Зарядка электромобилей от автомобиля к сети

• К 2050 году до 45 % домохозяйств будут активно предоставлять услуги "От транспортного средства к сети" (V2G), согласно сценариям развития энергетики будущего National Grid ESO, июль 2020 г.
• Зарядка электромобилей от автомобиля к сети считается важной для достижения Net Zero, но большинство водителей электромобилей не смогут использовать V2G как минимум до 2025 года
• Эксперты делятся своими взглядами на будущее V2G, учитывая потребность в переходе от транспортного средства к сети, но большинство электромобилей в настоящее время не могут использовать эту технологию.

К 2050 году до 45% домохозяйств будут активно предоставлять услуги «От транспортного средства к сети» (V2G), согласно опубликованным в июле 2020 года «Сценариям будущей энергии» Национального оператора энергосистемы (ESO). Но будет ли средний электромобиль (EV) водитель сможет использовать зарядку V2G в течение следующих нескольких лет?

Быстрый рост количества электромобилей на наших дорогах будет означать повышение спроса на местные электрические сети, если электромобили все подключены одновременно, например, во время пика между 17:00 и 19:00 вечером. Интеллектуальная зарядка, или «V1G», которая позволяет управлять временем, когда происходит зарядка электромобиля — как это было опробовано в оригинальном проекте Electric Nation — поможет избежать этой ситуации.

Однако зарядка V2G будет более эффективной, чем умная зарядка. Это связано с возможностью связывать электромобили вместе и возвращать значительные объемы энергии обратно в сеть в часы пик, как на огромной децентрализованной электростанции. Таким образом, V2G поможет снизить потребность сети в дополнительной выработке энергии, которая обычно обеспечивается за счет ископаемого топлива в часы пик, а также снизить спрос на электросети и позволить водителям электромобилей использовать более экологически чистую и дешевую электроэнергию.

Однако в настоящее время только электромобили Nissan Battery Electric Vehicles (BEV) (фургон LEAF и e-NV200) могут использовать V2G из-за их технологии зарядки CHAdeMO. Вместо этого практически все другие электромобили используют технологию комбинированной системы зарядки (CCS); Организация, продвигающая CCS, CharIN, заявила, что только в 2025 году она сможет поддерживать V2G. Производителям электромобилей также необходимо разрабатывать собственные продукты и выводить их на рынок.

Поэтому потребность в V2G есть, но существует также потенциальная неспособность большинства электромобилей использовать технологию двунаправленной зарядки поверх ближайшие пять лет. Поэтому, чтобы попытаться получить более четкое представление о том, что произойдет, Electric Nation попросила ряд экспертов высказать свое мнение о будущем V2G.

Национальный оператор энергосистемы (ESO)

К 2050 году до 45% домохозяйств будут активно предоставлять услуги «От транспортного средства к сети» в соответствии со сценариями будущей энергии National Grid ESO, июль 2020 года, а услуги V2G могут обеспечить гибкость до 38 ГВт от 5,5 миллионов автомобилей. Тем не менее, существует широкий спектр результатов для технологии V2G в сценариях National Grid ESO, при этом самая низкая оценка количества домохозяйств, активно предоставляющих Vehicle to Grid в 2050 году, составляет 4,6%. Также предполагается, что запуск V2G будет медленным и что между приобретением электромобиля и участием в V2G пройдет 5–15 лет.

Маркус Стюарт, главный советник National Grid ESO, комментирует:«Путь CCS понятен, и мы не видим слишком много V2G в ранней части сценариев. В 2050 году поглощение колеблется от 5% до 45% по сценариям, при этом 45% приходится на раннюю поставку Net Zero. Два других сценария, совместимых с Net Zero, предполагают 11 % и 26 % в 2050 году. Это отражает неопределенность в отношении поглощения V2G».

Кейн-Арн Онг, старший аналитик по энергетике, National Grid ESO, добавляет, что 2025 год, когда CCS должна поддерживать V2G, очень далек в мире технических инноваций, а также политических и законодательных изменений, которые могут быть вызваны гонкой за сетью. Ноль – вместе с потребительским спросом может создать ощущение срочности.

ЧАдеМО

Зарядка автомобиля от сети в настоящее время возможна только с технологией зарядки CHAdeMO. CHAdeMO определил спецификации, критерии тестирования и создал систему сертификации. Его члены разработали на рынке множество продуктов, легко совместимых с V2G, как со стороны зарядного устройства, так и со стороны электромобиля.

