مع النمو السريع لسوق مركبات الطاقة الجديدة في الصين، ازدادت أهمية تطبيق تقنية "من المركبة إلى الشبكة" (V2G) في بناء استراتيجيات الطاقة الوطنية والشبكات الذكية. تُحوّل هذه التقنية المركبات الكهربائية إلى وحدات تخزين طاقة متنقلة، وتستخدم أكوام شحن ثنائية الاتجاه لنقل الطاقة من المركبة إلى الشبكة. بفضل هذه التقنية، تستطيع المركبات الكهربائية توفير الطاقة للشبكة خلال فترات الحمل المرتفع، وشحنها خلال فترات الحمل المنخفض، مما يُساعد على موازنة الحمل على الشبكة.
في 4 يناير 2024، أصدرت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح والإدارات الأخرى أول وثيقة للسياسة المحلية تستهدف على وجه التحديد تقنية V2G - "آراء التنفيذ بشأن تعزيز تكامل وتفاعل مركبات الطاقة الجديدة وشبكات الطاقة". واستنادًا إلى "الآراء التوجيهية السابقة بشأن مواصلة بناء نظام البنية التحتية للشحن عالي الجودة" الصادرة عن المكتب العام لمجلس الدولة، فإن آراء التنفيذ لم توضح تعريف تقنية تفاعل شبكة المركبات فحسب، بل طرحت أيضًا أهدافًا واستراتيجيات محددة، وخططت لاستخدامها في دلتا نهر اليانغتسي ودلتا نهر اللؤلؤ وبكين-تيانجين-خبي-شاندونغ وسيتشوان وتشونغتشينغ وغيرها من المناطق ذات الظروف الناضجة لإنشاء مشاريع توضيحية.
تشير المعلومات السابقة إلى وجود حوالي ألف منصة شحن مزودة بتقنية V2G في البلاد، ويبلغ عددها حاليًا 3.98 مليون منصة، أي ما يعادل 0.025% فقط من إجمالي منصات الشحن الحالية. علاوة على ذلك، تتمتع تقنية V2G لتفاعل المركبات مع الشبكات بنضج نسبي، كما أن تطبيقها وأبحاثها أمر شائع على المستوى الدولي. ونتيجة لذلك، هناك مجال واسع لتحسين انتشار تقنية V2G في المدن.
بصفتها مدينة رائدة وطنيًا في مجال خفض انبعاثات الكربون، تُشجع بكين على استخدام الطاقة المتجددة. وقد مهدت مركبات الطاقة الجديدة الضخمة والبنية التحتية للشحن في المدينة الطريق لتطبيق تقنية V2G. وبحلول نهاية عام 2022، أنشأت المدينة أكثر من 280 ألف منصة شحن و292 محطة لتبديل البطاريات.
ومع ذلك، خلال عملية الترويج والتنفيذ، تواجه تقنية V2G أيضًا سلسلة من التحديات، تتعلق أساسًا بجدوى التشغيل الفعلي وبناء البنية التحتية اللازمة. وبأخذ بكين كعينة، أجرى باحثون من معهد أبحاث الورق مؤخرًا دراسة استقصائية حول الصناعات المرتبطة بالطاقة والكهرباء وأعمدة الشحن في المناطق الحضرية.
تتطلب أكوام الشحن ثنائية الاتجاه تكاليف استثمارية أولية عالية
اكتشف الباحثون أنه إذا تم تعميم تقنية V2G في البيئات الحضرية، فقد تُخفف بشكل فعال من مشكلة "صعوبة العثور على أكوام الشحن" الحالية في المدن. لا تزال الصين في المراحل الأولى من تطبيق تقنية V2G. وكما أشار المسؤول عن محطة توليد الطاقة، تُشبه هذه التقنية نظريًا السماح للهواتف المحمولة بشحن بنوك الطاقة، لكن تطبيقها الفعلي يتطلب إدارة بطارية أكثر تطورًا وتفاعلًا مع الشبكة.
