По данным Международного энергетического агентства (IEA)* к 2030 году на дорогах мира будут находиться между 200 и 300 миллионами электромобилей — с тенденцией к росту. Это делает их роль в интеллектуально управляемых электросетях — так называемых Smart Grids — все более значимой. Электромобили могут не только принимать энергию, но и хранить её и по мере необходимости возвращать её в сеть. Таким образом они выступают в роли децентрализованных буферных накопителей, чтобы сглаживать колебания в подаче возобновляемой энергии и повышать стабильность сети. Технической основой для двустороннего обмена энергией (Vehicle-to-Grid, сокращенно V2G) является коммуникационный протокол ISO 15118.
ISO 15118: технологический драйвер двусторонней и интеллектуальной зарядки
Как универсальный стандарт, ISO 15118 определяет коммуникацию между электромобилем, зарядной инфраструктурой и — при наличии — бэкэнд-системами, такими как платформы управления энергией. Как часть Combined Charging System (CCS) протокол использует Powerline Communication (PLC) через зарядный кабель, чтобы обеспечить безопасную и бесперебойную передачу данных во время процесса зарядки.
С ISO 15118-20 впервые полностью поддерживается двусторонняя зарядка. Электромобили таким образом гибко интегрируются в энергосистему как децентрализованные энергосохранители. В так называемом режиме V1G (поддерживается ISO 15118-2) — то есть при запланированной односторонней зарядке — процесс зарядки, например, может быть перенесён в щадящие для сети и выгодные по цене временные окна. При этом система динамически реагирует на сигналы, такие как цены на электроэнергию, нагрузка на сеть или предпочтения пользователей.
Режим V2G идёт на шаг дальше: здесь также обеспечиваются процессы разрядки. Внешние энергоменеджмент-системы могут на основе текущих и прогнозируемых условий сети принимать решения, когда и сколько
энергии следует зарядить или вернуть в сеть. Инфраструктурные и сетевые операторы получают новый инструмент для управления нагрузкой сети — например путём целенаправленного снижения мощности зарядки или отдачи энергии в часы пик.
Новые бизнес-модели для флотов
Для операторов флотов в логистике или в общественном транспорте это открывает новые деловые возможности: Емкость батарей неиспользованных автомобилей может временно быть доступна сети и продаваться как сервис гибкости.
Кроме того ISO 15118 обеспечивает зашифрованную коммуникацию а также стандартизованную автоматическую аутентификацию — основа для удобных Plug & Charge-процессов на общественных зарядных станциях.
Общие стандарты обеспечивают реальную V2G-совместимость
Чтобы реализовать V2G в масштабе, все участники должны тесно сотрудничать: производители автомобилей, операторы зарядных станций (CPOs), операторы сетей и поставщики услуг мобильности. Технической базой являются интероперабельные стандарты, которые по всей системе обеспечивают единообразную коммуникацию.
Три центральных протокола играют здесь ключевую роль:
ISO 15118: регулирует коммуникацию между автомобилем (EV) и зарядной точкой (EVSE), включая Plug & Charge и двустороннюю передачу энергии.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): регулирует интерфейс между зарядной точкой (EVSE) и бэкэнд-системой CPO — и служит универсальным „языком“ для управления зарядными станциями. Ожидаемая в 2025 году версия OCPP 2.1 будет поддерживать ISO 15118-20, а также расширенные функции V2X, такие как подключение децентрализованных источников энергии (DER) и замена батарей.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизирует коммуникацию между CPO и провайдерами услуг электромобильности (EMSP) — например для роуминга и предоставления услуг через сетевые границы.
Реальная V2G-функциональность может быть экономически и технически разумной реализована только при интеграции всех трёх протоколов. Только совместная реализация
OEMs, CPOs и EMSPs обеспечивает необходимую интероперабельность для масштабируемой, умной энергосети. Как опытный партнер по разработке ПО Intellias поддерживает компании на всём протяжении цепи добавления стоимости — от соответствия стандартам до разработки интеллектуальных бэкэнд-решений для Smart Charging и V2G.
Потенциальная роль электромобилей как активных участников стабилизации сети и как децентрализованных энергосохранителей очевидна — и технологическая база для этого во многом готова. Но как обстоит дела с практической реализацией в отрасли?
V2G во всем мире: региональные стратегии и вызовы
Все больше автопроизводителей оснащают свои электромобили ISO 15118, особенно новые поколения моделей. Вопрос V2G становится новым стандартом. Однако в реализации существуют региональные различия:
Европа: Здесь законодательные требования продвигают развитие V2G — например через пакет «Fit for 55», Регламент инфраструктуры альтернативного топлива (AFIR) или требования ЕС к трансевропейской транспортной сети ( TEN-V). Пилотные проекты в Нидерландах, Дании, Франции и Великобритании в настоящее время тестируют техническую и экономическую осуществимость.
США: Рынок децентрализован. Отдельные штаты, поставщики услуг или компании инициируют проекты. Программы поддержки электромобилей и зарядной инфраструктуры в некоторых штатах делают V2G экономически привлекательнее — несмотря на отсутствие федерального регулирования.
Китай: Как крупнейший в мире рынок электромобилей, Китай придерживается государственно направленного, технологически ориентированного подхода. Цель — использование национального флота электромобилей для стабилизации сети, удовлетворения растущего энергопотребления и интеграции возобновляемой энергии. Чётко определён план действий по V2G — поддерживаемый тесным сотрудничеством между правительством, государственными сетевыми операторами и местной автомобильной и аккумуляторной промышленностью.
Несмотря на разные подходы, все рынки сталкиваются с аналогичными вызовами: высокие затраты на двусторонние зарядные устройства, вопросы
деградации батарей, а также необходимость безопасных, надёжных коммуникационных интерфейсов.
Инфраструктура как узкое место
Зарядная инфраструктура остаётся основным препятствием: в то время как со стороны автомобилей происходит стремительное обновление, подавляющее большинство существующих зарядных станций всё ещё опирается на старые, несовместимые системы. Некоторые компоненты можно дооснастить программным обновлением, однако во многих местах потребуется замена аппаратного обеспечения — с соответствующими инвестициями и временными затратами.
У немногих производителей — включая Siemens и ABB — в настоящее время есть решения для зарядки с полной поддержкой ISO-15118. Хотя открытые стандарты, такие как OCPP и OCPI, продолжают развиваться, путь к повсеместной V2G-интеграции ещё далёк.
Практические примеры: проекты V2G по всему миру
Многочисленные участники уже тестируют V2G в реальных условиях. Три примера демонстрируют разнообразие возможных применений:
В Утрехте (Нидерланды) флот из 500 Renault 5 с технологией Mobilize-V2G используется в модели каршеринга — европейская премьера.
В Массачусетсе школьный округ использует двусторонние зарядные устройства, чтобы летом сглаживать пик нагрузки и получать доход.
И Ford предлагает с F-150 Lightning через «Intelligent Backup Power» уже V2H. GM планирует внедрить V2H до 2026 года для всех Ultium-EVs. Nissan продолжает развивать V2G и в 2024 году сертифицировала двустороннее зарядное устройство от Fermata Energy.
Что это значит?
V2G во всем мире рассматривается как шанс и осуществляется в первых проектах. Сейчас задача — быстро выстроить необходимые рамки и нормы, чтобы участники проектов могли наконец выйти за пределы пилотов — для этого все должны действовать сообща!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Исследование по теме проведено для нас Володимиром Завадко, директором по доставке, руководителем направления
