S rychlým růstem čínského trhu s vozidly na nová paliva se aplikace technologie Vehicle-to-Grid (V2G) stává stále důležitější pro budování národních energetických strategií a inteligentních sítí. Technologie V2G transformuje elektromobily na mobilní úložiště energie a využívá obousměrné nabíjecí stanice k přenosu energie z vozidla do sítě. Díky této technologii mohou elektromobily dodávat energii do sítě během období vysokého zatížení a nabíjet ji během období nízkého zatížení, což pomáhá vyrovnávat zatížení sítě.
Dne 4. ledna 2024 vydala Národní rozvojová a reformní komise a další ministerstva první dokument o domácí politice zaměřený konkrétně na technologii V2G – „Implementační stanoviska k posílení integrace a interakce vozidel na novou energii a energetických sítí“. Na základě předchozích „Vodících stanovisek k dalšímu budování vysoce kvalitního systému nabíjecí infrastruktury“ vydaných Generální kanceláří Státní rady implementační stanoviska nejen objasnila definici interaktivní technologie pro vozidla a sítě, ale také předložila konkrétní cíle a strategie a plánovala jejich využití v deltě řeky Jang-c'-ťiang, deltě Perlové řeky, v regionech Peking-Tianjin-Chebei-Shandong, S'-čchuan a Čchung-čching a dalších regionech s vyspělými podmínkami pro realizaci demonstračních projektů.
Předchozí informace ukazují, že v zemi existuje pouze asi 1 000 nabíjecích stanic s funkcemi V2G a v současné době je v zemi 3,98 milionu nabíjecích stanic, což představuje pouze 0,025 % z celkového počtu existujících nabíjecích stanic. Technologie V2G pro interakci mezi vozidlem a sítí je navíc relativně vyspělá a její aplikace a výzkum nejsou v mezinárodním měřítku neobvyklé. V důsledku toho existuje velký prostor pro zvýšení popularity technologie V2G ve městech.
Peking jakožto národní pilotní projekt nízkouhlíkového města propaguje využívání obnovitelných zdrojů energie. Obrovská nová energetická vozidla a nabíjecí infrastruktura města položily základy pro aplikaci technologie V2G. Do konce roku 2022 město postavilo více než 280 000 nabíjecích stanic a 292 výměnných stanic pro baterie.
Během procesu propagace a implementace však technologie V2G čelí také řadě výzev, které souvisejí především s proveditelností skutečného provozu a výstavbou odpovídající infrastruktury. Výzkumníci z Institutu pro výzkum papíru nedávno provedli na příkladu Pekingu průzkum odvětví souvisejících s městskou energetikou, elektřinou a nabíjecími stanicemi.
Obousměrné zavážecí piloty vyžadují vysoké počáteční investiční náklady
Výzkumníci zjistili, že pokud se technologie V2G zpopularizuje v městském prostředí, může to účinně zmírnit současný problém „těžko dostupných nabíjecích stanic“ ve městech. Čína je stále v raných fázích zavádění technologie V2G. Jak zdůraznil jeden z vedoucích pracovníků elektrárny, teoreticky je technologie V2G podobná tomu, jako by mobilní telefony mohly nabíjet powerbanky, ale její skutečné použití vyžaduje pokročilejší správu baterií a interakci se sítí.
Výzkumníci zkoumali společnosti provozující nabíjecí stanice v Pekingu a zjistili, že v současné době jsou většina nabíjecích stanic v Pekingu jednosměrné nabíjecí stanice, které mohou nabíjet pouze vozidla. Prosazování obousměrných nabíjecích stanic s funkcemi V2G v současné době čelíme několika praktickým výzvám:
Zaprvé, města první úrovně, jako je Peking, se potýkají s nedostatkem pozemků. Výstavba nabíjecích stanic s funkcemi V2G, ať už jde o pronájem nebo koupi pozemků, znamená dlouhodobé investice a vysoké náklady. Navíc je obtížné najít další dostupné pozemky.
Za druhé, transformace stávajících nabíjecích pilotů bude nějakou dobu trvat. Investiční náklady na výstavbu nabíjecích pilotů jsou relativně vysoké, včetně nákladů na vybavení, pronájem prostoru a kabeláž pro připojení k elektrické síti. Návratnost těchto investic obvykle trvá nejméně 2–3 roky. Pokud je modernizace založena na stávajících nabíjecích pilotech, společnosti nemusí mít dostatečné pobídky, než se náklady vrátí.
