Con el rápido crecimiento del mercado de vehículos de nueva energía de China, la aplicación de la tecnología Vehicle-to-Grid (V2G) se ha vuelto cada vez más importante para la construcción 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 realizar la transmisión de energía desde el vehículo a la red. A través de esta tecnología, los vehículos eléctricos pueden proporcionar energía a la red durante períodos de alta carga y cargar durante períodos de baja carga, lo que ayuda 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 dirigido específicamente a la tecnología V2G: “Opiniones de implementación sobre el fortalecimiento de la integración y la interacción de vehículos y redes eléctricas de nuevas energías”. Con base en las "Opiniones orientativas sobre la construcción futura 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 tecnología interactiva entre vehículos y redes, sino que también propusieron objetivos y objetivos específicos. estrategias y planeó utilizarlas 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.
La información anterior muestra que sólo hay alrededor de 1.000 pilas de carga con funciones V2G en el país, y actualmente hay 3,98 millones de pilas de carga en el país, lo que representa sólo el 0,025% del número total de pilas de carga existentes. Además, la tecnología V2G para la interacción vehículo-red también está relativamente madura, y la aplicación e investigación de esta tecnología no son infrecuentes a nivel internacional. Como resultado, hay un gran margen de mejora en la popularidad de la tecnología V2G en las ciudades.
Como ciudad piloto nacional con bajas emisiones de carbono, Beijing está promoviendo el uso de energía renovable. 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. A finales de 2022, la ciudad ha construido más de 280.000 pilas 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 a Beijing como muestra, investigadores del Instituto de Investigación del Papel realizaron recientemente una encuesta sobre industrias relacionadas con la energía urbana, la electricidad y las pilas de carga.
Las pilas de carga bidireccionales requieren elevados costes de inversión inicial
Los investigadores descubrieron que si la tecnología V2G se populariza en entornos urbanos, podría aliviar eficazmente el problema actual de las "pilas de carga difíciles de encontrar" en las ciudades. China todavía se encuentra en las primeras etapas de 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 bancos de energía, pero su aplicación real requiere una gestión de la batería y una interacción con la red más avanzadas.
Los investigadores investigaron las empresas de pilas de carga en Beijing y descubrieron que en la actualidad, la mayoría de las pilas de carga en Beijing son pilas de carga unidireccionales que solo pueden cargar vehículos. Para promover pilas de carga bidireccionales con funciones V2G, actualmente nos enfrentamos a varios desafíos prácticos:
En primer lugar, las ciudades de primer nivel, como Beijing, se enfrentan a una escasez de suelo. Construir estaciones de carga con funciones V2G, ya sea alquilando o comprando terrenos, implica inversiones a largo plazo y costes elevados. Además, es difícil encontrar terrenos adicionales disponibles.
En segundo lugar, llevará tiempo transformar las pilas de carga existentes. El costo de inversión de construir pilas de carga es relativamente alto, incluido el costo de los equipos, el alquiler de espacio y el cableado para conectarse a la red eléctrica. Estas inversiones suelen tardar al menos 2 o 3 años en recuperarse. Si la modernización se basa en pilas de carga existentes, es posible que las empresas carezcan de incentivos suficientes antes de que se hayan recuperado los costes.
Anteriormente, los informes de los medios afirmaron que en la actualidad, la popularización de la tecnología V2G en las ciudades enfrentará dos desafíos importantes: el primero es el alto costo inicial de construcción. En segundo lugar, si el suministro de energía de los vehículos eléctricos está fuera de servicio, puede afectar la estabilidad de la red.
Las perspectivas tecnológicas son optimistas y tienen un gran potencial a largo plazo.
¿Qué significa la aplicación de la tecnología V2G para los propietarios de automóviles? Estudios relevantes muestran 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 es generalmente de 60 a 80 kWh (60 a 80 kilovatios-hora de electricidad), y un automóvil eléctrico puede cargar alrededor de 80 kilovatios-hora de electricidad. 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 citada empresa de pilas de carga 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 en base a los precios de carga de la electricidad 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 de menor actividad es de 1,1 yuanes/kWh (los precios de carga son más bajos en los suburbios), y el precio de carga durante las horas pico es de 2,1 yuanes/kWh. Suponiendo que el propietario del automóvil cobre durante las horas de menor actividad todos los días y entregue energía a la red durante las horas pico, según los precios actuales, el propietario del automóvil 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 pico, los ingresos de los vehículos que entregan energía a las pilas de carga pueden aumentar aún más".
El responsable de la mencionada central señaló que a través de la tecnología V2G se deben considerar los costos de pérdida de baterías cuando los vehículos eléctricos envían energía a la red. Los informes pertinentes indican que el coste de una batería de 60 kWh es de aproximadamente 7.680 dólares estadounidenses (equivalente a aproximadamente 55.000 RMB).
Para las empresas de pilas de carga, a medida que el número de vehículos de nueva energía siga aumentando, la demanda del mercado de tecnología V2G también crecerá. Cuando los vehículos eléctricos transmiten energía a la red a través de pilas de carga, las empresas de las pilas de carga pueden cobrar una determinada “tarifa de servicio de plataforma”. Además, en muchas ciudades de China, las empresas invierten y operan pilas de carga, y el gobierno proporcionará los subsidios correspondientes.
Las ciudades nacionales están promoviendo gradualmente las aplicaciones V2G. En julio de 2023, se puso oficialmente en uso la primera estación de demostración de carga V2G de la ciudad de Zhoushan y se completó con éxito la primera orden de transacción en el parque en la provincia de Zhejiang. El 9 de enero de 2024, NIO anunció que se puso oficialmente en funcionamiento su primer lote de 10 estaciones de carga V2G en Shanghai.
