Đến năm 2050, có tới 45% hộ gia đình sẽ chủ động cung cấp dịch vụ Xe lên lưới (V2G), theo Kịch bản năng lượng tương lai của Nhà điều hành hệ thống điện lưới quốc gia (ESO), được công bố vào tháng 7 năm 2020. Nhưng liệu Phương tiện chạy điện trung bình (EV) có người lái xe có thể sử dụng V2G sạc trong vài năm tới không?
Sự tăng trưởng nhanh chóng về số lượng xe điện trên các tuyến đường của chúng ta sẽ đồng nghĩa với nhu cầu về mạng lưới điện địa phương nhiều hơn nếu xe điện tất cả được cắm cùng một lúc, chẳng hạn như trong thời gian cao điểm từ 5 giờ chiều đến 7 giờ tối vào buổi tối. Tính năng sạc thông minh hay còn gọi là ‘V1G’, cho phép quản lý thời gian xảy ra quá trình sạc EV - như đã được thử nghiệm bởi dự án Electric Nation ban đầu - sẽ giúp tránh tình trạng này.
Tuy nhiên, sạc V2G sẽ hiệu quả hơn sạc thông minh. Điều này là do khả năng liên kết các EV với nhau và đưa các mức năng lượng đáng kể trở lại lưới điện vào thời gian cao điểm, giống như một trạm điện phi tập trung khổng lồ. V2G do đó sẽ giúp giảm nhu cầu của lưới điện đối với việc tạo ra năng lượng bổ sung, thường được cung cấp bởi nhiên liệu hóa thạch vào thời gian cao điểm, cũng như giảm nhu cầu trên mạng lưới điện và cho phép người lái xe điện sử dụng điện xanh hơn và rẻ hơn.
Tuy nhiên, hiện tại chỉ Xe chạy điện dùng pin Nissan (BEV) (xe van LEAF &e-NV200) mới có thể sử dụng V2G do công nghệ sạc CHAdeMO của chúng. Thay vào đó, hầu như tất cả các xe điện khác đều sử dụng công nghệ Hệ thống sạc kết hợp (CCS); Cơ quan quảng bá CCS, CharIN, đã cho biết phải đến năm 2025 trước khi có thể hỗ trợ V2G. Các nhà sản xuất xe điện cũng cần phát triển sản phẩm của riêng mình và đưa chúng ra thị trường.
Vì vậy, cần có V2G - nhưng cũng có khả năng hầu hết các xe EV không thể sử dụng công nghệ sạc hai chiều trên sắp tới năm năm. Do đó, để thử và có một bức tranh rõ ràng hơn về những gì sẽ xảy ra, Electric Nation đã hỏi một loạt các chuyên gia về quan điểm của họ về tương lai của V2G.
Đơn vị vận hành hệ thống điện lưới quốc gia (ESO)
Đến năm 2050, có tới 45% hộ gia đình sẽ chủ động cung cấp dịch vụ Xe tới lưới theo Kịch bản năng lượng tương lai của ESO của Lưới điện quốc gia, vào tháng 7 năm 2020 và dịch vụ V2G có thể cung cấp tới 38 GW tính linh hoạt từ 5,5 triệu xe. Tuy nhiên, có rất nhiều kết quả đối với công nghệ V2G trong các kịch bản của National Grid ESO, với ước tính thấp nhất về số hộ gia đình tích cực cung cấp Xe cho Grid vào năm 2050 là 4,6%. Cũng có giả định rằng V2G sẽ bắt đầu chậm và sẽ có khoảng thời gian trễ từ 5-15 năm giữa việc sở hữu EV và tham gia V2G.
