עם הצמיחה המהירה של שוק כלי הרכב החדשים של סין, יישום טכנולוגיית הרכב לרשת החשמל (V2G) הפך לחשוב יותר ויותר לבניית אסטרטגיות אנרגיה לאומיות ורשתות חכמות. טכנולוגיית V2G הופכת כלי רכב חשמליים ליחידות אחסון אנרגיה ניידות ומשתמשת בערימות טעינה דו-כיווניות כדי לממש העברת חשמל מהרכב לרשת. באמצעות טכנולוגיה זו, כלי רכב חשמליים יכולים לספק חשמל לרשת החשמל בתקופות עומס גבוה ולטעון בתקופות עומס נמוך, ובכך לסייע באיזון העומס על הרשת.
ב-4 בינואר 2024, פרסמו הוועדה הלאומית לפיתוח ולרפורמה ומשרדים אחרים את מסמך המדיניות הפנימי הראשון המכוון ספציפית לטכנולוגיית V2G - "חוות דעת יישום לחיזוק האינטגרציה והאינטראקציה של כלי רכב אנרגיה חדשים ורשתות חשמל". בהתבסס על "חוות הדעת המנחות הקודמות על המשך בניית מערכת תשתית טעינה איכותית" שפורסמה על ידי המשרד הכללי של מועצת המדינה, חוות הדעת היישום לא רק הבהירו את הגדרת הטכנולוגיה האינטראקטיבית בין רשתות רכב, אלא גם הציגו מטרות ואסטרטגיות ספציפיות, ותכננו להשתמש בהן בדלתא של נהר היאנגצה, דלתא של נהר הפנינה, בייג'ינג-טיאנג'ין-הביי-שאנדונג, סצ'ואן וצ'ונגצ'ינג ואזורים אחרים עם תנאים בוגרים להקמת פרויקטי הדגמה.
מידע קודם מראה כי יש רק כ-1,000 עמדות טעינה עם פונקציות V2G במדינה, וכיום יש 3.98 מיליון עמדות טעינה במדינה, המהוות רק 0.025% מכלל עמדות הטעינה הקיימות. בנוסף, טכנולוגיית V2G לאינטראקציה בין רכב לרשת גם היא בוגרת יחסית, והיישום והמחקר של טכנולוגיה זו אינם נדירים בעולם. כתוצאה מכך, יש מקום רב לשיפור בפופולריות של טכנולוגיית V2G בערים.
כפיילוט לאומי לעיר דלת פחמן, בייג'ינג מקדמת את השימוש באנרגיה מתחדשת. רכבי האנרגיה החדשים והעצומים של העיר ותשתיות הטעינה הניחו את היסודות ליישום טכנולוגיית V2G. עד סוף 2022, העיר בנתה יותר מ-280,000 עמדות טעינה ו-292 תחנות החלפת סוללות.
עם זאת, במהלך תהליך הקידום והיישום, טכנולוגיית V2G ניצבת גם בפני סדרה של אתגרים, הקשורים בעיקר להיתכנות ההפעלה בפועל ולבניית תשתית מתאימה. חוקרים ממכון המחקר נייר, תוך שימוש בבייג'ינג כדוגמה, ערכו לאחרונה סקר על תעשיות עירוניות הקשורות לאנרגיה, חשמל וערימות טעינה.
ערימות טעינה דו-כיווניות דורשות עלויות השקעה ראשוניות גבוהות
חוקרים למדו שאם טכנולוגיית V2G תהפוך לפופולרית בסביבות עירוניות, היא עשויה להקל ביעילות על הבעיה הנוכחית של "ערימות טעינה שקשה למצוא" בערים. סין עדיין נמצאת בשלבים המוקדמים של יישום טכנולוגיית V2G. כפי שציין האחראי על תחנת כוח, בתיאוריה, טכנולוגיית V2G דומה לאפשרות לטעינת סוללות ניידות, אך היישום בפועל דורש ניהול סוללה מתקדם יותר ואינטראקציה עם הרשת.
