Con la rapida crescita del nuovo mercato cinese dei veicoli energetici, l’applicazione della tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G) è diventata sempre più importante per la costruzione di strategie energetiche nazionali e di reti intelligenti. La tecnologia V2G trasforma i veicoli elettrici in unità mobili di accumulo di energia e utilizza pile di ricarica bidirezionali per realizzare la trasmissione di potenza dal veicolo alla rete. Attraverso questa tecnologia, i veicoli elettrici possono fornire energia alla rete durante i periodi di carico elevato e caricarsi durante i periodi di basso carico, contribuendo a bilanciare il carico sulla rete.
Il 4 gennaio 2024, la Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma e altri dipartimenti hanno pubblicato il primo documento di politica interna specificamente rivolto alla tecnologia V2G: “Pareri di attuazione sul rafforzamento dell’integrazione e dell’interazione dei veicoli a nuova energia e delle reti elettriche”. Sulla base dei precedenti “Pareri guida sull’ulteriore realizzazione di un sistema di infrastruttura di ricarica di alta qualità” emessi dall’Ufficio Generale del Consiglio di Stato, i pareri di attuazione non solo hanno chiarito la definizione di tecnologia interattiva veicolo-rete, ma hanno anche proposto obiettivi specifici e strategie e pianificato di utilizzarle nel delta del fiume Yangtze, nel delta del fiume Pearl, Pechino-Tianjin-Hebei-Shandong, Sichuan e Chongqing e in altre regioni con condizioni mature per stabilire progetti dimostrativi.
Le informazioni precedenti mostrano che nel paese ci sono solo circa 1.000 pile di ricarica con funzioni V2G e attualmente ci sono 3,98 milioni di pile di ricarica nel paese, che rappresentano solo lo 0,025% del numero totale di pile di ricarica esistenti. Inoltre, anche la tecnologia V2G per l’interazione veicolo-rete è relativamente matura e l’applicazione e la ricerca di questa tecnologia non sono rare a livello internazionale. Di conseguenza, esiste un ampio margine di miglioramento nella popolarità della tecnologia V2G nelle città.
In qualità di progetto pilota nazionale per una città a basse emissioni di carbonio, Pechino sta promuovendo l’uso delle energie rinnovabili. Gli enormi nuovi veicoli energetici e le infrastrutture di ricarica della città hanno gettato le basi per l'applicazione della tecnologia V2G. Entro la fine del 2022, la città avrà costruito più di 280.000 pile di ricarica e 292 stazioni di cambio batteria.
Tuttavia, durante il processo di promozione e implementazione, la tecnologia V2G deve affrontare anche una serie di sfide, principalmente legate alla fattibilità del funzionamento effettivo e alla costruzione dell’infrastruttura corrispondente. Prendendo Pechino come campione, i ricercatori del Paper Research Institute hanno recentemente condotto un’indagine sulle industrie legate all’energia urbana, all’elettricità e alle pile di ricarica.
I pali di ricarica bidirezionali richiedono elevati costi di investimento iniziale
I ricercatori hanno appreso che se la tecnologia V2G fosse resa popolare negli ambienti urbani, potrebbe alleviare efficacemente l’attuale problema delle “pile di ricarica difficili da trovare” nelle città. La Cina è ancora nelle fasi iniziali dell’applicazione della tecnologia V2G. Come ha sottolineato il responsabile di una centrale elettrica, in teoria la tecnologia V2G è simile alla ricarica dei power bank sui telefoni cellulari, ma la sua applicazione reale richiede una gestione della batteria e un’interazione con la rete più avanzate.
I ricercatori hanno studiato le aziende di ricarica a Pechino e hanno appreso che attualmente la maggior parte delle pile di ricarica a Pechino sono pile di ricarica unidirezionali che possono caricare solo veicoli. Per promuovere pile di ricarica bidirezionali con funzioni V2G, attualmente dobbiamo affrontare diverse sfide pratiche:
Innanzitutto, le città di primo livello, come Pechino, si trovano ad affrontare una carenza di terreno. Costruire stazioni di ricarica con funzioni V2G, sia che si tratti di affittare o di acquistare terreni, significa investimenti a lungo termine e costi elevati. Inoltre, è difficile trovare ulteriore terreno disponibile.
In secondo luogo, ci vorrà del tempo per trasformare le pile di ricarica esistenti. Il costo di investimento per la costruzione di pali di ricarica è relativamente elevato, compreso il costo delle attrezzature, dello spazio in affitto e del cablaggio per la connessione alla rete elettrica. Questi investimenti richiedono solitamente almeno 2-3 anni per essere recuperati. Se l’adeguamento si basa su pile di tariffazione esistenti, le aziende potrebbero non avere incentivi sufficienti prima che i costi siano stati recuperati.