Marcus Stewart, Cố vấn chính, National Grid ESO, nhận xét:“Lộ trình CCS đã được hiểu rõ và chúng tôi không thấy quá nhiều V2G trong phần đầu của các tình huống. Vào năm 2050, tỷ lệ sử dụng dao động từ 5% - 45% trong các tình huống, với 45% là phân phối sớm 'Dẫn đầu' của Net Zero. Hai kịch bản tuân thủ Net Zero khác giả định là 11% và 26% vào năm 2050. Điều này phản ánh sự không chắc chắn xung quanh việc sử dụng V2G. ”
Kein-Arn Ong, Nhà phân tích năng lượng cao cấp, National Grid ESO, cho biết thêm rằng năm 2025, khi CCS được hỗ trợ V2G, còn lâu mới xuất hiện trong thế giới đổi mới kỹ thuật và những thay đổi về chính trị và lập pháp - có khả năng bị thúc đẩy bởi cuộc chạy đua đến Net Không - cùng với nhu cầu của người tiêu dùng có thể tạo ra cảm giác cấp bách hơn.
CHAdeMO
Hiện chỉ có thể sạc xe vào lưới với công nghệ sạc CHAdeMO. CHAdeMO đã xác định các thông số kỹ thuật, tiêu chí thử nghiệm và thiết lập một hệ thống chứng nhận. Các thành viên của nó đã phát triển nhiều loại sản phẩm khác nhau trên thị trường, có khả năng sẵn sàng cho V2G, cả ở phía bộ sạc và phía EV.
CHAdeMO đã đảm bảo khả năng tương thích ngược cho các sản phẩm của mình và sẽ tiếp tục như vậy. Điều này có nghĩa là bộ sạc / xe CHAdeMO hiện tại sẽ tương thích với bộ sạc / xe CHAdeMO hiện tại và trong tương lai. Điều này bao gồm tiêu chuẩn sạc điện siêu cao thế hệ tiếp theo (CHAdeMO 3.0), được gọi là ‘ChaoJi’, được đồng phát triển bởi Hội đồng Điện lực Trung Quốc (CEC) và Hiệp hội CHAdeMO. Phiên bản mới nhất của giao thức CHAdeMO cho phép sạc DC với công suất trên 500kW.
CCS
Hệ thống sạc kết hợp (CCS) hiện không hỗ trợ V2G, mặc dù cơ quan thúc đẩy CCS, CharIN, có lộ trình triển khai Xe đến nhà (V2H) và sau đó V2G trở thành tiêu chuẩn CCS vào năm 2025. CharIN nói rằng CCS với ISO 15118 là nhân tố chính của việc tích hợp lưới điện và sự sẵn sàng cho V2G.
Ngay cả khi tiêu chuẩn được hoàn thiện / công bố, các sản phẩm thường mất 4-5 năm để đưa ra thị trường, đặc biệt là về phương tiện, vốn có chu kỳ lập kế hoạch / thiết kế dài hơn.
Có rất nhiều vấn đề cần khắc phục để đạt được V2G, bao gồm công suất lưới điện để xử lý và điều khiển Xe đến Lưới hoặc Nhà (V2X) một cách an toàn và bảo mật. Điều này có nghĩa là một số tiêu chuẩn quốc tế phải được thống nhất, sau đó được tích hợp vào phần cứng và phần mềm liên lạc trên ô tô, bộ sạc và lưới điện.
Nissan
Nissan hiện là nhà sản xuất ô tô duy nhất ở Anh cung cấp công nghệ sạc CHAdeMO trên BEV - xe Nissan LEAF và Nissan e-NV200 - do đó là những chiếc EV duy nhất có thể sử dụng sạc V2G.
Mẫu SUV Nissan Ariya mới ra mắt gần đây, sẽ được bán vào nửa cuối năm 2021, sẽ có công nghệ sạc CCS thay vì CHAdeMO. Nissan cho biết tính năng sạc hai chiều vào lưới điện hoặc tại nhà sẽ không có sẵn trên chiếc xe này ở châu Âu khi ra mắt, nhưng công ty đang xem xét cách thức có thể triển khai nó trong tương lai, vì nó vẫn là một phần trong chiến lược của mình và nó vẫn mang lại lợi ích. cho khách hàng.
