Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường xe năng lượng mới của Trung Quốc, việc ứng dụng công nghệ Xe-đến-Lưới (V2G) ngày càng trở nên quan trọng đối với việc xây dựng các 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 cọc sạc hai chiều để thực hiện 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 và sạc trong thời gian tải thấp, giúp cân bằng tải trên lưới điện.
Vào ngày 4 tháng 1 năm 2024, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia và các ban ngành 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 của 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" trước đó do Văn phòng Tổng hợp Quốc vụ viện ban hành, các ý kiến thực hiện không chỉ làm rõ định nghĩa về công nghệ tương tác giữa xe và mạng mà còn đưa ra các mục tiêu và chiến lược cụ thể và có kế hoạch sử dụng chúng ở Đồng bằng sông Dương Tử, Đồng bằng sông Châu Giang, Bắc Kinh-Thiên Tân-Hà Bắc-Sơn Đông, Tứ Xuyên và Trùng Khánh và các khu vực khác có điều kiện chín muồi để thiết lập các dự án trình diễn.
Thông tin trước đây cho thấy cả nước chỉ có khoảng 1.000 cọc sạc có chức năng V2G, hiện cả nước có 3,98 triệu cọc sạc, chỉ chiếm 0,025% tổng số cọc sạc hiện có. Ngoài ra, công nghệ V2G cho tương tác giữa xe và mạng cũng tương đối trưởng thành, việc ứng dụng và nghiên cứu công nghệ này không phải là hiếm trên thế giới. Do đó, còn rất nhiều chỗ để cải thiện mức độ phổ biến của công nghệ V2G tại các thành phố.
Là một thành phố thí điểm carbon thấp quốc gia, Bắc Kinh đang thúc đẩy việc sử dụng năng lượng tái tạo. Các phương tiện năng lượng mới khổng lồ và cơ sở hạ tầng sạc của thành phố đã đặt nền tảng cho việc ứng dụng công nghệ V2G. Đến cuối năm 2022, thành phố đã xây dựng hơn 280.000 trạm sạc và 292 trạm hoán đổi pin.
Tuy nhiên, trong quá trình thúc đẩy 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 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 khảo sát các ngành công nghiệp liên quan đến năng lượng đô thị, điện và trạm sạc.
Cọc sạc hai chiều đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao
Các nhà nghiên cứu đã biết rằng nếu công nghệ V2G được phổ biến trong môi trường đô thị, nó có thể làm giảm hiệu quả vấn đề hiện tại về “cọc sạc khó tìm” ở các thành phố. Trung Quốc vẫn đang trong giai đoạn đầu áp dụng công nghệ V2G. Như người phụ trách một nhà máy điện đã chỉ ra, về mặt 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 điều tra các công ty cọc sạc ở Bắc Kinh và biết rằng hiện tại, hầu hết các cọc sạc ở Bắc Kinh đều là cọc sạc một chiều chỉ có thể sạc xe. Để thúc đẩy cọc sạc hai chiều có chức năng V2G, hiện chúng tôi đang phải đối mặt với một số thách thức thực tế:
Đầu tiên, các thành phố hạng nhất như Bắc Kinh đang phải đối mặt với tình trạng thiếu đất. Việc xây dựng các trạm sạc có chức năng V2G, dù là thuê hay mua đất, đều có nghĩa là đầu tư dài hạn và chi phí cao. Hơn nữa, rất khó để tìm thêm đất.
Thứ hai, sẽ mất thời gian để chuyển đổi các cọc sạc hiện có. Chi phí đầu tư xây dựng các cọc sạc tương đối cao, bao gồm chi phí thiết bị, không gian thuê 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 cải tạo dựa trên các cọc sạc hiện có, các công ty có thể không có đủ động lực trước khi thu hồi được chi phí.
Trước đó, các phương tiện truyền thông đưa tin rằng 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 điện của xe điện được kết nối với lưới điện không theo thứ tự, có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của lưới điện.
Triển vọng công nghệ rất lạc quan và có tiềm năng lớn trong dài hạn.