Cui Dongshu, secretario general de la Asociación Conjunta de Información del Mercado Nacional de Vehículos de Pasajeros, se muestra optimista sobre el potencial de la tecnología V2G. Dijo a los investigadores que con el avance de la tecnología de las baterías eléctricas, el ciclo de vida de la batería puede aumentar hasta 3.000 veces o más, lo que equivale a unos 10 años de uso. Esto es extremadamente importante para escenarios de aplicación donde los vehículos eléctricos se cargan y descargan con frecuencia.
Investigadores extranjeros han llegado a conclusiones similares. La ACT de Australia completó recientemente un proyecto de investigación de tecnología V2G de dos años de duración llamado "Realización de servicios de vehículos eléctricos a la red (REVS)". Muestra que con el desarrollo de la tecnología a gran escala, se espera que los costos de carga V2G se reduzcan significativamente. Esto significa que, a largo plazo, a medida que baje el coste de las instalaciones de carga, el precio de los vehículos eléctricos también bajará, reduciendo así los costes de uso a largo plazo. Los hallazgos también podrían ser particularmente beneficiosos para equilibrar la entrada de energía renovable a la red durante los períodos de máxima potencia.
Necesita la cooperación de la red eléctrica y una solución orientada al mercado.
A nivel técnico, el proceso de retroalimentación de los vehículos eléctricos a la red eléctrica aumentará la complejidad de la operación general.
Xi Guofu, director del Departamento de Desarrollo Industrial de la State Grid Corporation de China, dijo una vez que cargar vehículos de nueva energía implica “alta carga y baja potencia”. La mayoría de propietarios de vehículos de nuevas energías están acostumbrados a cargar entre las 19:00 y las 23:00, que coincide con el periodo pico de carga eléctrica residencial. Hasta el 85%, lo que intensifica la carga máxima de energía y trae un mayor impacto a la red de distribución.
Desde una perspectiva práctica, cuando los vehículos eléctricos devuelven energía eléctrica a la red, se requiere un transformador para ajustar el voltaje y garantizar la compatibilidad con la red. Esto significa que el proceso de descarga del vehículo eléctrico debe coincidir con la tecnología de transformador de la red eléctrica. Específicamente, la transmisión de energía desde la pila de carga al tranvía implica la transmisión de energía eléctrica de un voltaje más alto a un voltaje más bajo, 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 un voltaje más bajo a un voltaje más alto. En tecnología es más complejo, involucra la conversión de voltaje y garantiza la estabilidad de la energía eléctrica y el cumplimiento de los estándares de la red.
El responsable de la mencionada central señaló que la red eléctrica requiere realizar una gestión energética precisa para los procesos de carga y descarga de múltiples vehículos eléctricos, lo que no sólo es un desafío técnico, sino que también implica el ajuste de la estrategia de operación de la red. .
Dijo: “Por ejemplo, en algunos lugares, los cables de la red eléctrica existentes no son lo suficientemente gruesos para soportar una gran cantidad de pilas de carga. Esto es equivalente al sistema de tuberías de agua. La tubería principal no puede suministrar suficiente agua a todas las tuberías secundarias y es necesario volver a cablearla. Esto requiere mucho recableado. Altos costos de construcción”. Incluso si se instalan pilas de carga en algún lugar, es posible que no funcionen correctamente debido a problemas de capacidad de la red.
Es necesario avanzar en los correspondientes trabajos de adaptación. Por ejemplo, la potencia de las pilas de carga lenta suele ser de 7 kilovatios (7 KW), mientras que la potencia total de los electrodomésticos en un hogar medio es de unos 3 kilovatios (3 KW). Si se conectan una o dos pilas de carga, la carga se puede cargar completamente, e incluso si la energía se utiliza en horas de menor actividad, la red eléctrica se puede hacer más estable. Sin embargo, si se conectan un gran número de pilas de carga y se consume energía en las horas punta, se puede superar la capacidad de carga de la red.
El responsable de la mencionada central dijo que bajo la perspectiva de la energía distribuida se puede explorar la comercialización de la electricidad para solucionar el problema de promover la carga y descarga de vehículos de nuevas energías a la red eléctrica en el futuro. En la actualidad, la energía eléctrica la venden las empresas generadoras de energía a las empresas de redes eléctricas, que luego la distribuyen a los usuarios y empresas. La circulación en varios niveles aumenta el costo total del suministro de energía. Si los usuarios y las empresas pueden comprar electricidad directamente a las empresas de generación de energía, se simplificará la cadena de suministro de energía. “La compra directa puede reducir los enlaces intermedios, reduciendo así el costo operativo de la electricidad. También puede promover que las empresas de postes de carga participen más activamente en el suministro de energía y la regulación de la red eléctrica, lo cual es de gran importancia para el funcionamiento eficiente del mercado energético y la promoción de la tecnología de interconexión entre vehículos y la 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 al aprovechar las funciones y ventajas de la plataforma Internet of Vehicles, se pueden conectar pilas de carga de activos sociales. a la plataforma Internet de los Vehículos para simplificar las operaciones de los operadores sociales. Construya el umbral, reduzca los costos de inversión, logre una cooperación beneficiosa para todos con la plataforma de Internet de los vehículos y construya un ecosistema industrial sostenible.
susie
Ciencia y tecnología verdes de Sichuan Ltd., Co.
0086 19302815938
Hora de publicación: 10 de febrero de 2024
