В условиях быстрого роста китайского рынка новых энергетических транспортных средств применение технологии Vehicle-to-Grid (V2G) становится все более важным для построения национальных энергетических стратегий и интеллектуальных сетей. Технология V2G превращает электромобили в мобильные накопители энергии и использует двухсторонние зарядные устройства для передачи энергии от автомобиля в сеть. Благодаря этой технологии электромобили могут подавать электроэнергию в сеть в периоды высокой нагрузки и заряжать в периоды низкой нагрузки, помогая сбалансировать нагрузку на сеть.
4 января 2024 года Национальная комиссия по развитию и реформам и другие ведомства опубликовали первый документ внутренней политики, специально ориентированный на технологию V2G, — «Мнения по внедрению усиления интеграции и взаимодействия транспортных средств на новой энергии и электросетей». На основе предыдущих «Руководящих заключений по дальнейшему созданию высококачественной системы зарядки инфраструктуры», выпущенных Главным управлением Государственного совета, заключения по внедрению не только прояснили определение интерактивной технологии автомобильной сети, но также выдвинули конкретные цели и стратегии и планировал использовать их в дельте реки Янцзы, дельте Жемчужной реки, Пекин-Тяньцзинь-Хэбэй-Шаньдун, Сычуань и Чунцин и других регионах со зрелыми условиями для создания демонстрационных проектов.
Предыдущая информация показывает, что в стране имеется всего около 1000 зарядных станций с функциями V2G, а в настоящее время в стране насчитывается 3,98 миллиона зарядных станций, что составляет лишь 0,025% от общего количества существующих зарядных станций. Кроме того, технология V2G для взаимодействия транспортных средств с сетью также является относительно зрелой, и применение и исследование этой технологии не являются чем-то необычным во всем мире. В результате есть большие возможности для повышения популярности технологии V2G в городах.
Будучи национальным пилотным городом с низким уровнем выбросов углерода, Пекин продвигает использование возобновляемых источников энергии. Огромные городские транспортные средства на новой энергии и инфраструктура зарядки заложили основу для применения технологии V2G. К концу 2022 года в городе построено более 280 000 зарядных станций и 292 станции замены аккумуляторов.
Однако в процессе продвижения и внедрения технология V2G также сталкивается с рядом проблем, в основном связанных с осуществимостью фактической эксплуатации и строительством соответствующей инфраструктуры. Взяв Пекин в качестве образца, исследователи из Paper Research Institute недавно провели исследование по городской энергетике, электроэнергетике и отраслям, связанным с зарядными устройствами.
Сваи с двусторонней загрузкой требуют высоких первоначальных инвестиционных затрат.
Исследователи узнали, что если технология V2G будет популяризирована в городской среде, она может эффективно облегчить текущую проблему «трудно найти зарядные станции» в городах. Китай все еще находится на ранних стадиях применения технологии V2G. Как отметил ответственный за электростанцию, теоретически технология V2G похожа на то, что позволяет мобильным телефонам заряжать аккумуляторы, но ее фактическое применение требует более совершенного управления батареями и взаимодействия с сетью.
Исследователи изучили компании, занимающиеся зарядными станциями в Пекине, и выяснили, что в настоящее время большинство зарядных станций в Пекине представляют собой односторонние зарядные станции, которые могут заряжать только транспортные средства. Чтобы продвигать системы двусторонней зарядки с функциями V2G, мы в настоящее время сталкиваемся с несколькими практическими проблемами:
Во-первых, города первого уровня, такие как Пекин, сталкиваются с нехваткой земли. Строительство зарядных станций с функциями V2G, будь то аренда или покупка земли, означает долгосрочные инвестиции и высокие затраты. Более того, трудно найти дополнительную свободную землю.
Во-вторых, потребуется время, чтобы преобразовать существующие зарядные штабели. Инвестиционные затраты на строительство зарядных станций относительно высоки, включая стоимость оборудования, аренды помещений и проводки для подключения к электросети. Обычно такие инвестиции окупаются в течение 2-3 лет. Если модернизация основана на существующих загрузочных блоках, у компаний может не хватить достаточных стимулов до того, как затраты будут возмещены.
