با رشد سریع بازار خودروهای انرژی نو در چین، کاربرد فناوری خودرو به شبکه (V2G) برای ایجاد استراتژی‌های انرژی ملی و شبکه‌های هوشمند به طور فزاینده‌ای اهمیت یافته است. فناوری V2G خودروهای الکتریکی را به واحدهای ذخیره‌سازی انرژی سیار تبدیل می‌کند و از شمع‌های شارژ دو طرفه برای تحقق انتقال برق از خودرو به شبکه استفاده می‌کند. از طریق این فناوری، خودروهای الکتریکی می‌توانند در دوره‌های پرباری، برق را به شبکه تأمین کنند و در دوره‌های کم‌باری شارژ شوند و به تعادل بار در شبکه کمک کنند.
در ۴ ژانویه ۲۰۲۴، کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی و سایر ادارات، اولین سند سیاست داخلی را که به طور خاص فناوری V2G را هدف قرار داده بود، منتشر کردند - «نظرات اجرایی در مورد تقویت ادغام و تعامل وسایل نقلیه انرژی نو و شبکه‌های برق». بر اساس «نظرات راهنما در مورد ساخت بیشتر یک سیستم زیرساخت شارژ با کیفیت بالا» که قبلاً توسط دفتر کل شورای دولتی منتشر شده بود، نظرات اجرایی نه تنها تعریف فناوری تعاملی شبکه خودرو را روشن کردند، بلکه اهداف و استراتژی‌های خاصی را نیز مطرح کردند و برای استفاده از آنها در دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید، پکن-تیانجین-هبی-شاندونگ، سیچوان و چونگ‌کینگ و سایر مناطق با شرایط بالغ برای ایجاد پروژه‌های نمایشی برنامه‌ریزی کردند.
اطلاعات قبلی نشان می‌دهد که تنها حدود ۱۰۰۰ ایستگاه شارژ با عملکرد V2G در کشور وجود دارد و در حال حاضر ۳.۹۸ میلیون ایستگاه شارژ در کشور وجود دارد که تنها ۰.۰۲۵٪ از کل ایستگاه‌های شارژ موجود را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، فناوری V2G برای تعامل خودرو-شبکه نیز نسبتاً بالغ است و کاربرد و تحقیق در مورد این فناوری در سطح بین‌المللی غیرمعمول نیست. در نتیجه، فضای زیادی برای بهبود محبوبیت فناوری V2G در شهرها وجود دارد.
پکن، به عنوان یک شهر آزمایشی ملی با کربن پایین، در حال ترویج استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر است. وسایل نقلیه عظیم انرژی نو و زیرساخت‌های شارژ این شهر، پایه و اساس کاربرد فناوری V2G را بنا نهاده است. تا پایان سال ۲۰۲۲، این شهر بیش از ۲۸۰،۰۰۰ شمع شارژ و ۲۹۲ ایستگاه تعویض باتری ساخته است.
با این حال، در طول فرآیند ترویج و اجرا، فناوری V2G با مجموعه‌ای از چالش‌ها نیز روبرو است که عمدتاً مربوط به امکان‌سنجی بهره‌برداری واقعی و ساخت زیرساخت‌های مربوطه است. محققان موسسه تحقیقات کاغذ، با در نظر گرفتن پکن به عنوان نمونه، اخیراً نظرسنجی‌ای در مورد صنایع مرتبط با انرژی شهری، برق و شارژ انجام داده‌اند.
شمع‌های شارژ دو طرفه به هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه بالایی نیاز دارند
محققان دریافتند که اگر فناوری V2G در محیط‌های شهری رواج یابد، می‌تواند به طور مؤثر مشکل فعلی «شمع‌های شارژ دشوار» در شهرها را کاهش دهد. چین هنوز در مراحل اولیه به کارگیری فناوری V2G است. همانطور که مسئول یک نیروگاه اشاره کرد، در تئوری، فناوری V2G شبیه به امکان شارژ پاوربانک‌ها توسط تلفن‌های همراه است، اما کاربرد واقعی آن نیاز به مدیریت پیشرفته‌تر باتری و تعامل با شبکه دارد.