Ứng dụng công nghệ V2G có ý nghĩa gì đối với chủ xe? Các nghiên cứu có liên quan cho thấy hiệu suất năng lượng của xe điện nhỏ là khoảng 6km/kWh (tức là một kilowatt giờ điện có thể chạy được 6km). Dung lượng pin của xe điện nhỏ thường là 60-80kWh (60-80 kilowatt-giờ điện), và một chiếc xe điện có thể sạc khoảng 80 kilowatt-giờ điện. Tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng của xe cũng bao gồm cả điều hòa không khí, v.v. So với trạng thái lý tưởng, quãng đường lái xe 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 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 thấy tại bãi đậu xe ngầm của một trung tâm mua sắm ở Đường vành đai 4 phía Đông, Bắc Kinh, giá sạc vào giờ thấp điểm là 1,1 nhân dân tệ/kWh (giá sạc thấp hơn ở vùng ngoại ô) và giá sạc vào giờ cao điểm là 2,1 nhân dân tệ/kWh. Giả sử rằng chủ xe sạc vào giờ thấp điểm hàng ngày và cung cấp điện cho lưới điện vào 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 việc thực hiện giá thị trường vào giờ cao điểm, doanh thu từ các phương tiện cung cấp điện cho trạm sạc có thể tăng thêm nữa”.
Người phụ trách nhà máy điện nói trên chỉ ra rằng thông qua công nghệ V2G, chi phí mất pin phải được xem xét khi xe điện truyền điện vào lưới điện. Các báo cáo có liên quan chỉ ra rằng chi phí của một cục pin 60kWh là 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 đối với công nghệ V2G cũng sẽ tăng lên. Khi xe điện truyền điện đến lưới điện thông qua trạm sạc, các công ty trạm sạc có thể tính 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 trạm sạc, và chính phủ sẽ cung cấp các khoản trợ cấp tương ứng.
Các thành phố trong nước đang dần thúc đẩy các ứng dụng V2G. Vào tháng 7 năm 2023, trạm trình diễn sạc V2G đầu tiên của thành phố Chu Sơn đã chính thức được đưa vào sử dụng và lệnh giao dịch trong công viên đầu tiên tại tỉnh Chiết Giang đã hoàn thành thành công. Vào ngày 9 tháng 1 năm 2024, NIO đã công bố rằng lô 10 trạm sạc V2G đầu tiên của họ tại Thượng Hải đã chính thức được đưa vào hoạt động.
Cui Dongshu, Tổng thư ký Hiệp hội thông tin thị trường xe khách quốc gia, lạc quan về tiềm năng của công nghệ V2G. Ông nói với các nhà nghiên cứu rằng với sự tiến bộ của công nghệ pin điện, tuổi thọ chu kỳ của pin có thể tăng lên đến 3.000 lần hoặc cao hơn, tương đương với khoảng 10 năm sử dụng. Điều này cực kỳ quan trọng đối với các tình huống ứng dụng mà xe điện thường xuyên được sạc và xả.
Các nhà nghiên cứu nước ngoài đã đưa ra những phát hiện tương tự. ACT của Úc gần đây đã hoàn thành một dự án nghiên cứu công nghệ V2G kéo dài hai năm có tên là “Thực hiện dịch vụ lưới điện từ xe điện (REVS)”. Dự án cho thấy với sự phát triển công nghệ trên diện rộng, chi phí sạc V2G dự kiến sẽ giảm đáng kể. Điều này có nghĩa là về lâu dài, khi chi phí cho các cơ sở sạc giảm, giá xe điện cũng sẽ giảm, do đó giảm chi phí sử dụng lâu dài. Những phát hiện này cũng có thể đặc biệt có lợi cho việc cân bằng lượng năng lượng tái tạo đầu vào lưới điện trong các giai đoạn công suất cao điểm.
Cần có sự hợp tác của lưới điện và giải pháp theo định hướng thị trường.
Ở cấp độ kỹ thuật, quá trình xe điện phản hồi năng lượng trở lại lưới điện sẽ làm tăng tính phức tạp của toàn bộ hoạt động.
Xi Guofu, giám đốc Phòng Phát triển Công nghiệp của Tổng công ty Lưới điện Nhà nước Trung Quốc, từng nói rằng việc sạc xe năng lượng mới liên quan đến “tải cao và công suất thấp”. Hầu hết chủ sở hữu xe năng lượng mới đều quen với việc sạc từ 19:00 đến 23:00, trùng với thời gian cao điểm của tải điện dân dụng. Có thể lên tới 85%, điều này làm tăng tải công suất đỉnh và mang lại tác động lớn hơn cho mạng lưới phân phối.
