Amb el ràpid creixement del mercat xinès de vehicles de nova energia, l'aplicació de la tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) ha esdevingut cada cop més important per a la construcció d'estratègies energètiques nacionals i xarxes intel·ligents. La tecnologia V2G transforma els vehicles elèctrics en unitats mòbils d'emmagatzematge d'energia i utilitza piles de càrrega bidireccionals per aconseguir la transmissió d'energia del vehicle a la xarxa. Gràcies a aquesta tecnologia, els vehicles elèctrics poden proporcionar energia a la xarxa durant els períodes d'alta càrrega i carregar-se durant els períodes de baixa càrrega, ajudant a equilibrar la càrrega a la xarxa.
El 4 de gener de 2024, la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma i altres departaments van publicar el primer document de política nacional dirigit específicament a la tecnologia V2G: "Opinions d'implementació sobre l'enfortiment de la integració i la interacció dels vehicles de nova energia i les xarxes elèctriques". Basant-se en les "Opinions orientadores sobre la construcció d'un sistema d'infraestructura de càrrega d'alta qualitat" anteriors emeses per l'Oficina General del Consell d'Estat, les opinions d'implementació no només van aclarir la definició de tecnologia interactiva vehicle-xarxa, sinó que també van proposar objectius i estratègies específics, i van planejar utilitzar-los al delta del riu Yangtze, al delta del riu Pearl, a Pequín-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan i Chongqing i altres regions amb condicions madures per establir projectes de demostració.
La informació prèvia mostra que només hi ha unes 1.000 piles de càrrega amb funcions V2G al país, i actualment hi ha 3,98 milions de piles de càrrega al país, cosa que representa només el 0,025% del nombre total de piles de càrrega existents. A més, la tecnologia V2G per a la interacció vehicle-xarxa també és relativament madura, i l'aplicació i la investigació d'aquesta tecnologia no són infreqüents a nivell internacional. Com a resultat, hi ha un gran marge de millora en la popularitat de la tecnologia V2G a les ciutats.
Com a projecte pilot nacional de ciutat amb baixes emissions de carboni, Pequín està promovent l'ús d'energies renovables. Els enormes vehicles de nova energia i la infraestructura de càrrega de la ciutat han establert les bases per a l'aplicació de la tecnologia V2G. A finals del 2022, la ciutat havia construït més de 280.000 punts de càrrega i 292 estacions d'intercanvi de bateries.
No obstant això, durant el procés de promoció i implementació, la tecnologia V2G també s'enfronta a una sèrie de reptes, principalment relacionats amb la viabilitat del funcionament real i la construcció de la infraestructura corresponent. Prenent Pequín com a mostra, investigadors de The Paper Research Institute van dur a terme recentment una enquesta sobre les indústries urbanes relacionades amb l'energia, l'electricitat i les piles de càrrega.
Les piles de càrrega bidireccionals requereixen uns costos d'inversió inicials elevats
Els investigadors van descobrir que si la tecnologia V2G es popularitza en entorns urbans, podria alleujar eficaçment el problema actual de les "piles de càrrega difícils de trobar" a les ciutats. La Xina encara es troba en les primeres etapes d'aplicació de la tecnologia V2G. Tal com va assenyalar el responsable d'una central elèctrica, en teoria, la tecnologia V2G és similar a permetre que els telèfons mòbils carreguin bancs d'energia, però la seva aplicació real requereix una gestió de la bateria i una interacció amb la xarxa més avançades.
Uns investigadors van investigar empreses de piles de càrrega a Pequín i van descobrir que, actualment, la majoria de les piles de càrrega de Pequín són piles de càrrega unidireccionals que només poden carregar vehicles. Per promoure piles de càrrega bidireccionals amb funcions V2G, actualment ens enfrontem a diversos reptes pràctics:
En primer lloc, les ciutats de primer nivell, com ara Pequín, s'enfronten a una escassetat de terreny. Construir estacions de càrrega amb funcions V2G, ja sigui arrendant o comprant terrenys, significa una inversió a llarg termini i costos elevats. A més, és difícil trobar terreny addicional disponible.
En segon lloc, transformar les piles de càrrega existents trigarà temps. El cost d'inversió per construir piles de càrrega és relativament elevat, incloent-hi el cost de l'equipament, el lloguer d'espai i el cablejat per connectar-se a la xarxa elèctrica. Aquestes inversions solen trigar almenys 2 o 3 anys a recuperar-se. Si la modernització es basa en piles de càrrega existents, és possible que les empreses no tinguin prou incentius abans que es recuperin els costos.