أجرى باحثون دراسةً على شركات أعمدة الشحن في بكين، ووجدوا أن معظم أعمدة الشحن في بكين حاليًا أحادية الاتجاه، أي أنها قادرة على شحن المركبات فقط. ولتشجيع أعمدة الشحن ثنائية الاتجاه المزودة بخاصية V2G، نواجه حاليًا عدة تحديات عملية:
أولاً، تواجه المدن الكبرى، مثل بكين، نقصاً في الأراضي. فبناء محطات شحن مزودة بخاصية V2G، سواءً باستئجار أو شراء الأراضي، يتطلب استثماراً طويل الأجل وتكاليف باهظة. علاوة على ذلك، يصعب إيجاد أراضٍ إضافية متاحة.
ثانيًا، سيستغرق تحويل أعمدة الشحن الحالية وقتًا. تُعدّ تكلفة الاستثمار في بناء أعمدة الشحن مرتفعة نسبيًا، بما في ذلك تكلفة المعدات واستئجار المساحات والأسلاك اللازمة للتوصيل بشبكة الكهرباء. وعادةً ما يستغرق استرداد هذه الاستثمارات ما لا يقل عن سنتين إلى ثلاث سنوات. إذا اعتمد التحديث على أعمدة الشحن الحالية، فقد تفتقر الشركات إلى الحوافز الكافية قبل استرداد التكاليف.
ذكرت تقارير إعلامية سابقًا أن تعميم تقنية V2G في المدن سيواجه حاليًا تحديين رئيسيين: أولهما ارتفاع تكلفة الإنشاء الأولية. ثانيهما، تعطل إمدادات الطاقة للمركبات الكهربائية، مما قد يؤثر على استقرار الشبكة.
إن التوقعات المتعلقة بالتكنولوجيا متفائلة ولديها إمكانات كبيرة على المدى الطويل.
ماذا يعني تطبيق تقنية V2G لأصحاب السيارات؟ تُظهر الدراسات ذات الصلة أن كفاءة الطاقة في الترام الصغير تبلغ حوالي 6 كيلومترات/كيلوواط/ساعة (أي أن كيلوواط/ساعة واحد من الكهرباء يكفي لقطع مسافة 6 كيلومترات). تتراوح سعة بطارية المركبات الكهربائية الصغيرة عادةً بين 60 و80 كيلوواط/ساعة (60-80 كيلوواط/ساعة من الكهرباء)، ويمكن للسيارة الكهربائية شحن حوالي 80 كيلوواط/ساعة من الكهرباء. ومع ذلك، يشمل استهلاك طاقة المركبة أيضًا تكييف الهواء، وما إلى ذلك. مقارنةً بالحالة المثالية، ستقل مسافة القيادة.
الشخص المسؤول عن شركة أكوام الشحن المذكورة متفائل بشأن تقنية V2G. وأشار إلى أن مركبة الطاقة الجديدة يمكنها تخزين 80 كيلوواط/ساعة من الكهرباء عند شحنها بالكامل ويمكنها توصيل 50 كيلوواط/ساعة من الكهرباء إلى الشبكة في كل مرة. بناءً على أسعار شحن الكهرباء التي شاهدها الباحثون في موقف السيارات تحت الأرض لمركز تسوق في الطريق الدائري الرابع الشرقي ببكين، فإن سعر الشحن خارج ساعات الذروة هو 1.1 يوان/كيلوواط/ساعة (أسعار الشحن أقل في الضواحي)، وسعر الشحن خلال ساعات الذروة هو 2.1 يوان/كيلوواط/ساعة. بافتراض أن مالك السيارة يشحن خارج ساعات الذروة كل يوم ويوصل الطاقة إلى الشبكة خلال ساعات الذروة، بناءً على الأسعار الحالية، يمكن لمالك السيارة تحقيق ربح لا يقل عن 50 يوانًا يوميًا. "مع تعديلات الأسعار المحتملة من شبكة الكهرباء، مثل تطبيق تسعير السوق خلال ساعات الذروة، قد تزداد إيرادات المركبات التي تنقل الطاقة إلى أكوام الشحن بشكل أكبر."
أشار المسؤول عن محطة الطاقة المذكورة إلى أنه من خلال تقنية V2G، يجب مراعاة تكاليف فقدان البطارية عند توصيل السيارات الكهربائية بالطاقة إلى الشبكة. وتشير التقارير ذات الصلة إلى أن تكلفة بطارية 60 كيلوواط/ساعة تبلغ حوالي 7,680 دولارًا أمريكيًا (ما يعادل حوالي 55,000 يوان صيني).