Theo góc độ thực tế, khi xe điện phản hồi năng lượng điện về lưới điện, cần có máy biến áp để điều chỉnh điện áp nhằm đảm bảo khả năng 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 từ cọc sạc đến xe điện liên quan đến việc truyền tải năng lượng điện từ điện áp cao hơn đến điện áp thấp hơn, trong khi việc truyền tải điện từ xe điện đến cọc sạc (và do đó đến lưới điện) đòi hỏi phải tăng từ điện áp thấp hơn đến điện áp cao hơn. Trong công nghệ, nó phức tạp hơn, liên quan đến việc chuyển đổi điện áp và đảm bảo tính ổn định của năng lượng điện và tuân thủ các tiêu chuẩn lưới điện.
Người phụ trách nhà máy điện nói trên chỉ ra rằng lưới điện cần phải thực hiện quản lý năng lượng chính xác cho quá trình sạc và xả của nhiều loại xe điện, đây không chỉ là thách thức về mặt kỹ thuật mà còn liên quan đến việc điều chỉnh chiến lược vận hành lưới điện.
Ông cho biết: “Ví dụ, ở một số nơi, dây lưới điện hiện tại không đủ dày để hỗ trợ một số lượng lớn cọc 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 đi lại dây. Điều này đòi hỏi phải đi lại rất nhiều dây. Chi phí xây dựng cao.” Ngay cả khi cọc sạc được lắp đặt ở đâu đó, chúng có thể không hoạt động bình thường do các vấn đề về công suất lưới điện.
Công tác thích ứng tương ứng cần được đẩy mạnh. Ví dụ, công suất của các cọc sạc chậm thường là 7 kilowatt (7KW), trong khi tổng công suất của các thiết bị gia dụng trong một hộ gia đình trung bình là khoảng 3 kilowatt (3KW). Nếu một hoặc hai cọc sạc được kết nối, tải có thể được tải đầy đủ và ngay cả khi điện được sử dụng vào giờ thấp điểm, lưới điện vẫn có thể ổn định hơn. Tuy nhiên, nếu một số lượng lớn các cọc sạc được kết nối và điện được sử dụng vào giờ cao điểm, khả năng 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, có thể khai thác thị trường điện để giải quyết vấn đề thúc đẩy việc sạc và xả xe năng lượng mới vào lưới điện trong tương lai. Hiện tại, điện năng được các công ty phát điện bán cho các công ty lưới điện, sau đó phân phối cho người dùng và doanh nghiệp. Lưu thông nhiều cấp làm tăng tổng chi phí cung cấp điện. Nếu người dùng và doanh nghiệp có thể mua điện trực tiếp từ các công ty phát điện, sẽ đơn giản hóa chuỗi cung ứng điện. “Mua trực tiếp có thể giảm các liên kết trung gian, do đó giảm chi phí vận hành điện. Nó cũng có thể thúc đẩy các công ty cọc sạc tham gia tích cực hơn vào việc cung cấp điện và điều tiết lưới điện, có ý nghĩa to lớn đối với hoạt động hiệu quả của thị trường điện và thúc đẩy công nghệ kết nối xe-lưới điện. "
Qin Jianze, giám đốc Trung tâm dịch vụ năng lượng (Trung tâm kiểm soát tải) của Công ty TNHH công nghệ Internet xe thông minh của lưới điện nhà nước, đề xuất rằng bằng cách tận dụng các chức năng và lợi thế của nền tảng Internet xe, các cọc sạc tài sản xã hội có thể được kết nối với nền tảng Internet xe để đơn giản hóa hoạt động của các nhà khai thác xã hội. Xây dựng ngưỡng, giảm chi phí đầu tư, đạt được sự hợp tác cùng có lợi với nền tảng Internet xe và xây dựng hệ sinh thái ngành bền vững.
Susie
Công ty TNHH Khoa học và Công nghệ Xanh Tứ Xuyên
0086 19302815938
Thời gian đăng: 10-02-2024