محققان شرکت‌های شارژ پیل در پکن را بررسی کردند و دریافتند که در حال حاضر، بیشتر پیل‌های شارژ در پکن، پیل‌های شارژ یک‌طرفه هستند که فقط می‌توانند وسایل نقلیه را شارژ کنند. برای ترویج پیل‌های شارژ دوطرفه با عملکردهای V2G، در حال حاضر با چندین چالش عملی روبرو هستیم:
اول اینکه، شهرهای درجه یک، مانند پکن، با کمبود زمین مواجه هستند. ساخت ایستگاه‌های شارژ با قابلیت‌های V2G، چه از طریق اجاره و چه از طریق خرید زمین، به معنای سرمایه‌گذاری بلندمدت و هزینه‌های بالا است. علاوه بر این، یافتن زمین اضافی موجود دشوار است.
دوم، تبدیل شمع‌های شارژ موجود زمان‌بر خواهد بود. هزینه سرمایه‌گذاری ساخت شمع‌های شارژ نسبتاً بالاست، از جمله هزینه تجهیزات، فضای اجاره و سیم‌کشی برای اتصال به شبکه برق. این سرمایه‌گذاری‌ها معمولاً حداقل ۲ تا ۳ سال طول می‌کشد تا جبران شوند. اگر مقاوم‌سازی بر اساس شمع‌های شارژ موجود باشد، شرکت‌ها ممکن است قبل از جبران هزینه‌ها، انگیزه کافی نداشته باشند.
پیش از این، گزارش‌های رسانه‌ای حاکی از آن بود که در حال حاضر، رواج فناوری V2G در شهرها با دو چالش عمده روبرو خواهد بود: اولین مورد، هزینه اولیه بالای ساخت و ساز است. دوم، اگر منبع تغذیه خودروهای برقی به طور نامناسب به شبکه متصل شود، ممکن است بر پایداری شبکه تأثیر بگذارد.
چشم‌انداز فناوری خوش‌بینانه است و در درازمدت پتانسیل بالایی دارد.
کاربرد فناوری V2G برای صاحبان خودرو چه معنایی دارد؟ مطالعات مرتبط نشان می‌دهد که بهره‌وری انرژی ترامواهای کوچک حدود 6 کیلومتر بر کیلووات ساعت است (یعنی یک کیلووات ساعت برق می‌تواند 6 کیلومتر را طی کند). ظرفیت باتری خودروهای برقی کوچک عموماً 60 تا 80 کیلووات ساعت (60 تا 80 کیلووات ساعت برق) است و یک خودروی برقی می‌تواند حدود 80 کیلووات ساعت برق را شارژ کند. با این حال، مصرف انرژی خودرو شامل تهویه مطبوع و غیره نیز می‌شود. در مقایسه با حالت ایده‌آل، مسافت رانندگی کاهش می‌یابد.
مسئول شرکت شارژ شمعی مذکور نسبت به فناوری V2G خوشبین است. او اشاره کرد که یک وسیله نقلیه انرژی جدید می‌تواند در حالت شارژ کامل ۸۰ کیلووات ساعت برق ذخیره کند و هر بار ۵۰ کیلووات ساعت برق به شبکه تحویل دهد. بر اساس قیمت‌های برق شارژ که محققان در پارکینگ زیرزمینی یک مرکز خرید در جاده کمربندی شرقی چهارم، پکن مشاهده کردند، محاسبه شده است که قیمت شارژ در ساعات غیر اوج ۱.۱ یوان به ازای هر کیلووات ساعت است (قیمت‌های شارژ در حومه شهر کمتر است) و قیمت شارژ در ساعات اوج ۲.۱ یوان به ازای هر کیلووات ساعت است. با فرض اینکه صاحب خودرو هر روز در ساعات غیر اوج شارژ کند و در ساعات اوج به شبکه برق تحویل دهد، بر اساس قیمت‌های فعلی، صاحب خودرو می‌تواند حداقل ۵۰ یوان در روز سود کسب کند. «با تعدیل‌های احتمالی قیمت از سوی شبکه برق، مانند اجرای قیمت‌گذاری بازار در ساعات اوج، درآمد حاصل از خودروهایی که به شمع‌های شارژ برق می‌دهند، ممکن است بیشتر افزایش یابد.»
مسئول نیروگاه مذکور خاطرنشان کرد که از طریق فناوری V2G، هزینه‌های اتلاف باتری باید هنگام ارسال برق توسط خودروهای برقی به شبکه در نظر گرفته شود. گزارش‌های مربوطه نشان می‌دهد که هزینه یک باتری ۶۰ کیلووات ساعتی تقریباً ۷۶۸۰ دلار آمریکا (معادل تقریباً ۵۵۰۰۰ یوان چین) است.