Ранее в СМИ сообщалось, что в настоящее время популяризация технологии V2G в городах столкнется с двумя основными проблемами: первая — высокая первоначальная стоимость строительства. Во-вторых, если питание электромобилей подключено к сети неисправно, это может повлиять на стабильность сети.
Технологические перспективы оптимистичны и имеют большой потенциал в долгосрочной перспективе.
Что означает применение технологии V2G для автовладельцев? Соответствующие исследования показывают, что энергоэффективность небольших трамваев составляет около 6 км/кВтч (то есть один киловатт-час электроэнергии позволяет проехать 6 километров). Емкость аккумулятора небольших электромобилей обычно составляет 60–80 кВтч (60–80 киловатт-часов электроэнергии), а электромобиль может заряжать около 80 киловатт-часов электроэнергии. Однако потребление энергии транспортным средством также включает в себя кондиционирование воздуха и т. д. По сравнению с идеальным состоянием расстояние поездки будет сокращено.
Руководитель вышеупомянутой компании по производству зарядных устройств с оптимизмом смотрит на технологию V2G. Он отметил, что новый энергетический автомобиль может хранить 80 киловатт-часов электроэнергии при полной зарядке и каждый раз поставлять в сеть 50 киловатт-часов электроэнергии. Рассчитано на основе цен на электроэнергию, которые исследователи наблюдали на подземной парковке торгового центра на Восточной Четвертой кольцевой дороге в Пекине. Цена зарядки в непиковые часы составляет 1,1 юаня/кВтч (цены на зарядку ниже в пригородах). Стоимость зарядки в часы пик составляет 2,1 юаня/кВтч. Если предположить, что владелец автомобиля взимает плату каждый день в непиковые часы и поставляет электроэнергию в сеть в часы пик, исходя из текущих цен, владелец автомобиля может получить прибыль в размере не менее 50 юаней в день. «При возможных корректировках цен со стороны энергосистемы, таких как введение рыночных цен в часы пик, доходы от транспортных средств, подающих электроэнергию на зарядные станции, могут еще больше увеличиться».
Ответственный за вышеупомянутую электростанцию отметил, что благодаря технологии V2G необходимо учитывать затраты на потерю батареи, когда электромобили передают электроэнергию в сеть. Соответствующие отчеты показывают, что стоимость батареи емкостью 60 кВтч составляет примерно 7680 долларов США (что эквивалентно примерно 55 000 юаней).
Для компаний, занимающихся зарядными устройствами, поскольку количество новых энергетических транспортных средств продолжает расти, рыночный спрос на технологию V2G также будет расти. Когда электромобили передают электроэнергию в сеть через зарядные станции, компании-производители зарядных станций могут взимать определенную «плату за обслуживание платформы». Кроме того, во многих городах Китая компании инвестируют и эксплуатируют зарядные сваи, а правительство предоставляет соответствующие субсидии.
В отечественных городах постепенно продвигаются приложения V2G. В июле 2023 года была официально введена в эксплуатацию первая демонстрационная зарядная станция V2G в городе Чжоушань, и был успешно выполнен первый заказ на транзакцию в парке в провинции Чжэцзян. 9 января 2024 года NIO объявила об официальном вводе в эксплуатацию первой партии из 10 зарядных станций V2G в Шанхае.
Цуй Дуншу, генеральный секретарь Национальной объединенной ассоциации информации о рынке легковых автомобилей, с оптимизмом смотрит на потенциал технологии V2G. Он сообщил исследователям, что с развитием технологии аккумуляторных батарей срок службы батареи может быть увеличен в 3000 раз и выше, что эквивалентно примерно 10 годам использования. Это чрезвычайно важно для сценариев применения, где электромобили часто заряжаются и разряжаются.
Зарубежные исследователи пришли к аналогичным выводам. Австралийская компания ACT недавно завершила двухлетний исследовательский проект в области технологий V2G под названием «Преобразование электромобилей в сетевые услуги (REVS)». Это показывает, что благодаря масштабному развитию технологий ожидается, что затраты на зарядку V2G будут значительно снижены. Это означает, что в долгосрочной перспективе, когда стоимость зарядных устройств снизится, цена на электромобили также упадет, тем самым снизив затраты на долгосрочное использование. Результаты также могут быть особенно полезны для балансировки поступления возобновляемой энергии в сеть в периоды пиковой мощности.
