مع النمو السريع لسوق مركبات الطاقة الجديدة في الصين، أصبح تطبيق تكنولوجيا المركبات إلى الشبكة (V2G) ذا أهمية متزايدة لبناء استراتيجيات الطاقة الوطنية والشبكات الذكية. تعمل تقنية V2G على تحويل المركبات الكهربائية إلى وحدات تخزين طاقة متنقلة وتستخدم أكوام شحن ثنائية الاتجاه لتحقيق نقل الطاقة من السيارة إلى الشبكة. ومن خلال هذه التقنية، يمكن للسيارات الكهربائية توفير الطاقة للشبكة خلال فترات التحميل العالي والشحن خلال فترات التحميل المنخفض، مما يساعد على موازنة الحمل على الشبكة.
في 4 يناير 2024، أصدرت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح والإدارات الأخرى أول وثيقة سياسة محلية تستهدف على وجه التحديد تكنولوجيا V2G ــ "آراء التنفيذ بشأن تعزيز التكامل والتفاعل بين مركبات الطاقة الجديدة وشبكات الطاقة". استنادًا إلى "الآراء التوجيهية السابقة بشأن مواصلة بناء نظام بنية تحتية للشحن عالي الجودة" الصادرة عن المكتب العام لمجلس الدولة، لم توضح آراء التنفيذ تعريف التكنولوجيا التفاعلية لشبكة المركبات فحسب، بل طرحت أيضًا أهدافًا وأهدافًا محددة الاستراتيجيات، والتخطيط لاستخدامها في دلتا نهر اليانغتسي، ودلتا نهر اللؤلؤ، وبكين-تيانجين-خبي-شاندونغ، وسيتشوان وتشونغتشينغ وغيرها من المناطق ذات الظروف الناضجة لإنشاء مشاريع تجريبية.
تظهر المعلومات السابقة أنه لا يوجد سوى حوالي 1000 أكوام شحن بوظائف V2G في البلاد، ويوجد حاليًا 3.98 مليون أكوام شحن في البلاد، وهو ما يمثل 0.025٪ فقط من إجمالي عدد أكوام الشحن الحالية. بالإضافة إلى ذلك، فإن تقنية V2G للتفاعل بين المركبات وشبكة المركبات هي أيضًا ناضجة نسبيًا، وتطبيق هذه التكنولوجيا وأبحاثها ليس من غير المألوف على المستوى الدولي. ونتيجة لذلك، هناك مجال كبير لتحسين شعبية تقنية V2G في المدن.
باعتبارها مدينة رائدة على المستوى الوطني منخفضة الكربون، تعمل بكين على تشجيع استخدام الطاقة المتجددة. وقد وضعت مركبات الطاقة الجديدة الضخمة والبنية التحتية للشحن في المدينة الأساس لتطبيق تكنولوجيا V2G. وبحلول نهاية عام 2022، قامت المدينة ببناء أكثر من 280 ألف كومة شحن و292 محطة لتبديل البطاريات.
ومع ذلك، أثناء عملية الترويج والتنفيذ، تواجه تقنية V2G أيضًا سلسلة من التحديات، تتعلق بشكل أساسي بجدوى التشغيل الفعلي وإنشاء البنية التحتية المقابلة. وبأخذ بكين كعينة، أجرى باحثون من معهد أبحاث الورق مؤخرًا دراسة استقصائية حول الطاقة الحضرية والكهرباء والصناعات المرتبطة بأكوام الشحن.
تتطلب أكوام الشحن ثنائية الاتجاه تكاليف استثمار أولية عالية
لقد تعلم الباحثون أنه إذا تم تعميم تقنية V2G في البيئات الحضرية، فقد يخفف ذلك بشكل فعال من المشكلة الحالية المتمثلة في "صعوبة العثور على أكوام الشحن" في المدن. لا تزال الصين في المراحل الأولى من تطبيق تكنولوجيا V2G. وكما أشار الشخص المسؤول عن محطة توليد الكهرباء، فإن تقنية V2G تشبه من الناحية النظرية السماح للهواتف المحمولة بشحن بنوك الطاقة، لكن تطبيقها الفعلي يتطلب إدارة أكثر تقدمًا للبطارية وتفاعل الشبكة.