חוקרים חקרו חברות של עמודי טעינה בבייג'ינג וגילו שכיום, רוב עמודי הטעינה בבייג'ינג הם עמודי טעינה חד כיווניים שיכולים לטעון רק כלי רכב. כדי לקדם עמודי טעינה דו כיווניים עם פונקציות V2G, אנו עומדים כעת בפני מספר אתגרים מעשיים:
ראשית, ערים מהשורה הראשונה, כמו בייג'ינג, מתמודדות עם מחסור בקרקע. בניית תחנות טעינה עם פונקציות V2G, בין אם בחכירה או ברכישת קרקע, משמעותה השקעה לטווח ארוך ועלויות גבוהות. יתרה מכך, קשה למצוא קרקע נוספת זמינה.
שנית, ייקח זמן לשנות את ערימות הטעינה הקיימות. עלות ההשקעה בבניית ערימות טעינה גבוהה יחסית, כולל עלות הציוד, השכרת שטח וחיווט לחיבור לרשת החשמל. השקעות אלו בדרך כלל לוקחות לפחות 2-3 שנים להחזירן. אם ההתקנה השדרוג מבוססת על ערימות טעינה קיימות, ייתכן שלחברות אין תמריצים מספיקים לפני שהעלויות יוחזרו.
בעבר, דיווחים בתקשורת קבעו כי כיום, הפצת טכנולוגיית V2G בערים תעמוד בפני שני אתגרים עיקריים: הראשון הוא עלות הבנייה הראשונית הגבוהה. שנית, אם אספקת החשמל של כלי רכב חשמליים מחוברת לרשת בצורה לא תקינה, הדבר עלול להשפיע על יציבות הרשת.
התחזית הטכנולוגית אופטימית ובעלת פוטנציאל גדול בטווח הארוך.
מה המשמעות של יישום טכנולוגיית V2G עבור בעלי רכבים? מחקרים רלוונטיים מראים כי יעילות האנרגיה של חשמליות קטנות היא כ-6 ק"מ/קוט"ש (כלומר, קילוואט שעה של חשמל יכול לנסוע 6 קילומטרים). קיבולת הסוללה של כלי רכב חשמליים קטנים היא בדרך כלל 60-80 קילוואט שעה (60-80 קילוואט שעה של חשמל), ומכונית חשמלית יכולה לטעון כ-80 קילוואט שעה של חשמל. עם זאת, צריכת האנרגיה של הרכב כוללת גם מיזוג אוויר וכו'. בהשוואה למצב האידיאלי, מרחק הנסיעה יקוצר.
האחראי על חברת ערימת הטעינה הנ"ל אופטימי לגבי טכנולוגיית V2G. הוא ציין כי רכב אנרגיה חדש יכול לאגור 80 קילוואט-שעה חשמל כשהוא טעון במלואו ולספק 50 קילוואט-שעה חשמל לרשת בכל פעם. על סמך מחירי החשמל לטעינה שראו החוקרים בחניון התת-קרקעי של קניון בכביש הטבעת הרביעי המזרחי, בייג'ינג, מחיר הטעינה בשעות השפל הוא 1.1 יואן/קוט"ש (מחירי הטעינה נמוכים יותר בפרברים), ומחיר הטעינה בשעות השיא הוא 2.1 יואן/קוט"ש. בהנחה שבעל הרכב טוען בשעות השפל מדי יום ומספק חשמל לרשת בשעות השיא, בהתבסס על המחירים הנוכחיים, בעל הרכב יכול להרוויח לפחות 50 יואן ליום. "עם התאמות מחירים אפשריות מרשת החשמל, כגון יישום תמחור שוק בשעות השיא, ההכנסות מכלי רכב המספקים חשמל לערימת טעינה עשויות לעלות עוד יותר."
האחראי על תחנת הכוח הנזכרת לעיל ציין כי באמצעות טכנולוגיית V2G, יש לקחת בחשבון את עלויות אובדן הסוללה כאשר כלי רכב חשמליים שולחים חשמל לרשת. דיווחים רלוונטיים מצביעים על כך שעלות סוללה של 60 קילוואט-שעה היא כ-7,680 דולר אמריקאי (שווה ערך לכ-55,000 יואן סיני).
