Med den raske veksten i Kinas marked for nye energikjøretøyer har bruken av «Vehicle-to-Grid» (V2G)-teknologi blitt stadig viktigere for byggingen av nasjonale energistrategier og smarte nett. V2G-teknologi forvandler elbiler til mobile energilagringsenheter og bruker toveis ladestabler for å realisere kraftoverføring fra kjøretøyet til nettet. Gjennom denne teknologien kan elbiler forsyne nettet med strøm i perioder med høy belastning og lade i perioder med lav belastning, noe som bidrar til å balansere belastningen på nettet.
Den 4. januar 2024 utstedte den nasjonale utviklings- og reformkommisjonen og andre avdelinger det første innenrikspolitiske dokumentet som spesifikt retter seg mot V2G-teknologi – «Implementeringsuttalelser om styrking av integrering og samhandling mellom nye energikjøretøyer og kraftnett». Basert på de tidligere «Veiledende uttalelsene om videre bygging av et ladeinfrastruktursystem av høy kvalitet» utstedt av statsrådets generalkontor, klargjorde implementeringsuttalelsene ikke bare definisjonen av interaktiv teknologi mellom kjøretøy og nettverk, men la også frem spesifikke mål og strategier, og planla å bruke dem i Yangtze-elvedeltaet, Perleelvedeltaet, Beijing-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan og Chongqing og andre regioner med modne forutsetninger for å etablere demonstrasjonsprosjekter.
Tidligere informasjon viser at det bare finnes rundt 1000 ladestabler med V2G-funksjoner i landet, og det er for tiden 3,98 millioner ladestabler i landet, som bare utgjør 0,025 % av det totale antallet eksisterende ladestabler. I tillegg er V2G-teknologien for interaksjon mellom kjøretøy og nettverk relativt moden, og anvendelsen og forskningen på denne teknologien er ikke uvanlig internasjonalt. Som et resultat er det stort rom for forbedring i populariteten til V2G-teknologi i byer.
Som et nasjonalt pilotprosjekt for lavkarbonbyer fremmer Beijing bruken av fornybar energi. Byens enorme nye energikjøretøy og ladeinfrastruktur har lagt grunnlaget for bruk av V2G-teknologi. Innen utgangen av 2022 har byen bygget mer enn 280 000 ladestabler og 292 batteribyttestasjoner.
Under markedsførings- og implementeringsprosessen står imidlertid V2G-teknologien også overfor en rekke utfordringer, hovedsakelig knyttet til gjennomførbarheten av faktisk drift og bygging av tilhørende infrastruktur. Med Beijing som et utvalg gjennomførte forskere fra The Paper Research Institute nylig en undersøkelse om urbane energi-, elektrisitets- og ladestasjonsrelaterte industrier.
Toveis ladestabler krever høye initiale investeringskostnader
Forskere fant ut at hvis V2G-teknologi blir populært i urbane miljøer, kan det effektivt lindre det nåværende problemet med «vanskelig å finne ladestabler» i byer. Kina er fortsatt i de tidlige stadiene av å anvende V2G-teknologi. Som personen som er ansvarlig for et kraftverk påpekte, er V2G-teknologi i teorien likt det å la mobiltelefoner lade powerbanker, men den faktiske anvendelsen krever mer avansert batteristyring og nettinteraksjon.
Forskere undersøkte ladestasjonselskaper i Beijing og fant ut at de fleste ladestasjonene i Beijing for tiden er enveisladestasjoner som bare kan lade kjøretøy. For å fremme toveisladestasjoner med V2G-funksjoner står vi overfor flere praktiske utfordringer:
For det første står førsteklasses byer, som Beijing, overfor mangel på land. Å bygge ladestasjoner med V2G-funksjoner, enten det er å leie eller kjøpe land, betyr langsiktige investeringer og høye kostnader. Dessuten er det vanskelig å finne ekstra land tilgjengelig.
For det andre vil det ta tid å transformere eksisterende ladepæler. Investeringskostnadene ved å bygge ladepæler er relativt høye, inkludert kostnader for utstyr, leie av plass og kabling for tilkobling til strømnettet. Disse investeringene tar vanligvis minst 2–3 år å tjene inn. Hvis ettermontering er basert på eksisterende ladepæler, kan selskaper mangle tilstrekkelige insentiver før kostnadene er dekket inn.