بالنسبة لشركات أكوام الشحن، ومع استمرار تزايد عدد مركبات الطاقة الجديدة، سيزداد الطلب على تقنية V2G في السوق. عندما تنقل المركبات الكهربائية الطاقة إلى الشبكة عبر أكوام الشحن، يمكن لشركات أكوام الشحن فرض "رسوم خدمة منصة" محددة. بالإضافة إلى ذلك، تستثمر الشركات في العديد من المدن الصينية في أكوام الشحن وتُشغّلها، وستُقدّم الحكومة دعمًا مُقابلًا.
تُروّج المدن المحلية لتطبيقات V2G تدريجيًا. في يوليو 2023، شُغّلت رسميًا أول محطة شحن تجريبية بتقنية V2G في مدينة تشوشان، وأُنجزت بنجاح أول معاملة داخل الحديقة في مقاطعة تشجيانغ. في 9 يناير 2024، أعلنت شركة NIO عن تشغيل أول دفعة من 10 محطات شحن V2G في شنغهاي رسميًا.
أعرب كوي دونغشو، الأمين العام للرابطة الوطنية لمعلومات سوق سيارات الركاب، عن تفاؤله بإمكانيات تقنية V2G. وأبلغ الباحثين أنه مع تطور تقنية بطاريات الطاقة، قد يزيد عمر دورة البطارية إلى 3000 مرة أو أكثر، أي ما يعادل حوالي 10 سنوات من الاستخدام. وهذا أمر بالغ الأهمية في سيناريوهات التطبيقات التي تُشحن فيها المركبات الكهربائية وتُفرّغ شحنها بشكل متكرر.
توصل باحثون أجانب إلى نتائج مماثلة. فقد أكملت مقاطعة العاصمة الأسترالية (ACT) مؤخرًا مشروعًا بحثيًا مدته عامان حول تقنية V2G بعنوان "تحقيق خدمات توصيل المركبات الكهربائية إلى الشبكة (REVS)". ويُظهر المشروع أنه مع التطور الواسع للتكنولوجيا، من المتوقع أن تنخفض تكاليف شحن V2G بشكل ملحوظ. هذا يعني أنه على المدى الطويل، ومع انخفاض تكلفة مرافق الشحن، سينخفض سعر المركبات الكهربائية أيضًا، مما يُقلل من تكاليف الاستخدام على المدى الطويل. ويمكن أن تكون هذه النتائج مفيدة بشكل خاص في موازنة مدخلات الطاقة المتجددة في الشبكة خلال فترات ذروة الطاقة.
ويحتاج الأمر إلى تعاون شبكة الطاقة والحل الموجه نحو السوق.
وعلى المستوى التقني، فإن عملية تغذية المركبات الكهربائية لشبكة الطاقة من شأنها أن تزيد من تعقيد العملية الإجمالية.
قال شي غوفو، مدير إدارة التنمية الصناعية في شركة شبكة الكهرباء الحكومية الصينية، إن شحن مركبات الطاقة الجديدة يتطلب "حملاً عالياً وطاقة منخفضة". اعتاد معظم مالكي مركبات الطاقة الجديدة على الشحن بين الساعة 7 مساءً و11 مساءً، وهي الفترة التي تتزامن مع ذروة حمل الكهرباء المنزلي. تصل نسبة الشحن إلى 85%، مما يزيد من ذروة حمل الطاقة ويؤثر سلباً على شبكة التوزيع.
من الناحية العملية، عند تغذية المركبات الكهربائية بالطاقة الكهربائية إلى الشبكة، يلزم وجود محول لضبط الجهد لضمان توافقه مع الشبكة. هذا يعني أن عملية تفريغ المركبات الكهربائية يجب أن تتوافق مع تقنية المحولات المستخدمة في شبكة الكهرباء. على وجه التحديد، يتضمن نقل الطاقة من منصة الشحن إلى الترام نقل الطاقة الكهربائية من جهد أعلى إلى جهد أقل، بينما يتطلب نقل الطاقة من الترام إلى منصة الشحن (وبالتالي إلى الشبكة) زيادة الجهد من جهد أقل إلى جهد أعلى. أما من الناحية التقنية، فالأمر أكثر تعقيدًا، إذ يتضمن تحويل الجهد وضمان استقرار الطاقة الكهربائية والامتثال لمعايير الشبكة.
