Con el rápido crecimiento del mercado chino de vehículos de nuevas energías, la aplicación de la tecnología Vehículo-a-Red (V2G) ha cobrado cada vez mayor importancia para la elaboración de estrategias energéticas nacionales y redes inteligentes. La tecnología V2G transforma los vehículos eléctricos en unidades móviles de almacenamiento de energía y utiliza pilas de carga bidireccionales para la transmisión de energía del vehículo a la red. Gracias a esta tecnología, los vehículos eléctricos pueden suministrar energía a la red durante periodos de alta carga y cargarse durante periodos de baja, lo que contribuye a equilibrar la carga en la red.
El 4 de enero de 2024, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma y otros departamentos emitieron el primer documento de política nacional específicamente dirigido a la tecnología V2G: "Opiniones de implementación sobre el fortalecimiento de la integración e interacción de los vehículos de nueva energía y las redes eléctricas". Con base en las "Opiniones orientadoras sobre la construcción adicional de un sistema de infraestructura de carga de alta calidad" anteriores emitidas por la Oficina General del Consejo de Estado, las opiniones de implementación no solo aclararon la definición de la tecnología interactiva entre vehículos y redes, sino que también plantearon objetivos y estrategias específicos, y planearon utilizarlos en el delta del río Yangtze, el delta del río Perla, Beijing-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan y Chongqing y otras regiones con condiciones maduras para establecer proyectos de demostración.
Información previa muestra que solo existen alrededor de 1000 puntos de carga con funciones V2G en el país, y actualmente hay 3,98 millones, lo que representa solo el 0,025 % del total de puntos de carga existentes. Además, la tecnología V2G para la interacción entre vehículos y redes también está relativamente desarrollada, y su aplicación e investigación son comunes a nivel internacional. En consecuencia, existe un amplio margen de mejora en la popularidad de la tecnología V2G en las ciudades.
Como ciudad piloto nacional de bajas emisiones de carbono, Pekín promueve el uso de energías renovables. Los enormes vehículos de nueva energía y la infraestructura de carga de la ciudad han sentado las bases para la aplicación de la tecnología V2G. Para finales de 2022, la ciudad había construido más de 280.000 puntos de carga y 292 estaciones de intercambio de baterías.
Sin embargo, durante el proceso de promoción e implementación, la tecnología V2G también enfrenta una serie de desafíos, principalmente relacionados con la viabilidad de su operación real y la construcción de la infraestructura correspondiente. Tomando como ejemplo Pekín, investigadores del Instituto de Investigación del Papel realizaron recientemente una encuesta sobre las industrias relacionadas con la energía urbana, la electricidad y las pilas de carga.
Las pilas de carga bidireccionales requieren altos costos de inversión inicial
Los investigadores descubrieron que si la tecnología V2G se populariza en entornos urbanos, podría aliviar eficazmente el problema actual de la dificultad para encontrar puntos de carga en las ciudades. China aún se encuentra en las primeras etapas de la aplicación de la tecnología V2G. Como señaló el responsable de una central eléctrica, en teoría, la tecnología V2G es similar a permitir que los teléfonos móviles carguen baterías externas, pero su aplicación real requiere una gestión de baterías más avanzada y una mayor interacción con la red eléctrica.
Los investigadores analizaron las empresas de estaciones de carga en Pekín y descubrieron que, actualmente, la mayoría de las estaciones de carga en Pekín son unidireccionales y solo permiten cargar vehículos. Para promover las estaciones de carga bidireccionales con funciones V2G, nos enfrentamos a varios desafíos prácticos:
En primer lugar, las ciudades de primer nivel, como Pekín, se enfrentan a una escasez de terrenos. Construir estaciones de carga con funciones V2G, ya sea arrendando o comprando terrenos, implica una inversión a largo plazo y costos elevados. Además, es difícil encontrar terrenos adicionales disponibles.
En segundo lugar, la transformación de las estaciones de carga existentes llevará tiempo. El coste de la inversión para construirlas es relativamente alto, incluyendo el coste del equipo, el alquiler del espacio y el cableado para la conexión a la red eléctrica. Estas inversiones suelen tardar al menos dos o tres años en recuperarse. Si la modernización se basa en las estaciones de carga existentes, las empresas podrían carecer de incentivos suficientes antes de recuperar los costes.