Это требует сотрудничества энергосистемы и рыночно-ориентированного решения.
На техническом уровне процесс обратной подачи электромобилей в энергосистему увеличит сложность всей операции.
Си Гофу, директор департамента промышленного развития Государственной электросетевой корпорации Китая, однажды сказал, что зарядка транспортных средств на новых источниках энергии предполагает «высокую нагрузку и низкую мощность». Большинство владельцев транспортных средств на новых источниках энергии привыкли заряжать электромобили с 19:00 до 23:00, что совпадает с пиковым периодом нагрузки на жилые дома. До 85 %, что увеличивает пиковую нагрузку и оказывает большее влияние на распределительную сеть.
С практической точки зрения, когда электромобили возвращают электроэнергию в сеть, требуется трансформатор для регулировки напряжения, чтобы обеспечить совместимость с сетью. Это означает, что процесс разрядки электромобиля должен соответствовать технологии трансформаторов электросети. В частности, передача мощности от зарядного столба к трамваю предполагает передачу электрической энергии от более высокого напряжения к более низкому напряжению, в то время как передача мощности от трамвая к зарядному столбу (и, следовательно, к сети) требует увеличения более низкое напряжение к более высокому напряжению. В технологическом отношении это более сложный процесс, включающий преобразование напряжения и обеспечение стабильности электрической энергии и соответствия сетевым стандартам.
Ответственный за вышеупомянутую электростанцию отметил, что электросети необходимо осуществлять точное управление энергией для процессов зарядки и разрядки нескольких электромобилей, что является не только технической проблемой, но и предполагает корректировку стратегии работы сети. .
Он сказал: «Например, в некоторых местах существующие провода электросети недостаточно толсты, чтобы выдержать большое количество зарядных станций. Это эквивалентно системе водопровода. Основная труба не может подавать достаточное количество воды во все патрубки, и ее необходимо перемонтировать. Это требует большого количества переустановок. Высокие затраты на строительство». Даже если где-то установлены зарядные сваи, они могут работать неправильно из-за проблем с пропускной способностью сети.
Необходимо продолжить соответствующую адаптационную работу. Например, мощность зарядных установок с медленной зарядкой обычно составляет 7 киловатт (7 КВт), тогда как общая мощность бытовой техники в среднестатистическом доме составляет около 3 киловатт (3 КВт). Если подключить одну или две зарядные батареи, нагрузка может быть полностью загружена, и даже если электроэнергия используется в непиковые часы, электросеть можно сделать более стабильной. Однако если подключено большое количество зарядных станций и мощность используется в часы пик, то нагрузочная способность сети может быть превышена.
Лицо, отвечающее за вышеупомянутую электростанцию, сказал, что в перспективе распределенной энергии можно изучить возможность маркетизации электроэнергии для решения проблемы содействия зарядке и разрядке транспортных средств на новой энергии в энергосистему в будущем. В настоящее время электроэнергия реализуется энергогенерирующими компаниями электросетевым компаниям, которые затем распределяют ее среди потребителей и предприятий. Многоуровневая циркуляция увеличивает общую стоимость электроснабжения. Если пользователи и предприятия смогут приобретать электроэнергию напрямую у энергогенерирующих компаний, это упростит цепочку поставок электроэнергии. «Прямая покупка позволяет сократить промежуточные звенья, тем самым снижая эксплуатационные расходы на электроэнергию. Это также может способствовать более активному участию компаний, занимающихся зарядными станциями, в энергоснабжении и регулировании энергосистемы, что имеет большое значение для эффективной работы энергетического рынка и продвижения технологии соединения транспортных средств с сетью. «
Цинь Цзяньцзе, директор Центра энергетического обслуживания (Центра управления нагрузкой) компании State Grid Smart Internet of Vehicle Technology Co., Ltd., предположил, что, используя функции и преимущества платформы Интернета транспортных средств, можно соединить блоки зарядки социальных активов. на платформу «Интернет транспортных средств» для упрощения работы социальных операторов. Достигните порога, сократите инвестиционные затраты, добейтесь взаимовыгодного сотрудничества с платформой Интернета транспортных средств и постройте устойчивую отраслевую экосистему.
Сюзи
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Время публикации: 10 февраля 2024 г.