עבור חברות עמודי טעינה, ככל שמספר כלי הרכב החשמליים החדשים ימשיך לעלות, גם הביקוש בשוק לטכנולוגיית V2G יגדל. כאשר כלי רכב חשמליים מעבירים חשמל לרשת באמצעות עמודי טעינה, חברות עמודי הטעינה יכולות לגבות "דמי שירות פלטפורמה" מסוימים. בנוסף, בערים רבות בסין, חברות משקיעות ומפעילות עמודי טעינה, והממשלה תספק סובסידיות מתאימות.
ערים מקומיות מקדמות בהדרגה יישומי V2G. ביולי 2023, תחנת הדגמת הטעינה V2G הראשונה של העיר ג'ושאן הוכנסה רשמית לשימוש, וההזמנה הראשונה בפארק במחוז ג'ג'יאנג הושלמה בהצלחה. ב-9 בינואר 2024, NIO הודיעה כי המנה הראשונה שלה של 10 תחנות טעינה V2G בשנגחאי הוכנסה רשמית לפעילות.
קוי דונגשו, מזכ"ל האיגוד הלאומי למידע על שוק רכבי הנוסעים, אופטימי לגבי הפוטנציאל של טכנולוגיית V2G. הוא אמר לחוקרים כי עם התקדמות טכנולוגיית סוללות החשמל, ניתן להגדיל את חיי מחזור הסוללה פי 3,000 או יותר, מה ששווה ערך לכ-10 שנות שימוש. זה חשוב ביותר עבור תרחישי יישום בהם כלי רכב חשמליים נטענים ונפרקים לעתים קרובות.
חוקרים מעבר לים הגיעו לממצאים דומים. משרד התחבורה האוסטרלי (ACT) השלים לאחרונה פרויקט מחקר טכנולוגי בן שנתיים בתחום ה-V2G בשם "מימוש כלי רכב חשמליים לשירותי רשת (REVS)". הפרויקט מראה כי עם פיתוח טכנולוגי בקנה מידה גדול, עלויות טעינת V2G צפויות לרדת משמעותית. משמעות הדבר היא שבטווח הארוך, ככל שעלות מתקני הטעינה תרד, גם מחירם של כלי רכב חשמליים יירד, ובכך יפחיתו את עלויות השימוש לטווח ארוך. הממצאים עשויים להיות מועילים במיוחד גם לאיזון קלט האנרגיה המתחדשת לרשת בתקופות שיא צריכת החשמל.
זה דורש שיתוף פעולה של רשת החשמל ופתרון מכוון שוק.
ברמה הטכנית, תהליך הזנת החשמל של כלי רכב חשמליים לרשת החשמל יגביר את מורכבות הפעולה הכוללת.
שי גואופו, מנהל מחלקת הפיתוח התעשייתי של תאגיד הרשת הממלכתי של סין, אמר פעם כי טעינת כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה כרוכה ב"עומס גבוה והספק נמוך". רוב בעלי כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה רגילים לטעינה בין השעות 19:00 ל-23:00, המתרחשת בהתאמה לתקופת שיא עומס החשמל הביתי. שיא של עד 85%, מה שמגביר את עומס שיא ההספק ומביא להשפעה גדולה יותר על רשת החלוקה.
מנקודת מבט מעשית, כאשר כלי רכב חשמליים מחזירים אנרגיה חשמלית לרשת החשמל, נדרש שנאי כדי להתאים את המתח כדי להבטיח תאימות עם הרשת. משמעות הדבר היא שתהליך פריקת הרכב החשמלי צריך להתאים לטכנולוגיית השנאים של רשת החשמל. באופן ספציפי, העברת החשמל מערימת הטעינה לחשמלית כרוכה בהעברת אנרגיה חשמלית ממתח גבוה למתח נמוך יותר, בעוד שהעברת החשמל מהחשמלית לערימת הטעינה (וכך לרשת) דורשת עלייה ממתח נמוך למתח גבוה יותר. בטכנולוגיה, זה מורכב יותר, הכולל המרת מתח והבטחת יציבות האנרגיה החשמלית ועמידה בתקני הרשת.