قام الباحثون بالتحقيق في شركات أكوام الشحن في بكين وعلموا أنه في الوقت الحاضر، معظم أكوام الشحن في بكين هي أكوام شحن أحادية الاتجاه يمكنها شحن المركبات فقط. لتعزيز أكوام الشحن ثنائية الاتجاه مع وظائف V2G، نواجه حاليًا العديد من التحديات العملية:
أولا، تواجه مدن الدرجة الأولى، مثل بكين، نقصا في الأراضي. إن بناء محطات شحن مزودة بوظائف V2G، سواء باستئجار أو شراء الأراضي، يعني استثمارًا طويل الأجل وتكاليف عالية. والأكثر من ذلك، أنه من الصعب العثور على أرض إضافية متاحة.
ثانياً، سوف يستغرق الأمر بعض الوقت لتحويل أكوام الشحن الحالية. تعتبر التكلفة الاستثمارية لبناء أكوام الشحن مرتفعة نسبيًا، بما في ذلك تكلفة المعدات ومساحة الإيجار والأسلاك للاتصال بشبكة الكهرباء. عادة ما تستغرق هذه الاستثمارات ما لا يقل عن 2-3 سنوات لاستردادها. إذا كان التعديل التحديثي يعتمد على أكوام الشحن الحالية، فقد تفتقر الشركات إلى الحوافز الكافية قبل استرداد التكاليف.
في السابق، ذكرت تقارير إعلامية أن تعميم تقنية V2G في المدن سيواجه تحديين رئيسيين في الوقت الحالي: الأول هو ارتفاع تكلفة البناء الأولية. ثانيًا، إذا كان مصدر الطاقة للسيارات الكهربائية متصلاً بالشبكة بشكل غير صحيح، فقد يؤثر ذلك على استقرار الشبكة.
إن النظرة المستقبلية للتكنولوجيا متفائلة ولها إمكانات كبيرة على المدى الطويل.
ماذا يعني تطبيق تقنية V2G لأصحاب السيارات؟ وتشير الدراسات ذات الصلة إلى أن كفاءة استخدام الطاقة في الترام الصغير تبلغ حوالي 6 كيلومترات/كيلووات في الساعة (أي أن كيلوواتًا واحدًا من الكهرباء يمكن تشغيله لمسافة 6 كيلومترات). تتراوح سعة بطارية السيارات الكهربائية الصغيرة عمومًا بين 60 و80 كيلووات في الساعة (60 إلى 80 كيلووات في الساعة من الكهرباء)، ويمكن للسيارة الكهربائية شحن حوالي 80 كيلووات في الساعة من الكهرباء. ومع ذلك، فإن استهلاك طاقة السيارة يشمل أيضًا تكييف الهواء، وما إلى ذلك. بالمقارنة مع الحالة المثالية، سيتم تقليل مسافة القيادة.
إن الشخص المسؤول عن شركة كومة الشحن المذكورة أعلاه متفائل بشأن تقنية V2G. وأشار إلى أن مركبة الطاقة الجديدة يمكنها تخزين 80 كيلووات/ساعة من الكهرباء عند شحنها بالكامل، ويمكنها توصيل 50 كيلووات/ساعة من الكهرباء إلى الشبكة في كل مرة. تم حسابه بناءً على أسعار شحن الكهرباء التي شاهدها الباحثون في موقف السيارات تحت الأرض في مركز تسوق في الطريق الدائري الشرقي الرابع في بكين، ويبلغ سعر الشحن خلال ساعات خارج الذروة 1.1 يوان/كيلوواط ساعة (أسعار الشحن أقل في الضواحي)، و سعر الشحن خلال ساعات الذروة هو 2.1 يوان/كيلوواط ساعة. بافتراض أن مالك السيارة يقوم بالشحن خارج ساعات الذروة كل يوم ويقوم بتوصيل 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 الطاقة، مثل تطبيق أسعار السوق خلال ساعات الذروة، فإن الإيرادات من المركبات التي تقوم بتوصيل الطاقة إلى أكوام الشحن قد تزيد بشكل أكبر."
وأشار المسؤول عن محطة توليد الكهرباء المذكورة إلى أنه من خلال تقنية V2G، يجب مراعاة تكاليف فقدان البطارية عندما ترسل المركبات الكهربائية الطاقة إلى الشبكة. تشير التقارير ذات الصلة إلى أن تكلفة بطارية بقدرة 60 كيلووات في الساعة تبلغ حوالي 7,680 دولارًا أمريكيًا (ما يعادل حوالي 55,000 يوان صيني).
