Според Международната енергийна агенция (IEA)* до 2030 г. глобално между 200 и 300 милиона електрически превозни средства ще са по пътищата – тенденцията е нарастваща. Следователно тяхната роля в интелигентно управляваните електроразпределителни мрежи – така наречените Smart Grids – става все по-значима. Електрическите превозни средства не само могат да приемат енергия, но и да я съхраняват и при нужда да я върнат обратно към електроразпределителната мрежа. Така те функционират като децентрализирани буферни акумулатори, за да изгладят колебанията при подаването на възобновяема енергия и да увеличат устойчивостта 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 интелигентното зареждане
Като междупроизводствен стандарт ISO 15118 дефинира комуникацията между електрическото превозно средство (EV), зарядната инфраструктура и – ако е налична – 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 осигури сигурен и безпроблемен пренос на данни по време на зареждането.
С ISO 15118-20 за първи път се поддържа напълно двупосочно зареждане. Електрическите превозни средства се интегрират гъвкаво като децентрализирани енергийни съхранители в мрежата. В така наречения режим V1G (поддържан от ISO 15118-2) – тоест при планираното еднопосочно зареждане – зареждането може, например, да бъде преместено в мрежово щадящи, евтини времеви прозорци. Системата реагира динамично на сигнали като цени на електроенергията, натоварване на мрежата или предпочитания на потребителя.
Режимът V2G прави още една стъпка: тук се осъществяват и разрядни операции. Външни системи за управление на енергията могат според текущите и прогнозните условия на мрежата да взимат решения кога и колко енергия да се зарежда или върне
към мрежата. Операторите на инфраструктурата и на мрежата получават нов инструмент за управление на натоварването – например чрез целенасочено намаляване на зарядната мощност или подаване на електричество в пикови периоди.
Нови бизнес модели за флоти
За операторите на флоти в логистиката или обществения транспорт това открива нови бизнес възможности: капацитетът на батериите на неизползваните превозни средства може временно да бъде предоставен на мрежата и да бъде пазаризиран като услуга за гъвкавост.
Освен това ISO 15118 позволява криптирана комуникация, както и стандартизирана автоматична автентикация – основа за удобни Plug & Charge зареждания на публични зарядни точки.
Общи стандарти създават истинска V2G-интероперабилност
За мащабируемото прилагане 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. Техническата база за това са interoperable стандарти, които по цялата системна екосистема позволяват единен обмен на данни.
Тези три ключови протокола играят тук роля:
ISO 15118: регулира комуникацията между превозното средство (EV) и зарядната точка (EVSE), включително Plug & Charge и двупосочното предаване на енергия.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): регулира интерфейса между зарядна точка (EVSE) и бекенд системата на CPO, и по този начин служи като универсален „език“ за управление 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 смяна на батерии.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизира комуникацията между CPO и EMSP – например за роуминг и обслужване през мрежови граници.
Истинската V2G функционалност може да бъде икономически и технически смислена, само ако всички три протокола са интегрирани. Само общата реализация от
OEM, CPO и EMSP създава необходимата интероперабилност за мащабируема, интелигентна енергийна мрежа. Като опитен партньор по софтуерно инженерство Intellias подпомага компаниите по цялата стойностна верига – от съответствието със стандартите до разработване на интелигентни бекенд решения за Smart Charging и V2G.
Потенциалната роля на електрическите автомобили като активни участници в стабилизирането на мрежата и като децентрализирани енергийнни склади – очевидна е – и технологичната основа за това е до голяма степен налична. Но какво е състоянието на практическото прилагане в индустрията?
V2G по света: регионални стратегии и предизвикателства
Все повече производители на автомобили оборудват електрическите си превозни средства с ISO 15118, като особено новите поколения модели. Възможността за V2G се превръща в новия стандарт. Но в изпълнението се наблюдават регионални различия:
Европа: Тук законодателните изисквания ускоряват развитието на V2G – например чрез пакета „Fit for 55“, Регламент за инфраструктурата на алтернативни горива (AFIR) или изисквания на ЕС за трансевропейската транспортна мрежа (TEN-V). Пилотни проекти в Нидерландия, Дания, Франция и Великобритания в момента тестват техническата и икономическата осъществимост.
САЩ: Пазарът е децентрализирано организиран. Отделни щати, доставчици на електроенергия или предприятия инициират проекти. Финансови програми за EV и зареждаща инфраструктура в някои щати правят V2G икономически атрактивно – въпреки липсата на федерално регулиране.
Китай: Като най-големият пазар за EV в света Китай следва държавно насочен, технологично фокусиран подход. Целта е използването на националния автопарк за стабилизиране на мрежата, покриване на нарастващото енергийно потребление и интегриране на възобновяеми енергийни източници. Определен е ясен план за V2G – 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: високите разходи за двупосочни
зарядни устройства, опасения относно деградацията на батериите и необходимостта от сигурни, устойчиви комуникационни интерфейси.
Инфраструктурата като пречка
Зарядната инфраструктура остава основното препятствие: докато страната на превозното средство се обновява бързо, голяма част от днешните инсталирани зарядни станции все още използват по-старите, несъвместими системи. Някои компоненти могат да бъдат обновени чрез софтуерен ъпгрейд, но на много места ще е необходима смяна на хардуера – с необходимите инвестиции и времеви разходи.
Малък брой производители – включително Siemens и ABB – в момента предлагат зарядни решения с пълна поддръжка на ISO-15118. Дори и ако се развиват отворените стандарти като OCPP и OCPI, пътят към широко разпространената V2G интеграция все още е дълъг.
Практeйни прозрения: V2G проекти по света
Много участници вече тестват V2G в реални условия. Три примера показват разнообразието от възможни приложения:
В Утрехт (Нидерландия) флотa от 500 Renault 5 с технология Mobilize-V2G се използва в модел за споделено пътуване – европейска премиера.
В Масачузетс училищен район използва двупосочни зарядни устройства, за да смекчи върховите натоварвания през лятото и да генерира приходи.
И Ford вече предлага V2H чрез „Intelligent Backup Power“ с F-150 Lightning. GM планира да въведе V2H до 2026 г. за всички Ultium-EVs. Nissan продължава да залага 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 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 действат заедно.
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Изследването по темата за нас беше поверено на Volodymyr Zavadko, Delivery Director, Head of Transportation в
