Как технология Vehicle-to-Grid повлияет на наше энергетическое будущее?

Согласование спроса и предложения электроэнергии в течение дня является важным моментом при переходе на возобновляемые источники энергии 100%. Ведущие источники экологически чистой энергии, такие как солнце и ветер, являются прерывистыми источниками энергии, то есть они производят разное количество энергии в разное время суток. Решения по хранению энергии позволяют накапливать ее в периоды пикового производства и разряжать в периоды пикового спроса на электроэнергию. Поскольку мы стремимся максимально использовать возобновляемые источники энергии в энергосистеме, технология Vehicle-to-Grid (V2G) быстро становится ведущим решением для хранения энергии.

V2G использует батареи, уже имеющиеся в электромобилях (EV), для хранения энергии в нашей сети. Обычно мы думаем об аккумуляторах EV с точки зрения однонаправленной зарядки. С технологией V2G электричество течет в двух направлениях: сеть может заряжать автомобиль, а автомобиль - отправлять энергию обратно в сеть. Технология V2G позволяет нам оптимизировать время зарядки, чтобы обеспечить максимальную выгоду для сети. Например, электромобили могут полностью заряжаться в середине дня, когда солнечные батареи производят наибольшее количество энергии, а стоимость электроэнергии низкая. Избыток энергии в батарее можно направить обратно в сеть в часы пикового спроса на электричество вечером.

Технология V2G может помочь увеличить использование возобновляемых источников энергии, создать более эффективную сеть, снизить стоимость зарядки электромобилей и естественным образом будет расширяться по мере того, как на дорогах будет появляться все больше электромобилей. Для масштабного внедрения технологии V2G необходимо несколько технологических и политических усовершенствований.

Чтобы узнать о роли технологии V2G в качестве инструмента стабилизации энергосистемы и о том, когда она будет готова к масштабированию, мы обратились к семи экспертам по V2G. Вот что они рассказали.

Термины, которые нужно знать

V2G: Транспортное средство к сети
Означает возможность двунаправленной зарядки, когда батарея EV может как заряжаться от сети, так и отводить энергию обратно в сеть.

VGI: Интеграция транспортных средств в сеть
Широко охватывает способы взаимодействия электромобилей и электросети, включая технологию V2G и другие способы оптимизации взаимодействия транспортных средств и электросети, например, стимулирование зарядки в непиковые часы.

V2X: Автомобиль до X
Широко охватывает способы взаимодействия электромобилей и электросети, включая технологию V2G и другие способы оптимизации взаимодействия транспортных средств и электросети, например, стимулирование зарядки в непиковые часы.

Адам Лэнгтон

Менеджер по подключенной электронной мобильности и энергетическим услугам в BMW Северная Америка

"Автомобили V2G могут стать идеальным ответом на условия высокого спроса, поскольку их можно тактически развернуть в районах, испытывающих напряжение в сети. Аналогичным образом, когда в сети есть избыток возобновляемой энергии, автомобили V2G могут заряжаться, помогая сети поглощать эту энергию без перегрузки. V2G может сделать сеть более гибкой в реагировании на колебания в поставках возобновляемой энергии, поддерживая цель Калифорнии - 100% возобновляемой энергии.

Подготовка к широкомасштабному внедрению V2G требует сотрудничества между заинтересованными сторонами энергосистемы, транспортным сектором и водителями EV. Заинтересованные стороны должны создать правильные стимулы для водителей, чтобы они приобретали автомобили с поддержкой V2G и предоставляли свои батареи для использования в качестве ресурса сети, когда это необходимо. Использование автомобиля V2G в качестве ресурса сети требует разрешения коммунальных служб. Регулирующие органы должны разработать четкие правила для обеспечения безопасного использования V2G, а также обеспечить быстрый и понятный процесс получения разрешения. Чтобы избежать инвестиций в транспортное средство, которое не может быть использовано на объекте, операторы электросетей должны рассмотреть возможность "предварительной оценки" водителями своего дома или предприятия как готового к использованию V2G. И наконец, чтобы добиться широкомасштабного участия, водители должны знать, что производительность и запас хода автомобиля не пострадают, а их мобильность не снизится, если они будут использовать свой автомобиль для работы с сетью".

