Според Международната енергийна агенция (IEA)* до 2030 г. глобално между 200 и 300 милиона електрически превозни средства ще се движат по пътищата – с нарастваща тенденция. Това прави тяхната роля в интелигентно управлявани електроразпределителни мрежи – т. нар. умни мрежи – все по-значима. Електрическите автомобили не могат само да приемат енергия, но и да я съхраняват и при нужда да я върнат обратно в електроразпределителната мрежа. Така те функционират като децентрализирани буферни запаси, за да се балансират колебанията при подаването на възобновяеми енергийни източници и да се повиши стабилността на мрежата. Техническата основа за този двупосочен обмен на енергия (Vehicle-to-Grid, накратко V2G) е комуникационният протокол ISO 15118.
ISO 15118: технологичен двигател за двупосочното и интелигентно зареждане
Като междупроизводствен стандарт ISO 15118 дефинира комуникацията между електрическото превозно средство, зарядната инфраструктура и – ако са налични – бекенд системи като платформи за управление на енергията. Като част от Combined Charging System (CCS) протоколът използва Powerline Communication (PLC) през захранващия кабел, за да осигури сигурна и плавна предаване на данни по време на зареждането.
С ISO 15118-20 за първи път се поддържа пълно двупосочно зареждане. Електрическите превозни средства могат гъвкаво да се интегрират като децентрализирани енергийни запаси в мрежата. В така наречения режим V1G (подпомаган от ISO 15118-2) – тоест при планираното еднопосочно зареждане – процесът на зареждане може да се пренася в мрежово щадящи, икономически изгодни времеви прозорци. По време на това системата реагира динамично на сигнали като цените на електроенергия, натовареност на мрежата или предпочитания на потребителя.
Режимът V2G прави крачка по-напред: тук се позволяват и процеси на разрядване. Външни системи за управление на енергията могат на базата на текущи и прогнозни условия на мрежата да вземат решения
кога и колко енергия да се зареди или върне обратно в мрежата. Инфраструктурните оператори и операторите на мрежите получават нов инструмент за управление на натоварването на мрежата – например чрез целенасочено намаляване на зареждането или връщане на електроенергия в пиковите периоди.
Нови бизнес модели за флоти
За операторите на флоти в логистиката или в обществения транспорт това открива нови бизнес възможности: капацитетът на батериите на неизползваните превозни средства може временно да се предостави на мрежата и да се реализира като услуга за гъвкавост.
Освен това ISO 15118 позволява криптирана комуникация, както и стандартна автоматична автентификация – основа за удобни Plug & Charge зареждания на обществените зарядни точки.
Общи стандарти създават истинска V2G съвместимост
За мащабируемото изпълнение на V2G всички участващи страни трябва да работят тясно заедно: производители на превозни средства, оператори на зарядни точки (CPOs), оператори на мрежи и доставчици на мобилни услуги за мобилност. Техническата база за това са интероперативни стандарти, които през цялата системна екосистема позволяват единна комуникация.
Три основни протокола играят ключова роля:
ISO 15118: регулира комуникацията между превозното средство (EV) и зарядната точка (EVSE), включително Plug & Charge и двупосочен пренос на енергия.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): урежда интерфейса между зарядната точка (EVSE) и бекенд системата на CPO – и служи като универсален „език“ за управление на зарядните станции. С очакваната през 2025 г. версия OCPP 2.1 ще бъдат поддържани ISO 15118-20 както и разширени V2X функции като включване на децентрализирани енергийни източници (DER) и смяна на батерии.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизира комуникацията между CPOs и доставчици на услуги за електрическа мобилност (EMSPs) – например за роуминг и предоставяне на услуги през мрежови граници.
Истинска V2G функционалност може да
бъде реализирана икономически и технически смислено само ако всички три протокола са интегрирани. Само общата реализация от OEMs, CPOs и EMSPs създава необходимата интеропераабилност за мащабируема, интелигентна енергийна мрежа. Като опитен партньор по софтуерно инженерство Intellias подкрепя компаниите през целия цикъл на стойността – от съответствието със стандарта до разработването на умни backend решения за умно зареждане и V2G.
Потенциалната роля на електрическите автомобили като активни участници в поддържането на стабилността на мрежата и като децентрализирани енергийни запаси е очевидна – и технологичната основа за нея е на мястето. Но какво е състоянието на практическото прилагане в индустрията?
V2G по света: регионални стратегии и предизвикателства
Все повече производители на автомобили оборудват своите електрически превозни средства с ISO 15118, като най-новите поколения модели. Възможността за V2G става нов стандарт. Но в реализирането се проявяват регионални различия:
Европа: Тук законовите изисквания ускоряват развитието на V2G – например чрез пакета „Fit for 55“, Регулацията за инфраструктура на алтернативни горива (AFIR) или изискванията на ЕС за трансевропейската транспортна мрежа (TEN-V). Пилотни проекти в Нидерландия, Дания, Франция и Великобритания в момента тестват техническата и икономическата реализуемост.
САЩ: Пазарът е децентрализирано организиран. Отделни щати, енергийни доставчици или компании инициират проекти. Финансови стимули за EVs и зарядна инфраструктура в някои щати правят V2G икономически по-атрактивен – въпреки липсата на федерално регулиране.
Китай: Като най-големият пазар на EV в света Китай следва държавно ориентиран, технологично фокусиран подход. Целта е използването на националния автопарк за стабилизиране на мрежата, покриване на нарастващите енергийни нужди и интеграция на възобновяемите енергийни източници. Ясен план за V2G е дефиниран – подпомогнат от тесно сътрудничество между правителството, държавните оператори на мрежи и местната индустрия за автомобили и батерии.
Въпреки различните подходи
всички пазари се сблъскват със сходни предизвикателства: високи разходи за двупосочни зарядни устройства, опасения относно деградацията на батериите, както и необходимостта от сигурни, здрави комуникационни интерфейси.
Инфраструктурата като пречка
Зарядната инфраструктура остава основно препятствие: докато страната на автомобилите се надгражда бързо, голяма част от днешните зарядни станции все още използват по-старички, несъвместими системи. Въпреки че някои компоненти могат да бъдат обновени със софтуерен ъпдейт, навсякъде ще е необходима подмяна на хардуера – с необходимите инвестиции и времеви разходи.
Само малък брой производители – сред които Siemens и ABB – в момента предлагат зарядни решения с пълна поддръжка на ISO-15118. Макар отворените стандарти като OCPP и OCPI да се развиват, пътят към покрита V2G интеграция все още е дълъг.
Практически прозрения: V2G проекти по света
- Много участници вече изпитват V2G в реални условия. Три примера показват разнообразието от възможни приложения:
- В Утрехд (Нидерландия) е използвана флотилия от 500 Renault 5 с Mobilize-V2G технология в модел за споделяне на автомобили – европейска премиера.
- В Масачузетс училищен район използва двупосочни зарядни устройства, за да смекчи върховото натоварване през лятото и да генерира приходи.
- И Форд позволява с F-150 Lightning чрез „Intelligent Backup Power“ вече V2H. GM планира V2H до 2026 г. за всички Ultium EVs. Nissan продължава да залага на V2G и през 2024 г. сертифицира двупосочно зарядно от Fermata Energy.
Какво означава това?
V2G се възприема глобално като възможност и вече се реализира в първите проекти. Сега трябва бързо да се очертаят необходимите рамки и стандарти, за да могат участниците в проектите най-накрая да преминат отвъд пилотните етапи – за което обаче всички трябва да работят заедно!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Изследването по темата беше за нас от Volodymyr Zavadko, Delivery Director,