האחראי על תחנת הכוח הנ"ל ציין כי רשת החשמל צריכה לבצע ניהול אנרגיה מדויק עבור תהליכי טעינה ופריקה של מספר כלי רכב חשמליים, וזה לא רק אתגר טכני, אלא גם כרוך בהתאמת אסטרטגיית תפעול הרשת.
הוא אמר: "לדוגמה, במקומות מסוימים, חוטי רשת החשמל הקיימים אינם עבים מספיק כדי לתמוך במספר רב של עמודי טעינה. זה שווה ערך למערכת צינורות המים. הצינור הראשי אינו יכול לספק מספיק מים לכל צינורות ההסתעפות ויש צורך לחווט אותו מחדש. זה דורש הרבה חיווט מחדש. עלויות בנייה גבוהות." גם אם עמודי טעינה מותקנים איפשהו, ייתכן שהם לא יפעלו כראוי עקב בעיות קיבולת הרשת.
יש לקדם את עבודות ההסתגלות המתאימות. לדוגמה, ההספק של עמודי טעינה איטיים הוא בדרך כלל 7 קילוואט (7 קילוואט), בעוד שההספק הכולל של מכשירי חשמל ביתיים במשק בית ממוצע הוא כ-3 קילוואט (3 קילוואט). אם מחוברים עמוד טעינה אחד או שניים, ניתן לטעון את העומס במלואו, ואפילו אם נעשה שימוש בחשמל בשעות השפל, ניתן לייצר יציבות יותר ברשת החשמל. עם זאת, אם מחוברים מספר רב של עמודי טעינה ונעשה שימוש בחשמל בשעות השיא, קיבולת העומס של הרשת עלולה לחרוג.
האחראי על תחנת הכוח הנ"ל אמר כי תחת הסיכוי של אנרגיה מבוזרת, ניתן לבחון שיווק חשמל כדי לפתור את בעיית קידום הטעינה והפריקה של כלי רכב חדשים לרשת החשמל בעתיד. כיום, אנרגיה חשמלית נמכרת על ידי חברות ייצור חשמל לחברות רשת החשמל, אשר לאחר מכן מחלקות אותה למשתמשים ולעסקים. מחזור רב-מפלסי מגדיל את עלות אספקת החשמל הכוללת. אם משתמשים ועסקים יוכלו לרכוש חשמל ישירות מחברות ייצור חשמל, זה יפשט את שרשרת אספקת החשמל. "רכישה ישירה יכולה להפחית את הקישורים הביניים, ובכך להפחית את עלות התפעול של החשמל. זה עשוי גם לקדם חברות טעינה להשתתף באופן פעיל יותר באספקת החשמל ובוויסות רשת החשמל, דבר בעל חשיבות רבה לפעילות יעילה של שוק החשמל ולקידום טכנולוגיית חיבור בין כלי רכב לרשת."
צ'ין ג'יאנזה, מנהל מרכז שירותי האנרגיה (מרכז בקרת עומס) של חברת State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., הציע כי על ידי מינוף הפונקציות והיתרונות של פלטפורמת האינטרנט של כלי הרכב, ניתן לחבר ערימות טעינה של נכסים חברתיים לפלטפורמת האינטרנט של כלי הרכב כדי לפשט את הפעילות של מפעילי החברה. בניית סף, הפחתת עלויות השקעה, השגת שיתוף פעולה win-win עם פלטפורמת האינטרנט של כלי הרכב ובניית מערכת אקולוגית בת קיימא בתעשייה.
סוזי
סצ'ואן גרין מדע וטכנולוגיה בע"מ
0086 19302815938
זמן פרסום: 10 בפברואר 2024