CHAdeMO обеспечила обратную совместимость своих продуктов и будет продолжать это делать. Это означает, что текущие зарядные устройства/транспортные средства CHAdeMO будут совместимы с существующими и будущими зарядными устройствами/транспортными средствами CHAdeMO. Это включает в себя стандарт зарядки сверхвысокой мощности следующего поколения (CHAdeMO 3.0), известный как «ChaoJi», совместно разработанный Советом по электроэнергии Китая (CEC) и ассоциацией CHAdeMO. Эта последняя версия протокола CHAdeMO обеспечивает зарядку постоянным током мощностью более 500 кВт.

ККМ

Комбинированная система зарядки (CCS) в настоящее время не поддерживает V2G, хотя орган, продвигающий CCS, CharIN, имеет дорожную карту для внедрения Vehicle to Home (V2H), а затем V2G в стандарт CCS к 2025 году. CharIN говорит, что CCS с ISO 15118 ключевой фактор интеграции сети и готовности к V2G.

Даже после окончательной доработки/публикации стандарта обычно требуется 4–5 лет, прежде чем продукты появятся на рынке, особенно в отношении транспортных средств, которые требуют более длительного цикла планирования/проектирования.

Есть много проблем, которые необходимо преодолеть для достижения V2G, в том числе пропускная способность сети для обработки и управления автомобилем в сеть или домой (V2X) безопасным и надежным способом. Это означает, что необходимо согласовать ряд международных стандартов, а затем внедрить их в аппаратное и программное обеспечение связи в автомобилях, зарядные устройства и электросеть.

Ниссан

В настоящее время Nissan является единственным производителем автомобилей в Великобритании, который предлагает технологию зарядки CHAdeMO для электромобилей — Nissan LEAF и фургона Nissan e-NV200, которые, таким образом, являются единственными электромобилями, которые могут использовать зарядку V2G.

Недавно представленный внедорожник Nissan Ariya, который должен поступить в продажу во второй половине 2021 года, будет оснащен технологией зарядки CCS, а не CHAdeMO. Nissan говорит, что двунаправленная зарядка от сети или дома не будет доступна на этом автомобиле в Европе при запуске, но компания изучает, как она может реализовать ее в будущем, поскольку она остается частью ее стратегии и по-прежнему приносит пользу. клиенту.

Nissan добавляет, что двунаправленная зарядка является ключом к раскрытию всего потенциала электромобилей, и важно, чтобы все организации, включая операторов сетей и компании, занимающиеся пунктами зарядки, внедрили эту технологию. Nissan также отмечает, что двунаправленная зарядка с использованием CCS находится в стадии изучения.

Nissan заявляет, что продолжит предлагать продукты CHAdeMO в будущем, и в настоящее время не планирует переводить LEAF или e-NV200 на CCS.

БМВ

BMW разрабатывает технологию двунаправленной зарядки и ведет исследование в рамках консорциума в Германии. Компания планирует предоставить 50 автомобилей BMW i3, оснащенных технологией двунаправленной зарядки, для дорожных испытаний, начиная с начала 2021 года. После запуска пробная версия управления двунаправленной зарядкой (BCM) первоначально рассчитана на один год.

BMW заявляет, что интеграция как можно большего количества электромобилей в энергосистему таким образом требует ряда инноваций с точки зрения автомобильных технологий, оборудования для зарядки, управления зарядкой, интерфейсов связи с заинтересованными сторонами энергетического сектора и правовых параметров.

В настоящее время график развертывания этой технологии на международном уровне после первоначального пробного периода не установлен.

Ауди

Audi осуществляет исследовательский проект с электромобилями и двунаправленной зарядкой с целью повышения стабильности сети, снижения затрат на электроэнергию и внесения вклада в защиту климата.

Компания заявляет, что проект требует высокого уровня технического интеллекта и скоординированного взаимодействия между различными техническими компонентами с точки зрения инфраструктуры и транспортного средства, но преимущество заключается в том, что батарея в ее электромобиле e-tron может снабжать дом на одну семью электроэнергией. энергии примерно на одну неделю самостоятельно.

Двунаправленная зарядка ориентирована в основном на случаи использования, когда домовладельцы используют свои собственные фотоэлектрические (PV) системы, чтобы получать выгоду от зарядки электроэнергией, вырабатываемой внутри страны. Электромобиль накапливает избыточную электроэнергию от фотоэлектрической системы, которая не используется бытовой техникой в ​​доме. Если у клиента есть переменные тарифы, электромобиль может снабжать весь дом в периоды, когда цены на электроэнергию высоки.

В случае отключения электроэнергии система может снабжать дом энергией через батарею или даже самостоятельно эксплуатировать здание без подключения к сети.

Audi сообщает, что приложения для интеграции с сетью будут доступны с 2022 года, а различные варианты использования, включая V2H и V2G, будут внедряться поэтапно в последующие годы.

Инновации в Великобритании

Innovate UK поддержала проекты V2G на общую сумму 46 млн фунтов стерлингов с такими партнерами, как Octopus, OVO и Nissan.

