Með hraðri vexti kínverskra nýrra orkutækjamarkaða hefur notkun ökutækja-til-nets (V2G) tækni orðið sífellt mikilvægari fyrir uppbyggingu innlendra orkuáætlana og snjallneta. V2G tækni breytir rafknúnum ökutækjum í færanlegar orkugeymslueiningar og notar tvíhliða hleðslustaura til að framkvæma orkuflutning frá ökutækinu til netsins. Með þessari tækni geta rafknúin ökutæki veitt rafmagn til netsins á tímabilum mikillar álags og hlaðið á tímabilum lítillar álags, sem hjálpar til við að jafna álagið á netið.
Þann 4. janúar 2024 gáfu Þjóðarþróunar- og umbótanefndin og aðrar deildir út fyrsta stefnuskjalið innanlands sem beinist sérstaklega að V2G tækni – „Innleiðingarálit um styrkingu samþættingar og samspils nýrra orkutækja og raforkukerfa.“ Byggt á fyrri „leiðbeiningum um frekari uppbyggingu hágæða hleðslukerfis“ sem aðalskrifstofa ríkisráðsins gaf út, skýrðu framkvæmdarálitin ekki aðeins skilgreiningu á gagnvirkri tækni ökutækja og nets, heldur settu einnig fram sérstök markmið og stefnur og ætluðu að nota þær í Jangtse-fljótsdelta, Perlufljótsdelta, Peking-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan og Chongqing og öðrum svæðum með þroskuð skilyrði til að koma á fót sýnikennsluverkefnum.
Fyrri upplýsingar sýna að það eru aðeins um 1.000 hleðslustaurar með V2G virkni í landinu, og það eru nú 3,98 milljónir hleðslustaura í landinu, sem er aðeins 0,025% af heildarfjölda núverandi hleðslustaura. Þar að auki er V2G tæknin fyrir samskipti ökutækja og netkerfa einnig tiltölulega þroskuð, og notkun og rannsóknir á þessari tækni eru ekki óalgengar á alþjóðavettvangi. Þar af leiðandi er mikið svigrúm til að bæta vinsældir V2G tækni í borgum.
Sem tilraunaverkefni í lágkolefnisborgum er Peking að stuðla að notkun endurnýjanlegrar orku. Risavaxnir nýir orkubílar og hleðsluinnviðir borgarinnar hafa lagt grunninn að notkun V2G tækni. Í lok árs 2022 hefur borgin byggt meira en 280.000 hleðslustaura og 292 rafhlöðuskiptistöðvar.
Hins vegar stendur V2G tæknin frammi fyrir ýmsum áskorunum á meðan á kynningar- og innleiðingarferlinu stendur, aðallega varðandi raunhæfni rekstrar og uppbyggingu samsvarandi innviða. Með Peking sem dæmi gerðu vísindamenn frá Paper Research Institute nýlega könnun á orku-, raforku- og hleðslustöðvaiðnaði í borgum.
Tvíhliða hleðslustaurar krefjast mikils upphafskostnaðar
Rannsakendur komust að því að ef V2G tækni verður vinsæl í þéttbýli gæti hún á áhrifaríkan hátt dregið úr núverandi vandamáli með „erfitt að finna hleðslustöðvar“ í borgum. Kína er enn á frumstigi beitingar V2G tækni. Eins og yfirmaður virkjunar benti á, er V2G tækni í orði kveðnu svipuð því að leyfa farsímum að hlaða rafmagnsbanka, en raunveruleg notkun hennar krefst háþróaðri rafhlöðustjórnunar og samspils við raforkukerfið.
Rannsakendur rannsökuðu fyrirtæki sem framleiða hleðslustaura í Peking og komust að því að eins og er eru flestir hleðslustaurar í Peking einhliða hleðslustaurar sem geta aðeins hlaðið ökutæki. Til að efla tvíhliða hleðslustaura með V2G virkni stöndum við frammi fyrir nokkrum hagnýtum áskorunum:
Í fyrsta lagi standa stórborgir eins og Peking frammi fyrir landskorti. Að byggja hleðslustöðvar með V2G-virkni, hvort sem um er að ræða leigu eða kaup á landi, þýðir langtímafjárfestingu og mikinn kostnað. Þar að auki er erfitt að finna viðbótarland tiltækt.
Í öðru lagi mun það taka tíma að umbreyta núverandi hleðslustaurum. Fjárfestingarkostnaður við að byggja hleðslustaura er tiltölulega hár, þar með talið kostnaður við búnað, leigu á rými og raflögn til að tengjast raforkukerfinu. Þessar fjárfestingar taka venjulega að minnsta kosti 2-3 ár að endurheimta. Ef endurbætur eru byggðar á núverandi hleðslustaurum gætu fyrirtæki skort nægilegan hvata áður en kostnaðurinn hefur verið endurheimtur.
