С быстрым ростом рынка новых энергетических транспортных средств в Китае 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 станции для реализации передачи энергии от транспортного средства к сети. Благодаря этой технологии электромобили могут поставлять электроэнергию в сеть в периоды высокой нагрузки и заряжаться в периоды низкой нагрузки, помогая сбалансировать нагрузку на сеть.
4 января 2024 года Национальная комиссия по развитию и реформам и другие ведомства выпустили первый документ внутренней политики, специально нацеленный на технологию V2G — «Мнения по внедрению в целях укрепления интеграции и взаимодействия новых энергетических транспортных средств и электросетей». Основываясь на предыдущих «Руководящих мнениях по дальнейшему созданию высококачественной системы инфраструктуры зарядки», выпущенных Главным управлением Госсовета, мнения по внедрению не только разъяснили определение интерактивной технологии транспортного средства и сети, но и выдвинули конкретные цели и стратегии и запланировали их использование в дельте реки Янцзы, дельте реки Чжуцзян, Пекине-Тяньцзине-Хэбэе-Шаньдуне, Сычуани и Чунцине и других регионах со зрелыми условиями для создания демонстрационных проектов.
Предыдущая информация показывает, что в стране всего около 1000 зарядных станций с функциями V2G, а в настоящее время в стране 3,98 млн зарядных станций, что составляет всего 0,025% от общего числа существующих зарядных станций. Кроме того, технология V2G для взаимодействия транспортного средства с сетью также относительно зрелая, и применение и исследование этой технологии не являются редкостью на международном уровне. В результате, есть большие возможности для улучшения популярности технологии V2G в городах.
Как национальный пилотный город с низким уровнем выбросов углерода, Пекин продвигает использование возобновляемой энергии. Огромные новые энергетические транспортные средства и зарядная инфраструктура города заложили основу для применения технологии V2G. К концу 2022 года в городе было 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 за образец Пекин, исследователи из The Paper Research Institute недавно провели опрос по отраслям, связанным с городской энергетикой, электричеством и зарядными столбами.
Двусторонние зарядные сваи требуют высоких первоначальных инвестиционных затрат
Исследователи узнали, что если технология V2G будет популяризирована в городских условиях, она может эффективно решить текущую проблему «труднодоступных зарядных станций» в городах. Китай все еще находится на ранних стадиях применения технологии V2G. Как отметил ответственный за электростанцию, в теории технология V2G похожа на то, что позволяет мобильным телефонам заряжать внешние аккумуляторы, но ее фактическое применение требует более продвинутого управления аккумуляторами и взаимодействия с сетью.
Исследователи изучили компании по зарядным столбам в Пекине и узнали, что в настоящее время большинство зарядных столбов в Пекине являются односторонними зарядными столбами, которые могут заряжать только транспортные средства. Для продвижения двусторонних зарядных столбов 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 доступную землю.
Во-вторых, потребуется время для преобразования существующих зарядных свай. Инвестиционные затраты на строительство зарядных свай относительно высоки, включая стоимость оборудования, арендуемого помещения и проводку для подключения к электросети. Обычно эти инвестиции окупаются не менее чем за 2-3 года. Если модернизация основана на существующих зарядных сваях, у компаний может не быть 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: во-первых, это высокая начальная стоимость строительства. Во-вторых, если источник питания электромобилей подключен к сети неисправно, это может повлиять на стабильность сети.
Перспективы развития технологий оптимистичны и имеют большой потенциал в долгосрочной перспективе.
Что означает применение технологии V2G для владельцев автомобилей? Соответствующие исследования показывают, что энергоэффективность небольших трамваев составляет около 6 км/кВт·ч (то есть один киловатт-час электроэнергии может проехать 6 километров). Емкость аккумулятора небольших электромобилей обычно составляет 60-80 кВт·ч (60-80 киловатт-часов электроэнергии), а электромобиль может зарядить около 80 киловатт-часов электроэнергии. Однако в энергопотребление транспортного средства также входит кондиционирование воздуха и т. д. По сравнению с идеальным состоянием дальность поездки сократится.
Ответственный за вышеупомянутую компанию по производству зарядных станций с оптимизмом смотрит на технологию V2G. Он отметил, что новое энергетическое транспортное средство может хранить 80 киловатт-часов электроэнергии при полной зарядке и может каждый раз поставлять в сеть 50 киловатт-часов электроэнергии. Рассчитано на основе цен на зарядку электроэнергии, которые исследователи видели на подземной парковке торгового центра на Восточной Четвертой кольцевой дороге в Пекине, цена зарядки в часы непиковой нагрузки составляет 1,1 юаня/кВт·ч (в пригородах цены на зарядку ниже), а цена зарядки в часы пиковой нагрузки составляет 2,1 юаня/кВт·ч. Если предположить, что владелец автомобиля заряжается в часы непиковой нагрузки каждый день и поставляет электроэнергию в сеть в часы пик, то на основе текущих цен владелец автомобиля может получать прибыль не менее 50 юаней в день. «С возможными корректировками цен со стороны электросети, такими как внедрение рыночного ценообразования в часы пик, доход от транспортных средств, поставляющих электроэнергию на зарядные станции, может еще больше увеличиться».
Ответственный за вышеупомянутую электростанцию отметил, что благодаря технологии V2G необходимо учитывать расходы на потерю заряда батареи, когда электромобили отправляют электроэнергию в сеть. Соответствующие отчеты указывают, что стоимость батареи на 60 кВт·ч составляет приблизительно 7 680 долларов США (что эквивалентно приблизительно 55 000 юаней).