In precedenza, i media avevano affermato che attualmente la diffusione della tecnologia V2G nelle città dovrà affrontare due grandi sfide: la prima è l’elevato costo iniziale di costruzione. In secondo luogo, se l’alimentazione dei veicoli elettrici è collegata alla rete in modo difettoso, ciò potrebbe compromettere la stabilità della rete.
Le prospettive tecnologiche sono ottimistiche e presentano un grande potenziale a lungo termine.
Cosa significa l'applicazione della tecnologia V2G per i proprietari di automobili? Studi pertinenti mostrano che l’efficienza energetica dei piccoli tram è di circa 6 km/kWh (ovvero, un kilowattora di elettricità può percorrere 6 chilometri). La capacità della batteria dei piccoli veicoli elettrici è generalmente di 60-80 kWh (60-80 kilowattora di elettricità) e un’auto elettrica può caricare circa 80 kilowattora di elettricità. Tuttavia, il consumo energetico del veicolo comprende anche l'aria condizionata, ecc. Rispetto allo stato ideale, la distanza di guida sarà ridotta.
Il responsabile della suddetta azienda di pile di ricarica è ottimista riguardo alla tecnologia V2G. Ha sottolineato che un nuovo veicolo energetico può immagazzinare 80 kilowattora di elettricità quando è completamente carico e può fornire ogni volta 50 kilowattora di elettricità alla rete. Calcolato in base ai prezzi di ricarica dell'elettricità che i ricercatori hanno visto nel parcheggio sotterraneo di un centro commerciale sulla Quarta Circonvallazione Est, a Pechino, il prezzo di ricarica durante le ore non di punta è di 1,1 yuan/kWh (i prezzi di ricarica sono più bassi in periferia), e il prezzo di ricarica nelle ore di punta è di 2,1 yuan/kWh. Supponendo che il proprietario dell’auto effettui la ricarica ogni giorno nelle ore non di punta e fornisca energia alla rete nelle ore di punta, in base ai prezzi attuali, il proprietario dell’auto può realizzare un profitto di almeno 50 yuan al giorno. “Con possibili aggiustamenti dei prezzi da parte della rete elettrica, come l’implementazione dei prezzi di mercato durante le ore di punta, le entrate derivanti dai veicoli che forniscono energia alle pile di ricarica potrebbero aumentare ulteriormente”.
Il responsabile della suddetta centrale ha sottolineato che attraverso la tecnologia V2G bisogna tenere conto dei costi di perdita della batteria quando i veicoli elettrici immettono energia in rete. Rapporti pertinenti indicano che il costo di una batteria da 60 kWh è di circa 7.680 dollari (equivalenti a circa 55.000 RMB).
Per le aziende che effettuano la ricarica di pile, poiché il numero di veicoli a nuova energia continua ad aumentare, crescerà anche la domanda di mercato per la tecnologia V2G. Quando i veicoli elettrici trasmettono energia alla rete attraverso le pile di ricarica, le società di ricarica possono addebitare una certa “tariffa per il servizio della piattaforma”. Inoltre, in molte città della Cina, le aziende investono e gestiscono pile di ricarica e il governo fornirà sussidi corrispondenti.
Le città nazionali stanno gradualmente promuovendo le applicazioni V2G. Nel luglio 2023, la prima stazione dimostrativa di ricarica V2G della città di Zhoushan è stata ufficialmente messa in uso e il primo ordine di transazione all'interno del parco nella provincia di Zhejiang è stato completato con successo. Il 9 gennaio 2024, NIO ha annunciato che il suo primo lotto di 10 stazioni di ricarica V2G a Shanghai è stato ufficialmente messo in funzione.
Cui Dongshu, segretario generale della National Passenger Car Market Information Joint Association, è ottimista riguardo al potenziale della tecnologia V2G. Ha detto ai ricercatori che con il progresso della tecnologia delle batterie, la durata del ciclo di vita delle batterie potrebbe essere aumentata fino a 3.000 volte o più, il che equivale a circa 10 anni di utilizzo. Ciò è estremamente importante per gli scenari applicativi in cui i veicoli elettrici vengono caricati e scaricati frequentemente.
I ricercatori stranieri hanno fatto risultati simili. L'ACT australiano ha recentemente completato un progetto di ricerca sulla tecnologia V2G della durata di due anni chiamato “Realizing Electric Vehicles to Grid Services (REVS)”. Ciò dimostra che con lo sviluppo su larga scala della tecnologia, i costi di ricarica V2G dovrebbero essere significativamente ridotti. Ciò significa che nel lungo periodo, man mano che diminuiscono i costi delle strutture di ricarica, diminuirà anche il prezzo dei veicoli elettrici, riducendo così i costi di utilizzo a lungo termine. I risultati potrebbero anche essere particolarmente utili per bilanciare l’immissione di energia rinnovabile nella rete durante i periodi di punta.