Anteriorment, els mitjans de comunicació afirmaven que, actualment, la popularització de la tecnologia V2G a les ciutats s'enfrontarà a dos reptes importants: el primer és l'elevat cost inicial de construcció. En segon lloc, si el subministrament d'energia dels vehicles elèctrics està connectat a la xarxa de manera incorrecta, això pot afectar l'estabilitat de la xarxa.
Les perspectives tecnològiques són optimistes i tenen un gran potencial a llarg termini.
Què significa l'aplicació de la tecnologia V2G per als propietaris de cotxes? Estudis rellevants mostren que l'eficiència energètica dels tramvies petits és d'uns 6 km/kWh (és a dir, un quilowatt hora d'electricitat pot recórrer 6 quilòmetres). La capacitat de la bateria dels vehicles elèctrics petits és generalment de 60-80 kWh (60-80 quilowatts hora d'electricitat), i un cotxe elèctric pot carregar uns 80 quilowatts hora d'electricitat. Tanmateix, el consum d'energia del vehicle també inclou l'aire condicionat, etc. En comparació amb l'estat ideal, la distància de conducció es reduirà.
El responsable de l'empresa de piles de càrrega esmentada anteriorment és optimista sobre la tecnologia V2G. Va assenyalar que un vehicle de nova energia pot emmagatzemar 80 quilowatts-hora d'electricitat quan està completament carregat i pot subministrar 50 quilowatts-hora d'electricitat a la xarxa cada vegada. Calculat a partir dels preus de càrrega de l'electricitat que els investigadors van veure a l'aparcament subterrani d'un centre comercial a East Fourth Ring Road, Pequín, el preu de càrrega durant les hores vall és d'1,1 iuans/kWh (els preus de càrrega són més baixos als afores), i el preu de càrrega durant les hores punta és de 2,1 iuans/kWh. Suposant que el propietari del cotxe carrega durant les hores vall cada dia i subministra energia a la xarxa durant les hores punta, en funció dels preus actuals, el propietari del cotxe pot obtenir un benefici d'almenys 50 iuans al dia. "Amb possibles ajustos de preus de la xarxa elèctrica, com ara la implementació de preus de mercat durant les hores punta, els ingressos dels vehicles que subministren energia a les piles de càrrega poden augmentar encara més".
El responsable de la central elèctrica esmentada va assenyalar que, mitjançant la tecnologia V2G, s'han de tenir en compte els costos de pèrdua de bateria quan els vehicles elèctrics envien energia a la xarxa. Els informes pertinents indiquen que el cost d'una bateria de 60 kWh és d'aproximadament 7.680 dòlars americans (equivalent a aproximadament 55.000 RMB).
Per a les empreses de piles de càrrega, a mesura que el nombre de vehicles de nova energia continua augmentant, la demanda del mercat de la tecnologia V2G també creixerà. Quan els vehicles elèctrics transmeten energia a la xarxa a través de piles de càrrega, les empreses de piles de càrrega poden cobrar una determinada "tarifa de servei de plataforma". A més, en moltes ciutats de la Xina, les empreses inverteixen i operen piles de càrrega, i el govern proporcionarà les subvencions corresponents.
Les ciutats nacionals estan promovent gradualment les aplicacions V2G. El juliol de 2023, es va posar oficialment en funcionament la primera estació de demostració de càrrega V2G de la ciutat de Zhoushan i es va completar amb èxit la primera comanda de transacció en un parc a la província de Zhejiang. El 9 de gener de 2024, NIO va anunciar que el seu primer lot de 10 estacions de càrrega V2G a Xangai s'havia posat oficialment en funcionament.
Cui Dongshu, secretari general de l'Associació Conjunta d'Informació del Mercat Nacional de Vehicles de Passatgers, es mostra optimista sobre el potencial de la tecnologia V2G. Va dir als investigadors que amb l'avanç de la tecnologia de les bateries, la vida útil del cicle de la bateria es pot augmentar fins a 3.000 vegades o més, cosa que equival a uns 10 anys d'ús. Això és extremadament important per a escenaris d'aplicació on els vehicles elèctrics es carreguen i descarreguen amb freqüència.
Investigadors estrangers han fet troballes similars. L'ACT d'Austràlia ha completat recentment un projecte de recerca en tecnologia V2G de dos anys anomenat "Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)". Mostra que amb el desenvolupament a gran escala de la tecnologia, s'espera que els costos de càrrega V2G es redueixin significativament. Això significa que a la llarga, a mesura que disminueixi el cost de les instal·lacions de càrrega, el preu dels vehicles elèctrics també baixarà, reduint així els costos d'ús a llarg termini. Les troballes també podrien ser particularment beneficioses per equilibrar l'entrada d'energia renovable a la xarxa durant els períodes de màxima potència.