Nissan cho biết thêm rằng sạc hai chiều là chìa khóa để mở ra toàn bộ tiềm năng của xe điện và điều quan trọng là tất cả các tổ chức bao gồm các nhà khai thác lưới điện và các công ty điểm thu phí phải kích hoạt công nghệ này. Nissan cũng lưu ý rằng tính năng sạc hai chiều sử dụng CCS đang được nghiên cứu.
Nissan cho biết hãng sẽ tiếp tục cung cấp các sản phẩm CHAdeMO trong tương lai và hiện tại không có kế hoạch chuyển LEAF hoặc e-NV200 sang CCS.
BMW
BMW đang phát triển công nghệ sạc hai chiều và đang dẫn đầu một nghiên cứu với tư cách là một phần của tập đoàn ở Đức. Công ty có kế hoạch cung cấp 50 xe BMW i3 được trang bị công nghệ sạc hai chiều để thử nghiệm trên đường bắt đầu từ đầu năm 2021. Sau khi ra mắt, bản thử nghiệm Quản lý sạc hai chiều (BCM) ban đầu được thiết lập để chạy trong một năm.
BMW cho biết việc tích hợp càng nhiều xe điện càng tốt vào lưới điện theo cách này đòi hỏi một loạt các đổi mới về công nghệ xe, phần cứng sạc, quản lý sạc, giao diện liên lạc với các bên liên quan trong lĩnh vực năng lượng và các thông số pháp lý.
Hiện không có thời gian biểu nào được thiết lập cho việc triển khai công nghệ này ra quốc tế ngoài thời gian thử nghiệm đầu tiên.
Audi
Audi đang thực hiện một dự án nghiên cứu về xe điện và sạc hai chiều với mục đích tăng tính ổn định của mạng lưới, giảm chi phí điện năng và góp phần bảo vệ khí hậu.
Công ty nói rằng dự án yêu cầu mức độ thông minh kỹ thuật cao và sự tương tác phối hợp giữa các thành phần kỹ thuật khác nhau về cơ sở hạ tầng và phương tiện, nhưng lợi ích là pin trong e-tron EV của nó có thể cung cấp cho một ngôi nhà một gia đình năng lượng trong khoảng một tuần một cách độc lập.
Sạc hai chiều chủ yếu tập trung vào các trường hợp sử dụng trong đó chủ nhà sử dụng hệ thống quang điện (PV) của riêng họ để được hưởng lợi từ việc sạc bằng điện sản xuất trong nước của họ. Xe điện lưu trữ lượng điện dư thừa từ hệ thống PV mà các thiết bị trong nhà không sử dụng. Nếu khách hàng có mức giá thay đổi, xe điện có thể cung cấp cho toàn bộ ngôi nhà trong giai đoạn giá điện cao.
Trong trường hợp mất điện, hệ thống có thể cung cấp năng lượng cho ngôi nhà thông qua pin hoặc thậm chí có thể vận hành tòa nhà mà không cần kết nối lưới điện một cách độc lập.
Audi cho biết các ứng dụng tích hợp lưới điện sẽ có sẵn từ năm 2022 và các trường hợp sử dụng khác nhau bao gồm V2H và V2G sẽ được giới thiệu theo cách tiếp cận theo từng giai đoạn trong những năm tiếp theo.
Đổi mới Vương quốc Anh
Innovate UK đã hỗ trợ các dự án V2G với tổng trị giá 46 triệu bảng Anh, với các đối tác bao gồm Octopus, OVO và Nissan.
Tiến sĩ Marco Landi, trước đây là Trưởng nhóm Đổi mới - Xe vào lưới &Sạc xe điện tại Innovate UK, giải thích rằng có một số chi tiết kỹ thuật có thể ảnh hưởng đến tương lai của V2G ở Vương quốc Anh.
