Mit dem schnellen Wachstum des chinesischen Marktes für neue Energiefahrzeuge ist die Anwendung der Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie für den Aufbau nationaler Energiestrategien und intelligenter Netze immer wichtiger geworden. Die V2G-Technologie verwandelt Elektrofahrzeuge in mobile Energiespeicher und nutzt Zwei-Wege-Ladesäulen, um die Stromübertragung vom Fahrzeug zum Netz zu realisieren. Durch diese Technologie können Elektrofahrzeuge in Zeiten hoher Last Strom ins Netz einspeisen und in Zeiten niedriger Last aufladen, was dazu beiträgt, die Last im Netz auszugleichen.
Am 4. Januar 2024 veröffentlichten die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission und andere Ministerien das erste innenpolitische Dokument, das speziell auf die V2G-Technologie abzielte – „Umsetzungsmeinungen zur Stärkung der Integration und Interaktion von Fahrzeugen mit neuer Energie und Stromnetzen“. Basierend auf den vorherigen „Leitmeinungen zum weiteren Aufbau eines hochwertigen Ladeinfrastruktursystems“ des Generalbüros des Staatsrates wurde in den Umsetzungsgutachten nicht nur die Definition der interaktiven Fahrzeug-Netzwerk-Technologie klargestellt, sondern auch konkrete Ziele und Ziele dargelegt Strategien und planten, sie im Jangtse-Delta, im Perlflussdelta, in Peking-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan und Chongqing sowie in anderen Regionen mit ausgereiften Bedingungen für die Einrichtung von Demonstrationsprojekten einzusetzen.
Bisherige Informationen zeigen, dass es im Land nur etwa 1.000 Ladesäulen mit V2G-Funktionen gibt und dass es derzeit 3,98 Millionen Ladesäulen im Land gibt, was nur 0,025 % der Gesamtzahl der vorhandenen Ladesäulen ausmacht. Darüber hinaus ist auch die V2G-Technologie für die Fahrzeug-Netzwerk-Interaktion relativ ausgereift und die Anwendung und Forschung dieser Technologie ist international keine Seltenheit. Daher besteht großes Verbesserungspotenzial hinsichtlich der Beliebtheit der V2G-Technologie in Städten.
Als nationale Pilotstadt für kohlenstoffarme Städte fördert Peking die Nutzung erneuerbarer Energien. Die riesigen New-Energy-Fahrzeuge und die Ladeinfrastruktur der Stadt haben den Grundstein für die Anwendung der V2G-Technologie gelegt. Bis Ende 2022 hat die Stadt mehr als 280.000 Ladesäulen und 292 Batteriewechselstationen gebaut.
Allerdings steht die V2G-Technologie während des Förderungs- und Implementierungsprozesses auch vor einer Reihe von Herausforderungen, die hauptsächlich mit der Machbarkeit des tatsächlichen Betriebs und dem Aufbau der entsprechenden Infrastruktur zusammenhängen. Am Beispiel Peking führten Forscher des Paper Research Institute kürzlich eine Umfrage zu städtischen Energie-, Elektrizitäts- und Ladesäulenbranchen durch.
Zwei-Wege-Ladesäulen erfordern hohe Anfangsinvestitionen
Die Forscher erfuhren, dass eine Verbreitung der V2G-Technologie in städtischen Umgebungen das aktuelle Problem der „schwer zu findenden Ladesäulen“ in Städten wirksam lindern könnte. China befindet sich noch im Anfangsstadium der Anwendung der V2G-Technologie. Wie der Verantwortliche eines Kraftwerks betonte, ähnelt die V2G-Technologie theoretisch der Möglichkeit, Powerbanks mit Mobiltelefonen aufzuladen, ihre tatsächliche Anwendung erfordert jedoch ein fortschrittlicheres Batteriemanagement und eine bessere Netzinteraktion.