Anteriormente, informes de prensa indicaron que, actualmente, la popularización de la tecnología V2G en las ciudades se enfrentará a dos grandes desafíos: el primero es el elevado coste inicial de construcción; el segundo, si el suministro eléctrico de los vehículos eléctricos se conecta a la red eléctrica de forma irregular, podría afectar la estabilidad de la misma.
Las perspectivas tecnológicas son optimistas y tienen un gran potencial a largo plazo.
¿Qué implica la aplicación de la tecnología V2G para los propietarios de automóviles? Estudios relevantes demuestran que la eficiencia energética de los tranvías pequeños es de aproximadamente 6 km/kWh (es decir, un kilovatio hora de electricidad puede recorrer 6 kilómetros). La capacidad de la batería de los vehículos eléctricos pequeños suele ser de 60 a 80 kWh (60-80 kilovatios hora de electricidad), y un coche eléctrico puede cargar aproximadamente 80 kilovatios hora. Sin embargo, el consumo de energía del vehículo también incluye el aire acondicionado, etc. En comparación con el estado ideal, la distancia de conducción se reducirá.
El responsable de la empresa de pilas de carga antes mencionada se muestra optimista sobre la tecnología V2G. Señaló que un vehículo de nueva energía puede almacenar 80 kilovatios-hora de electricidad cuando está completamente cargado y puede entregar 50 kilovatios-hora de electricidad a la red cada vez. Calculado con base en los precios de la electricidad de carga que los investigadores vieron en el estacionamiento subterráneo de un centro comercial en East Fourth Ring Road, Beijing, el precio de carga durante las horas valle es de 1,1 yuanes/kWh (los precios de carga son más bajos en los suburbios), y el precio de carga durante las horas punta es de 2,1 yuanes/kWh. Suponiendo que el propietario del vehículo cargue durante las horas valle todos los días y entregue energía a la red durante las horas punta, con base en los precios actuales, el propietario del vehículo puede obtener una ganancia de al menos 50 yuanes por día. "Con posibles ajustes de precios de la red eléctrica, como la implementación de precios de mercado durante las horas punta, los ingresos de los vehículos que entregan energía a las pilas de carga podrían aumentar aún más".
El responsable de la planta eléctrica mencionada señaló que, gracias a la tecnología V2G, se deben considerar los costos de pérdida de batería cuando los vehículos eléctricos envían energía a la red. Informes relevantes indican que el costo de una batería de 60 kWh es de aproximadamente US$7680 (equivalente a aproximadamente 55 000 RMB).
Para las empresas de estaciones de carga, a medida que aumenta el número de vehículos de nuevas energías, también crecerá la demanda de tecnología V2G. Cuando los vehículos eléctricos transmiten energía a la red a través de estaciones de carga, las empresas pueden cobrar una tarifa por servicio de plataforma. Además, en muchas ciudades de China, las empresas invierten y operan estaciones de carga, y el gobierno otorga los subsidios correspondientes.
Las ciudades nacionales están promoviendo gradualmente las aplicaciones V2G. En julio de 2023, se inauguró oficialmente la primera estación de demostración de carga V2G de la ciudad de Zhoushan, y se completó con éxito el primer pedido de transacciones dentro del parque en la provincia de Zhejiang. El 9 de enero de 2024, NIO anunció la puesta en funcionamiento oficial de su primer lote de 10 estaciones de carga V2G en Shanghái.
Cui Dongshu, secretario general de la Asociación Conjunta Nacional de Información sobre el Mercado de Automóviles de Pasajeros, se muestra optimista sobre el potencial de la tecnología V2G. Explicó a los investigadores que, con el avance de la tecnología de baterías, su ciclo de vida podría aumentar hasta 3000 veces o más, lo que equivale a unos 10 años de uso. Esto es fundamental para aplicaciones donde los vehículos eléctricos se cargan y descargan con frecuencia.
Investigadores extranjeros han llegado a conclusiones similares. El ACT de Australia finalizó recientemente un proyecto de investigación de dos años sobre tecnología V2G denominado "Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)". Este proyecto demuestra que, con el desarrollo a gran escala de la tecnología, se prevé una reducción significativa de los costes de carga V2G. Esto significa que, a largo plazo, a medida que baje el coste de las instalaciones de carga, también bajará el precio de los vehículos eléctricos, lo que reducirá los costes de uso a largo plazo. Los hallazgos también podrían ser especialmente beneficiosos para equilibrar la entrada de energía renovable a la red durante los periodos de máxima demanda.
