Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA)* do 2030 roku na całym świecie na drogach będzie poruszać się od 200 do 300 milionów pojazdów elektrycznych – a liczba ta będzie rosła. W związku z tym ich rola w inteligentnych sieciach elektroenergetycznych – tzw. Smart Grids – staje się coraz ważniejsza. Pojazdy elektryczne mogą nie tylko pobierać energię, ale również ją przechowywać i w razie potrzeby oddawać z powrotem do sieci. Działają tym samym jako zdecentralizowane buforowe magazyny energii, pomagając wyrównywać wahania w zasilaniu energią odnawialną i zwiększając stabilność sieci. Techniczną podstawą tego dwukierunkowego wymiany energii (Vehicle-to-Grid, w skrócie V2G) jest protokół komunikacyjny ISO 15118.
ISO 15118: Technologiczne umożliwienie dwukierunkowego i inteligentnego ładowania
Jako standard międzynarodowy, ISO 15118 definiuje komunikację pomiędzy pojazdami elektrycznymi, infrastrukturą ładowania oraz – w razie potrzeby – systemami zaplecza, takimi jak platformy zarządzania energią. Jako część Zintegrowanego Systemu Ładowania (CCS), protokół korzysta z komunikacji przez linię energetyczną (PLC) poprzez kabel ładowania, aby umożliwić bezpieczną i płynną transmisję danych podczas procesu ładowania.
Dzięki ISO 15118-20 dwukierunkowe ładowanie jest w pełni obsługiwane po raz pierwszy. Pojazdy elektryczne można dzięki temu elastycznie integrować jako zdecentralizowane magazyny energii w sieci elektroenergetycznej. W tzw. trybie V1G (obsługiwanym przez ISO 15118-2) – przy planowanym, jednokierunkowym ładowaniu – proces ładowania może być na przykład przeniesiony do korzystnych czasowo okien w celu redukcji obciążenia sieci. System dynamicznie reaguje na sygnały takie jak ceny energii, obciążenie sieci czy preferencje użytkowników.
Tryb V2G idzie o krok dalej: tutaj umożliwione są również procesy rozładowania. Zewnętrzne systemy zarządzania energią mogą podejmować decyzje na podstawie aktualnych i prognozowanych warunków sieci dotyczące tego, kiedy i
ile energii ma być ładowane lub zwracane. Operatorzy infrastruktury i sieci uzyskują dzięki temu nowe narzędzie do zarządzania obciążeniem sieci – na przykład poprzez celowe redukowanie mocy ładowania lub wprowadzanie energii do sieci w czasie szczytowego zapotrzebowania.
Nowe modele biznesowe dla flot
Dla operatorów flot w sektorze logistycznym lub publicznego transportu otwiera to nowe możliwości biznesowe: Pojemność baterii nieużywanych pojazdów może być tymczasowo udostępniana sieci i sprzedawana jako usługa elastyczności.
Ponadto ISO 15118 umożliwia szyfrowaną komunikację oraz zautomatyzowane uwierzytelnianie – podstawę do wygodnego ładowania Plug & Charge na publicznych punktach ładowania.
Wspólne standardy tworzą prawdziwą interoperacyjność V2G
Aby skalowalne wprowadzanie V2G było możliwe, wszyscy zaangażowani aktorzy muszą ściśle współpracować: producenci pojazdów, operatorzy punktów ładowania (CPOs), operatorzy sieci oraz dostawcy usług mobilności. Podstawą techniczną tego są interoperacyjne standardy, które umożliwiają jednolitą komunikację w całym systemie.
Trzy kluczowe protokoły odgrywają w tym kluczową rolę:
ISO 15118: reguluje komunikację pomiędzy pojazdem (EV) a punktem ładowania (EVSE), w tym Plug & Charge oraz dwukierunkową transmisję energii.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): reguluje interfejs pomiędzy punktem ładowania (EVSE) a systemem zaplecza CPO – i działa tym samym jako uniwersalny "język" do zarządzania stacjami ładowania. W wersji OCPP 2.1, której premiera jest spodziewana w 2025 roku, będą wspierane 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 pomiędzy CPOs a dostawcami usług elektromobilności (EMSPs) – na przykład w zakresie roamingu i świadczenia usług ponad granicami sieci.
Prawdziwa funkcjonalność V2G może zostać wdrożona opłacalnie i technicznie sensownie, tylko wtedy gdy wszystkie trzy protokoły
są zintegrowane. Dopiero wspólna implementacja przez OEM, CPO i EMSP zapewnia niezbędną interoperacyjność dla skalowalnej, inteligentnej sieci energetycznej. Jako doświadczony partner w zakresie inżynierii oprogramowania Intellias wspiera firmy w całym łańcuchu wartości – od zgodności standardowej po rozwój inteligentnych rozwiązań zaplecza dla inteligentnego ładowania i V2G.