وأشار المسؤول عن محطة الطاقة المذكورة إلى أن شبكة الطاقة تحتاج إلى إجراء إدارة دقيقة للطاقة لعمليات الشحن والتفريغ للعديد من المركبات الكهربائية، وهو ما لا يشكل تحديًا تقنيًا فحسب، بل يتضمن أيضًا تعديل استراتيجية تشغيل الشبكة.
قال: "على سبيل المثال، في بعض الأماكن، لا تكفي أسلاك شبكة الكهرباء الحالية لتحمل عدد كبير من أعمدة الشحن. وهذا يُعادل شبكة أنابيب المياه. لا يوفّر الأنبوب الرئيسي كمية كافية من المياه لجميع الأنابيب الفرعية، ويحتاج إلى إعادة توصيل الأسلاك. وهذا يتطلب إعادة توصيل الأسلاك بشكل متكرر، مما يُؤدي إلى تكاليف بناء باهظة". حتى في حال تركيب أعمدة الشحن في مكان ما، فقد لا تعمل بشكل صحيح بسبب مشاكل في سعة الشبكة.
يجب تطوير أعمال التكيف اللازمة. على سبيل المثال، تبلغ طاقة أعمدة الشحن البطيء عادةً 7 كيلوواط (7 كيلوواط)، بينما تبلغ الطاقة الإجمالية للأجهزة المنزلية في المنزل العادي حوالي 3 كيلوواط (3 كيلوواط). عند توصيل عمود شحن واحد أو اثنين، يمكن تحميل الحمل بالكامل، وحتى مع استخدام الطاقة خارج أوقات الذروة، يمكن زيادة استقرار شبكة الكهرباء. ومع ذلك، في حال توصيل عدد كبير من أعمدة الشحن واستخدام الطاقة في أوقات الذروة، فقد تتجاوز سعة الشبكة.
صرح المسؤول عن محطة الطاقة المذكورة آنفًا بأنه في ظل الطاقة الموزعة، يمكن دراسة تسويق الكهرباء لحل مشكلة تعزيز شحن وتفريغ المركبات العاملة بالطاقة الجديدة على شبكة الكهرباء مستقبلًا. حاليًا، تبيع شركات توليد الطاقة الطاقة الكهربائية لشركات شبكات الكهرباء، التي توزعها بدورها على المستخدمين والشركات. يزيد التوزيع متعدد المستويات من التكلفة الإجمالية لإمدادات الطاقة. إذا تمكن المستخدمون والشركات من شراء الكهرباء مباشرةً من شركات توليد الطاقة، فسيؤدي ذلك إلى تبسيط سلسلة إمداد الطاقة. "يمكن للشراء المباشر أن يقلل من الروابط الوسيطة، مما يقلل من تكلفة تشغيل الكهرباء. كما قد يشجع شركات أكوام الشحن على المشاركة بشكل أكثر فاعلية في إمداد الطاقة وتنظيم شبكة الكهرباء، وهو أمر ذو أهمية كبيرة للتشغيل الفعال لسوق الطاقة وتعزيز تقنية ربط المركبات بالشبكة."
اقترح تشين جيانزي، مدير مركز خدمات الطاقة (مركز التحكم في الأحمال) التابع لشركة شبكة الكهرباء الوطنية لتكنولوجيا إنترنت المركبات الذكية المحدودة، الاستفادة من وظائف ومزايا منصة إنترنت المركبات، وربط أكوام شحن الأصول الاجتماعية بمنصة إنترنت المركبات، مما يُبسط عمليات مشغلي الخدمات الاجتماعية. وسيؤدي ذلك إلى بناء عتبة استهلاك الطاقة، وخفض تكاليف الاستثمار، وتحقيق تعاون مربح للجانبين باستخدام منصة إنترنت المركبات، وبناء منظومة صناعية مستدامة.
سوزي
شركة سيتشوان للعلوم والتكنولوجيا الخضراء المحدودة
0086 19302815938
وقت النشر: ١٠ فبراير ٢٠٢٤