Es necesaria la cooperación de la red eléctrica y una solución orientada al mercado.
A nivel técnico, el proceso de realimentación de vehículos eléctricos a la red eléctrica aumentará la complejidad de la operación general.
Xi Guofu, director del Departamento de Desarrollo Industrial de la Corporación Estatal de Red Eléctrica de China, afirmó que cargar vehículos de nueva energía implica "alta carga y baja potencia". La mayoría de los propietarios de vehículos de nueva energía están acostumbrados a cargar entre las 19:00 y las 23:00, coincidiendo con el pico de consumo eléctrico residencial. Con un consumo de hasta el 85%, se intensifica el pico de consumo y se genera un mayor impacto en la red de distribución.
Desde una perspectiva práctica, cuando los vehículos eléctricos devuelven energía eléctrica a la red, se requiere un transformador para ajustar la tensión y garantizar su compatibilidad con la red. Esto significa que el proceso de descarga del vehículo eléctrico debe adaptarse a la tecnología del transformador de la red eléctrica. En concreto, la transmisión de energía desde la pila de carga hasta el tranvía implica la transmisión de energía eléctrica de mayor a menor tensión, mientras que la transmisión de energía desde el tranvía a la pila de carga (y, por lo tanto, a la red) requiere un aumento de la tensión de menor a mayor. En términos tecnológicos, es más complejo, ya que implica la conversión de tensión y garantiza la estabilidad de la energía eléctrica y el cumplimiento de las normas de la red.
El responsable de la citada central señaló que la red eléctrica necesita realizar una gestión energética precisa para los procesos de carga y descarga de múltiples vehículos eléctricos, lo que no solo es un desafío técnico, sino que también implica el ajuste de la estrategia de operación de la red.
Dijo: “Por ejemplo, en algunos lugares, el cableado de la red eléctrica existente no es lo suficientemente grueso como para soportar una gran cantidad de pilones de carga. Esto es equivalente al sistema de tuberías de agua. La tubería principal no puede suministrar suficiente agua a todos los ramales y necesita ser reinstalada. Esto requiere mucho recableado. Altos costos de construcción”. Incluso si se instalan pilones de carga en algún lugar, es posible que no funcionen correctamente debido a problemas de capacidad de la red.
Es necesario avanzar en la adaptación correspondiente. Por ejemplo, la potencia de las estaciones de carga lenta suele ser de 7 kilovatios (7 kW), mientras que la potencia total de los electrodomésticos en un hogar promedio es de aproximadamente 3 kilovatios (3 kW). Si se conectan una o dos estaciones de carga, se puede alcanzar la carga completa, e incluso si se utiliza la energía en horas valle, se puede lograr una mayor estabilidad de la red eléctrica. Sin embargo, si se conectan muchas estaciones de carga y se utiliza la energía en horas punta, se puede sobrepasar la capacidad de carga de la red.
El responsable de la central eléctrica mencionada afirmó que, ante la perspectiva de la energía distribuida, se puede explorar la comercialización de la electricidad para resolver el problema de promover la carga y descarga de vehículos de nueva energía a la red eléctrica en el futuro. Actualmente, las empresas generadoras venden energía eléctrica a las empresas de la red eléctrica, que a su vez la distribuyen a usuarios y empresas. La circulación multinivel aumenta el coste total del suministro eléctrico. Si los usuarios y las empresas pueden comprar electricidad directamente a las empresas generadoras, se simplificará la cadena de suministro. «La compra directa puede reducir los eslabones intermedios, reduciendo así el coste operativo de la electricidad. También puede promover que las empresas de pilas de carga participen más activamente en el suministro de energía y la regulación de la red eléctrica, lo cual es fundamental para el funcionamiento eficiente del mercado eléctrico y la promoción de la tecnología de interconexión entre vehículos y red».
Qin Jianze, director del Centro de Servicios Energéticos (Centro de Control de Carga) de State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., sugirió que, aprovechando las funciones y ventajas de la plataforma del Internet de los Vehículos (ITV), los puntos de recarga de activos sociales pueden conectarse a ella para simplificar las operaciones de los operadores sociales. Establecer el umbral, reducir los costos de inversión, lograr una cooperación mutuamente beneficiosa con la plataforma del ITV y construir un ecosistema industrial sostenible.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Hora de publicación: 10 de febrero de 2024