Д-р Марко Ланди, ранее занимавший должность руководителя отдела инноваций в области подключения транспортных средств к сети и зарядки электромобилей в Innovate UK, объясняет, что существует ряд технических деталей, которые могут повлиять на будущее V2G в Великобритании.

К ним относится, будет ли стандарт ISO 15118, позволяющий V2G работать с CCS, который, как ожидается, будет принят в Европе и во всем мире, будет поддерживаться в Великобритании, или Великобритания может пойти в другом направлении. Например, будут ли умные измерения задействованы в управлении умной зарядкой и V2G? А как насчет уровня контроля со стороны операторов распределительных сетей (DNO)? Или сами электромобили будут контролировать V2G?

Предполагая, что технические проблемы могут быть решены, анализ всей системы показывает, что к 2040 году экономия, связанная с V2G, составит 3,5 млрд фунтов стерлингов в год (из «Blueprint for a Post Carbon Society», Imperial College/OVO).

Электрическая нация

Проект Electric Nation V2G реализуется Western Power Distribution в партнерстве с CrowdCharge. Проект заранее тестирует V2G, чтобы можно было предпринять действия по внедрению технологии.

Роджер Хей, менеджер по системам и проектам DSO компании WPD, видит в V2G огромную возможность сократить масштабы и, следовательно, затраты на модернизацию электросети и строительство нового производства электроэнергии.

Майк Поттер, генеральный директор CrowdCharge, добавляет:«Зарядка от автомобиля к сети может предложить значительные преимущества для операторов и потребителей электрических сетей, даже с переходом на зарядку CCS на большинстве новых электромобилей. Однако, если Великобритания не предпримет никаких действий вслед за такими проектами, как Electric Nation, которые тестируют и повышают осведомленность о V2G, мы можем отстать в использовании этой технологии».

Майк также подчеркивает, что Electric Nation отличается от других проектов V2G тем, что впервые использует не одного, а до пяти разных поставщиков энергии. Это означает, что испытание представляет собой более реалистичную симуляцию будущего мира, в котором на многих улицах будет несколько электромобилей, использующих зарядные устройства V2G, которые по-разному будут эксплуатироваться различными поставщиками энергии. В пробной версии Electric Nation V2G каждый поставщик будет использовать свои группы зарядных устройств для тестирования собственных энергетических услуг, используя платформу управления спросом CrowdCharge, которая обеспечивает оптимизированные сеансы зарядки.

Сводка

Технология Vehicle to Grid может предложить значительные преимущества, помогая снизить спрос на электрические сети, а также позволяя водителям электромобилей использовать более экологически чистую и дешевую электроэнергию, а также помогает достичь чистого нуля. Ключевым преимуществом V2G является то, что аккумуляторная батарея уже установлена ​​в автомобиле потребителя, что снижает потребность в дополнительных инвестициях.

Чтобы обеспечить коммерческую доступность технологии Vehicle to Grid в будущем, необходимы такие испытания, как Electric Nation, которая берет на себя риск владения зарядными устройствами V2G, а не потребители. Проект не только доказывает, что технология V2G работает, но и проверяет, что произойдет, если будет задействовано до пяти различных поставщиков энергии.

Сегодня и, по-видимому, в ближайшие несколько лет V2G с BEV в Великобритании возможен только с Nissan LEAF и фургоном Nissan e-NV200 благодаря их технологии зарядки CHAdeMO. Еще одним препятствием на пути к освоению является то, что в настоящее время зарядные устройства V2G стоят дорого. Однако есть надежда, что опыт, полученный от Electric Nation, поможет автомобильной, зарядной и энергетической промышленности быстрее вывести V2G на рынок.

Решение может прийти в виде прорывной технологии, которая в настоящее время не находится на радаре — такие компании, как Tesla, имеют доказуемый послужной список в этой области — и если V2G станет стандартным и удобным для пользователя в электромобиле, это будет намного потребителям легче это принять.

О  Электрическая нация

В сотрудничестве с CrowdCharge проект WPD Electric Nation Vehicle to Grid набирает 100 владельцев электромобилей Nissan из Мидлендса, Юго-Западной Англии и Южного Уэльса для участия в испытании технологии интеллектуальной зарядки V2G.

Проект предлагает бесплатную установку интеллектуальных зарядных устройств V2G стоимостью 5500 фунтов стерлингов, чтобы помочь DNO и другим понять, как V2G зарядка может работать с их электрическими сетями.

Более 350 Водители электромобилей уже подали заявки на вступление в Electric Nation, однако набор участников остается открытым, чтобы гарантировать, что проект наберет 100 участников, отвечающих всем критериям отбора.