2 až 3 roky. Ak je modernizácia založená na existujúcich nabíjacích stĺpoch, spoločnosti nemusia mať dostatočné stimuly, kým sa náklady nevrátia.
V predchádzajúcich správach v médiách sa uvádzalo, že v súčasnosti bude popularizácia technológie V2G v mestách čeliť dvom hlavným výzvam: Prvou sú vysoké počiatočné náklady na výstavbu. Po druhé, ak je napájanie elektrických vozidiel pripojené k sieti mimo prevádzky, môže to ovplyvniť stabilitu siete.
Technologický výhľad je optimistický a má veľký potenciál z dlhodobého hľadiska.
Čo znamená aplikácia technológie V2G pre majiteľov automobilov? Relevantné štúdie ukazujú, že energetická účinnosť malých električiek je približne 6 km/kWh (to znamená, že jedna kilowatthodina elektriny dokáže prejsť 6 kilometrov). Kapacita batérií malých elektrických vozidiel je vo všeobecnosti 60 – 80 kWh (60 – 80 kilowatthodín elektriny) a elektromobil dokáže nabiť približne 80 kilowatthodín elektriny. Spotreba energie vozidla však zahŕňa aj klimatizáciu atď. V porovnaní s ideálnym stavom sa dojazd skráti.
Vedúci pracovník spomínanej spoločnosti zaoberajúcej sa nabíjacími stanicami je optimistický, pokiaľ ide o technológiu V2G. Poukázal na to, že nové energetické vozidlo dokáže pri plnom nabití uskladniť 80 kilowatthodín elektriny a pri každom nabití dodať do siete 50 kilowatthodín elektriny. Vypočítané na základe cien elektriny pri nabíjaní, ktoré výskumníci videli v podzemnom parkovisku nákupného centra na East Fourth Ring Road v Pekingu, je cena nabíjania mimo špičky 1,1 juanu/kWh (ceny nabíjania sú nižšie na predmestiach) a cena nabíjania počas špičky je 2,1 juanu/kWh. Za predpokladu, že majiteľ auta bude nabíjať mimo špičky každý deň a dodávať elektrinu do siete počas špičky, môže majiteľ auta na základe aktuálnych cien dosiahnuť zisk najmenej 50 juanov za deň. „S prípadnými úpravami cien zo strany elektrickej siete, ako je napríklad zavedenie trhových cien počas špičky, sa príjmy z vozidiel dodávajúcich energiu do nabíjacích staníc môžu ďalej zvýšiť.“
Zodpovedná osoba za spomínanú elektráreň poukázala na to, že vďaka technológii V2G je potrebné zohľadniť náklady na stratu batérie pri odosielaní energie do siete z elektrických vozidiel. Relevantné správy uvádzajú, že cena 60 kWh batérie je približne 7 680 USD (čo zodpovedá približne 55 000 RMB).
Pre spoločnosti prevádzkujúce nabíjacie stožiare bude s rastúcim počtom nových energetických vozidiel rásť aj dopyt po technológii V2G na trhu. Keď elektrické vozidlá prenášajú energiu do siete prostredníctvom nabíjacích stožiarov, spoločnosti prevádzkujúce nabíjacie stožiare si môžu účtovať určitý „poplatok za služby platformy“. Okrem toho v mnohých mestách v Číne spoločnosti investujú do nabíjacích stožiarov a prevádzkujú ich, pričom vláda poskytuje zodpovedajúce dotácie.
Domáce mestá postupne propagujú aplikácie V2G. V júli 2023 bola oficiálne uvedená do prevádzky prvá demonštračná nabíjacia stanica V2G v meste Zhoushan a úspešne bola dokončená prvá transakcia v parku v provincii Zhejiang. 9. januára 2024 NIO oznámilo, že prvá várka 10 nabíjacích staníc V2G v Šanghaji bola oficiálne uvedená do prevádzky.
Cui Dongshu, generálny tajomník Národnej asociácie pre informácie o trhu s osobnými automobilmi, je optimistický, pokiaľ ide o potenciál technológie V2G. Výskumníkom povedal, že s pokrokom v technológii batérií sa môže životnosť batérie predĺžiť na 3 000-násobok alebo viac, čo zodpovedá približne 10 rokom používania. To je mimoriadne dôležité pre aplikácie, kde sa elektrické vozidlá často nabíjajú a vybíjajú.
Zahraniční výskumníci dospeli k podobným zisteniam. Austrálska spoločnosť ACT nedávno dokončila dvojročný výskumný projekt technológie V2G s názvom „Realizácia služieb pre elektrické vozidlá v sieti (REVS)“. Ukazuje sa, že s rozsiahlym rozvojom technológie sa očakáva výrazné zníženie nákladov na nabíjanie V2G. To znamená, že z dlhodobého hľadiska, s poklesom nákladov na nabíjacie zariadenia, klesne aj cena elektrických vozidiel, čím sa znížia dlhodobé náklady na používanie. Zistenia by mohli byť obzvlášť prospešné aj pre vyváženie vstupu obnoviteľnej energie do siete počas období špičkového odberu energie.