Áður hefur verið greint frá því í fjölmiðlum að nú muni vinsældavæðing V2G tækni í borgum standa frammi fyrir tveimur stórum áskorunum: Í fyrsta lagi er hár upphafskostnaður við byggingu. Í öðru lagi, ef rafmagnsveita rafknúinna ökutækja tengist ekki raforkukerfinu í lagi, getur það haft áhrif á stöðugleika þess.
Tækniframfarir eru bjartsýnar og hafa mikla möguleika til lengri tíma litið.
Hvaða þýðingu hefur notkun V2G tækni fyrir bíleigendur? Viðeigandi rannsóknir sýna að orkunýtni lítilla sporvagna er um 6 km/kWh (þ.e. ein kílóvattstund af rafmagni getur ekið 6 kílómetra). Rafhlöðugeta lítilla rafknúinna ökutækja er almennt 60-80 kWh (60-80 kílóvattstundir af rafmagni) og rafbíll getur hlaðið um 80 kílóvattstundir af rafmagni. Hins vegar felur orkunotkun ökutækja einnig í sér loftkælingu o.s.frv. Í samanburði við kjörástand mun akstursfjarlægðin styttast.
Sá sem stýrir fyrrnefndu hleðslustöðvafyrirtæki er bjartsýnn á V2G tækni. Hann benti á að nýtt orkufyrirtæki geti geymt 80 kílóvattstundir af rafmagni þegar það er fullhlaðið og geti afhent 50 kílóvattstundir af rafmagni á raforkunetið í hvert skipti. Reiknað út frá rafmagnsverði sem vísindamenn sáu í bílakjallara við verslunarmiðstöð við East Fourth Ring Road í Peking, er hleðsluverðið utan háannatíma 1,1 júan/kWh (hleðsluverð er lægra í úthverfum) og hleðsluverðið á háannatíma er 2,1 júan/kWh. Að því gefnu að bíleigandi hleði utan háannatíma á hverjum degi og afhendi rafmagn á raforkunetið á háannatíma, miðað við núverandi verð, getur bíleigandi hagnast að minnsta kosti 50 júan á dag. „Með mögulegum verðbreytingum frá raforkunetinu, svo sem með því að innleiða markaðsverð á háannatíma, gætu tekjur af ökutækjum sem afhenda rafmagn á hleðslustöðvum aukist enn frekar.“
Sá sem hefur umsjón með fyrrnefndri virkjun benti á að með V2G tækni verði að taka tillit til kostnaðar vegna rafhlöðutaps þegar rafknúin ökutæki senda rafmagn inn á raforkunetið. Viðeigandi skýrslur benda til þess að kostnaður við 60 kWh rafhlöðu sé um það bil 7.680 Bandaríkjadalir (jafngildir um það bil 55.000 RMB).
Fyrir fyrirtæki sem framleiða hleðslustöðvar, þar sem fjöldi nýrra orkugjafa heldur áfram að aukast, mun eftirspurn eftir V2G tækni einnig aukast. Þegar rafknúin ökutæki flytja orku til raforkukerfisins í gegnum hleðslustöðvar geta fyrirtækin innheimt ákveðið „þjónustugjald fyrir hleðslustöðvar“. Að auki fjárfesta og reka fyrirtæki hleðslustöðvar í mörgum borgum í Kína og stjórnvöld veita samsvarandi niðurgreiðslur.
Innlendar borgir eru smám saman að kynna V2G forrit. Í júlí 2023 var fyrsta V2G hleðslustöðin í Zhoushan-borg formlega tekin í notkun og fyrsta pöntunin í almenningsgarðinum í Zhejiang héraði var lokið með góðum árangri. Þann 9. janúar 2024 tilkynnti NIO að fyrsta lotan af 10 V2G hleðslustöðvum í Shanghai hefði formlega verið tekin í notkun.
Cui Dongshu, aðalritari Þjóðfélags upplýsinga um markað fólksbíla, er bjartsýnn á möguleika V2G tækninnar. Hann sagði vísindamönnum að með framþróun rafhlöðutækni gæti endingartími rafhlöðunnar aukist um 3.000 sinnum eða meira, sem jafngildir um 10 ára notkun. Þetta er afar mikilvægt í notkunartilvikum þar sem rafknúin ökutæki eru oft hlaðin og afhlaðin.
Erlendis hafa komist að svipuðum niðurstöðum. Ástralska ACT lauk nýverið tveggja ára rannsóknarverkefni á sviði V2G tækni sem kallast „Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)“. Það sýnir að með stórfelldri tækniþróun er búist við að kostnaður við V2G hleðslu muni lækka verulega. Þetta þýðir að til lengri tíma litið, þegar kostnaður við hleðsluaðstöðu lækkar, mun verð á rafknúnum ökutækjum einnig lækka, sem dregur úr langtímanotkunarkostnaði. Niðurstöðurnar gætu einnig verið sérstaklega gagnlegar til að jafna inntak endurnýjanlegrar orku í raforkukerfið á háannatíma.