برای شرکت‌های شارژ پیل، با افزایش تعداد خودروهای انرژی نو، تقاضای بازار برای فناوری V2G نیز افزایش خواهد یافت. هنگامی که خودروهای الکتریکی از طریق پیل‌های شارژ، برق را به شبکه منتقل می‌کنند، شرکت‌های شارژ پیل می‌توانند «هزینه خدمات پلتفرم» مشخصی را دریافت کنند. علاوه بر این، در بسیاری از شهرهای چین، شرکت‌ها در پیل‌های شارژ سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری می‌کنند و دولت یارانه‌های مربوطه را ارائه می‌دهد.
شهرهای داخلی به تدریج کاربردهای V2G را ترویج می‌دهند. در ژوئیه ۲۰۲۳، اولین ایستگاه شارژ V2G شهر ژوشان رسماً مورد استفاده قرار گرفت و اولین سفارش تراکنش درون پارک در استان ژجیانگ با موفقیت تکمیل شد. در ۹ ژانویه ۲۰۲۴، NIO اعلام کرد که اولین دسته از ۱۰ ایستگاه شارژ V2G خود را در شانگهای رسماً به بهره‌برداری رسانده است.
کوی دونگشو، دبیرکل انجمن ملی اطلاعات بازار خودروهای سواری، نسبت به پتانسیل فناوری V2G خوشبین است. او به محققان گفت که با پیشرفت فناوری باتری‌های قدرتی، عمر چرخه باتری ممکن است به ۳۰۰۰ برابر یا بیشتر افزایش یابد که معادل حدود ۱۰ سال استفاده است. این امر برای سناریوهای کاربردی که در آن خودروهای الکتریکی مرتباً شارژ و دشارژ می‌شوند، بسیار مهم است.
محققان خارجی نیز به یافته‌های مشابهی دست یافته‌اند. ACT استرالیا اخیراً یک پروژه تحقیقاتی دو ساله در زمینه فناوری V2G با عنوان «تحقق خدمات خودروهای برقی به شبکه (REVS)» را به پایان رسانده است. این پروژه نشان می‌دهد که با توسعه گسترده این فناوری، انتظار می‌رود هزینه‌های شارژ V2G به طور قابل توجهی کاهش یابد. این بدان معناست که در درازمدت، با کاهش هزینه تأسیسات شارژ، قیمت خودروهای برقی نیز کاهش می‌یابد و در نتیجه هزینه‌های استفاده بلندمدت کاهش می‌یابد. این یافته‌ها همچنین می‌تواند به ویژه برای متعادل کردن ورودی انرژی تجدیدپذیر به شبکه در دوره‌های اوج مصرف برق مفید باشد.
این امر به همکاری شبکه برق و یک راه حل بازار محور نیاز دارد.
در سطح فنی، فرآیند بازگشت انرژی خودروهای برقی به شبکه برق، پیچیدگی کلی عملیات را افزایش می‌دهد.
شی گوفو، مدیر دپارتمان توسعه صنعتی شرکت دولتی شبکه برق چین، زمانی گفته بود که شارژ خودروهای انرژی نو شامل «بار زیاد و توان کم» است. اکثر دارندگان خودروهای انرژی نو عادت دارند بین ساعت ۱۹:۰۰ تا ۲۳:۰۰ شارژ کنند که همزمان با دوره اوج بار برق خانگی است. این میزان تا ۸۵٪ نیز می‌رسد که اوج بار برق را تشدید می‌کند و تأثیر بیشتری بر شبکه توزیع می‌گذارد.
از دیدگاه عملی، هنگامی که خودروهای الکتریکی انرژی الکتریکی را به شبکه برق بازمی‌گردانند، یک ترانسفورماتور برای تنظیم ولتاژ جهت اطمینان از سازگاری با شبکه برق مورد نیاز است. این بدان معناست که فرآیند تخلیه بار خودروهای الکتریکی باید با فناوری ترانسفورماتور شبکه برق مطابقت داشته باشد. به طور خاص، انتقال نیرو از شمع شارژ به تراموا شامل انتقال انرژی الکتریکی از ولتاژ بالاتر به ولتاژ پایین‌تر است، در حالی که انتقال نیرو از تراموا به شمع شارژ (و در نتیجه به شبکه) نیاز به افزایش از ولتاژ پایین‌تر به ولتاژ بالاتر دارد. در فناوری، این امر پیچیده‌تر است و شامل تبدیل ولتاژ و تضمین پایداری انرژی الکتریکی و رعایت استانداردهای شبکه می‌شود.