Potencjalna rola pojazdów elektrycznych jako aktywnych uczestników stabilizacji sieci i jako zdecentralizowanych magazynów energii jest oczywista – i technologiczna podstawa dla tego jest w dużej mierze dostępna. Jak jednak wygląda to w praktyce w przemyśle?
V2G na świecie: Strategie regionalne i wyzwania
Coraz więcej producentów samochodów wyposaża swoje pojazdy elektryczne w ISO 15118, w tym zwłaszcza nowsze generacje modeli. Zdolność do V2G staje się nowym standardem. Jednak w wdrażaniu widoczne są różnice regionalne:
Europa: Tu rozwój V2G napędzają regulacje prawne – na przykład przez pakiet „Fit for 55”, Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR) czy wytyczne UE dotyczące transeuropejskiej sieci transportowej (TEN-V). Projekty pilotażowe w Holandii, Danii, Francji i Wielkiej Brytanii obecnie testują techniczną i ekonomiczną wykonalność.
USA: Rynek jest zorganizowany zdecentralizowanie. Poszczególne stany, dostawcy energii lub przedsiębiorstwa inicjują projekty. Programy wsparcia dla EV i infrastruktury ładowania w niektórych stanach czynią V2G bardziej atrakcyjnym ekonomicznie – pomimo braku ogólnokrajowej regulacji.
Chiny: Jako największy na świecie rynek EV, Chiny prowadzą państwowo kontrolowane, technologicznie skoncentrowane podejście. Celem jest wykorzystanie krajowej floty EV do stabilizacji sieci, pokrycia rosnącego zapotrzebowania na energię i integracji energii odnawialnej. Jasna mapa drogowa dla V2G została zdefiniowana – wspierana poprzez ścisłą współpracę między rządem, państwowymi operatorami sieci oraz krajowym przemysłem motoryzacyjnym i akumulatorowym.
Pomimo różnych podejść wszystkie rynki napotykają podobne wyzwania: wysokie koszty dwukierunkowych ładowarek,
obawy o degradację baterii oraz konieczność bezpiecznych, solidnych interfejsów komunikacyjnych.
Infrastruktura jako wąskie gardło
Infrastruktura ładowania pozostaje centralną przeszkodą: Podczas gdy część pojazdowa szybko się rozwija, zdecydowana większość zainstalowanych dziś stacji ładowania nadal bazuje na starszych, niekompatybilnych systemach. Choć niektóre komponenty można uaktualnić za pomocą aktualizacji oprogramowania, to w wielu miejscach będzie konieczna wymiana sprzętu – co wiąże się z odpowiednim zapotrzebowaniem na inwestycje i czas.
Niewielu producentów – w tym Siemens i ABB – oferuje obecnie rozwiązania ładowania z pełnym wsparciem ISO 15118. Nawet jeśli otwarte standardy takie jak OCPP i OCPI rozwijają się, droga do pełnej integracji V2G wciąż jest daleka.
Wgląd w praktykę: Projekty V2G na całym świecie
Wielu uczestników rynku już testuje V2G w rzeczywistych warunkach. Trzy przykłady pokazują różnorodność możliwych zastosowań:
W Utrechcie (Holandia) flota 500 Renault 5 z technologią Mobilize-V2G jest wykorzystywana w modelu carsharingu – co jest europejską premierą.
W Massachusetts okręg szkolny wykorzystuje dwukierunkowe ładowarki, aby zmniejszyć obciążenia szczytowe latem i generować przychody.
A Ford już teraz umożliwia V2H z modelem F-150 Lightning za pomocą funkcji „Intelligent Backup Power”. GM planuje wprowadzenie V2H do wszystkich EV Ultium do 2026 roku. Nissan nadal stawia na V2G i w 2024 roku certyfikował dwukierunkową ładowarkę firmy Fermata Energy.
Co to oznacza?
V2G jest postrzegane na całym świecie jako szansa i jest już wdrażane w pierwszych projektach. Teraz chodzi o to, aby szybko ustalić niezbędne warunki i normy, aby uczestnicy projektów mogli wreszcie wyjść poza fazę pilotażową – do czego jednak konieczna jest współpraca wszystkich!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Temat został zbadany dla nas przez Volodymyra Zavadko, Dyrektora Dostaw, Szefa ds.