Ha bisogno della cooperazione della rete elettrica e di una soluzione orientata al mercato.
A livello tecnico, il processo di reimmissione dei veicoli elettrici nella rete elettrica aumenterà la complessità dell’operazione complessiva.
Xi Guofu, direttore del Dipartimento di sviluppo industriale della State Grid Corporation of China, una volta ha affermato che la ricarica dei veicoli a nuova energia comporta “carico elevato e bassa potenza”. La maggior parte dei proprietari di veicoli a nuova energia sono abituati a ricaricare tra le 19:00 e le 23:00, che coincide con il periodo di punta del carico elettrico residenziale. Fino all’85%, il che intensifica il carico di potenza di picco e comporta un impatto maggiore sulla rete di distribuzione.
Da un punto di vista pratico, quando i veicoli elettrici reimmettono energia elettrica nella rete, è necessario un trasformatore per regolare la tensione per garantire la compatibilità con la rete. Ciò significa che il processo di scarica dei veicoli elettrici deve corrispondere alla tecnologia dei trasformatori della rete elettrica. Nello specifico, la trasmissione di potenza dalla pila di ricarica al tram comporta la trasmissione di energia elettrica da una tensione più alta a una tensione più bassa, mentre la trasmissione di potenza dal tram alla pila di ricarica (e quindi alla rete) richiede un aumento da a tensione più bassa a una tensione più alta. Nella tecnologia è più complesso, coinvolge la conversione della tensione e garantisce la stabilità dell'energia elettrica e il rispetto degli standard di rete.
Il responsabile della suddetta centrale ha sottolineato che la rete elettrica deve effettuare una precisa gestione energetica per i processi di carica e scarica di più veicoli elettrici, il che non è solo una sfida tecnica, ma implica anche l'adeguamento della strategia di gestione della rete .
Ha detto: “Ad esempio, in alcuni luoghi, i cavi della rete elettrica esistente non sono abbastanza spessi per supportare un gran numero di pali di ricarica. Ciò è equivalente al sistema di tubazioni dell'acqua. Il tubo principale non può fornire acqua a sufficienza a tutti i tubi di derivazione e deve essere ricablato. Ciò richiede molti ricablaggi. Costi di costruzione elevati”. Anche se le pile di ricarica sono installate da qualche parte, potrebbero non funzionare correttamente a causa di problemi di capacità della rete.
È necessario portare avanti il corrispondente lavoro di adattamento. Ad esempio, la potenza delle pile di ricarica a carica lenta è solitamente di 7 kilowatt (7KW), mentre la potenza totale degli elettrodomestici in una famiglia media è di circa 3 kilowatt (3KW). Se si collegano una o due pile di ricarica, il carico può essere completamente caricato e, anche se l’energia viene utilizzata nelle ore non di punta, la rete elettrica può essere resa più stabile. Tuttavia, se vengono collegate numerose pile di ricarica e l’energia viene utilizzata nelle ore di punta, la capacità di carico della rete potrebbe essere superata.
Il responsabile della suddetta centrale ha affermato che, nella prospettiva dell'energia distribuita, si può esplorare la commercializzazione dell'elettricità per risolvere il problema di promuovere in futuro la ricarica e lo scarico di nuovi veicoli energetici nella rete elettrica. Attualmente l’energia elettrica viene venduta dalle società di produzione elettrica alle società della rete elettrica, che poi la distribuiscono agli utenti e alle imprese. La circolazione multilivello aumenta il costo complessivo dell'alimentazione elettrica. Se gli utenti e le imprese potessero acquistare elettricità direttamente dalle società produttrici di energia, ciò semplificherebbe la catena di approvvigionamento energetico. “L’acquisto diretto può ridurre i collegamenti intermedi, riducendo così i costi operativi dell’elettricità. Potrebbe anche incoraggiare le società di caricatori a partecipare più attivamente all’approvvigionamento energetico e alla regolazione della rete elettrica, il che è di grande importanza per il funzionamento efficiente del mercato energetico e la promozione della tecnologia di interconnessione veicolo-rete. “
Qin Jianze, direttore dell'Energy Service Center (Load Control Center) di State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., ha suggerito che sfruttando le funzioni e i vantaggi della piattaforma Internet of Vehicles, è possibile collegare le pile di ricarica delle risorse sociali alla piattaforma Internet of Vehicles per semplificare l’operatività degli operatori social. Costruisci la soglia, riduci i costi di investimento, ottieni una cooperazione vantaggiosa per tutti con la piattaforma Internet of Vehicles e costruisci un ecosistema industriale sostenibile.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Orario di pubblicazione: 10 febbraio 2024
