За даними Міжнародного енергетичного агентства (IEA)* до 2030 року у всьому світі на дорогах буде між 200 і 300 мільйона електромобілів — зростаюча тенденція. Саме тому їхня роль у інтелектуальних енергетичних системах — так званих Smart Grids — стає все більш значною. Електромобілі можуть не лише приймати енергію, але й зберігати її та за потреби повертати її в електромережу. Вони виступають як децентралізовані буферні сховища, щоб компенсувати коливання щодо постачання від відновлюваних джерел енергії та підвищити стабільність мережі. Технічна основа для цієї двосторонньої передачі енергії (Vehicle-to-Grid, коротко V2G) становить комунікаційний протокол ISO 15118.
ISO 15118: технологічний рушій для двостороннього та інтелектуального заряджання
Як міжвиробничий стандарт ISO 15118 визначає комунікацію між електричним автомобілем (EV), зарядною інфраструктурою та — за наявності — бекенд-системами, такими як платформи управління енергією. Як частина системи комбінованої зарядки (CCS) протокол використовує Powerline Communication (PLC) через зарядний кабель, щоб забезпечити безпечну та безперебійну передачу даних під час заряджання.
ISO 15118-20 вперше повністю підтримується двостороннє заряджання. Електромобілі завдяки цьому можуть гнучо інтегруватися як децентралізовані сховища енергії в електромережу. У так званому режимі V1G (підтримується ISO 15118-2) — тобто під час запланованого одностороннього заряджання — процес заряджання може, наприклад, бути перенесений у мережево-зручні, економічні часові вікна. При цьому система динамічно реагує на сигнали, такі як ціни на електроенергію, навантаження мережі або уподобання користувачів.
Режим V2G робить крок вперед: тут також можливі процеси розряджання. Зовнішні системи управління енергією можуть на основі поточних та прогнозованих умов мережі приймати рішення, коли і скільки енергії потрібно заряджати або повернути в мережу. Оператори
інфраструктури та оператори мережі отримують новий інструмент для регулювання навантаження мережі — наприклад через цілеспрямоване зменшення потужності зарядки або подачу електроенергії в години пікових навантажень.
Нові бізнес-моделі для флотів
Для операторів флотів у логістичному секторі або у громадському транспорті це відкриває нові бізнес-можливості: ємність батарей невикористовуваних транспортних засобів може тимчасово надаватися в мережу й продаватися як сервіс гнучкості.
Крім того, ISO 15118 забезпечує зашифровану комунікацію та стандартизовану автоматичну автентифікацію — основу для зручних Plug & Charge-процедур на громадських зарядних пунктах.
Спільні стандарти створюють справжню інтероперабельність V2G
Для масштабованої реалізації V2G всі задіяні учасники повинні тісно співпрацювати: виробники транспортних засобів, оператори зарядних пунктів (CPO), оператори мереж та постачальники сервісів мобільності. Технічна база для цього — інтероперабельні стандарти, які на всьому системному ландшафті забезпечують єдину комунікацію.
Три основні протоколи відіграють тут роль ключових:
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 буде підтримуватися також ISO 15118-20 та розширені функції V2X, такі як інтеграція децентралізованих джерел енергії (DER) та обмін батареями.
OCPI (Open Charge Point Interface): стандартизує комунікацію між CPO та постачальниками сервісів електромобільності (EMSP) — зокрема для роумінгу та надання послуг через межі мереж.
Справжню функціональність V2G може бути економічно та технічно обґрунтовано реалізована лише за умови інтеграції трьох протоколів. Лише спільна імплементація виробниками автомобілів (OEM),
CPO та EMSP забезпечує необхідну інтероперабельність для масштабованої, розумної енергетичної мережі. Як досвідчений партнер з розробки програмного забезпечення Intellias підтримує компанії на всьому ланцюгу створення вартості — від відповідності стандартам до розробки розумних бекенд-рішень для Smart Charging та V2G.
Потенційна роль електромобілів як активних учасників стабілізації мережі та як децентралізованих енергосховищ очевидна — і технологічна основа для цього майже повністю готова. Однак як справи з практичною реалізацією в галузі?
V2G у світі: регіональні стратегії та виклики
Все більше виробників автомобілів оснащують свої електромобілі ISO 15118, зокрема переважно новіші покоління моделей. Функціональність V2G стає новим стандартом. Але у впровадженні існують регіональні відмінності:
Європа: тут законодавчі вимоги прискорюють розвиток V2G — зокрема через пакет „Fit for 55“, регламент інфраструктури для альтернативного палива (AFIR) або вимоги ЄС до трансєвропейської транспортної мережі (TEN-V). Пілотні проєкти в Нідерландах, Данії, Франції та Великій Британії зараз тестують технічну та економічну здійсненність.
США: Ринок децентралізований. Деякі штати, постачальники або компанії ініціюють проєкти. Програми фінансування для електромобілів та зарядної інфраструктури в окремих штатах роблять V2G економічно привабливішим — незважаючи на відсутність федерального регулювання.
Китай: як світовий лідер за ринком електромобілів, Китай дотримується державного керованого, технологічно орієнтованого підходу. Мета — використати національну флоту електромобілів для стабілізації мережі, забезпечення зростаючих потреб у енергії та інтеграцію відновлюваних джерел енергії. Чіткий план дій для V2G визначено — підтримується завдяки тісній співпраці між урядом, державними операторами мереж та місцевою індустрією автомобілів та батарей.
Незважаючи на різні підходи, всі ринки стикаються з подібними викликами: високі витрати на двосторонні зарядні пристрої, занепокоєння щодо деградації
батарей та необхідність безпечних, надійних комунікаційних інтерфейсів.
Інфраструктура — вузьке місце
Інфраструктура зарядки залишається одним із ключових перешкод: у той час як автопарк швидко оновлюється, більшість нині встановлених зарядних станцій все ще працюють за застарілими, несумісними системами. Деякі компоненти можна оновити за допомогою програмного забезпечення, але у багатьох місцях доведеться замінити апаратне забезпечення — з відповідними потребами інвестицій та витратами часу.
Лише кілька виробників — серед яких Siemens та ABB — наразі пропонують рішення з повною підтримкою ISO-15118. Хоча відкриті стандарти на кшталт OCPP та OCPI продовжують розвиватися, шлях до всеохопної інтеграції V2G ще далекий.
Пraxисне бачення: V2G-проєкти у світі
- Чимало зацікавлених сторін 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 каршерингу — європейська прем'єра.
- У Массачусетсі один із шкільних округів використовує двосторонні зарядні пристрої, щоб влітку зменшувати пікове навантаження та отримувати прибуток.
- І Ford дозволяє з моделлю F-150 Lightning через „Intelligent Backup Power“ уже впроваджувати V2H. GM планує запровадити V2H до 2026 року для всіх Ultium-електромобілів. Nissan продовжує орієнтуватися на V2G і у 2024 році сертифікував двосторонній зарядний пристрій від Fermata Energy.
Що це означає?
V2G у всьому світі розглядають як можливість та впроваджують у перших проектах. Зараз потрібно швидко створити необхідні рамкові умови та норми, щоб учасники проектів нарешті могли вийти за рамки пілотів — але для цього всі мають діяти злагоджено.
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
Дослідження з теми експлуатації для нас провів Володимир Завадко, директор з доставки, транспортування в Intellias.