Tidligere har medieoppslag hevdet at populariseringen av V2G-teknologi i byer for tiden vil møte to store utfordringer: Den første er de høye byggekostnadene i utgangspunktet. For det andre, hvis strømforsyningen til elektriske kjøretøy er koblet til nettet i feil rekkefølge, kan det påvirke nettets stabilitet.
Teknologiutsiktene er optimistiske og har stort potensial på lang sikt.
Hva betyr bruken av V2G-teknologi for bileiere? Relevante studier viser at energieffektiviteten til små trikker er omtrent 6 km/kWh (det vil si at én kilowattime strøm kan kjøre 6 kilometer). Batterikapasiteten til små elbiler er vanligvis 60–80 kWh (60–80 kilowattimer strøm), og en elbil kan lade omtrent 80 kilowattimer strøm. Kjøretøyets energiforbruk inkluderer imidlertid også klimaanlegg osv. Sammenlignet med idealtilstanden vil kjøreavstanden reduseres.
Den ansvarlige for det nevnte ladestasjonselskapet er optimistisk med tanke på V2G-teknologi. Han påpekte at et nytt energikjøretøy kan lagre 80 kilowattimer strøm når det er fulladet og kan levere 50 kilowattimer strøm til nettet hver gang. Beregnet basert på ladestrømprisene som forskere så på den underjordiske parkeringsplassen til et kjøpesenter i East Fourth Ring Road i Beijing, er ladeprisen utenom rushtiden 1,1 yuan/kWh (ladeprisene er lavere i forstedene), og ladeprisen i rushtiden er 2,1 yuan/kWh. Forutsatt at bileieren lader utenom rushtiden hver dag og leverer strøm til nettet i rushtiden, basert på dagens priser, kan bileieren tjene minst 50 yuan per dag. «Med mulige prisjusteringer fra strømnettet, for eksempel implementering av markedspriser i rushtiden, kan inntektene fra kjøretøy som leverer strøm til ladestasjoner øke ytterligere.»
Ansvarlig for det nevnte kraftverket påpekte at gjennom V2G-teknologi må man ta hensyn til batteritapkostnader når elbiler sender strøm til nettet. Relevante rapporter indikerer at kostnaden for et 60 kWh batteri er omtrent 7 680 amerikanske dollar (tilsvarende omtrent 55 000 RMB).
For ladestasjonselskaper vil også markedets etterspørsel etter V2G-teknologi øke etter hvert som antallet nye energikjøretøy fortsetter å øke. Når elbiler overfører strøm til nettet gjennom ladestasjoner, kan ladestasjonselskapene kreve et visst «plattformgebyr». I tillegg investerer og driver selskaper ladestasjoner i mange byer i Kina, og myndighetene vil gi tilsvarende subsidier.
Innenlandske byer promoterer gradvis V2G-applikasjoner. I juli 2023 ble Zhoushan Citys første V2G-ladedemonstrasjonsstasjon offisielt tatt i bruk, og den første transaksjonsordren i parken i Zhejiang-provinsen ble fullført. 9. januar 2024 kunngjorde NIO at deres første gruppe på 10 V2G-ladestasjoner i Shanghai offisielt ble satt i drift.
Cui Dongshu, generalsekretær i National Passenger Car Market Information Joint Association, er optimistisk med tanke på potensialet til V2G-teknologi. Han fortalte forskere at med utviklingen av batteriteknologi kan batteriets levetid økes til 3000 ganger eller mer, noe som tilsvarer omtrent 10 års bruk. Dette er ekstremt viktig for bruksscenarier der elbiler ofte lades og utlades.
Utenlandske forskere har gjort lignende funn. Australias ACT fullførte nylig et toårig V2G-teknologiforskningsprosjekt kalt «Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)». Det viser at med storskala teknologiutvikling forventes V2G-ladekostnadene å bli betydelig redusert. Dette betyr at på lang sikt, etter hvert som kostnadene for ladeanlegg synker, vil også prisen på elbiler synke, og dermed redusere kostnadene ved langsiktig bruk. Funnene kan også være spesielt nyttige for å balansere tilførselen av fornybar energi til nettet i perioder med høy effekt.
