中国の新エネルギー車市場の急速な成長に伴い、国家エネルギー戦略とスマートグリッドの構築において、V2G（Vehicle-to-Grid）技術の応用がますます重要になっています。V2G技術は、電気自動車を移動可能なエネルギー貯蔵ユニットに変換し、双方向充電スタンドを用いて車両から電力網への電力伝送を実現します。この技術により、電気自動車は高負荷時に電力網に電力を供給し、低負荷時に充電することで、電力網の負荷バランス調整に貢献します。
2024年1月4日、国家発展改革委員会などの部門は、V2G技術に特化した国内初の政策文書「新エネルギー車と電力網の融合と連携の強化に関する実施意見」を公布した。国務院弁公庁が以前に公布した「高品質な充電インフラシステムのさらなる構築に関する指導意見」に基づき、同実施意見は車両ネットワーク連携技術の定義を明確にしただけでなく、具体的な目標と戦略を提示し、長江デルタ、珠江デルタ、北京・天津・河北・山東、四川、重慶などの条件が成熟した地域でこれを使用して実証プロジェクトを立ち上げる予定である。
これまでの情報によると、国内のV2G機能付き充電スタンドは約1,000台しかなく、現在国内の充電スタンドは398万台で、既存の充電スタンド総数のわずか0.025%を占めています。また、車両とネットワークを連携させるV2G技術も比較的成熟しており、この技術の応用と研究は国際的にも珍しくありません。そのため、都市部におけるV2G技術の普及には大きな改善の余地があります。
北京市は国家レベルの低炭素都市のパイロット都市として、再生可能エネルギーの利用を推進しています。市内の大規模な新エネルギー車と充電インフラは、V2G技術の応用基盤を築き、2022年末までに28万基以上の充電スタンドと292カ所のバッテリー交換ステーションを建設しました。
しかし、V2G技術は、その推進と導入の過程で、主に実際の運用の実現可能性と関連インフラの構築に関わる一連の課題に直面しています。北京を例に挙げ、紙製品研究所の研究者は最近、都市のエネルギー、電力、充電スタンド関連産業に関する調査を実施しました。
双方向充電パイルは初期投資コストが高い
研究者たちは、V2G技術が都市部で普及すれば、都市部における「充電スタンドが見つからない」という現状を効果的に緩和できる可能性があると示唆しています。中国ではV2G技術の適用はまだ初期段階にあります。ある発電所の担当者が指摘したように、V2G技術は理論的には携帯電話でモバイルバッテリーを充電するのと似ていますが、実際の適用にはより高度なバッテリー管理と系統連携が必要です。
研究者らは北京の充電スタンド事業者を調査した結果、現在、北京の充電スタンドの大半は車両のみを充電できる片方向充電スタンドであることが判明しました。V2G機能を備えた双方向充電スタンドの普及に向けて、現在、いくつかの実際的な課題に直面しています。
まず、北京などの一級都市は土地不足に直面しています。V2G機能を備えた充電ステーションを建設するには、土地の賃貸・購入を問わず、長期投資と高額な費用がかかります。さらに、新たな土地を見つけることも困難です。
第二に、既存の充電スタンドの改修には時間がかかります。充電スタンドの建設には、機器、レンタルスペース、電力網への接続配線など、比較的高い投資コストがかかります。これらの投資を回収するには通常、少なくとも2～3年かかります。既存の充電スタンドを改修する場合、費用が回収されるまでに企業にとって十分なインセンティブが不足する可能性があります。
以前の報道によると、現在、都市部におけるV2G技術の普及は、2つの大きな課題に直面するとされています。1つ目は初期建設コストの高さです。2つ目は、電気自動車の電源が系統に接続されていない場合、系統の安定性に影響を与える可能性があることです。
技術の見通しは楽観的であり、長期的には大きな可能性を秘めています。
V2G技術の応用は、自動車所有者にとってどのような意味を持つのでしょうか？関連研究によると、小型電気自動車のエネルギー効率は約6km/kWh（つまり、1キロワット時の電力で6キロメートル走行できる）です。小型電気自動車のバッテリー容量は通常60～80kWh（60～80キロワット時の電力）で、電気自動車は約80キロワット時の電力を充電できます。しかし、車両のエネルギー消費にはエアコンなどの使用も含まれるため、理想的な状態と比較すると走行距離は短くなります。
前述の充電スタンド企業の担当者はV2G技術に楽観的な見方を示し、新エネルギー車はフル充電で80キロワット時の電力を蓄電でき、1回あたり50キロワット時の電力を送電網に供給できると指摘した。北京市東四環路のショッピングモール地下駐車場で研究者が確認した充電料金を基に計算すると、オフピーク時の充電料金は1.1元/kWh（郊外では充電料金が安い）、ピーク時の充電料金は2.1元/kWhとなる。車の所有者が毎日オフピーク時に充電し、ピーク時に送電網に電力を供給すると仮定すると、現在の価格を基にすると、少なくとも1日あたり50元の利益が得られる。「ピーク時の市場価格設定など、電力網による価格調整の可能性があれば、充電スタンドに電力を供給する車両からの収益はさらに増加する可能性があります。」
前述の発電所の担当者は、V2G技術では電気自動車が電力網に電力を送る際にバッテリーの損失コストを考慮する必要があると指摘した。関連報道によると、60kWhのバッテリーのコストは約7,680米ドル（約55,000人民元相当）である。
