Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường xe năng lượng mới tại Trung Quốc, việc ứng dụng công nghệ Xe-đến-Lưới điện (V2G) ngày càng trở nên quan trọng đối với việc xây dựng chiến lược năng lượng quốc gia và lưới điện thông minh. Công nghệ V2G biến xe điện thành các đơn vị lưu trữ năng lượng di động và sử dụng các trạm sạc hai chiều để truyền tải điện từ xe đến lưới điện. Thông qua công nghệ này, xe điện có thể cung cấp điện cho lưới điện trong thời gian tải cao điểm và sạc điện trong thời gian tải thấp, giúp cân bằng tải trên lưới điện.
Ngày 4 tháng 1 năm 2024, Ủy ban Phát triển và Cải cách Quốc gia cùng các bộ phận khác đã ban hành văn bản chính sách trong nước đầu tiên nhắm mục tiêu cụ thể vào công nghệ V2G – “Ý kiến thực hiện về việc tăng cường tích hợp và tương tác giữa xe năng lượng mới và lưới điện”. Dựa trên “Ý kiến chỉ đạo về việc tiếp tục xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng sạc chất lượng cao” do Văn phòng Tổng cục Quốc vụ viện ban hành trước đó, ý kiến thực hiện này không chỉ làm rõ định nghĩa về công nghệ tương tác giữa xe và mạng lưới, mà còn đưa ra các mục tiêu và chiến lược cụ thể, đồng thời lên kế hoạch sử dụng chúng tại Đồng bằng sông Dương Tử, Đồng bằng sông Châu Giang, khu vực Bắc Kinh-Thiên Tân-Hà Bắc-Sơn Đông, Tứ Xuyên và Trùng Khánh cùng các khu vực khác có điều kiện phát triển để thiết lập các dự án thí điểm.
Thông tin trước đây cho thấy, hiện chỉ có khoảng 1.000 trạm sạc có chức năng V2G trên cả nước, trong khi tổng số trạm sạc hiện có là 3,98 triệu, chỉ chiếm 0,025% tổng số trạm sạc hiện hành. Thêm vào đó, công nghệ V2G cho tương tác giữa xe và mạng cũng đã khá hoàn thiện, và việc ứng dụng cũng như nghiên cứu công nghệ này không phải là hiếm gặp trên phạm vi quốc tế. Do đó, vẫn còn rất nhiều tiềm năng để nâng cao mức độ phổ biến của công nghệ V2G tại các thành phố.
Là một thành phố thí điểm quốc gia về phát thải carbon thấp, Bắc Kinh đang thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tái tạo. Hệ thống xe điện và cơ sở hạ tầng sạc điện khổng lồ của thành phố đã đặt nền móng cho việc ứng dụng công nghệ V2G (Vehicle-to-Grid). Đến cuối năm 2022, thành phố đã xây dựng hơn 280.000 trụ sạc và 292 trạm đổi pin.
Tuy nhiên, trong quá trình quảng bá và triển khai, công nghệ V2G cũng phải đối mặt với một loạt thách thức, chủ yếu liên quan đến tính khả thi của hoạt động thực tế và việc xây dựng cơ sở hạ tầng tương ứng. Lấy Bắc Kinh làm ví dụ, các nhà nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Giấy gần đây đã tiến hành một cuộc khảo sát về các ngành liên quan đến năng lượng đô thị, điện lực và trạm sạc.
Các trạm sạc hai chiều đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng nếu công nghệ V2G được phổ biến rộng rãi trong môi trường đô thị, nó có thể giải quyết hiệu quả vấn đề hiện tại về "khó tìm điểm sạc" ở các thành phố. Trung Quốc vẫn đang trong giai đoạn đầu ứng dụng công nghệ V2G. Như người phụ trách một nhà máy điện đã chỉ ra, về lý thuyết, công nghệ V2G tương tự như việc cho phép điện thoại di động sạc pin dự phòng, nhưng ứng dụng thực tế của nó đòi hỏi quản lý pin và tương tác lưới điện tiên tiến hơn.
