国際エネルギー機関(IEA)によれば、2030年までに世界の道路を走る電気自動車はおよそ2億〜3億台になる見込みで、増加傾向が続く。これにより、スマートグリッドと呼ばれる知能的に制御された電力網における彼らの役割はますます重要になる。電気自動車はエネルギーを取り込むだけでなく、それを蓄え、必要に応じて再び電力網へ供給することができる。これにより、再生可能エネルギーの出力の変動を緩和し、電力網の安定性を高める分散型の緩衝貯蔵として機能する。この双方向エネルギー交換(Vehicle-to-Grid、略称V2G)の技術的基盤は、通信プロトコル ISO 15118 である。
ISO 15118:双方向かつ知能的な充電の技術的推進力
ISO 15118は、メーカーを超えた標準として、電気自動車(EV)、充電インフラ、そして存在する場合にはエネルギーマネジメントプラットフォームなどのバックエンドシステムとの間の通信を定義します。Combined Charging System(CCS)の一部として、このプロトコルは充電ケーブルを介してPowerline Communication(PLC)を利用し、充電中の安全でスムーズなデータ伝送を実現します。
ISO 15118-20 によって、初めて双方向の充電が完全にサポートされます。電気自動車はそれによって、分散型エネルギー貯蔵として電力網に柔軟に統合されます。いわゆる V1G モード(ISO 15118-2 によってサポート)— すなわち計画された一方向充電 — では、充電プロセスを網安定化のために有利な時間帯へ移すことができます。このとき、システムは電力価格、ネットワーク負荷、利用者の好みといった信号に動的に反応します。
V2Gモードはさらに一歩進みます。ここでは放電プロセスも可能になります。外部のエネルギーマネジメントシステムは、現在および予測される網条件に基づいて、いつどれだけのエネルギーを充電するか、あるいは電力網へ返すかを判断します。インフラ事業者と系統運用者は、それによって負荷を制御するための新しい手段を得ることになります。たとえば充電出力の低減やピーク時の電力供給の管理など。
フリート向けの新しいビジネスモデル
物流分野や公共交通機関のフリート運用者にとって、これにより新たなビジネスチャンスが生まれます。未使用の車両のバッテリー容量を一時的に電力網へ提供し、柔軟性サービスとして販売することができます。
さらに、ISO 15118は暗号化された通信および標準化された自動認証を可能にします。これは、公的な充電スポットでの快適なPlug & Charge充電プロセスの基盤です。
共通の標準が真のV2G互換性を実現する
V2Gをスケーラブルに実装するには、関係するすべての関係者が密接に協力する必要があります。車両メーカー、充電ポイント運用事業者(CPO)、系統運用者、モビリティサービスプロバイダーです。それを支える技術的基盤は、全体のシステム環境を通じて統一された通信を可能にする相互運用性のある標準です。
ここで三つの中心的なプロトコルが重要な役割を果たします:
ISO 15118は、車両(EV)と充電点(EVSE)との間の通信を規定し、Plug & Chargeと双方向のエネルギー伝送を含みます。
OCPP 2.x(Open Charge Point Protocol)は、充電点(EVSE)とCPOのバックエンドシステムとの間のインターフェースを規定し、充電スタンドの管理のための普遍的な“言語”として機能します。2025年に見込まれるバージョン OCPP 2.1 では、ISO 15118-20 および分散型エネルギー資源(DER)の統合や拡張V2X機能もサポートされます。
OCPI(Open Charge Point
Interface)は、CPOとE‑Mobility Service Providers(EMSP)間の通信を標準化します。例えばローミングやネットワークを越えたサービス提供など。
真のV2G機能は、3つのプロトコルが統合されて初めて、経済的にも技術的にも意味のある実装になります。OEM、CPO、EMSPによる共同実装だけが、スケーラブルで知的なエネルギー網に必要な相互運用性を生み出します。ソフトウェアエンジニアリングの経験豊富なパートナーとして、Intelliasは標準適合性からスマート充電およびV2Gの知的バックエンドソリューションの開発に至るまで、価値連鎖全体で企業を支援します。
電気自動車が電力網の安定化の積極的な参加者および分散型エネルギー貯蔵として果たす潜在的な役割は明らかであり、それを支える技術的基盤はほぼ整っています。しかし、産業界での実際の実装はどうでしょうか?
V2Gの世界展開:地域戦略と課題
ますます多くの自動車メーカーが電気自動車を ISO 15118 対応にしており、特に新しい世代のモデルで顕著です。V2G機能はこれによって新しい標準となります。しかし、実装には地域差が見られます。
欧州: 法令の規定がV2Gの発展を推進しています。例えば「Fit for 55」パッケージ、Alternative Fuels Infrastructure Regulation(AFIR)、EUのトランスヨーロピアン交通網 TEN‑V に関する規定です。オランダ、デンマーク、フランス、英国のパイロットプロジェクトが、技術的・経済的実現性を現在検証しています。
米国: 市場は分散型で組織されています。州ごと、電力事業者、企業が個別にプロジェクトを開始します。いくつかの州ではEVと充電インフラの助成プログラムがV2Gを経済的に魅力的にしており、連邦レベルの規制が欠如しているにもかかわらず普及しています。
中国: 世界最大のEV市場である中国は、政府主導の技術重視アプローチを採用しています。目的は、国内EV車群を電力網の安定化、増大するエネルギー需要の充足、再生可能エネルギーの統合に活用することです。V2Gの明確なロードマップが定義され、政府、国営系統運用者、および国内の車両・電池産業の緊密な協力によって支えられています。
アプローチの違いはあるものの、すべての市場は同様の課題に直面しています。双方向充電器の高コスト、バッテリー劣化に関する懸念、そして安全で頑丈な通信インターフェースの必要性です。
ボトルネックとしてのインフラ
充電インフラは依然として中心的な障害です。車両側が迅速にアップグレードしている一方で、現在設置されている充電ステーションの大半は依然として旧式で互換性のないシステムに依存しています。ソフトウェア更新により一部の部品を後付けできる場合もありますが、多くの場所でハードウェアの交換が必要となり、相応の投資と時間が必要です。
現在、SiemensやABBを含むごく一部のメーカーのみがISO-15118の完全サポートを備えた充電ソリューションを提供しています。OCPPやOCPIのようなオープン標準が進化しているものの、網羅的なV2G統合への道のりはまだ遠いです。
現場の洞察:世界のV2Gプロジェクト
多数の関係者が実条件下でV2Gを試験しています。3つの例は、可能な適用範囲の多様性を示しています。
オランダ・ユトレヒトでは、Mobilize-V2G技術を搭載した500台のルノー5のフリートをカーシェアリングモデルで運用しており、欧州初の試みとなっています。
マサチューセッツ州の学区では双方向充電器を活用して夏のピーク負荷を緩和し、収益を得ています。
フォードは F-150 ライトニングの「Intelligent Backup Power」により、すでにV2Hを実現しています。GMは2026年までにすべての Ultium EV にV2Hを導入する計画です。日産は今後もV2Gを推進し続けており、2024年に Fermata Energy の双方向充電器を認証済みです。
つまり、どういう意味か?
V2G は世界的に機会と捉えられ、初期のプロジェクトで実践されつつあります。今求められているのは、関係者がパイロットを超えて前へ進めるよう、必要な枠組みと規格を迅速に整えることです。全員が一丸となって取り組む必要があります!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
このテーマに関する取材は、Intelliasのデリバリー・ディレクター兼輸送部門責任者であるVolodymyr Zavadko氏によって行われました。