Chúng bao gồm việc liệu tiêu chuẩn ISO 15118 cho phép V2G hoạt động với CCS - dự kiến sẽ được áp dụng ở Châu Âu và trên toàn cầu - sẽ được hỗ trợ ở Vương quốc Anh hay liệu Vương quốc Anh có thể đi theo một hướng khác hay không. Ví dụ:đo sáng thông minh có tham gia vào việc quản lý sạc thông minh và V2G không? Và mức độ kiểm soát của các Nhà khai thác mạng lưới phân phối (DNO) thì sao? Hay chính các EV sẽ kiểm soát V2G?
Giả sử rằng các thách thức kỹ thuật có thể được giải quyết, một phân tích toàn hệ thống cho thấy khoản tiết kiệm liên quan đến V2G sẽ trị giá 3,5 tỷ bảng Anh / năm vào năm 2040 (từ “Blueprint for a Post Carbon Society”, Imperial College / OVO).
Electric Nation
Dự án Electric Nation V2G đang được Western Power Distribution hợp tác với CrowdCharge thực hiện. Dự án đang thử nghiệm V2G trước thời hạn để có thể thực hiện các hành động nhằm triển khai công nghệ.
Roger Hey, Giám đốc Dự án và Hệ thống DSO của WPD, coi V2G là một cơ hội lớn để giảm phạm vi và do đó là chi phí của việc nâng cấp mạng lưới điện và xây dựng hệ thống phát điện mới.
Mike Potter, Giám đốc điều hành của CrowdCharge, cho biết thêm:“Tính phí từ xe điện có khả năng mang lại lợi ích đáng kể cho các nhà khai thác mạng lưới điện và người tiêu dùng, ngay cả với việc chuyển sang tính phí CCS trên hầu hết các xe điện mới. Tuy nhiên, trừ khi Vương quốc Anh có hành động theo sau các dự án như Electric Nation đang thử nghiệm và nâng cao nhận thức về V2G, chúng tôi có thể bị tụt lại phía sau khi khai thác công nghệ. ”
Mike cũng đưa ra quan điểm rằng Electric Nation khác với các dự án V2G khác bởi vì, lần đầu tiên, nó không sử dụng một mà đến năm nhà cung cấp năng lượng khác nhau. Điều này có nghĩa là thử nghiệm là một mô phỏng thực tế hơn về một thế giới tương lai, trong đó nhiều đường phố sẽ có một số xe điện sử dụng bộ sạc V2G được vận hành theo nhiều cách khác nhau bởi một loạt các nhà cung cấp năng lượng. Trong thử nghiệm Electric Nation V2G, mỗi nhà cung cấp sẽ sử dụng các nhóm bộ sạc của mình để thử nghiệm các dịch vụ năng lượng của riêng mình, sử dụng nền tảng quản lý nhu cầu của CrowdCharge để cung cấp các phiên sạc được tối ưu hóa.
Tóm tắt
Công nghệ Vehicle to Grid có thể mang lại những lợi ích đáng kể giúp giảm nhu cầu trên mạng lưới điện, cũng như cho phép người lái xe điện sử dụng điện xanh hơn và rẻ hơn - và giúp đạt được Net Zero. Và lợi ích chính của V2G là pin lưu trữ đã tồn tại trong xe của người tiêu dùng, giảm nhu cầu đầu tư thêm.
Để đảm bảo công nghệ Vehicle to Grid có sẵn trên thị trường trong tương lai, các thử nghiệm như Electric Nation - công ty có rủi ro sở hữu bộ sạc V2G hơn là người tiêu dùng làm điều này - là điều cần thiết. Ngoài việc chứng minh rằng công nghệ V2G hoạt động, dự án đang thử nghiệm điều gì sẽ xảy ra khi có tới năm nhà cung cấp năng lượng khác nhau tham gia.
Ngày nay, và dường như trong vài năm tới, V2G với BEV ở Anh chỉ khả thi với Nissan LEAF và Nissan e-NV200 van do công nghệ sạc CHAdeMO của họ. Và một rào cản khác đối với việc tiếp nhận là bộ sạc V2G hiện đang đắt tiền. Tuy nhiên, chúng tôi hy vọng rằng việc học hỏi từ Electric Nation sẽ giúp các ngành công nghiệp ô tô, sạc và năng lượng đưa V2G ra thị trường nhanh hơn.