充電スタンド事業者にとって、新エネルギー車の台数が増加するにつれて、V2G技術の市場需要も拡大するでしょう。電気自動車が充電スタンドを介して電力網に電力を供給する場合、充電スタンド事業者は一定の「プラットフォームサービス料」を徴収することができます。さらに、中国の多くの都市では、企業が充電スタンドに投資・運営しており、政府はそれに応じた補助金を支給しています。
国内各都市はV2Gの活用を徐々に推進しており、2023年7月には舟山市初のV2G充電実証ステーションが正式に運用開始され、浙江省初の園内取引注文も無事完了しました。2024年1月9日、NIOは上海市で最初のV2G充電ステーション10基が正式に運用開始したと発表しました。
全国乗用車市場情報連合会の崔東樹事務局長は、V2G技術の潜在力に楽観的な見方を示しています。彼は研究者に対し、動力電池技術の進歩により、電池のサイクル寿命は3,000回以上にまで延びる可能性があり、これは約10年の使用期間に相当すると述べました。これは、電気自動車が頻繁に充放電されるアプリケーションシナリオにとって非常に重要な意味を持ちます。
海外の研究者も同様の知見を得ています。オーストラリアのACT（オーストラリア電力庁）は最近、「電気自動車の系統サービスへの接続（REVS）」と呼ばれる2年間のV2G技術研究プロジェクトを完了しました。このプロジェクトでは、技術の大規模な発展により、V2Gの充電コストが大幅に削減されると予想されています。これは、長期的には充電設備のコストが下がるにつれて電気自動車の価格も下がり、長期的な使用コストが削減されることを意味します。また、この研究結果は、ピーク電力時間帯における再生可能エネルギーの系統への入力バランス調整にも特に役立つ可能性があります。
電力網の協力と市場志向の解決策が必要です。
技術的なレベルでは、電気自動車が電力網に電力をフィードバックするプロセスにより、全体的な運用の複雑さが増します。
中国国家電網公司産業発展部の習国富部長はかつて、新エネルギー車の充電は「高負荷・低電力」を伴うと述べた。多くの新エネルギー車のオーナーは、19時から23時の間に充電することに慣れており、これは家庭の電力負荷のピーク時間帯と重なる。最大85%にも達し、ピーク電力負荷を増大させ、配電網へのより大きな影響をもたらす。
実用的な観点から見ると、電気自動車が電力網に電気エネルギーをフィードバックする際には、電力網との互換性を確保するために変圧器で電圧を調整する必要があります。つまり、電気自動車の放電プロセスは、電力網の変圧器技術に適合する必要があります。具体的には、充電スタンドから路面電車への電力伝送は、高電圧から低電圧への電気エネルギーの伝送を伴い、路面電車から充電スタンド（ひいては電力網）への電力伝送は、低電圧から高電圧への昇圧を必要とします。技術的には、電圧変換、電力エネルギーの安定性の確保、電力網基準への適合など、より複雑なプロセスとなります。
同発電所の担当者は、電力網は複数の電気自動車の充放電プロセスに対して精密なエネルギー管理を行う必要があり、これは技術的な課題であるだけでなく、電力網の運用戦略の調整も伴うと指摘した。
彼はこう述べた。「例えば、既存の電力網の電線が太すぎて、多数の充電スタンドを設置できない場所があります。これは水道管に似ています。幹線から全ての枝管に十分な水を供給できず、配線のやり直しが必要になります。そのため、配線のやり直しが大量に発生し、建設コストが高くなります。」充電スタンドを設置したとしても、系統容量の問題で正常に機能しない可能性もあります。
対応的な適応作業を進める必要がある。例えば、低速充電スタンドの出力は通常7キロワット（7KW）であるが、平均的な家庭の家電製品の総電力は約3キロワット（3KW）である。1台または2台の充電スタンドを接続すれば、負荷をフルに負荷することができ、オフピーク時に電力を使用しても電力系統の安定性を高めることができる。しかし、多数の充電スタンドを接続し、ピーク時に電力を使用すると、系統の負荷容量を超える可能性がある。
同発電所の担当者は、分散型エネルギーの展望を踏まえ、将来的に新エネルギー車の電力網への充放電を促進するという問題を解決するために、電力の市場化を模索できると述べた。現在、電力は発電会社から電力網会社に販売され、電力網会社がそれをユーザーや企業に配給している。多階層循環は全体的な電力供給コストを増加させる。ユーザーや企業が発電会社から直接電力を購入できれば、電力サプライチェーンが簡素化される。担当者は「直接購入することで中間リンクが削減され、電力の運用コストが削減される。また、充電スタンド会社が電力網の電力供給と調整に積極的に参加することを促進する可能性があり、これは電力市場の効率的な運営と車両・電力網相互接続技術の推進にとって非常に意義深い」と語った。
国家電網スマートインターネット車技術有限公司エネルギーサービスセンター（負荷制御センター）主任の秦建澤氏は、車インターネットプラットフォームの機能と優位性を活用し、社会資産充電スタンドを車インターネットプラットフォームに接続することで、社会事業者の運用を簡素化し、敷居を低くし、投資コストを削減し、車インターネットプラットフォームとのWin-Winの協力を実現し、持続可能な産業エコシステムを構築することを提案した。
スージー
四川グリーンサイエンス＆テクノロジー株式会社
0086 19302815938
投稿日時: 2024年2月10日