Các nhà nghiên cứu đã khảo sát các công ty cung cấp trạm sạc tại Bắc Kinh và nhận thấy rằng hiện nay, hầu hết các trạm sạc ở Bắc Kinh đều là trạm sạc một chiều, chỉ có thể sạc cho xe. Để thúc đẩy việc sử dụng các trạm sạc hai chiều có chức năng V2G, hiện nay chúng ta đang đối mặt với một số thách thức thực tiễn:
Thứ nhất, các thành phố lớn như Bắc Kinh đang đối mặt với tình trạng thiếu đất. Việc xây dựng các trạm sạc có chức năng V2G, dù là thuê hay mua đất, đều đòi hỏi đầu tư dài hạn và chi phí cao. Hơn nữa, việc tìm kiếm thêm đất để xây dựng cũng rất khó khăn.
Thứ hai, việc chuyển đổi các trạm sạc hiện có sẽ mất thời gian. Chi phí đầu tư xây dựng các trạm sạc tương đối cao, bao gồm chi phí thiết bị, thuê mặt bằng và hệ thống dây điện để kết nối với lưới điện. Những khoản đầu tư này thường mất ít nhất 2-3 năm để thu hồi vốn. Nếu việc nâng cấp dựa trên các trạm sạc hiện có, các công ty có thể thiếu động lực cần thiết trước khi chi phí được thu hồi.
Trước đây, các báo cáo truyền thông cho biết hiện nay, việc phổ biến công nghệ V2G tại các thành phố sẽ phải đối mặt với hai thách thức lớn: Thứ nhất là chi phí xây dựng ban đầu cao. Thứ hai, nếu nguồn cung cấp điện cho xe điện kết nối với lưới điện gặp sự cố, nó có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của lưới điện.
Triển vọng công nghệ rất lạc quan và có tiềm năng lớn trong dài hạn.
Việc ứng dụng công nghệ V2G có ý nghĩa gì đối với người sở hữu ô tô? Các nghiên cứu liên quan cho thấy hiệu suất năng lượng của xe điện nhỏ là khoảng 6km/kWh (nghĩa là một kilowatt giờ điện có thể chạy được 6 km). Dung lượng pin của các phương tiện điện nhỏ thường là 60-80kWh (60-80 kilowatt giờ điện), và một chiếc ô tô điện có thể sạc được khoảng 80 kilowatt giờ điện. Tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng của xe cũng bao gồm điều hòa không khí, v.v. So với trạng thái lý tưởng, quãng đường di chuyển sẽ bị giảm.
Người phụ trách công ty trạm sạc nói trên tỏ ra lạc quan về công nghệ V2G. Ông chỉ ra rằng một chiếc xe năng lượng mới có thể lưu trữ 80 kilowatt-giờ điện khi được sạc đầy và có thể cung cấp 50 kilowatt-giờ điện cho lưới điện mỗi lần. Tính toán dựa trên giá điện sạc mà các nhà nghiên cứu quan sát được tại bãi đậu xe ngầm của một trung tâm thương mại trên đường Vành đai 4 phía Đông Bắc Kinh, giá sạc trong giờ thấp điểm là 1,1 nhân dân tệ/kWh (giá sạc thấp hơn ở vùng ngoại ô), và giá sạc trong giờ cao điểm là 2,1 nhân dân tệ/kWh. Giả sử chủ xe sạc trong giờ thấp điểm mỗi ngày và cung cấp điện cho lưới điện trong giờ cao điểm, dựa trên giá hiện tại, chủ xe có thể kiếm được lợi nhuận ít nhất 50 nhân dân tệ mỗi ngày. “Với khả năng điều chỉnh giá từ lưới điện, chẳng hạn như áp dụng giá thị trường trong giờ cao điểm, doanh thu từ việc xe cung cấp điện cho các trạm sạc có thể tăng hơn nữa.”
Người phụ trách nhà máy điện nói trên chỉ ra rằng, thông qua công nghệ V2G, chi phí hao hụt pin phải được tính đến khi xe điện truyền tải điện năng vào lưới điện. Các báo cáo liên quan cho thấy chi phí của một viên pin 60kWh vào khoảng 7.680 đô la Mỹ (tương đương khoảng 55.000 nhân dân tệ).
