За даними Міжнародного енергетичного агентства (IEA)* до 2030 року у світі на дорогах буде між 200 та 300 мільйонами електромобілів — зростаюча тенденція. Таким чином їхня роль у розумно керованих електричних мережах — так званих Smart Grids — стає все більш значущою. Електромобілі можуть не лише приймати енергію, але й зберігати її та за потреби повертати в електричну мережу. Вони виступають як децентралізовані буферні сховища, щоб урівноважувати коливання введення відновлюваної енергії та підвищувати стабільність мережі. Технічна основа для цього двостороннього обміну енергією (Vehicle-to-Grid, коротко V2G) утворює комунікаційний протокол ISO 15118.
ISO 15118: технологічний каталізатор для двостороннього та розумного заряджання
Як універсальний стандарт між виробниками ISO 15118 визначає комунікацію між електромобілем, зарядною інфраструктурою та — за наявності — бекенд-системами, такими як платформи управління енергією. Як частина Combined Charging System (CCS) протокол використовує Powerline Communication (PLC) через зарядний кабель, щоб забезпечити безпечну та плавну передачу даних під час заряджання.
З ISO 15118-20 вперше повністю підтримується двостороннє заряджання. Електромобілі завдяки цьому гнучко інтегруються як децентралізовані сховища енергії в енергосистему. У так званому режимі V1G (підтримується ISO 15118-2) — тобто під час передбачуваного одностороннього заряджання — процес заряджання може, bijvoorbeeld, бути перенесений у часові проміжки, що є менш навантажені мережею та дешевші. При цьому система динамічно реагує на сигнали, такі як ціни на електроенергію, навантаження мережі або переваги користувачів.
Режим V2G робить ще один крок уперед: тут також можливі процеси розряду. Зовнішні системи управління енергією можуть на основі поточних та прогнозованих умов мережі приймати рішення, коли і скільки енергії потрібно
заряджати або повертати в мережу. Інфраструктурні оператори та оператори мереж отримують новий інструмент для управління навантаженням мережі — наприклад, за рахунок цілеспрямованого зменшення потужності заряджання або подачі електроенергії в пікові години.
Нові бізнес-моделі для флотів
Для операторів флотів у сфері логістики або громадського транспорту це відкриває нові можливості бізнесу: ємність батарей невикористовуваних автомобілів може тимчасово бути доступною для мережі та продаватися як послуга гнучкості.
Крім того ISO 15118 підтримує зашифровану комунікацію та стандартизовану автоматичну автентифікацію — основа для зручних процесів Plug & Charge на публічних зарядових точках.
Загальні стандарти створюють справжню V2G-інтероперабельність
Щоб масштабована реалізація V2G була можлива, всі залучені учасники мають тісно співпрацювати: виробники транспортних засобів, оператори зарядних точок (CPOs), оператори мереж та постачальники мобільних послуг. Технічна база для цього — взаємодіючі стандарти, що забезпечують єдину взаємодію в усій системній ланцюжку.
Три основні протоколи відіграють тут ключову роль:
ISO 15118: регулює комунікацію між транспортним засобом (EV) та зарядною станцією (EVSE), включаючи Plug & Charge та двосторонній обмін енергією.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): регулює інтерфейс між зарядною станцією (EVSE) та бекенд-системою CPO — і слугує універсальною „мовою“ для управління зарядними станціями. У очікуваній на 2025 рік версії OCPP 2.1 також будуть підтримані ISO 15118-20 та розширені можливості V2X, такі як інтеграція децентралізованих джерел енергії (DER) та заміна батарей.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизує комунікацію між CPOs та EMSPs — наприклад для роумінгу та надання сервісів через мережеві кордони.