بالنسبة لشركات الشحن، مع استمرار زيادة عدد مركبات الطاقة الجديدة، سينمو أيضًا طلب السوق على تقنية V2G. عندما تنقل السيارات الكهربائية الطاقة إلى الشبكة من خلال أكوام الشحن، يمكن لشركات أكوام الشحن فرض "رسوم خدمة المنصة" معينة. بالإضافة إلى ذلك، في العديد من المدن في الصين، تستثمر الشركات وتشغل أكوام الشحن، وستقدم الحكومة الإعانات المقابلة.
تعمل المدن المحلية على الترويج تدريجيًا لتطبيقات V2G. في يوليو 2023، تم تشغيل أول محطة تجريبية لشحن V2G في مدينة تشوشان رسميًا، وتم إكمال أول أمر معاملة داخل الحديقة في مقاطعة تشجيانغ بنجاح. في 9 يناير 2024، أعلنت شركة NIO أن الدفعة الأولى المكونة من 10 محطات شحن V2G في شنغهاي قد تم تشغيلها رسميًا.
وأعرب تسوي دونغشو، الأمين العام للجمعية الوطنية المشتركة لمعلومات سوق سيارات الركاب، عن تفاؤله بشأن إمكانات تكنولوجيا V2G. وقال للباحثين إنه مع تقدم تكنولوجيا بطاريات الطاقة، يمكن زيادة عمر دورة البطارية إلى 3000 مرة أو أعلى، وهو ما يعادل حوالي 10 سنوات من الاستخدام. يعد هذا أمرًا مهمًا للغاية بالنسبة لسيناريوهات التطبيق حيث يتم شحن وتفريغ المركبات الكهربائية بشكل متكرر.
وقد توصل الباحثون في الخارج إلى نتائج مماثلة. أكملت ACT الأسترالية مؤخرًا مشروعًا بحثيًا لتكنولوجيا V2G مدته سنتان يسمى "تحويل المركبات الكهربائية إلى خدمات الشبكة (REVS)". ويظهر أنه مع التطور التكنولوجي واسع النطاق، من المتوقع أن تنخفض تكاليف شحن V2G بشكل كبير. وهذا يعني أنه على المدى الطويل، مع انخفاض تكلفة مرافق الشحن، سينخفض سعر السيارات الكهربائية أيضًا، وبالتالي تقليل تكاليف الاستخدام على المدى الطويل. يمكن أن تكون النتائج أيضًا مفيدة بشكل خاص لموازنة مدخلات الطاقة المتجددة في الشبكة خلال فترات ذروة الطاقة.
إنها تحتاج إلى تعاون شبكة الطاقة والحل الموجه نحو السوق.
على المستوى الفني، فإن عملية تغذية المركبات الكهربائية بشبكة الطاقة ستزيد من تعقيد العملية الإجمالية.
قال شي جووفو، مدير إدارة التنمية الصناعية في شركة State Grid Corporation الصينية، ذات مرة، إن شحن مركبات الطاقة الجديدة ينطوي على "حمولة عالية وطاقة منخفضة". اعتاد معظم مالكي مركبات الطاقة الجديدة على الشحن بين الساعة 19:00 والساعة 23:00، وهو ما يتزامن مع فترة ذروة حمل الكهرباء السكني. يصل إلى 85%، مما يؤدي إلى تكثيف حمل الطاقة الأقصى ويجلب تأثيرًا أكبر على شبكة التوزيع.
من الناحية العملية، عندما تقوم السيارات الكهربائية بتغذية الطاقة الكهربائية إلى الشبكة، يلزم وجود محول لضبط الجهد لضمان التوافق مع الشبكة. وهذا يعني أن عملية تفريغ السيارة الكهربائية تحتاج إلى مطابقة تكنولوجيا المحولات الخاصة بشبكة الطاقة. على وجه التحديد، فإن نقل الطاقة من كومة الشحن إلى الترام ينطوي على نقل الطاقة الكهربائية من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض، في حين أن نقل الطاقة من الترام إلى كومة الشحن (وبالتالي إلى الشبكة) يتطلب زيادة من ألف الجهد المنخفض إلى الجهد العالي. أما في مجال التكنولوجيا، فهو أكثر تعقيدًا، حيث يتضمن تحويل الجهد وضمان استقرار الطاقة الكهربائية والامتثال لمعايير الشبكة.