Vyžaduje si to spoluprácu elektrickej siete a trhovo orientované riešenie.
Na technickej úrovni proces spätného napájania elektrických vozidiel do elektrickej siete zvýši zložitosť celkovej prevádzky.
Si Kuofu, riaditeľ oddelenia priemyselného rozvoja spoločnosti Štátna energetická spoločnosť Číny, raz povedal, že nabíjanie vozidiel na novú energiu zahŕňa „vysoké zaťaženie a nízky výkon“. Väčšina majiteľov vozidiel na novú energiu je zvyknutá nabíjať ich medzi 19:00 a 23:00, čo sa zhoduje s obdobím špičkovej spotreby elektriny v domácnostiach. Dosahuje až 85 %, čo zvyšuje špičkovú spotrebu energie a má väčší vplyv na distribučnú sieť.
Z praktického hľadiska, keď elektrické vozidlá dodávajú elektrickú energiu späť do siete, je potrebný transformátor na úpravu napätia, aby sa zabezpečila kompatibilita so sieťou. To znamená, že proces vybíjania elektrického vozidla musí zodpovedať technológii transformátora elektrickej siete. Konkrétne prenos energie z nabíjacieho stĺpa do električky zahŕňa prenos elektrickej energie z vyššieho napätia na nižšie napätie, zatiaľ čo prenos energie z električky do nabíjacieho stĺpa (a teda do siete) vyžaduje zvýšenie napätia z nižšieho na vyššie napätie. V technológii je to zložitejšie, zahŕňa konverziu napätia a zabezpečenie stability elektrickej energie a súladu so sieťovými normami.
Zodpovedný za spomínanú elektráreň poukázal na to, že elektrická sieť musí vykonávať presné riadenie energie pre procesy nabíjania a vybíjania viacerých elektrických vozidiel, čo nie je len technická výzva, ale zahŕňa aj úpravu stratégie prevádzky siete.
Povedal: „Napríklad na niektorých miestach nie sú existujúce káble elektrickej siete dostatočne hrubé na to, aby uniesli veľký počet nabíjacích stĺpov. Je to ekvivalent vodovodného systému. Hlavné potrubie nedokáže dodať dostatok vody do všetkých odbočiek a je potrebné ho prepojiť. To si vyžaduje veľa prepojení. Vysoké stavebné náklady.“ Aj keď sú nabíjacie stĺpy niekde nainštalované, nemusia fungovať správne kvôli problémom s kapacitou siete.
Je potrebné vykonať zodpovedajúce adaptačné práce. Napríklad výkon pomaly nabíjaných nabíjacích stĺpov je zvyčajne 7 kilowattov (7 kW), zatiaľ čo celkový výkon domácich spotrebičov v priemernej domácnosti je približne 3 kilowatty (3 kW). Ak je pripojená jedna alebo dve nabíjacie stĺpy, záťaž je možné plne zaťažiť a aj keď sa energia používa mimo špičky, elektrická sieť môže byť stabilnejšia. Ak je však pripojený veľký počet nabíjacích stĺpov a energia sa používa v špičke, môže dôjsť k prekročeniu zaťažiteľnosti siete.
Zodpovedný za spomínanú elektráreň uviedol, že s ohľadom na perspektívu distribuovanej energie by sa dalo preskúmať trhovanie s elektrinou, aby sa v budúcnosti vyriešil problém podpory nabíjania a vybíjania vozidiel s novou energiou do elektrickej siete. V súčasnosti elektrickú energiu predávajú spoločnosti vyrábajúce energiu spoločnostiam prevádzkujúcim energetickú sieť, ktoré ju potom distribuujú používateľom a podnikom. Viacúrovňová cirkulácia zvyšuje celkové náklady na dodávku energie. Ak si používatelia a podniky môžu nakupovať elektrinu priamo od spoločností vyrábajúcich energiu, zjednoduší sa dodávateľský reťazec energie. „Priamy nákup môže znížiť počet medzičlánkov, a tým znížiť prevádzkové náklady na elektrinu. Môže tiež podporiť spoločnosti nabíjajúcich stožiare, aby sa aktívnejšie podieľali na dodávke energie a regulácii elektrickej siete, čo má veľký význam pre efektívne fungovanie trhu s energiou a podporu technológie prepojenia vozidiel a siete.“
Qin Jianze, riaditeľ Centra energetických služieb (Centrum riadenia záťaže) spoločnosti State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., navrhol, že využitím funkcií a výhod platformy Internet of Vehicles je možné pripojiť nabíjacie stojany pre sociálne aktíva k platforme Internet of Vehicles, aby sa zjednodušila prevádzka sociálnych operátorov. Vybudovať prahovú hodnotu, znížiť investičné náklady, dosiahnuť obojstranne výhodnú spoluprácu s platformou Internet of Vehicles a vybudovať udržateľný priemyselný ekosystém.
Zuzana
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Čas uverejnenia: 10. februára 2024
