Med den snabba tillväxten av Kinas nya energifordonsmarknad har tillämpningen av Vehicle-to-Grid-teknik (V2G) blivit allt viktigare för konstruktionen av nationella energistrategier och smarta nät. V2G-teknik förvandlar elfordon till mobila energilagringsenheter och använder tvåvägsladdningshögar för att realisera kraftöverföring från fordonet till nätet. Genom denna teknik kan elfordon ge kraft till nätet under högbelastningsperioder och ladda under låglastperioder, vilket hjälper till att balansera belastningen på nätet.
Den 4 januari 2024 utfärdade National Development and Reform Commission och andra avdelningar det första inrikespolitiska dokumentet specifikt inriktat på V2G-teknik – "Implementation Opinions on Strengthening the Integration and Interaction of New Energy Vehicles and Power Grids." Baserat på de tidigare "vägledande åsikterna om att ytterligare bygga ett högkvalitativt laddningsinfrastruktursystem" som utfärdats av statsrådets allmänna kontor, förtydligade implementeringsutlåtandena inte bara definitionen av interaktiv teknik för fordonsnätverk, utan lade också fram specifika mål och strategier, och planerade att använda dem i Yangtze River Delta, Pearl River Delta, Beijing-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan och Chongqing och andra regioner med mogna förhållanden för att etablera demonstrationsprojekt.
Tidigare uppgifter visar att det endast finns cirka 1 000 laddhögar med V2G-funktioner i landet, och det finns för närvarande 3,98 miljoner laddhögar i landet, vilket motsvarar endast 0,025% av det totala antalet befintliga laddhögar. Dessutom är V2G-tekniken för interaktion mellan fordon och nätverk också relativt mogen, och tillämpning och forskning av denna teknik är inte ovanlig internationellt. Som ett resultat finns det stort utrymme för förbättringar i populariteten för V2G-teknik i städer.
Som en nationell pilot för staden med låga koldioxidutsläpp främjar Peking användningen av förnybar energi. Stadens enorma nya energifordon och laddningsinfrastruktur har lagt grunden för tillämpningen av V2G-teknik. I slutet av 2022 har staden byggt mer än 280 000 laddningshögar och 292 batteribytesstationer.
Men under marknadsförings- och implementeringsprocessen står V2G-tekniken också inför en rad utmaningar, främst relaterade till genomförbarheten av faktisk drift och byggandet av motsvarande infrastruktur. Med Peking som ett urval genomförde forskare från The Paper Research Institute nyligen en undersökning om urban energi, elektricitet och laddningshögrelaterad industri.
Tvåvägsladdningshögar kräver höga initiala investeringskostnader
Forskare lärde sig att om V2G-teknik populariseras i stadsmiljöer kan det effektivt lindra det nuvarande problemet med "svåra att hitta laddningshögar" i städer. Kina är fortfarande i ett tidigt skede av att tillämpa V2G-teknik. Som den ansvarige för ett kraftverk påpekade, liknar V2G-tekniken i teorin att låta mobiltelefoner ladda powerbanks, men dess faktiska tillämpning kräver mer avancerad batterihantering och nätinteraktion.
Forskare undersökte laddningshögar i Peking och fick reda på att för närvarande är de flesta laddningshögarna i Peking enkelriktade laddningshögar som bara kan ladda fordon. För att främja tvåvägsladdningshögar med V2G-funktioner står vi för närvarande inför flera praktiska utmaningar:
För det första, städer i första led, som Peking, står inför en brist på mark. Att bygga laddstationer med V2G-funktioner, oavsett om man arrenderar eller köper mark, innebär långsiktiga investeringar och höga kostnader. Dessutom är det svårt att hitta ytterligare mark tillgänglig.
För det andra kommer det att ta tid att omvandla befintliga laddningshögar. Investeringskostnaden för att bygga laddpålar är relativt hög, inklusive kostnaden för utrustning, hyresutrymme och ledningar för att ansluta till elnätet. Dessa investeringar tar vanligtvis minst 2-3 år att återvinna. Om eftermontering baseras på befintliga laddpålar kan företagen sakna tillräckliga incitament innan kostnaderna har återvunnits.