وأشار المسؤول عن محطة توليد الكهرباء المذكورة إلى أن شبكة الكهرباء تحتاج إلى إدارة دقيقة للطاقة لعمليات الشحن والتفريغ للعديد من المركبات الكهربائية، وهو ما لا يمثل تحديًا تقنيًا فحسب، بل يتضمن أيضًا تعديل استراتيجية تشغيل الشبكة. .
وقال: “على سبيل المثال، في بعض الأماكن، لا تكون أسلاك شبكة الكهرباء الحالية سميكة بما يكفي لدعم عدد كبير من أكوام الشحن. وهذا يعادل نظام أنابيب المياه. لا يمكن للأنبوب الرئيسي توفير كمية كافية من المياه لجميع الأنابيب الفرعية ويحتاج إلى إعادة توصيل الأسلاك. وهذا يتطلب الكثير من تجديد الأسلاك. تكاليف البناء مرتفعة». حتى لو تم تركيب أكوام الشحن في مكان ما، فقد لا تعمل بشكل صحيح بسبب مشاكل في سعة الشبكة.
ويلزم تطوير أعمال التكيف المقابلة. على سبيل المثال، تبلغ طاقة أكوام الشحن البطيئة عادةً 7 كيلووات (7KW)، في حين تبلغ الطاقة الإجمالية للأجهزة المنزلية في منزل متوسط حوالي 3 كيلووات (3KW). إذا تم توصيل واحد أو اثنين من أكوام الشحن، يمكن تحميل الحمولة بالكامل، وحتى إذا تم استخدام الطاقة في خارج ساعات الذروة، يمكن جعل شبكة الطاقة أكثر استقرارًا. ومع ذلك، إذا تم توصيل عدد كبير من أكوام الشحن وتم استخدام الطاقة في أوقات الذروة، فقد يتم تجاوز سعة التحميل للشبكة.
وقال الشخص المسؤول عن محطة الطاقة المذكورة أعلاه إنه في ظل احتمال توزيع الطاقة، يمكن استكشاف تسويق الكهرباء لحل مشكلة تعزيز شحن وتفريغ مركبات الطاقة الجديدة إلى شبكة الكهرباء في المستقبل. في الوقت الحاضر، تبيع شركات توليد الطاقة الطاقة الكهربائية إلى شركات شبكات الكهرباء، التي تقوم بعد ذلك بتوزيعها على المستخدمين والشركات. يزيد التداول متعدد المستويات من التكلفة الإجمالية لإمدادات الطاقة. إذا تمكن المستخدمون والشركات من شراء الكهرباء مباشرة من شركات توليد الطاقة، فسوف يؤدي ذلك إلى تبسيط سلسلة إمداد الطاقة. "الشراء المباشر يمكن أن يقلل من الروابط الوسيطة، وبالتالي يقلل من تكلفة تشغيل الكهرباء. وقد يشجع أيضًا شركات كومة الشحن على المشاركة بشكل أكثر نشاطًا في إمدادات الطاقة وتنظيم شبكة الطاقة، وهو أمر له أهمية كبيرة للتشغيل الفعال لسوق الطاقة وتعزيز تكنولوجيا الربط البيني لشبكة المركبات. "
اقترح تشين جيانزي، مدير مركز خدمة الطاقة (مركز التحكم في التحميل) لشركة State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd.، أنه من خلال الاستفادة من وظائف ومزايا منصة إنترنت المركبات، يمكن توصيل أكوام شحن الأصول الاجتماعية إلى منصة إنترنت المركبات لتبسيط عمليات المشغلين الاجتماعيين. قم ببناء العتبة، وخفض تكاليف الاستثمار، وتحقيق تعاون مربح للجانبين مع منصة إنترنت المركبات، وبناء نظام بيئي صناعي مستدام.
سوزي
شركة سيتشوان للعلوم والتكنولوجيا الخضراء المحدودة
0086 19302815938
وقت النشر: 10 فبراير 2024