Forscher untersuchten Ladesäulen-Unternehmen in Peking und stellten fest, dass es sich bei den meisten Ladesäulen in Peking derzeit um Einweg-Ladesäulen handelt, die nur Fahrzeuge laden können. Um Zwei-Wege-Ladesäulen mit V2G-Funktionen zu fördern, stehen wir derzeit vor mehreren praktischen Herausforderungen:
Erstens sind erstklassige Städte wie Peking mit einem Mangel an Land konfrontiert. Der Bau von Ladestationen mit V2G-Funktionen, sei es durch die Anmietung oder den Kauf von Grundstücken, bedeutet langfristige Investitionen und hohe Kosten. Darüber hinaus ist es schwierig, zusätzliches Land zu finden.
Zweitens wird es einige Zeit dauern, die bestehenden Ladesäulen umzugestalten. Die Investitionskosten für den Bau von Ladesäulen sind relativ hoch, einschließlich der Kosten für Ausrüstung, Mietfläche und Verkabelung für den Anschluss an das Stromnetz. Es dauert in der Regel mindestens 2-3 Jahre, bis sich diese Investitionen amortisieren. Wenn die Nachrüstung auf vorhandenen Ladesäulen basiert, fehlen den Unternehmen möglicherweise ausreichende Anreize, bis die Kosten amortisiert sind.
Medienberichten zufolge steht die Popularisierung der V2G-Technologie in Städten derzeit vor zwei großen Herausforderungen: Die erste sind die hohen anfänglichen Baukosten. Zweitens: Wenn die Stromversorgung von Elektrofahrzeugen nicht in Ordnung ist, kann dies die Stabilität des Netzes beeinträchtigen.
Der Technologieausblick ist optimistisch und bietet langfristig großes Potenzial.
Was bedeutet der Einsatz der V2G-Technologie für Autobesitzer? Einschlägige Studien zeigen, dass die Energieeffizienz kleiner Straßenbahnen etwa 6 km/kWh beträgt (d. h. eine Kilowattstunde Strom kann 6 Kilometer zurücklegen). Die Batteriekapazität kleiner Elektrofahrzeuge beträgt im Allgemeinen 60–80 kWh (60–80 Kilowattstunden Strom), und ein Elektroauto kann etwa 80 Kilowattstunden Strom laden. Zum Energieverbrauch des Fahrzeugs zählen jedoch auch Klimaanlagen usw. Im Vergleich zum Idealzustand verringert sich die Fahrstrecke.
Der Verantwortliche des oben genannten Ladesäulenunternehmens ist optimistisch, was die V2G-Technologie angeht. Er wies darauf hin, dass ein New-Energy-Fahrzeug bei voller Ladung 80 Kilowattstunden Strom speichern und jedes Mal 50 Kilowattstunden Strom ins Netz einspeisen könne. Berechnet auf der Grundlage der Ladestrompreise, die Forscher in der Tiefgarage eines Einkaufszentrums an der East Fourth Ring Road in Peking gesehen haben, beträgt der Ladepreis außerhalb der Hauptverkehrszeiten 1,1 Yuan/kWh (die Ladepreise sind in Vororten niedriger) und Der Ladepreis während der Spitzenzeiten beträgt 2,1 Yuan/kWh. Unter der Annahme, dass der Autobesitzer jeden Tag außerhalb der Spitzenzeiten lädt und während der Spitzenzeiten Strom ins Netz einspeist, kann der Autobesitzer auf Basis der aktuellen Preise einen Gewinn von mindestens 50 Yuan pro Tag erzielen. „Mit möglichen Preisanpassungen des Stromnetzes, wie etwa der Einführung von Marktpreisen während der Spitzenzeiten, könnten die Einnahmen aus Fahrzeugen, die Strom an Ladesäulen liefern, weiter steigen.“
Der Verantwortliche des oben genannten Kraftwerks wies darauf hin, dass durch die V2G-Technologie Batterieverlustkosten berücksichtigt werden müssen, wenn Elektrofahrzeuge Strom ins Netz einspeisen. Aus einschlägigen Berichten geht hervor, dass die Kosten für eine 60-kWh-Batterie etwa 7.680 US-Dollar betragen (entspricht etwa 55.000 RMB).
