Zgodnie z Międzynarodową Agencją Energetyczną (IEA)*, do roku 2030 na całym świecie po drogach będzie poruszać się od 200 do 300 milionów pojazdów elektrycznych – z tendencją wzrostową. Dzięki temu ich rola w inteligentnie zarządzanych sieciach energetycznych – tzw. Smart Grids – staje się coraz ważniejsza. Pojazdy elektryczne mogą nie tylko pobierać energię, lecz także ją magazynować i w razie potrzeby ponownie oddawać do sieci. Dzięki temu pełnią funkcję zdecentralizowanych buforów energii, aby wyrównywać wahania w dopływie energii z odnawialnych źródeł i zwiększać stabilność sieci. Techniczną podstawę dla tego dwukierunkowego wymieniania energii (Vehicle-to-Grid, V2G) stanowi protokół komunikacyjny ISO 15118.
ISO 15118: technologiczny czynnik umożliwiający dwukierunkowe i inteligentne ładowanie
Jako standard międzyproducentowy definiuje ISO 15118 komunikację między pojazdem elektrycznym (EV), infrastrukturą ładowania oraz – jeśli istnieją – systemami zaplecza, takimi jak platformy zarządzania energią. Jako część systemu Combined Charging System (CCS) protokół wykorzystuje Powerline Communication (PLC) przez kabel ładowania, aby umożliwić bezpieczny i płynny transfer danych podczas ładowania.
Dzięki ISO 15118-20 po raz pierwszy dwukierunkowe ładowanie jest w pełni obsługiwane. Pojazdy elektryczne mogą być elastycznie integrowane jako zdecentralizowane magazyny energii w sieci energetycznej. W tak zwanym trybie V1G (obsługiwanym przez ISO 15118-2) – czyli podczas planowanego, jednostronnego ładowania – proces ładowania może być przeniesiony do okien czasowych korzystnych dla sieci, na przykład mniej obciążonych i tańszych. System reaguje dynamicznie na sygnały takie jak ceny energii, obciążenie sieci lub preferencje użytkowników.
Tryb V2G idzie o krok dalej: umożliwia również procesy rozładowania. Zewnętrzne systemy zarządzania energią mogą na podstawie aktualnych i prognozowanych warunków sieci podejmować
decyzje, kiedy i jaką energię ładować lub oddawać do sieci. Operatorzy infrastruktury i operatorzy sieci zyskują w ten sposób nowe narzędzie do sterowania obciążeniem sieci – na przykład poprzez celowe ograniczanie mocy ładowania lub oddawanie energii w godzinach szczytu.
Nowe modele biznesowe dla flot
Dla operatorów flot w sektorze logistycznym lub w komunikacji miejskiej otwierają się nowe możliwości biznesowe: pojemność baterii nieużywanych pojazdów może być tymczasowo udostępniana sieci i sprzedawana jako usługa elastyczności.
Ponadto ISO 15118 umożliwia szyfrowaną komunikację oraz standaryzowaną automatyczną autoryzację – podstawę dla wygodnych procedur Plug & Charge na publicznych punktach ładowania.
Wspólne standardy tworzą prawdziwą interoperacyjność V2G
Aby umożliwić skalowalne wdrożenie V2G, wszyscy zaangażowani partnerzy muszą ściśle współpracować: producenci pojazdów, operatorzy stacji ładowania (CPOs), operatorzy sieci i dostawcy usług mobilności. Techniczną podstawą są interoperacyjne standardy, które w całym krajobrazie systemowym umożliwiają jednolitą komunikację.
Drei zentrale Protokolle spielen hierbei eine Schlüsselrolle:
ISO 15118: reguluje komunikację między pojazdem (EV) a punktem ładowania (EVSE), w tym Plug & Charge i dwukierunkowy transfer energii.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): reguluje interfejs między punktem ładowania (EVSE) a backendowym systemem CPO – i służy jako uniwersalny „język” do zarządzania stacjami ładowania. W wersji OCPP 2.1, która ma być dostępna w 2025 roku, będą obsługiwane również ISO 15118-20 oraz rozszerzone funkcje V2X, takie jak integracja zdecentralizowanych źródeł energii (DER) i wymiana baterii.
OCPI (Open Charge Point Interface): standaryzuje komunikację między CPOs a dostawcami usług e-mobilności (EMSPs) – na przykład dla roamingu i świadczenia usług ponad granicami sieci.