Справжня функціональність V2G може бути економічно та технічно виправдана лише за умови інтеграції всіх трьох
протоколів. Тільки спільна реалізація виробниками оригінального устаткування (OEM), операторами зарядних станцій (CPO) та EMSP створить необхідну інтероперабельність для масштабованої, розумної енергетичної системи. Як досвідчений партнер з розробки програмного забезпечення Intellias підтримує компанії по всьому ланцюжку створення вартості — від відповідності стандартам до розвитку розумних бекенд-рішень для Smart Charging та V2G.
Потенційна роль електромобілів як активних учасників стабілізації мережі та як децентралізованих енергосховищ очевидна — й технологічна база для цього у більшості випадків наявна. Проте як справи з практичною реалізацією у промисловості?
V2G по всьому світу: регіональні стратегії та виклики
Все більше виробників автомобілів оснащують свої електромобілі ISO 15118, зокрема новіші покоління моделей. Можливість V2G стає новим стандартом. Проте у впровадженні спостерігаються регіональні відмінності:
Європа: Тут законодавчі вимоги просувають розвиток V2G — наприклад пакет «Fit for 55», Регулювання інфраструктури альтернативного палива (AFIR) або вимоги ЄС до транскордонної транспортної мережі (TEN-V). Пілотні проєкти у Нідерландах, Данії, Франції та Великій Британії наразі тестують технічну та економічну здійснюваність.
USA: Ринок децентралізований. Деякі штати, постачальники або компанії ініціюють проєкти. Програми фінансування для електромобілів та зарядної інфраструктури в окремих штатах роблять V2G економічно привабливішим — попри відсутність федерального регулювання.
China: як найбільший світовий ринок електромобілів, Китай дотримується державного, технологічно орієнтованого підходу. Мета — використання національного парку електромобілів для стабілізації мережі, покриття зростаючого попиту на енергію та інтеграцію відновлюваної енергії. Чіткий план для V2G визначено — підтримується тісною співпрацею між урядом, державними операторами мереж та вітчизняною промисловістю виробництва автомобілів та батарей.
Незважаючи на різні підходи, усі ринки стикаються з подібними викликами: високі витрати
на двосторонні зарядні пристрої, занепокоєння щодо деградації батарей та необхідність безпечних, надійних комунікаційних інтерфейсів.
Інфраструктура як вузьке місце
Інфраструктура заряджання залишається суттєвим бар'єром: тоді як частина автомобільної сторони швидко оновлюється, більшість сьогодні встановлених зарядних станцій все ще працюють із застарілими, несумісними системами. Хоча деякі компоненти можна оновити за допомогою програмного оновлення, у багатьох місцях доведеться замінити апаратне забезпечення — з відповідними інвестиційними потребами та часовими витратами.
Лише кілька виробників — зокрема Siemens та ABB — наразі пропонують зарядні рішення з повною підтримкою ISO-15118. Хоча відкриті стандарти на кшталт OCPP та OCPI продовжують розвиватися, шлях до всеосяжної інтеграції V2G ще далеко.
Працiснi огляди: V2G-проєкти у світі
Багато учасників уже тестують V2G у реальних умовах. Три приклади демонструють різноманітність можливих застосувань:
У Утрехті (Нідерланди) використовується флот із 500 Renault 5 з технологією Mobilize-V2G у моделі каршерінгу — європейська прем'єра.
У Массачусетсі один шкільний округ використовує двосторонні зарядні пристрої, щоб влітку пом'якшувати пікові навантаження та отримувати прибуток.
І Ford уже за допомогою F-150 Lightning через „Intelligent Backup Power“ вже реалізує V2H. GM планує запровадити V2H до 2026 року для всіх Ultium-EVs. Nissan продовжує підтримувати V2G і у 2024 році сертифікував двосторонній зарядний пристрій від Fermata Energy.
Що це означає?
V2G розглядають як світову можливість і впроваджують у перших проектах. Тепер потрібно швидко створити необхідні рамкові умови та стандарти, щоб учасники проектів нарешті вийшли за межі пілотів — але для цього всі повинні діяти узгоджено!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Дослідження на цю тему для нас провів Володимир Завадко, директор з доставки, керівник департаменту
