中国の新エネルギー自動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、Vehicle-to-Grid（V2G）技術の応用がますます重要になっています。 V2G テクノロジーは、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、双方向の充電パイルを使用して車両から電力網への電力伝送を実現します。この技術を通じて、電気自動車は高負荷期間中に電力網に電力を供給し、低負荷期間中に充電することができ、電力網の負荷のバランスをとるのに役立ちます。
2024 年 1 月 4 日、国家発展改革委員会およびその他の部門は、特に V2G 技術を対象とした初の国内政策文書「新エネルギー車と電力網の統合と相互作用の強化に関する実施意見」を発表しました。国務院総弁公室が発行した以前の「高品質充電インフラシステムの更なる構築に関する指導意見」に基づく実施意見では、車両ネットワーク双方向技術の定義を明確にしただけでなく、具体的な目標と長江デルタ、珠江デルタ、北京、天津、河北、山東、四川、重慶、およびその他の成熟した条件を備えた地域でそれらを使用して、実証プロジェクトを確立することを計画しました。
以前の情報によると、国内には V2G 機能を備えた充電塔は約 1,000 基しかなく、現在国内にある充電塔は 398 万基で、既存の充電塔の総数のわずか 0.025% にすぎません。さらに、車両とネットワークの相互作用のための 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は珍しいことではありません。その結果、都市における V2G テクノロジーの普及には大きな改善の余地があります。
国家的な低炭素都市パイロットとして、北京は再生可能エネルギーの利用を推進している。市内の巨大な新エネルギー車両と充電インフラは、V2G 技術応用の基礎を築きました。 2022年末までに、市は28万基以上の充電スタンドと292か所のバッテリー交換ステーションを建設した。
しかし、V2G テクノロジーは、推進と導入のプロセスにおいて、主に実際の運用の実現可能性と対応するインフラストラクチャの構築に関連する一連の課題にも直面しています。北京をサンプルとして取り上げ、紙研究所の研究者らは最近、都市エネルギー、電力、充電杭関連産業に関する調査を実施した。
双方向充電パイルには多額の初期投資コストが必要
研究者らは、V2G テクノロジーが都市環境に普及すれば、都市での「充電器が見つかりにくい」という現在の問題を効果的に軽減できる可能性があることを学びました。中国はまだ V2G テクノロジーの適用の初期段階にあります。発電所の担当者が指摘したように、理論的には、V2G テクノロジーは携帯電話にパワーバンクを充電できるようにすることに似ていますが、実際のアプリケーションでは、より高度なバッテリー管理と送電網の相互作用が必要になります。
研究者らが北京の充電スタンド会社を調査したところ、現在、北京の充電スタンドのほとんどは車両のみに充電できる一方通行の充電スタンドであることがわかった。 V2G 機能を備えた双方向充電パイルを促進するには、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る。 V2G 機能を備えた充電ステーションを建設するには、土地をリースするか購入するかにかかわらず、長期的な投資と高額なコストがかかります。さらに、追加で利用可能な土地を見つけるのは困難です。
第二に、既存の充電パイルを改造するには時間がかかります。充電杭の建設の投資コストは、機器、レンタルスペース、送電網に接続するための配線のコストを含め、比較的高額です。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。既存の充電パイルに基づいて改修が行われる場合、企業はコストが回収されるまでに十分なインセンティブが不足する可能性があります。
以前のメディア報道では、現時点で都市における V2G 技術の普及は 2 つの大きな課題に直面していると述べられていました。1 つ目は初期構築コストが高いことです。第二に、電気自動車の電源が故障して送電網に接続された場合、送電網の安定性に影響を与える可能性があります。
テクノロジー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 テクノロジーの応用は自動車所有者にとって何を意味しますか?関連する研究によると、小型路面電車のエネルギー効率は約 6km/kWh (つまり、1 キロワット時の電気で 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一般的に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。ただし、車両のエネルギー消費量にはエアコンなども含まれており、理想的な状態と比較すると走行距離は減少します。
前述の充電パイル会社の担当者は、V2G テクノロジーについて楽観的です。同氏は、新エネルギー車はフル充電時に80キロワット時の電力を蓄え、毎回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。研究者が北京の東四環路にあるショッピングモールの地下駐車場で見た充電電気料金に基づいて計算すると、オフピーク時間帯の充電料金は1.1元/kWh（郊外では充電料金が安くなります）、ピーク時の充電料金は2.1元/kWhです。車の所有者が毎日オフピーク時に充電し、ピーク時に電力を送電すると仮定すると、現在の価格に基づいて、車の所有者は 1 日あたり少なくとも 50 元の利益を得ることができます。 「ピーク時間帯の市場価格設定の導入など、送電網による価格調整の可能性により、充電塔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技術により、電気自動車が送電網に電力を送る際にはバッテリー損失コストを考慮する必要があると指摘した。関連レポートによると、60kWh のバッテリーのコストは約 7,680 米ドル (約 55,000 人民元に相当) です。