Dříve se v médiích objevily zprávy, že v současné době bude popularizace technologie V2G ve městech čelit dvěma hlavním výzvám: První jsou vysoké počáteční náklady na výstavbu. Za druhé, pokud je napájení elektromobilů připojeno k síti mimo provoz, může to ovlivnit stabilitu sítě.
Technologický výhled je optimistický a má velký dlouhodobý potenciál.
Co znamená aplikace technologie V2G pro majitele automobilů? Relevantní studie ukazují, že energetická účinnost malých tramvají je přibližně 6 km/kWh (tj. jedna kilowatthodina elektřiny zvládne ujet 6 kilometrů). Kapacita baterií malých elektromobilů je obecně 60–80 kWh (60–80 kilowatthodin elektřiny) a elektromobil se dokáže nabít za přibližně 80 kilowatthodin elektřiny. Spotřeba energie vozidla však zahrnuje i klimatizaci atd. Ve srovnání s ideálním stavem se dojezdová vzdálenost zkrátí.
Vedoucí výše zmíněné společnosti zabývající se nabíjecími stanicemi je ohledně technologie V2G optimistický. Poukázal na to, že nové energetické vozidlo dokáže při plném nabití uložit 80 kilowatthodin elektřiny a pokaždé dodat do sítě 50 kilowatthodin elektřiny. Na základě cen elektřiny z nabíjení, které vědci pozorovali v podzemním parkovišti nákupního centra na východním čtvrtém okruhu v Pekingu, je cena nabíjení mimo špičku 1,1 juanu/kWh (ceny nabíjení jsou na předměstích nižší) a cena nabíjení ve špičce je 2,1 juanu/kWh. Za předpokladu, že majitel automobilu bude nabíjet mimo špičku každý den a dodávat elektřinu do sítě ve špičce, může majitel automobilu na základě aktuálních cen dosáhnout zisku nejméně 50 juanů denně. „S případnými úpravami cen ze strany energetické sítě, jako je zavedení tržních cen ve špičce, se mohou příjmy z vozidel dodávajících elektřinu do nabíjecích stanic dále zvýšit.“
Osoba zodpovědná za výše zmíněnou elektrárnu poukázala na to, že díky technologii V2G je nutné při dodávkách energie do sítě elektromobily zohlednit náklady na ztrátu energie z baterie. Relevantní zprávy uvádějí, že cena baterie o kapacitě 60 kWh činí přibližně 7 680 USD (ekvivalent přibližně 55 000 RMB).
Pro společnosti provozující nabíjecí piloty bude s rostoucím počtem vozidel na nová paliva růst i poptávka po technologii V2G. Když elektromobily přenášejí energii do sítě prostřednictvím nabíjecích pilotů, mohou si společnosti provozující nabíjecí piloty účtovat určitý „poplatek za služby platformy“. Kromě toho v mnoha čínských městech společnosti investují do nabíjecích pilotů a provozují je, přičemž vláda poskytuje odpovídající dotace.
Města v jednotlivých oblastech postupně propagují aplikace V2G. V červenci 2023 byla oficiálně uvedena do provozu první demonstrační nabíjecí stanice V2G ve městě Zhoushan a první objednávka na nabíjení v parku v provincii Zhejiang byla úspěšně dokončena. 9. ledna 2024 společnost NIO oznámila, že první várka 10 nabíjecích stanic V2G v Šanghaji byla oficiálně uvedena do provozu.
Cui Dongshu, generální tajemník Národní asociace pro informace o trhu s osobními automobily, je optimistický ohledně potenciálu technologie V2G. Vědcům řekl, že s pokrokem v technologii napájecích baterií se může životnost baterií prodloužit až na 3 000krát nebo i více, což odpovídá přibližně 10 letům používání. To je nesmírně důležité pro aplikace, kde se elektromobily často nabíjejí a vybíjejí.
Zahraniční vědci dospěli k podobným zjištěním. Australská společnost ACT nedávno dokončila dvouletý výzkumný projekt technologie V2G s názvem „Realizace elektrických vozidel pro síťové služby (REVS)“. Ukazuje se, že s rozsáhlým rozvojem technologie se očekává výrazné snížení nákladů na nabíjení V2G. To znamená, že z dlouhodobého hlediska, s klesajícími náklady na nabíjecí zařízení, klesne i cena elektromobilů, čímž se sníží dlouhodobé náklady na jejich používání. Zjištění by mohla být obzvláště prospěšná pro vyrovnávání vstupu obnovitelné energie do sítě během období špičkového výkonu.