Prawdziwa funkcjonalność V2G może być wdrażana ekonomicznie
i technicznie tylko wtedy, gdy wszystkie trzy protokoły są zintegrowane. Dopiero wspólna implementacja przez OEM-y, CPO-y i EMSP-y zapewnia niezbędną interoperacyjność dla skalowalnej, inteligentnej sieci energetycznej. Jako doświadczony partner w inżynierii oprogramowania Intellias wspiera firmy na całym łańcuchu wartości – od zgodności ze standardami po rozwijanie inteligentnych backendowych rozwiązań dla Smart Charging i V2G.
Potencjalna rola pojazdów elektrycznych jako aktywnych uczestników stabilizacji sieci i jako zdecentralizowanych magazynów energii jest oczywista – a techniczna podstawa dla tego jest w dużej mierze dostępna. Ale jak wygląda praktyczna implementacja w przemysł?
V2G na świecie: regionalne strategie i wyzwania
Coraz więcej producentów samochodów wyposaża swoje pojazdy elektryczne w ISO 15118, w tym szczególnie nowsze generacje modeli. Zdolność V2G staje się tym samym nowym standardem. Jednak w praktyce pojawiają się regionalne różnice:
Europa: Tutaj przepisy prawne napędzają rozwój V2G – na przykład poprzez pakiet „Fit for 55”, Regulation on Alternative Fuels Infrastructure (AFIR) lub unijne wymogi dotyczące transeuropejskiej sieci transportowej (TEN-V). Pilotaże w Holandii, Danii, Francji i Wielkiej Brytanii obecnie testują techniczną i ekonomiczną wykonalność.
USA: Rynek jest zorganizowany zdecentralizowanie. Poszczególne stany, dostawcy energii lub firmy inicjują projekty. Programy dofinansowania EV i infrastruktury ładowania w niektórych stanach czynią V2G opłacalnym – mimo braku federalnej regulacji.
Chiny: Jako największy na świecie rynek EV, Chiny prowadzą państwowo sterowane, technologicznie zorientowane podejście. Celem jest wykorzystanie krajowego parku EV do stabilizacji sieci, zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na energię i integracja odnawialnych źródeł energii. Zdefiniowano jasny harmonogram dla V2G – wspierany przez ścisłą współpracę między rządem, państwowymi operatorami sieci a krajowym przemysłem pojazdów
i baterii.
Pomimo różnych podejść wszystkie rynki stoją przed podobnymi wyzwaniami: wysokie koszty dwukierunkowych ładowarek, obawy dotyczące degradacji baterii oraz konieczność bezpiecznych, solidnych interfejsów komunikacyjnych.
Infrastruktura jako wąskie gardło
Infrastruktura ładowania pozostaje kluczowym hamulcem: podczas gdy strona pojazdów szybko modernizuje, duża część obecnie zainstalowanych stacji ładowania nadal opiera się na starszych, niekompatybilnych systemach. Choć niektóre komponenty można zaktualizować oprogramowaniem, w wielu miejscach konieczna będzie wymiana sprzętu – z odpowiednimi kosztami inwestycji i czasem.
Nieliczni producenci – w tym Siemens i ABB – oferują obecnie rozwiązania ładowania z pełnym wsparciem ISO-15118. Chociaż otwarte standardy takie jak OCPP i OCPI nadal się rozwijają, droga do powszechnej integracji V2G jest jeszcze daleka.
Praxiseinblicke: V2G-Projekte weltweit
Liczne podmioty testują V2G już w rzeczywistych warunkach. Trzy przykłady pokazują różnorodność możliwych zastosowań:
W Utrechtcie (Holandia) flota 500 Renaultów 5 z technologią Mobilize-V2G w modelu car-sharingu – europejska premiera.
W Massachusettsie jeden okręg szkolny wykorzystuje dwukierunkowe ładowarki, aby latem łagodzić obciążenia szczytowe i generować dochody.
A Ford umożliwia dzięki F-150 Lightning poprzez „Intelligent Backup Power” już V2H. GM planuje wprowadzić V2H do 2026 roku dla wszystkich Ultium EV. Nissan nadal stawia na V2G i w 2024 certyfikował dwukierunkowe ładowanie Fermata Energy.
Co to oznacza?
V2G jest na świecie postrzegany jako szansa i w pierwszych projektach jest wdrażany. Teraz chodzi o szybkie stworzenie niezbędnych ram prawnych i norm, aby uczestnicy projektów w końcu mogli wyjść poza fazę pilotaży – do czego wszyscy muszą działać ramię w ramię.
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Badanie na temat operacji przeprowadził Volodymyr Zavadko, Delivery Director, Head of Transportation