Бьёрн Кристенсен

Основатель и управляющий директор консалтинговой компании Vehicle-Grid-Integration, Следующее измерение

"Мы видим, как две гигантские отрасли - электроэнергетика и автомобилестроение - встречаются друг с другом в так называемой интеграции автомобильных сетей (VGI). Электромобили больше не отделены от электросети, а становятся ее частью, когда подключаются к ней через зарядную станцию. Технология V2G позволяет EV экспортировать энергию из батареи в сеть. В Калифорнии в 2030 году на дорогах будет 5 миллионов EV. Если все эти электромобили будут поддерживать технологию V2G, они смогут обеспечить достаточный запас энергии, чтобы сгладить горлышко электросети. Каждый день с 16:00 до 21:00, когда возобновляемой энергии не хватает, утка кривится.

Технология V2G была изобретена в 1996 году и в настоящее время набирает значительные обороты на рынке, а крупные производители оригинального оборудования, такие как Volkswagen и Renault, запускают автомобили с технологией V2G в следующем модельном году. Основными препятствиями для широкого распространения V2G являются нормативные акты и стандарты. Стандарты уже разработаны, а нормативные акты все еще догоняют их. Пройдет 2-3 года, прежде чем мы увидим широкое внедрение V2G EV".

Эйми Готуэй Бейли, доктор философии

Директор по инновациям и управлению портфелями в National Grid Partners

"Все более частые и интенсивные лесные пожары и отключения электричества в Калифорнии ускорили необходимость повышения устойчивости наших домов и рабочих мест. Решения V2X могут использовать энергию, накопленную в батареях EV, для обеспечения критически важного резервного питания для домашних хозяйств и предприятий во время отключения электроэнергии, а также для стабилизации энергосистемы. Решения V2X станут важнейшими инструментами для адаптации к изменению климата и все более экстремальным погодным условиям. Хотя решения V2X еще только зарождаются, они быстро появляются на рынке. В этом году Ford и Volkswagen присоединятся к Nissan и предложат модели автомобилей с функцией V2X в качестве стандарта, что делает 2022 год переломным, если не переломным, годом для отрасли".

Джерри Джексон

Президент компании Jackson Associates и издатель журнала Информационные базы данных MAISY

"Быстро растущий рынок электромобилей обеспечивает огромный потенциал технологии V2G для поддержки электрических сетей. Передача энергии от аккумуляторов EV в сеть в пиковые моменты снизит нагрузку на электросеть, сократит выбросы и позволит избежать отключений и перепадов напряжения".

В 2019 году мы провели исследование экономической эффективности на основе данных о клиентах компании Southern California Edison. Исследование показало, что V2G может снизить пиковый спрос на электроэнергию примерно на 20%. Компенсации от коммунальных служб за избежание пиковых затрат на электроэнергию приведут к ежегодным выплатам в размере $560 каждому участнику программы. Кроме того, только около 10% потребителей коммунальных услуг должны будут участвовать в программе.

К сожалению, V2G все еще находится на стадии доказательства концепции, отдельных проектов. Прежде чем V2G будет готов к масштабированию, необходимо решить проблемы с гарантией на аккумуляторные батареи EV, решить проблемы, связанные с регулированием работы электросетей, отсутствием необходимого двунаправленного оборудования и протоколов зарядки, а также отсутствием данных о потенциальной деградации аккумуляторов. Решение этих проблем требует сотрудничества между автопроизводителями, электросетями, регулирующими органами и поставщиками вспомогательных продуктов, таких как программное обеспечение для управления. Текущий энергетический кризис и проблемы климата, несомненно, ускорят это сотрудничество, и через несколько лет появятся заметные приложения V2G".