Það þarf samvinnu raforkukerfisins og markaðsmiðaða lausn.
Á tæknilegu stigi mun ferlið þar sem rafknúin ökutæki tengjast raforkukerfinu auka flækjustig heildarstarfseminnar.
Xi Guofu, forstöðumaður iðnaðarþróunardeildar kínverska dreifikerfisins, sagði eitt sinn að hleðsla nýrra orkugjafa ökutækja feli í sér „mikið álag og lítið afl“. Flestir eigendur nýrra orkugjafa ökutækja eru vanir að hlaða á milli klukkan 19:00 og 23:00, sem fellur saman við hámarkstíma rafmagnsálags heimila. Allt að 85% hleðslutími eykur hámarksaflsálagið og hefur meiri áhrif á dreifikerfið.
Frá hagnýtu sjónarhorni, þegar rafknúin ökutæki senda raforku til baka inn á raforkunetið, þarf spenni til að stilla spennuna til að tryggja samhæfni við raforkunetið. Þetta þýðir að afhleðsluferli rafknúinna ökutækja þarf að passa við spennitækni raforkunetsins. Nánar tiltekið felur flutningur orku frá hleðslustaurnum til sporvagnsins í sér flutning raforku frá hærri spennu til lægri spennu, en flutningur orku frá sporvagninum til hleðslustaursins (og þar með út á raforkunetið) krefst hækkunar frá lægri spennu til hærri spennu. Í tækni er það flóknara, felur í sér spennubreytingu og að tryggja stöðugleika raforkunnar og samræmi við staðla raforkunetsins.
Sá sem ber ábyrgð á áðurnefndri virkjun benti á að raforkukerfið þurfi að framkvæma nákvæma orkustjórnun fyrir hleðslu- og afhleðsluferli margra rafknúinna ökutækja, sem er ekki aðeins tæknileg áskorun heldur felur einnig í sér aðlögun á rekstrarstefnu raforkukerfisins.
Hann sagði: „Til dæmis eru núverandi rafmagnsvírar sums staðar ekki nógu þykkir til að bera fjölda hleðslustaura. Þetta jafngildir vatnsleiðslukerfinu. Aðalpípan getur ekki veitt nægilegt vatn til allra greinarpípa og þarf að endurnýja raflögnina. Þetta krefst mikillar endurnýjunar á raflögnum. Hár byggingarkostnaður.“ Jafnvel þótt hleðslustaurar séu settir upp einhvers staðar gætu þeir ekki virkað rétt vegna vandamála með afkastagetu raforkukerfisins.
Samsvarandi aðlögunarvinna þarf að vera efld. Til dæmis er afl hægfara hleðslustaura venjulega 7 kílóvött (7 kW), en heildarafl heimilistækja í meðalheimili er um 3 kílóvött (3 kW). Ef ein eða tvær hleðslustaurar eru tengdar saman er hægt að fylla álagið og jafnvel þótt rafmagnið sé notað utan háannatíma er hægt að gera raforkukerfið stöðugra. Hins vegar, ef fjöldi hleðslustaura er tengdur saman og rafmagn er notað á háannatíma, gæti álagsgeta raforkukerfisins farið fram úr.
Sá sem ber ábyrgð á áðurnefndri virkjun sagði að með hliðsjón af dreifðri orku væri hægt að skoða markaðssetningu raforku til að leysa vandamálið við að efla hleðslu og afhleðslu nýrra orkutækja inn á raforkunetið í framtíðinni. Eins og er er raforkunetið selt af raforkuframleiðendum til raforkunetafyrirtækja, sem síðan dreifa henni til notenda og fyrirtækja. Fjölþrepa dreifing eykur heildarkostnað raforkuframleiðslu. Ef notendur og fyrirtæki geta keypt rafmagn beint frá raforkunetum mun það einfalda raforkukeðjuna. „Bein kaup geta dregið úr millitengjum og þar með lækkað rekstrarkostnað raforku. Það getur einnig hvatt hleðslufyrirtæki til að taka virkari þátt í raforkuframleiðslu og stjórnun raforkunetsins, sem er mjög mikilvægt fyrir skilvirka rekstur raforkumarkaðarins og kynningu á samtengingartækni milli ökutækja og raforkuneta.“
Qin Jianze, forstöðumaður orkumiðstöðvar (hleðslustýringarmiðstöðvar) State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., lagði til að með því að nýta virkni og kosti Internet of Vehicles pallsins væri hægt að tengja hleðsluhauga félagslegra eigna við Internet of Vehicles pallinn til að einfalda rekstur félagslegra rekstraraðila. Byggja þröskuldinn, lækka fjárfestingarkostnað, ná fram vinningssamvinnu með Internet of Vehicles pallinum og byggja upp sjálfbæra vistkerfi iðnaðarins.
Súsí
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Birtingartími: 10. febrúar 2024