Tidigare har media rapporterat att popularisering av V2G-teknik i städer för närvarande kommer att stå inför två stora utmaningar: Den första är den höga initiala byggkostnaden. För det andra, om strömförsörjningen till elfordon är ur funktion ansluten till nätet, kan det påverka nätets stabilitet.
Teknikutsikterna är optimistiska och har stor potential på lång sikt.
Vad innebär tillämpningen av V2G-teknik för bilägare? Relevanta studier visar att energieffektiviteten för små spårvagnar är cirka 6 km/kWh (det vill säga en kilowattimme el kan köra 6 kilometer). Batterikapaciteten för små elfordon är i allmänhet 60-80kWh (60-80 kilowattimmar el), och en elbil kan ladda cirka 80 kilowattimmar el. Bilens energiförbrukning inkluderar dock även luftkonditionering etc. Jämfört med idealtillståndet kommer körsträckan att minska.
Den som ansvarar för det nämnda laddpålsföretaget är optimistisk om V2G-tekniken. Han påpekade att ett nytt energifordon kan lagra 80 kilowattimmar el när det är fulladdat och kan leverera 50 kilowattimmar el till nätet varje gång. Beräknat baserat på de laddningspriser för el som forskare såg på den underjordiska parkeringsplatsen i ett köpcentrum i East Fourth Ring Road, Peking, är laddningspriset under lågtrafik 1,1 yuan/kWh (laddningspriserna är lägre i förorter) och laddningspriset under rusningstid är 2,1 yuan/kWh. Förutsatt att bilägaren laddar under lågtrafik varje dag och levererar ström till nätet under rusningstid, baserat på aktuella priser, kan bilägaren göra en vinst på minst 50 yuan per dag. "Med möjliga prisjusteringar från elnätet, såsom implementering av marknadsprissättning under rusningstid, kan intäkterna från fordon som levererar ström till laddningshögar öka ytterligare."
Den som ansvarar för det nämnda kraftverket påpekade att genom V2G-tekniken måste kostnader för batteribortfall beaktas när elfordon skickar ström till nätet. Relevanta rapporter visar att kostnaden för ett 60 kWh-batteri är cirka 7 680 USD (motsvarande cirka 55 000 RMB).
För laddpålar kommer även efterfrågan på V2G-teknik att växa i takt med att antalet nya energifordon fortsätter att öka. När elfordon överför kraft till nätet genom laddhögar kan laddbolagen ta ut en viss ”plattformsserviceavgift”. Dessutom investerar och driver företag i många städer i Kina laddningshögar, och regeringen kommer att ge motsvarande subventioner.
Inhemska städer främjar gradvis V2G-applikationer. I juli 2023 togs Zhoushan Citys första V2G-laddningsdemonstrationsstation officiellt i bruk, och den första transaktionsordern i parken i Zhejiang-provinsen slutfördes framgångsrikt. Den 9 januari 2024 meddelade NIO att dess första sats av 10 V2G-laddningsstationer i Shanghai officiellt togs i drift.
Cui Dongshu, generalsekreterare för National Passenger Car Market Information Joint Association, är optimistisk om potentialen hos V2G-teknik. Han berättade för forskare att med framsteg inom kraftbatteritekniken kan battericykelns livslängd ökas till 3 000 gånger eller mer, vilket motsvarar cirka 10 års användning. Detta är extremt viktigt för tillämpningsscenarier där elfordon ofta laddas och laddas ur.
Utländska forskare har gjort liknande fynd. Australiens ACT avslutade nyligen ett tvåårigt V2G-teknikforskningsprojekt som heter "Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)". Den visar att med den storskaliga utvecklingen av teknik förväntas V2G-laddningskostnaderna minska avsevärt. Det betyder att i det långa loppet, när kostnaden för laddanläggningar sjunker, kommer även priset på elfordon att sjunka, vilket minskar de långsiktiga användningskostnaderna. Fynden kan också vara särskilt fördelaktiga för att balansera tillförseln av förnybar energi till nätet under perioder med hög effekt.
