По данным Международного энергетического агентства (IEA)* к 2030 году в мире на дорогах будет находиться от 200 до 300 миллионов электромобилей — тенденция к росту. Это сделает их роль в интеллектуально управляемых энергетических сетях — так называемых Smart Grids — все более значительной. Электромобили могут не только принимать энергию, но и хранить её и по мере необходимости возвращать её в электросеть. Таким образом они выступают в роли децентрализованных буферных накопителей, чтобы сглаживать колебания в подаче возобновляемой энергии и повышать стабильность сетей. Технической основой для двустороннего обмена энергией (Vehicle-to-Grid, коротко V2G) служит коммуникационный протокол ISO 15118.
ISO 15118: Технологический фактор, обеспечивающий двустороннюю и интеллектуальную зарядку
Как межпроизводственный стандарт ISO 15118 определяет коммуникацию между электромобилем, зарядной инфраструктурой и — при наличии — бэкенд-системами, такими как платформы управления энергией. В составе Combined Charging System (CCS) протокол использует Powerline Communication (PLC) через зарядный кабель, чтобы обеспечить безопасную и беспрепятственную передачу данных во время зарядки.
С ISO 15118-20 впервые полностью поддерживается двусторонняя зарядка. Электромобили позволяют гибко интегрировать их как децентрализованные энергетические накопители в сеть. В так называемом режиме V1G (поддерживается ISO 15118-2) — то есть при плановой односторонней зарядке — зарядка, например, может быть перенесена в щадящие для сети и экономичные по цене временные окна. При этом система динамически реагирует на сигналы, такие как цены на электроэнергию, нагрузка в сети или предпочтения пользователя.
Режим V2G идёт ещё дальше: здесь появляются возможности разрядки. Внешние системы управления энергией могут на основе текущих и прогнозируемых условий сети принимать решения, когда и сколько энергии заряжать
или возвращать в сеть. Операторы инфраструктуры и сетевые операторы получают новый инструмент, чтобы управлять загрузкой сети — например через целенаправленное снижение мощности зарядки или подачу энергии в пиковые часы.
Новые бизнес-модели для автопарков
Для операторов флотов в логистике или в общественном транспорте это открывает новые бизнес-возможности: батарейная ёмкость неиспользуемых автомобилей может временно быть доступна электросети и продаваться как услуга гибкости.
Кроме того, ISO 15118 обеспечивает зашифрованную коммуникацию, а также стандартизованную автоматическую аутентификацию — основа для удобных процессов Plug & Charge на открытых зарядных точках.
Общие стандарты создают реальную межоперабельность V2G
Для масштабируемой реализации V2G все участники рынка должны тесно сотрудничать: производители автомобилей, операторы зарядных станций (CPO), операторы сетей и поставщики услуг в области мобильности. Техническую основу составляют интероперабельные стандарты, которые на всей системе обеспечивают единообразную коммуникацию.
Три главных протокола играют здесь ключевую роль:
ISO 15118: регулирует коммуникацию между автомобилем (EV) и зарядной станцией (EVSE), включая Plug & Charge и двустороннюю передачу энергии.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): регулирует интерфейс между зарядной станцией (EVSE) и бэкенд-системой CPO — и служит универсальным «языком» для управления зарядными станциями. Ожидаемая в 2025 году версия OCPP 2.1 также будет поддерживать ISO 15118-20, а также расширенные функции V2X, такие как интеграция децентрализованных источников энергии (DER) и замена батарей.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизирует взаимодействие между CPO и EMSP — например для роуминга и предоставления услуг за пределами сетевых границ.
Истинная функциональность V2G может быть реализована экономически и технически обоснованно только при интеграции всех трёх протоколов. Только совместная реализация OEMs, CPOs
и EMSPs обеспечивает необходимую межоперабельность для масштабируемой, интеллектуальной энергосети. В качестве опытного партнёра по разработке программного обеспечения Intellias поддерживает компании на протяжении всей цепи создания ценности — от соответствия стандартам до разработки интеллектуальных бэкэнд-решений для Smart Charging и V2G.
Потенциальная роль электромобилей как активных участников стабилизации сети и как децентрализованных накопителей очевидна — и технологическая база для этого во многом создана. Но как обстоят дела с практической реализацией в промышленности?
V2G во всём мире: региональные стратегии и вызовы
Все больше производителей автомобилей оснащают свои электромобили ISO 15118, включая новые поколения моделей. Возможность V2G становится новым стандартом. Однако в реализации отмечаются региональные различия:
Европа: Здесь законодательные требования продвигают развитие V2G — например пакет «Fit for 55», Регламент по инфраструктуре 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, энергопоставщики или компании инициируют проекты. Государственные 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 следует государственно-ориентированному, технологически ориентированному подходу. Цель — использование национального парка электромобилей для стабилизации сети, удовлетворения растущего спроса на энергию и интеграции возобновляемых источников энергии. Был разработан чёткий план действий для V2G — поддержанный тесным сотрудничеством между правительством, государственными сетевыми операторами и отечественной индустрией по автомобилям и батареям.
Несмотря на различные подходы, все рынки сталкиваются с похожими проблемами: высокая стоимость двусторонних зарядных устройств, опасения
по деградации батарей и необходимость надёжных и устойчивых интерфейсов связи.
Инфраструктура как узкое место
Инфраструктура зарядки остаётся главным препятствием: в то время как со стороны автомобилей обновления происходят быстро, большая часть существующих зарядных станций по-прежнему работает на старых, несовместимых системах. Хоть некоторые компоненты можно обновлять программно, во многих местах потребуется смена аппаратного обеспечения — с необходимостью инвестиций и временных затрат.
Мало кто из производителей — в том числе Siemens и ABB — на данный момент предлагает зарядные решения с полной поддержкой ISO-15118. Хотя открытые стандарты, такие как OCPP и OCPI, развиваются, путь к повсеместной интеграции V2G ещё далёк.
Практические примеры: проекты V2G по всему миру
- Множество участников 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 пики нагрузки и генерировать доход.
- И Ford уже реализует V2H через «Intelligent Backup Power» с F-150 Lightning. GM планирует внедрить V2H до 2026 года для всех электромобилей Ultium. Nissan продолжает ориентироваться на V2G и в 2024 году сертифицировал двустороннее зарядное устройство от Fermata Energy.
Что это значит?
V2G во всём мире рассматривается как шанс и реализуется в первых проектах. Сейчас важно оперативно выработать необходимые рамки и нормы, чтобы участники проектов наконец вышли за рамки пилотов — но для этого все должны действовать в унисон!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Исследование по теме проведено для нас Володимиром Завадко, директором по доставке, транспорт в