Một giải pháp có thể xuất hiện dưới dạng công nghệ đột phá hiện chưa có trên radar - với các công ty như Tesla có thành tích theo dõi có thể chứng minh được trong lĩnh vực này - và nếu V2G là tiêu chuẩn và thân thiện với người dùng trong EV, nó sẽ rất nhiều người tiêu dùng dễ dàng đón nhận nó hơn.
Giới thiệu Electric Nation
Hợp tác với CrowdCharge, dự án WPD’s Electric Nation Vehicle to Grid đang tuyển dụng 100 chủ sở hữu Nissan EV ở Midlands, Tây Nam nước Anh và Nam xứ Wales để tham gia thử nghiệm công nghệ sạc thông minh V2G.
Dự án cung cấp cài đặt miễn phí bộ sạc thông minh V2G trị giá £ 5.500 để giúp DNO và những người khác hiểu cách V2G sạc có thể hoạt động với mạng lưới điện của họ.
Trên 350 Cho đến nay, các tài xế lái xe EV đã đăng ký tham gia Electric Nation, tuy nhiên việc tuyển dụng vẫn còn mở để đảm bảo dự án thu hút được 100 người tham gia đáp ứng tất cả các tiêu chí đủ điều kiện.
Electric Nation khác với các dự án V2G khác vì nó đang sử dụng tới năm nhà cung cấp năng lượng khác nhau thay vì chỉ một nhà cung cấp. Điều này có nghĩa là thử nghiệm là một mô phỏng thực tế hơn về một thế giới tương lai, trong đó nhiều đường phố sẽ có một số xe điện sử dụng bộ sạc V2G do các nhà cung cấp năng lượng khác nhau vận hành.
Trong thử nghiệm Electric Nation V2G, mỗi nhà cung cấp sẽ sử dụng các nhóm bộ sạc của họ để thử nghiệm các dịch vụ năng lượng khác nhau của họ bằng cách sử dụng nền tảng quản lý nhu cầu của CrowdCharge, cung cấp các phiên sạc được tối ưu hóa.
Thử nghiệm V2G tiếp nối dự án Electric Nation đầu tiên từ năm 2018/19, vào thời điểm đó là thử nghiệm sạc thông minh EV lớn nhất thế giới, cung cấp thông tin chi tiết thực tế về thói quen của mọi người khi sạc xe. Thử nghiệm đã cung cấp dữ liệu từ hơn hai triệu giờ sạc ô tô, tiết lộ thói quen của người dùng về thời gian sạc, ở đâu và trong bao lâu, cũng như tác động của các mức thuế khác nhau.
Bằng cách cắm điện vào những thời điểm cụ thể và đưa năng lượng trở lại vào lưới điện, những người tham gia tích cực của dự án Electric Nation Vehicle to Grid dự kiến sẽ kiếm được phần thưởng tối thiểu lên đến giá trị tiền tệ là £ 120, có sẵn trong thời gian dùng thử một năm kể từ tháng 3 Năm 2021 đến tháng 3 năm 2022.
Người đăng ký thử nghiệm:
Mặc dù quy trình đăng ký cho dự án Electric Nation Vehicle to Grid vẫn đang mở, nhưng thời gian cho việc lắp đặt bộ sạc phải được xác nhận dựa trên lời khuyên của chính phủ liên quan đến COVID-19.
Để biết thêm thông tin và đăng ký tham gia dự án, hãy truy cập trang web www.electricnation.org.uk
Hình ảnh được phép của Electric Nation
EVs để trả lại nguồn điện cho lưới với tính năng sạc thông minh ABB
Thử nghiệm phương tiện mới vào lưới bắt đầu ở Vương quốc Anh
Audi kiểm tra tính năng sạc được tối ưu hóa theo lưới điện
Tốc độ hoặc kiểu sạc xe điện có ảnh hưởng đến tuổi thọ pin không?