Det krävs samarbete från elnätet och en marknadsorienterad lösning.
På teknisk nivå kommer processen med att elfordon återkopplas till elnätet att öka komplexiteten i den övergripande verksamheten.
Xi Guofu, chef för Industrial Development Department of State Grid Corporation i Kina, sa en gång att laddning av nya energifordon innebär "hög belastning och låg effekt". De flesta ägare av nya energifordon är vana vid att ladda mellan 19:00 och 23:00, vilket sammanfaller med toppperioden för elbelastning i bostäder. Så högt som 85 %, vilket förstärker toppeffektbelastningen och ger en större påverkan på distributionsnätet.
Ur ett praktiskt perspektiv, när elfordon matar tillbaka elektrisk energi till nätet, krävs en transformator för att justera spänningen för att säkerställa kompatibilitet med nätet. Detta innebär att urladdningsprocessen för elfordon måste matcha transformatortekniken i elnätet. Specifikt innebär överföringen av kraft från laddhögen till spårvagnen överföring av elektrisk energi från högre spänning till lägre spänning, medan överföringen av kraft från spårvagnen till laddhögen (och därmed till elnätet) kräver en ökning från en lägre spänning till högre spänning. Inom teknik Det är mer komplext och involverar spänningsomvandling och säkerställer stabiliteten hos elektrisk energi och överensstämmelse med nätstandarder.
Den som ansvarar för det ovannämnda kraftverket påpekade att elnätet måste bedriva exakt energihantering för laddnings- och urladdningsprocesserna för flera elfordon, vilket inte bara är en teknisk utmaning utan också innebär anpassning av nätdriftsstrategin .
Han sa: "Till exempel, på vissa ställen är de befintliga elnätsledningarna inte tillräckligt tjocka för att stödja ett stort antal laddningshögar. Detta motsvarar vattenledningssystemet. Huvudröret kan inte leverera tillräckligt med vatten till alla grenrör och måste dras om. Detta kräver mycket omkoppling. Höga byggkostnader.” Även om laddningshögar är installerade någonstans, kanske de inte fungerar korrekt på grund av nätkapacitetsproblem.
Motsvarande anpassningsarbete behöver föras framåt. Till exempel är effekten av långsam laddning laddningshögar vanligtvis 7 kilowatt (7KW), medan den totala effekten av hushållsapparater i ett genomsnittligt hushåll är cirka 3 kilowatt (3KW). Om en eller två laddningshögar är anslutna kan lasten vara fulladdad och även om strömmen används under lågtrafik kan elnätet göras mer stabilt. Om ett stort antal laddningshögar är anslutna och ström används vid topptider kan dock nätets lastkapacitet överskridas.
Den som ansvarar för det tidigare nämnda kraftverket sa att med sikte på distribuerad energi kan elmarknadsföring undersökas för att lösa problemet med att främja laddning och urladdning av nya energifordon till elnätet i framtiden. För närvarande säljs elenergi av kraftgenererande företag till elnätsföretag, som sedan distribuerar den till användare och företag. Cirkulation med flera nivåer ökar den totala strömförsörjningskostnaden. Om användare och företag kan köpa el direkt från elproduktionsföretag kommer det att förenkla kraftförsörjningskedjan. ”Direktköp kan minska mellanlänkarna och därigenom minska driftskostnaden för el. Det kan också främja laddstångsföretag att mer aktivt delta i elförsörjningen och regleringen av elnätet, vilket är av stor betydelse för en effektiv drift av kraftmarknaden och främjande av teknik för sammankoppling av fordon och nät. "
Qin Jianze, chef för Energy Service Center (Load Control Center) på State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., föreslog att genom att utnyttja funktionerna och fördelarna med Internet of Vehicles-plattformen kan laddningshögar för sociala tillgångar anslutas till Internet of Vehicles-plattformen för att förenkla verksamheten för sociala operatörer. Bygg tröskeln, minska investeringskostnaderna, uppnå win-win-samarbete med Internet of Vehicles-plattformen och bygg ett hållbart industriekosystem.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Posttid: 2024-02-10