Đối với các công ty trạm sạc, khi số lượng xe năng lượng mới tiếp tục tăng, nhu cầu thị trường về công nghệ V2G cũng sẽ tăng theo. Khi xe điện truyền tải điện năng vào lưới điện thông qua các trạm sạc, các công ty này có thể thu một khoản “phí dịch vụ nền tảng” nhất định. Ngoài ra, tại nhiều thành phố ở Trung Quốc, các công ty đầu tư và vận hành các trạm sạc, và chính phủ sẽ cung cấp các khoản trợ cấp tương ứng.
Các thành phố trong nước đang dần thúc đẩy ứng dụng V2G. Vào tháng 7 năm 2023, trạm sạc V2G thí điểm đầu tiên của thành phố Chu Sơn đã chính thức được đưa vào sử dụng, và đơn đặt hàng giao dịch trong công viên đầu tiên tại tỉnh Chiết Giang đã được hoàn tất thành công. Vào ngày 9 tháng 1 năm 2024, NIO thông báo rằng lô 10 trạm sạc V2G đầu tiên của hãng tại Thượng Hải đã chính thức được đưa vào hoạt động.
Ông Cui Dongshu, tổng thư ký Hiệp hội Thông tin Thị trường Xe khách Quốc gia, tỏ ra lạc quan về tiềm năng của công nghệ V2G. Ông cho biết với sự tiến bộ của công nghệ pin, tuổi thọ chu kỳ của pin có thể tăng lên 3.000 lần hoặc hơn, tương đương với khoảng 10 năm sử dụng. Điều này cực kỳ quan trọng đối với các trường hợp ứng dụng mà xe điện thường xuyên được sạc và xả.
Các nhà nghiên cứu nước ngoài cũng đã đưa ra những phát hiện tương tự. Khu vực ACT của Úc gần đây đã hoàn thành dự án nghiên cứu công nghệ V2G kéo dài hai năm có tên gọi “Hiện thực hóa dịch vụ xe điện kết nối lưới điện (REVS)”. Dự án cho thấy rằng với sự phát triển quy mô lớn của công nghệ, chi phí sạc V2G dự kiến sẽ giảm đáng kể. Điều này có nghĩa là về lâu dài, khi chi phí xây dựng trạm sạc giảm, giá xe điện cũng sẽ giảm, từ đó giảm chi phí sử dụng dài hạn. Những phát hiện này cũng có thể đặc biệt có lợi cho việc cân bằng lượng điện năng tái tạo đưa vào lưới điện trong giờ cao điểm.
Việc này cần sự hợp tác của lưới điện và một giải pháp hướng đến thị trường.
Về mặt kỹ thuật, quá trình xe điện cung cấp điện trở lại lưới điện sẽ làm tăng độ phức tạp của toàn bộ hoạt động.
Ông Xi Guofu, Giám đốc Vụ Phát triển Công nghiệp thuộc Tập đoàn Lưới điện Quốc gia Trung Quốc, từng nói rằng việc sạc xe điện mới liên quan đến “tải trọng cao và công suất thấp”. Hầu hết chủ sở hữu xe điện mới thường sạc xe trong khoảng thời gian từ 19:00 đến 23:00, trùng với giờ cao điểm tiêu thụ điện dân dụng, có thể lên tới 85%, điều này làm tăng cường tải điện giờ cao điểm và gây áp lực lớn hơn lên mạng lưới phân phối.
Từ góc độ thực tiễn, khi xe điện cung cấp điện năng trở lại lưới điện, cần có máy biến áp để điều chỉnh điện áp nhằm đảm bảo tương thích với lưới điện. Điều này có nghĩa là quá trình xả điện của xe điện cần phải phù hợp với công nghệ máy biến áp của lưới điện. Cụ thể, việc truyền tải điện năng từ trạm sạc đến xe điện liên quan đến việc truyền tải điện năng từ điện áp cao xuống điện áp thấp, trong khi việc truyền tải điện năng từ xe điện đến trạm sạc (và do đó đến lưới điện) yêu cầu tăng điện áp từ điện áp thấp lên điện áp cao hơn. Về mặt công nghệ, nó phức tạp hơn, liên quan đến việc chuyển đổi điện áp và đảm bảo sự ổn định của điện năng cũng như tuân thủ các tiêu chuẩn của lưới điện.