Det trenger samarbeid fra strømnettet og en markedsorientert løsning.
På det tekniske nivået vil prosessen med at elektriske kjøretøy mates tilbake til strømnettet øke kompleksiteten i den totale driften.
Xi Guofu, direktør for avdelingen for industriutvikling i State Grid Corporation of China, sa en gang at lading av nye energibiler innebærer «høy belastning og lavt strømforbruk». De fleste eiere av nye energibiler er vant til å lade mellom kl. 19.00 og 23.00, som sammenfaller med den høyeste perioden for strømbelastning i boliger. Så høyt som 85 %, noe som intensiverer toppbelastningen og gir større innvirkning på distribusjonsnettverket.
Fra et praktisk perspektiv, når elbiler mates tilbake elektrisk energi til nettet, kreves det en transformator for å justere spenningen for å sikre kompatibilitet med nettet. Dette betyr at utladingsprosessen for elbiler må samsvare med transformatorteknologien i strømnettet. Mer spesifikt innebærer overføring av strøm fra ladestaven til trikken overføring av elektrisk energi fra høyere spenning til lavere spenning, mens overføring av strøm fra trikken til ladestaven (og dermed til nettet) krever en økning fra en lavere spenning til en høyere spenning. Teknologisk er det mer komplekst, og involverer spenningsomforming og sikring av stabiliteten til elektrisk energi og samsvar med nettstandarder.
Ansvarlig for det nevnte kraftverket påpekte at strømnettet må utføre presis energistyring for lade- og utladingsprosessene til flere elbiler, noe som ikke bare er en teknisk utfordring, men også innebærer justering av strømnettets driftsstrategi.
Han sa: «For eksempel er ikke de eksisterende ledningene i strømnettet tykke nok noen steder til å støtte et stort antall ladepæler. Dette tilsvarer vannrørssystemet. Hovedrøret kan ikke forsyne alle grenrørene med nok vann og må legges om. Dette krever mye omledning. Høye byggekostnader.» Selv om ladepæler er installert et sted, kan det hende at de ikke fungerer som de skal på grunn av problemer med nettkapasiteten.
Tilsvarende tilpasningsarbeid må videreutvikles. For eksempel er effekten til langsomt ladende ladestabler vanligvis 7 kilowatt (7 kW), mens den totale effekten til husholdningsapparater i en gjennomsnittlig husholdning er omtrent 3 kilowatt (3 kW). Hvis én eller to ladestabler kobles til, kan lasten belastes fullt, og selv om strømmen brukes utenom rushtiden, kan strømnettet gjøres mer stabilt. Men hvis et stort antall ladestabler kobles til og strømmen brukes i rushtiden, kan nettets lastekapasitet overskrides.
Ansvarlig for det nevnte kraftverket sa at med tanke på distribuert energi kan man utforske markedsføring av elektrisitet for å løse problemet med å fremme lading og utlading av nye energikjøretøyer til strømnettet i fremtiden. For tiden selges elektrisk energi av kraftselskaper til strømnettselskaper, som deretter distribuerer den til brukere og bedrifter. Flernivåsirkulasjon øker den totale strømforsyningskostnaden. Hvis brukere og bedrifter kan kjøpe strøm direkte fra kraftselskaper, vil det forenkle strømforsyningskjeden. «Direktekjøp kan redusere mellomledd, og dermed redusere driftskostnadene for elektrisitet. Det kan også fremme ladestasjonselskaper til å delta mer aktivt i strømforsyningen og reguleringen av strømnettet, noe som er av stor betydning for effektiv drift av kraftmarkedet og promotering av teknologi for sammenkobling av kjøretøy og strømnett.»
Qin Jianze, direktør for energitjenestesenteret (lastkontrollsenteret) hos State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., foreslo at ved å utnytte funksjonene og fordelene til Internet of Vehicles-plattformen, kan sosiale ladestabler for eiendeler kobles til Internet of Vehicles-plattformen for å forenkle driften til sosiale operatører. Bygg terskelen, reduser investeringskostnadene, oppnå vinn-vinn-samarbeid med Internet of Vehicles-plattformen og bygg et bærekraftig industriøkosystem.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Publisert: 10. feb. 2024
