Според Международната енергийна агенция (IEA)* до 2030 г. по света ще бъдат между 200 и 300 милиона електрически превозни средства на пътищата – тенденцията е към растеж. По този начин тяхната им роля в интелигентно управляваните електроразпределителни мрежи – така наречените умни мрежи – става все по-значима. Електрическите превозни средства могат не само да приемат енергия, но и да я съхраняват и при нужда да върнат обратно в електроразпределителната мрежа. Така те действат като децентрализирани буферни запаси, за да балансират колебанията при вноса на възобновяеми енергийни източници и да повишат устойчивостта на мрежата. Техническата основа за този двупосочен обмен на енергия (Vehicle-to-Grid, накратко V2G) е комуникационният протокол ISO 15118.
ISO 15118: Технологичен активатор за двупосочно и интелигентно зареждане
Като междупроизводствен стандарт ISO 15118 дефинира комуникацията между електрическо превозно средство (EV), зарядната инфраструктура и – ако съществуват – бекенд системи като платформи за управление на енергията. Като част от системата за комбинирано зареждане (CCS) протоколът използва Powerline Communication (PLC) през зарядното кабел, за да се осигури безопасен и безпроблемен пренос на данни по време на зареждането.
С ISO 15118-20 за първи път е напълно поддържано двупосочното зареждане. Електрическите превозни средства могат гъвкаво да се интегрират като децентрализирани енергийни запаси в електроразпределителната мрежа. В така наречения режим V1G (поддържан от ISO 15118-2) – т.е. при планираното еднопосочно зареждане – може зареждането, например, да се пренасочи към мрежо-щадящи и по-изгодни времеви прозорци. Системата реагира динамично на сигнали като цените на тока, натоварването на мрежата или потребителските предпочитания.
Режимът V2G отива крачка по-напред: тук се улесняват и процеси на разреждане. Външни системи за управление на енергията могат на база текущи и прогнозираните условия на мрежата да вземат решения кога и колко енергия
да се зареди или върне в мрежата. Инфраструктурните оператори и операторите на мрежи получават нов инструмент за управление на натоварването на мрежата – например чрез целенасочено намаляване на зареждането или подаване на електроенергия в пикови часови периоди.
Нови бизнес модели за флоти
За операторите на флотилии в логистиката или в обществения транспорт това открива нови бизнес възможности: капацитетът на батериите на неизползваните превозни средства може временна да бъде предоставен на мрежата и да се използва като услуга за гъвкавост.
Освен това ISO 15118 осигурява криптирана комуникация, както и стандартизирана автоматична автентикация – основа за удобни Plug & Charge процеси на публични зарядни точки.
Общи стандарти създават истинска V2G-интероперабилност
За да се реализира V2G на скалируемо ниво, всички участници трябва да си сътрудничат тясно: производители на превозни средства, оператори на зарядни точки (CPOs), оператори на мрежи и доставчици на мобилни услуги. Техническата основа за това са интероперабилни стандарти, които в цялата системна среда позволяват единна комуникация.
Три основни протокола играят ключова роля:
ISO 15118: регулира комуникацията между автомобил (EV) и зарядна точка (EVSE), включително Plug & Charge и двупосочно пренос на енергия.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): дефинира интерфейса между зарядна точка (EVSE) и бекенд системата на CPO – и служи като универсален „език“ за управлението на зарядните станции. С очакваната през 2025 г. версия OCPP 2.1 ще се поддържат ISO 15118-20, както и разширени V2X функции като включване на децентрализирани енергийни източници (DER) и замяна на батерии.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизира комуникацията между CPO и EMSP – например за роуминг и предоставяне на услуги през мрежовите граници.
Истинска V2G функция може да бъде икономически и технически целесъобразна само ако трите протокола са интегрирани. Само съвместното
внедряване от OEM, CPO и EMSP ще създаде необходимата интероперативност за мащабируема, интелигентна енергийна мрежа. Като опитен партньор по софтуерно инженерство Intellias подкрепя компаниите през целия жизнен цикъл на стойността – от съответствието със стандартите до разработването на интелигентни бекенд решения за Smart Charging и V2G.
Потенциалната роля на електрическите превозни средства като активни участници в стабилизирането на мрежата и като децентрализирани енергийни запаси е очевидна – и технологическата основа за това е до голяма степен налична. Но какво е състоянието на практическата реализация в индустрията?
V2G по света: регионални стратегии и предизвикателства
Все повече производители на автомобили оборудват електрическите си превозни средства със ISO 15118, като особено по-новите поколения модели. Възможността за V2G става нов стандарт. Но в реализацията се проявяват регионални различия:
Европа: Тук законодателните изисквания движат развитието на V2G – например чрез пакета „Fit for 55“, Регламента за инфраструктура за горива за алтернативи (AFIR) или ЕС указания за трансевропейската транспортна мрежа (TEN-V). Пилотни проекти в Нидерландия, Дания, Франция и Великобритания в момента тестват техническата и икономическата осъществимост.
САЩ: Пазарът е децентрализиран. Отделни щати, доставчици на електроенергия или компании инициират проекти. Програми за финансиране на EV и зарядна инфраструктура в някои щати правят V2G икономически по-атрактивен – въпреки липсата на федерална регулация.
Китай: Като най-големият пазар за EV, Китай следва държавно насочен и технологично фокусиран подход. Целта е използването на националния флот EV за стабилизиране на мрежата, покриване на нарастващите енергийни нужди и интеграция на възобновяеми енергийни източници. Ясен план за V2G е дефиниран – подпомогнат от тясно сътрудничество между правителството, държавните оператори на мрежа и местната индустрия за превозни средства и батерии.
Въпреки различните подходи, всички пазари се изправят пред сходни предизвикателства: високи разходи за двупосочни зарядни устройства, опасения относно деградацията на батериите и необходимостта от сигурни, устойчиви комуникационни интерфейси.
Инфраструктурата като пречка
Зарядната инфраструктура остава основно препятствие: докато страната на превозните средства се обновява бързо, голяма част от днес инсталираните зарядни станции все още използват по-стари, несъвместими системи. Въпреки че някои компоненти могат да бъдат надградени със софтуерен ъпдейт, на много места ще е необходима замяна на хардуера – с необходимите инвестиции и време.
Само малък брой производители – включително Siemens и ABB – в момента предлагат решения за зареждане с пълна поддръжка на ISO-15118. Дори когато отворени стандарти като OCPP и OCPI продължат да се развиват, пътят към пълна покритие V2G интеграция все още е дълъг.
Праксисеинс: V2G-проекти по света
Много участници вече тестват V2G в реални условия. Три примера показват разнообразието от възможни приложения:
В Утрехт (Нидерландия) флотилия от 500 Renault 5 с технология Mobilize-V2G се използва в модел за споделено ползване на автомобили (carsharing) – европейска премиера.
В Масачузетс училищен район използва двупосочни зарядни устройства, за да смекчи върховия товар през лятото и да генерира приходи.
И Ford предоставя чрез F-150 Lightning чрез „Intelligent Backup Power“ вече V2H. GM планира V2H да бъде въведен до 2026 г. за всички Ultium EVs. Nissan продължава да се доверява на V2G и през 2024 г. сертифицира двупосочно зарядно устройство на Fermata Energy.
Какво означава това?
V2G се възприема по целия свят като възможност и се реализира в първите проекти. Сега задача е да ускорим необходимите рамки и стандарти, за да могат участниците в проектите да преминат от пилотно към по-широки реализации – за което обаче всички трябва да работят