Người phụ trách nhà máy điện nói trên chỉ ra rằng lưới điện cần thực hiện quản lý năng lượng chính xác cho quá trình sạc và xả của nhiều xe điện, đây không chỉ là một thách thức kỹ thuật mà còn liên quan đến việc điều chỉnh chiến lược vận hành lưới điện.
Ông nói: “Ví dụ, ở một số nơi, dây dẫn lưới điện hiện có không đủ dày để chịu được trọng tải của một số lượng lớn các trạm sạc. Điều này tương đương với hệ thống đường ống nước. Đường ống chính không thể cung cấp đủ nước cho tất cả các đường ống nhánh và cần phải được đấu nối lại. Điều này đòi hỏi rất nhiều công việc đấu nối lại. Chi phí xây dựng cao.” Ngay cả khi các trạm sạc được lắp đặt ở đâu đó, chúng có thể không hoạt động đúng cách do các vấn đề về khả năng chịu tải của lưới điện.
Cần đẩy mạnh công tác điều chỉnh tương ứng. Ví dụ, công suất của các trạm sạc chậm thường là 7 kilowatt (7KW), trong khi tổng công suất của các thiết bị điện gia dụng trong một hộ gia đình trung bình là khoảng 3 kilowatt (3KW). Nếu kết nối một hoặc hai trạm sạc, tải có thể được đáp ứng tối đa, và ngay cả khi sử dụng điện vào giờ thấp điểm, lưới điện vẫn có thể ổn định hơn. Tuy nhiên, nếu kết nối một số lượng lớn trạm sạc và sử dụng điện vào giờ cao điểm, khả năng chịu tải của lưới điện có thể bị vượt quá.
Người phụ trách nhà máy điện nói trên cho biết, trong bối cảnh năng lượng phân tán, việc thị trường hóa điện năng có thể được xem xét để giải quyết vấn đề thúc đẩy việc sạc và xả điện cho xe điện vào lưới điện trong tương lai. Hiện nay, điện năng được các công ty sản xuất điện bán cho các công ty lưới điện, sau đó các công ty này phân phối đến người dùng và doanh nghiệp. Chu trình lưu thông nhiều cấp làm tăng chi phí cung cấp điện tổng thể. Nếu người dùng và doanh nghiệp có thể mua điện trực tiếp từ các công ty sản xuất điện, điều này sẽ đơn giản hóa chuỗi cung ứng điện. “Mua trực tiếp có thể giảm bớt các khâu trung gian, từ đó giảm chi phí vận hành điện. Điều này cũng có thể thúc đẩy các công ty trạm sạc tham gia tích cực hơn vào việc cung cấp và điều tiết điện lưới, điều này có ý nghĩa rất lớn đối với hoạt động hiệu quả của thị trường điện và việc thúc đẩy công nghệ kết nối xe điện với lưới điện.”
Qin Jianze, giám đốc Trung tâm Dịch vụ Năng lượng (Trung tâm Điều khiển Tải) của Công ty TNHH Công nghệ Internet Thông minh cho Xe cộ thuộc Tập đoàn Lưới điện Quốc gia, đề xuất rằng bằng cách tận dụng các chức năng và lợi thế của nền tảng Internet cho Xe cộ, các điểm sạc điện tài sản xã hội có thể được kết nối với nền tảng Internet cho Xe cộ để đơn giản hóa hoạt động của các nhà điều hành xã hội. Điều này giúp giảm chi phí đầu tư, đạt được sự hợp tác cùng có lợi với nền tảng Internet cho Xe cộ và xây dựng một hệ sinh thái ngành bền vững.
Susie
Công ty TNHH Khoa học và Công nghệ Xanh Tứ Xuyên
0086 19302815938
Thời gian đăng bài: 10/02/2024