مسئول نیروگاه مذکور خاطرنشان کرد که شبکه برق نیاز به مدیریت دقیق انرژی برای فرآیندهای شارژ و دشارژ چندین وسیله نقلیه الکتریکی دارد که این امر نه تنها یک چالش فنی است، بلکه شامل تنظیم استراتژی بهره‌برداری از شبکه نیز می‌شود.
او گفت: «برای مثال، در برخی نقاط، سیم‌های شبکه برق موجود به اندازه کافی ضخیم نیستند تا بتوانند تعداد زیادی از شمع‌های شارژ را پشتیبانی کنند. این معادل سیستم لوله‌کشی آب است. لوله اصلی نمی‌تواند آب کافی را به تمام لوله‌های فرعی برساند و نیاز به سیم‌کشی مجدد دارد. این امر مستلزم سیم‌کشی مجدد زیادی است. هزینه‌های ساخت و ساز بالا.» حتی اگر شمع‌های شارژ در جایی نصب شوند، ممکن است به دلیل مشکلات ظرفیت شبکه به درستی کار نکنند.
کار تطبیق مربوطه باید پیشرفت کند. به عنوان مثال، توان شمع‌های شارژ آهسته معمولاً ۷ کیلووات (۷KW) است، در حالی که کل توان لوازم خانگی در یک خانه متوسط حدود ۳ کیلووات (۳KW) است. اگر یک یا دو شمع شارژ متصل شوند، می‌توان بار را به طور کامل بارگیری کرد و حتی اگر برق در ساعات غیر اوج مصرف استفاده شود، می‌توان شبکه برق را پایدارتر کرد. با این حال، اگر تعداد زیادی شمع شارژ متصل شوند و برق در زمان‌های اوج مصرف استفاده شود، ممکن است از ظرفیت بار شبکه فراتر رود.
مسئول نیروگاه مذکور گفت که با چشم‌انداز انرژی توزیع‌شده، می‌توان بازاری‌سازی برق را برای حل مشکل ارتقای شارژ و دشارژ خودروهای انرژی نو به شبکه برق در آینده بررسی کرد. در حال حاضر، انرژی الکتریکی توسط شرکت‌های تولید برق به شرکت‌های شبکه برق فروخته می‌شود که سپس آن را بین کاربران و شرکت‌ها توزیع می‌کنند. گردش چند سطحی، هزینه کلی تامین برق را افزایش می‌دهد. اگر کاربران و مشاغل بتوانند برق را مستقیماً از شرکت‌های تولید برق خریداری کنند، زنجیره تامین برق ساده‌تر خواهد شد. «خرید مستقیم می‌تواند پیوندهای واسطه‌ای را کاهش دهد و در نتیجه هزینه عملیاتی برق را کاهش دهد. همچنین ممکن است شرکت‌های شارژ پیل را به مشارکت فعال‌تر در تامین برق و تنظیم شبکه برق ترغیب کند، که برای عملکرد کارآمد بازار برق و ارتقای فناوری اتصال خودرو به شبکه اهمیت زیادی دارد.»
کین جیانزه، مدیر مرکز خدمات انرژی (مرکز کنترل بار) شرکت فناوری اینترنت هوشمند وسایل نقلیه دولتی گرید، پیشنهاد کرد که با بهره‌گیری از عملکردها و مزایای پلتفرم اینترنت وسایل نقلیه، می‌توان شمع‌های شارژ دارایی‌های اجتماعی را به پلتفرم اینترنت وسایل نقلیه متصل کرد تا عملیات اپراتورهای اجتماعی ساده شود. با پلتفرم اینترنت وسایل نقلیه، آستانه را بسازید، هزینه‌های سرمایه‌گذاری را کاهش دهید، به همکاری برد-برد دست یابید و یک اکوسیستم صنعتی پایدار بسازید.
سوزی
شرکت علوم و فناوری سبز سیچوان
۰۰۸۶ ۱۹۳۰۲۸۱۵۹۳۸
زمان ارسال: ۱۰ فوریه ۲۰۲۴