Для компаний, занимающихся зарядными сваями, по мере того, как число новых энергетических транспортных средств продолжает расти, рыночный спрос на технологию V2G также будет расти. Когда электромобили передают электроэнергию в сеть через зарядные сваи, компании, занимающиеся зарядными сваями, могут взимать определенную «плату за обслуживание платформы». Кроме того, во многих городах Китая компании инвестируют и эксплуатируют зарядные сваи, а правительство будет предоставлять соответствующие субсидии.
Внутренние города постепенно продвигают приложения V2G. В июле 2023 года первая демонстрационная станция зарядки V2G в городе Чжоушань была официально введена в эксплуатацию, а первый заказ на внутрипарковую транзакцию в провинции Чжэцзян был успешно выполнен. 9 января 2024 года NIO объявила, что ее первая партия из 10 зарядных станций V2G в Шанхае была официально введена в эксплуатацию.
Генеральный секретарь Национальной ассоциации по информации о рынке легковых автомобилей Цуй Дуншу с оптимизмом смотрит на потенциал технологии V2G. Он сообщил исследователям, что с развитием технологии силовых батарей срок службы батареи может быть увеличен до 3000 циклов и более, 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 ACT недавно завершила двухлетний исследовательский проект по технологии V2G под названием «Реализация электромобилей для сетевых услуг (REVS)». Он показывает, что с масштабным развитием технологии ожидается значительное снижение затрат на зарядку V2G. Это означает, что в долгосрочной перспективе, по мере снижения стоимости зарядных устройств, цена электромобилей также снизится, тем самым снижая долгосрочные расходы на использование. Результаты также могут быть особенно полезны для балансировки ввода возобновляемой энергии в сеть в периоды пиковой мощности.
Для этого необходимо сотрудничество со стороны энергосистемы и рыночно-ориентированное решение.
На техническом уровне процесс обратной связи электромобилей с энергосистемой увеличит сложность всей операции.
Си Гофу, директор Департамента промышленного развития Государственной электросетевой корпорации Китая, однажды сказал, что зарядка новых энергетических транспортных средств подразумевает «высокую нагрузку и низкую мощность». Большинство владельцев новых энергетических транспортных средств привыкли заряжаться между 19:00 и 23:00, что совпадает с пиковым периодом нагрузки на электроэнергию в жилых домах. До 85%, что усиливает 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 трансформатора электросети. В частности, передача электроэнергии от зарядной станции к трамваю включает передачу электроэнергии с более высокого напряжения на более низкое, в то время как передача электроэнергии от трамвая к зарядной станции (и, таким образом, в сеть) требует повышения напряжения с более низкого на более высокое. В технологии это более сложно, включая преобразование напряжения и обеспечение стабильности электроэнергии и соответствия стандартам сети.
Ответственный за вышеупомянутую электростанцию отметил, что электросеть должна осуществлять точное управление энергией для процессов зарядки и разрядки нескольких электромобилей, что является не только технической проблемой, но и требует корректировки стратегии работы сети.
Он сказал: «Например, в некоторых местах существующие провода электросети недостаточно толстые, чтобы поддерживать большое количество зарядных свай. Это эквивалентно системе водопровода. Основная труба не может поставлять достаточно воды во все ответвления и нуждается в перемонтаже. Это требует большого количества перемонтажа. Высокие затраты на строительство». Даже если зарядные сваи где-то установлены, они могут работать некорректно из-за проблем с пропускной способностью сети.
Необходимо продвинуть соответствующую работу по адаптации. Например, мощность зарядных станций медленной зарядки обычно составляет 7 киловатт (7 кВт), в то время как общая мощность бытовых приборов в среднем домохозяйстве составляет около 3 киловатт (3 кВт). Если подключены одна или две зарядные станции, нагрузка может быть полностью загружена, и даже если мощность используется в часы непиковой нагрузки, электросеть может быть более стабильной. Однако, если подключено большое количество зарядных станций и мощность используется в часы пик, нагрузочная способность сети может быть превышена.
Ответственный за вышеупомянутую электростанцию сказал, что в перспективе распределенной энергии можно изучить маркетизацию электроэнергии для решения проблемы продвижения зарядки и разрядки новых энергетических транспортных средств в электросети в будущем. В настоящее время электроэнергия продается генерирующими компаниями сетевым компаниям, которые затем распределяют ее среди пользователей и предприятий. Многоуровневая циркуляция увеличивает общую стоимость электроснабжения. Если пользователи и предприятия смогут покупать электроэнергию напрямую у генерирующих компаний, это упростит цепочку поставок электроэнергии. «Прямая покупка может сократить промежуточные звенья, тем самым снижая эксплуатационные расходы на электроэнергию. Это также может способствовать более активному участию компаний, занимающихся зарядкой, в электроснабжении и регулировании электросети, что имеет большое значение для эффективной работы рынка электроэнергии и продвижения технологии соединения транспортных средств с сетями».
Цинь Цзяньцзе, директор Центра обслуживания энергии (Центра управления нагрузкой) State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., предположил, что, используя функции и преимущества платформы Интернета транспортных средств, можно подключить к платформе Интернета транспортных средств накопители для зарядки социальных активов, чтобы упростить операции социальных операторов. Постройте порог, сократите инвестиционные затраты, достигните взаимовыгодного сотрудничества с платформой Интернета транспортных средств и постройте устойчивую отраслевую экосистему.
Сюзи
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Время публикации: 10 февр. 2024 г.