Potřebuje spolupráci energetické sítě a tržně orientované řešení.
Na technické úrovni proces zpětného napájení elektromobilů do elektrické sítě zvýší složitost celkového provozu.
Si Kuofu, ředitel oddělení průmyslového rozvoje Čínské státní energetické společnosti, jednou prohlásil, že nabíjení vozidel na nové energetické zdroje zahrnuje „vysoké zatížení a nízký výkon“. Většina majitelů vozidel na nové energetické zdroje je zvyklá nabíjet mezi 19:00 a 23:00, což se shoduje s obdobím špičkového zatížení domácností elektrickou energií. Až 85 %, což zvyšuje špičkové zatížení a má větší dopad na distribuční síť.
Z praktického hlediska je při dodávání elektrické energie zpět do sítě elektrickými vozidly zapotřebí transformátor, který upraví napětí a zajistí kompatibilitu se sítí. To znamená, že proces vybíjení elektromobilu musí odpovídat technologii transformátoru v elektrické síti. Konkrétně přenos energie z nabíjecího sloupu do tramvaje zahrnuje přenos elektrické energie z vyššího napětí na nižší napětí, zatímco přenos energie z tramvaje do nabíjecího sloupu (a tedy do sítě) vyžaduje zvýšení napětí z nižšího na vyšší. V technologii je to složitější a zahrnuje převod napětí a zajištění stability elektrické energie a dodržování standardů sítě.
Vedoucí výše zmíněné elektrárny poukázal na to, že energetická síť musí provádět přesné řízení energie pro procesy nabíjení a vybíjení více elektromobilů, což není jen technická výzva, ale zahrnuje také úpravu strategie provozu sítě.
Řekl: „Například na některých místech nejsou stávající dráty elektrické sítě dostatečně silné, aby unesly velký počet nabíjecích pilotů. To je ekvivalentní systému vodovodního potrubí. Hlavní potrubí nedokáže dodat dostatek vody do všech odboček a je třeba jej přepojit. To vyžaduje spoustu přepojování. Vysoké stavební náklady.“ I když jsou nabíjecí piloty někde instalovány, nemusí kvůli problémům s kapacitou sítě fungovat správně.
Je třeba provést odpovídající adaptační práce. Například výkon pomalu nabíjecích sloupů je obvykle 7 kilowattů (7 kW), zatímco celkový výkon domácích spotřebičů v průměrné domácnosti je asi 3 kilowatty (3 kW). Pokud je připojen jeden nebo dva nabíjecí sloupy, lze zátěž plně zatížit a i při použití energie mimo špičku lze stabilizovat elektrickou síť. Pokud je však připojen velký počet nabíjecích sloupů a energie se používá ve špičce, může být překročena zatížitelnost sítě.
Vedoucí výše zmíněné elektrárny uvedl, že s ohledem na perspektivu distribuované energie by se mohl prozkoumat trh s elektřinou, který by v budoucnu vyřešil problém podpory nabíjení a vybíjení vozidel s novými zdroji energie do elektrické sítě. V současné době prodávají elektřinu společnosti vyrábějící energii společnostem provozujícím energetické sítě, které ji poté distribuují uživatelům a podnikům. Víceúrovňová cirkulace zvyšuje celkové náklady na dodávku energie. Pokud si uživatelé a podniky mohou elektřinu nakupovat přímo od společností vyrábějících elektřinu, zjednoduší se dodavatelský řetězec. „Přímý nákup může omezit mezičlánky, a tím snížit provozní náklady na elektřinu. Může také podpořit společnosti provozující nabíjecí stanice, aby se aktivněji podílely na dodávkách energie a regulaci elektrické sítě, což má velký význam pro efektivní fungování trhu s elektřinou a pro podporu technologie propojení vozidel a sítí.“
Qin Jianze, ředitel Centra energetických služeb (Centrum řízení zátěže) společnosti State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., navrhl, že využitím funkcí a výhod platformy Internet of Vehicles lze propojit nabíjecí stanice sociálních aktiv s platformou Internet of Vehicles, aby se zjednodušil provoz sociálních operátorů. Vytvořte prahovou hodnotu, snižte investiční náklady, dosáhněte oboustranně výhodné spolupráce s platformou Internet of Vehicles a vybudujte udržitelný průmyslový ekosystém.
Zuzana
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Čas zveřejnění: 10. února 2024