充電杭会社にとって、新エネルギー車の数が増加し続けるにつれて、V2G テクノロジーに対する市場の需要も増加すると考えられます。電気自動車が充電パイルを介して電力網に電力を送電する場合、充電パイル会社は一定の「プラットフォームサービス料金」を請求することができます。さらに、中国の多くの都市では、企業が充電杭に投資して運営しており、政府は相応の補助金を提供する予定だ。
国内の都市は徐々にV2Gアプリケーションを推進しています。 2023 年 7 月、舟山市初の V2G 充電デモンストレーション ステーションが正式に運用を開始し、浙江省初の園内取引注文も無事に完了しました。 2024 年 1 月 9 日、NIO は上海で最初の 10 か所の V2G 充電ステーションが正式に稼働したと発表しました。
全国乗用車市場情報連合協会の事務局長である崔東秀氏は、V2G テクノロジーの可能性について楽観的です。同氏は研究者に対し、動力電池技術の進歩により、電池のサイクル寿命が3,000倍以上に伸びる可能性があり、これは約10年間の使用に相当すると語った。これは、電気自動車が頻繁に充電および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です。
海外の研究者も同様の発見をしています。オーストラリアの ACT は最近、「電気自動車からグリッド サービスへの実現 (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。これは、テクノロジーの大規模な開発により、V2G の充電コストが大幅に削減されることが期待されることを示しています。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、長期使用コストが削減されることを意味します。この発見はまた、ピーク電力期間中の系統への再生可能エネルギーの投入のバランスをとるのに特に有益である可能性がある。
それには電力網の協力と市場指向のソリューションが必要です。
技術レベルでは、電気自動車が電力網にフィードバックするプロセスにより、運用全体の複雑さが増大します。
中国国家電網公司産業開発局の責任者、習国福氏はかつて、新エネルギー車の充電には「高負荷かつ低電力」が伴うと述べた。新エネルギー車の所有者のほとんどは、家庭用電力負荷のピーク時間帯と一致する 19 時から 23 時の間に充電することに慣れています。 85% にも達すると、ピーク電力負荷が増大し、配電ネットワークに大きな影響を及ぼします。
実用的な観点から見ると、電気自動車が電気エネルギーを電力網にフィードバックする場合、電力網との互換性を確保するために電圧を調整する変圧器が必要です。これは、電気自動車の放電プロセスが電力網の変圧器技術と一致する必要があることを意味します。具体的には、充電パイルから路面電車への電力の伝送には、より高い電圧からより低い電圧への電気エネルギーの伝送が含まれますが、路面電車から充電パイルへ（したがってグリッドへ）電力を伝送するには、電力の増加が必要です。低い電圧から高い電圧へ。テクノロジーでは、電圧変換や電力エネルギーの安定性の確保、系統規格への準拠など、より複雑です。
前述の発電所の担当者は、送電網は複数の電気自動車の充放電プロセスに対して正確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、送電網の運用戦略の調整も必要であると指摘した。 。
同氏は、「例えば、場所によっては、既存の送電網の電線が多数の充電杭を支えるのに十分な太さではない。水道管系に相当します。メインパイプはすべての分岐パイプに十分な水を供給できないため、配線をやり直す必要があります。これには多くの再配線が必要になります。建設費が高い。」充電杭がどこかに設置されていても、系統容量の問題により適切に機能しない可能性があります。
対応する適応作業を進める必要がある。たとえば、ゆっくり充電できる充電スタンドの電力は通常 7 キロワット (7KW) ですが、平均的な家庭の家電製品の総電力は約 3 キロワット (3KW) です。 1 つまたは 2 つの充電パイルを接続すると、負荷を最大限に負荷することができ、オフピーク時に電力が使用される場合でも、電力網をより安定させることができます。ただし、多数の充電パイルを接続し、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ります。
前述の発電所の担当者は、分散型エネルギーの見通しのもと、将来的には新エネルギー車の送電網への充放電促進という課題を解決するために電力の市場化を検討できると述べた。現在、電気エネルギーは発電会社から送電網会社に販売され、送電網会社がユーザーや企業に配電します。多層循環により、全体的な電源コストが増加します。ユーザーや企業が発電会社から直接電気を購入できれば、電力のサプライチェーンが簡素化されます。 「直接購入により中間リンクを削減できるため、電力の運用コストが削減されます。また、充電杭会社が電力供給や送電網の規制にさらに積極的に参加するよう促進する可能性もあり、これは電力市場の効率的な運営と車両と送電網の相互接続技術の推進にとって非常に重要だ。 「
State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd.のエネルギーサービスセンター (負荷制御センター) 所長である Qin Jianze 氏は、Internet of Vehicles プラットフォームの機能と利点を活用することで、社会資産の充電パイルを接続できると提案しました。 Internet of Vehicles プラットフォームに統合し、ソーシャル オペレーターの業務を簡素化します。しきい値を構築し、投資コストを削減し、車両のインターネット プラットフォームとの双方に有利な協力を実現し、持続可能な業界エコシステムを構築します。
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
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投稿日時: 2024 年 2 月 10 日