Necessita la cooperació de la xarxa elèctrica i una solució orientada al mercat.
A nivell tècnic, el procés de retroalimentació dels vehicles elèctrics a la xarxa elèctrica augmentarà la complexitat de l'operació general.
Xi Guofu, director del Departament de Desenvolupament Industrial de la State Grid Corporation of China, va dir una vegada que la càrrega de vehicles de nova energia implica "alta càrrega i baixa potència". La majoria dels propietaris de vehicles de nova energia estan acostumats a carregar entre les 19:00 i les 23:00, que coincideix amb el període màxim de càrrega elèctrica residencial. Fins a un 85%, cosa que intensifica la càrrega màxima de potència i té un impacte més gran a la xarxa de distribució.
Des d'una perspectiva pràctica, quan els vehicles elèctrics realimenten energia elèctrica a la xarxa, cal un transformador per ajustar el voltatge per garantir la compatibilitat amb la xarxa. Això significa que el procés de descàrrega del vehicle elèctric ha de coincidir amb la tecnologia de transformador de la xarxa elèctrica. Concretament, la transmissió d'energia des de la pila de càrrega fins al tramvia implica la transmissió d'energia elèctrica d'un voltatge més alt a un voltatge més baix, mentre que la transmissió d'energia des del tramvia fins a la pila de càrrega (i per tant a la xarxa) requereix un augment d'un voltatge més baix a un voltatge més alt. En tecnologia és més complex, implica la conversió de voltatge i garanteix l'estabilitat de l'energia elèctrica i el compliment dels estàndards de la xarxa.
El responsable de la central elèctrica esmentada va assenyalar que la xarxa elèctrica necessita dur a terme una gestió energètica precisa per als processos de càrrega i descàrrega de múltiples vehicles elèctrics, cosa que no només és un repte tècnic, sinó que també implica l'ajust de l'estratègia de funcionament de la xarxa.
Va dir: «Per exemple, en alguns llocs, els cables de la xarxa elèctrica existents no són prou gruixuts per suportar un gran nombre de piles de càrrega. Això és equivalent al sistema de canonades d'aigua. La canonada principal no pot subministrar prou aigua a totes les canonades derivades i cal recablejar-la. Això requereix molt recablejat. Costos de construcció elevats». Fins i tot si s'instal·len piles de càrrega en algun lloc, és possible que no funcionin correctament a causa de problemes de capacitat de la xarxa.
Cal avançar en el treball d'adaptació corresponent. Per exemple, la potència de les piles de càrrega lenta sol ser de 7 quilowatts (7 kW), mentre que la potència total dels electrodomèstics en una llar mitjana és d'uns 3 quilowatts (3 kW). Si es connecten una o dues piles de càrrega, la càrrega es pot carregar completament i, fins i tot si l'energia s'utilitza en hores vall, la xarxa elèctrica es pot fer més estable. Tanmateix, si es connecten un gran nombre de piles de càrrega i s'utilitza energia en hores punta, es pot superar la capacitat de càrrega de la xarxa.
El responsable de la central elèctrica esmentada va dir que, sota la perspectiva de l'energia distribuïda, es pot explorar la comercialització de l'electricitat per resoldre el problema de promoure la càrrega i descàrrega de vehicles de nova energia a la xarxa elèctrica en el futur. Actualment, les empreses de generació d'energia venen energia elèctrica a les empreses de la xarxa elèctrica, que després la distribueixen als usuaris i a les empreses. La circulació multinivel augmenta el cost global del subministrament d'energia. Si els usuaris i les empreses poden comprar electricitat directament a les empreses de generació d'energia, es simplificarà la cadena de subministrament d'energia. "La compra directa pot reduir els enllaços intermedis, reduint així el cost operatiu de l'electricitat. També pot promoure que les empreses de piles de càrrega participin més activament en el subministrament d'energia i la regulació de la xarxa elèctrica, cosa que és de gran importància per al funcionament eficient del mercat energètic i la promoció de la tecnologia d'interconnexió vehicle-xarxa".
Qin Jianze, director del Centre de Serveis Energètics (Centre de Control de Càrrega) de State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., va suggerir que, aprofitant les funcions i els avantatges de la plataforma Internet of Vehicles, es poden connectar piles de càrrega d'actius socials a la plataforma Internet of Vehicles per simplificar les operacions dels operadors socials. Construir el llindar, reduir els costos d'inversió, aconseguir una cooperació beneficiosa per a tothom amb la plataforma Internet of Vehicles i construir un ecosistema industrial sostenible.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Data de publicació: 10 de febrer de 2024