Da die Zahl der Fahrzeuge mit neuer Energie weiter zunimmt, wird für Ladesäulenunternehmen auch die Marktnachfrage nach V2G-Technologie zunehmen. Wenn Elektrofahrzeuge über Ladesäulen Strom ins Netz übertragen, können die Ladesäulenunternehmen eine bestimmte „Plattform-Servicegebühr“ erheben. Darüber hinaus investieren und betreiben Unternehmen in vielen Städten Chinas Ladesäulen und die Regierung stellt entsprechende Zuschüsse bereit.
Inländische Städte fördern nach und nach V2G-Anwendungen. Im Juli 2023 wurde die erste V2G-Ladedemonstrationsstation der Stadt Zhoushan offiziell in Betrieb genommen und der erste In-Park-Transaktionsauftrag in der Provinz Zhejiang erfolgreich abgeschlossen. Am 9. Januar 2024 gab NIO bekannt, dass die erste Charge von 10 V2G-Ladestationen in Shanghai offiziell in Betrieb genommen wurde.
Cui Dongshu, Generalsekretär der National Passenger Car Market Information Joint Association, ist optimistisch, was das Potenzial der V2G-Technologie angeht. Er sagte den Forschern, dass mit der Weiterentwicklung der Power-Batterie-Technologie die Batterielebensdauer auf das 3.000-fache oder mehr erhöht werden könnte, was einer Nutzungsdauer von etwa 10 Jahren entspricht. Dies ist äußerst wichtig für Anwendungsszenarien, in denen Elektrofahrzeuge häufig geladen und entladen werden.
Ausländische Forscher haben ähnliche Erkenntnisse gewonnen. Australiens ACT hat kürzlich ein zweijähriges Forschungsprojekt zur V2G-Technologie mit dem Titel „Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)“ abgeschlossen. Es zeigt, dass mit der groß angelegten Technologieentwicklung die V2G-Ladekosten voraussichtlich deutlich sinken werden. Das bedeutet, dass mit sinkenden Kosten für Lademöglichkeiten auf lange Sicht auch der Preis für Elektrofahrzeuge sinken wird, wodurch die langfristigen Nutzungskosten sinken. Die Erkenntnisse könnten insbesondere auch für den Ausgleich der Einspeisung erneuerbarer Energien in das Netz während Spitzenlastzeiten von Nutzen sein.
Es braucht die Mitarbeit des Stromnetzes und eine marktorientierte Lösung.
Auf technischer Ebene wird der Prozess der Rückspeisung von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz die Komplexität des Gesamtbetriebs erhöhen.
Xi Guofu, Direktor der Abteilung für industrielle Entwicklung der State Grid Corporation of China, sagte einmal, dass das Laden von Fahrzeugen mit neuer Energie „hohe Last und geringer Stromverbrauch“ beinhalte. Die meisten Besitzer neuer Energiefahrzeuge sind es gewohnt, zwischen 19:00 und 23:00 Uhr zu laden, was mit der Spitzenzeit der Stromauslastung in Privathaushalten zusammenfällt. Bis zu 85 %, was die Spitzenstromlast intensiviert und eine größere Auswirkung auf das Verteilungsnetz hat.
Aus praktischer Sicht ist bei der Rückspeisung elektrischer Energie durch Elektrofahrzeuge in das Netz ein Transformator erforderlich, der die Spannung anpasst, um die Kompatibilität mit dem Netz sicherzustellen. Das bedeutet, dass der Entladeprozess des Elektrofahrzeugs zur Transformatortechnologie des Stromnetzes passen muss. Konkret erfordert die Übertragung der Leistung von der Ladesäule zur Straßenbahn die Übertragung elektrischer Energie von höherer Spannung auf niedrigere Spannung, während die Übertragung der Leistung von der Straßenbahn zur Ladesäule (und damit zum Netz) eine Erhöhung von a erfordert niedrigere Spannung zu einer höheren Spannung. In der Technologie ist es komplexer und umfasst die Spannungsumwandlung sowie die Gewährleistung der Stabilität der elektrischen Energie und die Einhaltung von Netzstandards.