Алан Дженн

Помощник директора по Институт транспортных исследований в Калифорнийском университете в Дэвисе

"Технология V2G будет становиться все более значимым ресурсом по мере роста популярности автомобилей EV. Только в Калифорнии к 2030 году объем потенциальных ресурсов хранения превысит 250 гигаватт-часов. Хотя батареи EV не могут быть использованы так же, как традиционные устройства хранения энергии, они все равно будут обладать огромным потенциалом для оказания помощи энергосистеме. В то время как многие сосредоточены на способности V2G помочь в интеграции возобновляемых источников энергии и стабильности пикового спроса для оптовой генерации, не следует упускать из виду способность V2G смягчать последствия для местной распределительной инфраструктуры. Эта технология может обеспечить огромную экономию для общества".

Кеннет Бокор

Продюсер и ведущий программы Шоу EV Revolution

"Технология V2G позволяет владельцам EV поддерживать местную электросеть, когда это необходимо, например, во время пиковых нагрузок. Такая поддержка снижает опасения по поводу перегрузок сети, отключений и переходящих отключений, а также максимально повышает экономическую целесообразность владения EV, предлагая финансовое вознаграждение за обслуживание сети. V2G обеспечивает дешевое и быстрое хранение энергии за счет использования существующих ресурсов, тем самым снижая потенциальное воздействие на окружающую среду за счет создания дополнительных накопителей.

В настоящее время основным техническим недостатком работы в режиме V2G является деградация аккумулятора транспортного средства из-за большого количества потенциальных циклов заряда/разряда. Поэтому большинство производителей электромобилей не предоставляют гарантии на операции V2G и не встраивают возможности двунаправленной передачи энергии в аккумуляторные электромобили. Потребители не захотят использовать эту функцию, если на нее не распространяется гарантия на аккумуляторную батарею автомобиля.

Несмотря на интерес потребителей и поставщиков энергии, эта стратегия все еще находится на ранней стадии. Текущие исследования показывают, что к 2050 году около 45% американских домохозяйств смогут активно предоставлять услуги V2G. В других странах мира такая возможность может появиться раньше. Однако при таких глобальных масштабах нам еще предстоит пройти долгий путь, и может пройти десятилетие или два, прежде чем эта технология станет основной".

Джозеф Веллоне

Глава Североамериканского отделения в эв.энергия

"В компании ev.energy мы думаем не только о V2G. Мы думаем о технологии "транспортное средство - все". Коммерческие автомобили с большими батареями могут разряжаться для стабилизации энергосистемы в периоды пикового спроса. Эта технология уже проверена и готова к масштабированию. Мы ежедневно общаемся с десятками клиентов, которые думают о том, как обеспечить устойчивость домохозяйств к отключениям электроэнергии, и хотят, чтобы их EV заряжались перед штормом или плановым отключением электричества, а затем использовали резервное питание для своих домов или приборов. Нам еще многое предстоит сделать с двунаправленной зарядкой, включая более широкую совместимость оборудования, а также то, как мы можем легко предоставить водителям EV возможность брать заряд на себя".

Как MCE поддерживает интеграцию транспортных средств в сеть?

Недавно компания MCE в сотрудничестве с компанией ev.energy создала приложение MCE Sync, которое позволяет водителям электромобилей подключаться к интеллектуальным зарядным устройствам, не требующим специального оборудования. MCE Sync автоматически согласовывает зарядку EV с низкоуглеродным электричеством, модулирует зарядку для поддержки надежности сети и гарантирует, что автомобиль водителя будет полностью заряжен к тому времени, которое он укажет в приложении. MCE Sync является частью пакета программ MCE по электромобилям, которые включают в себя скидки для водителей, имеющих соответствующий доход, и зарядное оборудование для многоквартирных домов и рабочих мест. Узнайте, подходит ли ваш электромобиль или зарядное устройство для приложения MCE Sync.