Der Verantwortliche des oben genannten Kraftwerks wies darauf hin, dass das Stromnetz ein präzises Energiemanagement für die Lade- und Entladevorgänge mehrerer Elektrofahrzeuge durchführen muss, was nicht nur eine technische Herausforderung darstellt, sondern auch eine Anpassung der Netzbetriebsstrategie erfordert .
Er sagte: „Zum Beispiel sind die vorhandenen Stromkabel an manchen Orten nicht dick genug, um eine große Anzahl von Ladesäulen zu tragen. Dies entspricht dem Wasserleitungssystem. Das Hauptrohr kann nicht alle Abzweigrohre ausreichend mit Wasser versorgen und muss neu verkabelt werden. Dies erfordert viele Neuverkabelungen. Hohe Baukosten.“ Selbst wenn irgendwo Ladesäulen installiert sind, funktionieren sie aufgrund von Netzkapazitätsproblemen möglicherweise nicht ordnungsgemäß.
Entsprechende Anpassungsarbeiten müssen vorangetrieben werden. Beispielsweise beträgt die Leistung von langsam ladenden Ladesäulen normalerweise 7 Kilowatt (7 kW), während die Gesamtleistung von Haushaltsgeräten in einem durchschnittlichen Haushalt etwa 3 Kilowatt (3 kW) beträgt. Durch den Anschluss von ein oder zwei Ladesäulen kann die Last voll geladen werden und auch bei einem Stromverbrauch außerhalb der Spitzenzeiten kann das Stromnetz stabiler gemacht werden. Wenn jedoch viele Ladesäulen angeschlossen sind und Strom zu Spitzenzeiten verbraucht wird, kann es zu einer Überschreitung der Belastbarkeit des Netzes kommen.
Der Verantwortliche des oben genannten Kraftwerks sagte, dass im Hinblick auf verteilte Energie die Vermarktung von Strom untersucht werden könne, um das Problem der künftigen Förderung des Ladens und Entladens neuer Energiefahrzeuge in das Stromnetz zu lösen. Derzeit wird elektrische Energie von Stromerzeugungsunternehmen an Stromnetzunternehmen verkauft, die sie dann an Verbraucher und Unternehmen verteilen. Die mehrstufige Zirkulation erhöht die Gesamtkosten für die Stromversorgung. Wenn Nutzer und Unternehmen Strom direkt von Stromerzeugungsunternehmen beziehen können, wird die Stromversorgungskette vereinfacht. „Durch den Direktkauf können Zwischenverbindungen reduziert und so die Betriebskosten für Strom gesenkt werden. Es kann auch dazu führen, dass sich Ladesäulenunternehmen aktiver an der Stromversorgung und Regulierung des Stromnetzes beteiligen, was für das effiziente Funktionieren des Strommarktes und die Förderung der Fahrzeug-Netz-Verbindungstechnologie von großer Bedeutung ist. „
Qin Jianze, Direktor des Energy Service Center (Lastkontrollzentrum) von State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., schlug vor, dass durch die Nutzung der Funktionen und Vorteile der Internet of Vehicles-Plattform soziale Ladesäulen verbunden werden können zur Internet of Vehicles-Plattform, um die Abläufe sozialer Betreiber zu vereinfachen. Bauen Sie die Schwelle, senken Sie die Investitionskosten, erreichen Sie eine Win-Win-Kooperation mit der Internet of Vehicles-Plattform und bauen Sie ein nachhaltiges Branchenökosystem auf.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. Februar 2024
