• Odpowiednia infrastruktura ładowania dwukierunkowego ważnym kryterium tworzenia technologii przyszłości. 
• Technologie Vehicle-to-Grid (V2G) i Vehicle-to-Home (V2H).
• Innowacyjne działania na rzecz dwukierunkowego ładowania. 

Samochody elektryczne staną się wkrótce częścią sieci elektroenergetycznej oraz pomogą zapewnić stabilne dostawy energii elektrycznej i osiągnąć cele klimatyczne. W momentach szczytowego zapotrzebowania na energię, kiedy sieć jest najbardziej obciążona, pojazdy elektryczne będą w stanie oddawać z powrotem do sieci zgromadzoną energię. Technologia ta może przynieść korzyści również właścicielom pojazdów elektrycznych. Możliwe będzie oszczędzanie na poborze energii elektrycznej i zarabianie na jej sprzedaży z powrotem do sieci.

Nowoczesne technologie wymiany energii mogą być też zintegrowane z systemami zarządzania energią w inteligentnych domach, co pozwoli na optymalizację zużycia energii w gospodarstwie domowym. Żeby jednak technologie przyszłości mogły efektywnie komunikować się z siecią energetyczną, niezbędne jest stworzenie odpowiedniej infrastruktury ładowania dwukierunkowego.

Vehicle-to-Grid 

Technologia Vehicle-to-Grid (V2G) umożliwia dwukierunkową wymianę energii między samochodami elektrycznymi a publiczną siecią elektroenergetyczną. Dzięki V2G pojazdy będą mogły działać jako mobilne magazyny energii, które w momentach szczytowego zapotrzebowania oddadzą zgromadzoną energię do sieci. W ten sposób będą mogły one przyczynić się do stabilizacji sieci, zwłaszcza w okresach szczytowego obciążenia, zmniejszając ryzyko zakłóceń lub przerw w dostawach energii elektrycznej.

Połączone w sieć pojazdy elektryczne będą mogły stworzyć system, który zapewni elastyczną równowagę dla zmiennej energii z farm wiatrowych lub fotowoltaicznych. Technologia V2G umożliwi zmobilizowanie w krótkim czasie milionów samochodów elektrycznych z ogromną rezerwą mocy, co umożliwi zapewnienie bezpiecznego zasilania publicznej sieci elektroenergetycznej.

Vehicle-to-Home

Z kolei technologia Vehicle-to-Home (V2H) umożliwia wykorzystanie samochodów elektrycznych jako przenośnych magazynów energii do zasilania domów jednorodzinnych. W przypadku przerw w dostawie prądu pojazd będzie mógł dostarczać energię do domowego systemu elektroenergetycznego, zapewniając awaryjne źródło zasilania. Technologia V2H może również pomóc w zoptymalizowaniu zużycia energii w gospodarstwie domowym, pozwalając na wykorzystanie energii zgromadzonej przez pojazd w godzinach, kiedy energia z sieci jest najdroższa.

Dzięki temu możliwe będzie znaczne obniżenie rachunków za prąd oraz bardziej efektywne zarządzanie energią w domu. Korzyści z technologii V2G obejmują również możliwość zarabiania przez właścicieli samochodów elektrycznych na sprzedaży z powrotem do sieci nadmiarowej energii. Pozwala to nie tylko na pokrycie kosztów eksploatacji pojazdu, ale także przyczynia się do bardziej zrównoważonego zarządzania energią na poziomie lokalnym i krajowym.

Infrastruktura dwukiernukowe ładowania 

Infrastruktura dwukierunkowego ładowania pojazdów elektrycznych może odegrać kluczową rolę w transformacji systemów energetycznych na całym świecie. Wielu ekspertów uważa, że jej implementacja będzie istotnym krokiem w kierunku zrównoważonego i elastycznego systemu energetycznego. Obecnie w wielu krajach prowadzone są prace nad rozwojem infrastruktury takiego ładowania pojazdów elektrycznych.

Jednym z głównych wyzwań wdrożenia infrastruktury dwukierunkowego ładowania jest konieczność budowy stacji ładowania pojazdów elektrycznych, które będą umożliwiały dwukierunkową wymianę energii między pojazdem a siecią elektroenergetyczną. Ponadto samochody muszą być wyposażone w odpowiednie technologie V2G lub V2H, umożliwiające taką wymianę energii.

Wprowadzenie infrastruktury dwukierunkowego ładowania pojazdów elektrycznych wymaga współpracy między sektorem publicznym a prywatnym, a także odpowiedniego wsparcia politycznego i regulacyjnego. Istnieje też potrzeba standaryzacji i harmonizacji przepisów, które dotyczą infrastruktury ładowania, aby zapewnić kompatybilność i interoperacyjność systemów na poziomie krajowym i międzynarodowym. Warto również zwrócić uwagę na aspekt finansowy. Budowa i utrzymanie stacji ładowania dwukierunkowego oraz wyposażenie samochodów w technologie V2G lub V2H może bowiem wymagać środków finansowych i znacznych inwestycji.

Innowacyjne działania na rzecz dwukierunkowego ładowania 

W praktyce wdrożenie technologii dwukierunkowego ładowania wymaga odpowiedniej infrastruktury – w tym stacji ładowania obsługujących technologie V2G lub V2H – oraz odpowiednich regulacji prawnych i standardów technicznych. Wiele krajów już pracuje nad implementacją tych rozwiązań, widząc w nich możliwość zwiększenia elastyczności i odpornoci swoich systemów energetycznych.

źródło: Pixabay – macdeedle

W Stanach Zjednoczonych np. producenci energii elektrycznej, operatorzy sieci oraz dostawcy ładowarek intensywnie pracują nad rozbudową infrastruktury ładowania, w tym ładowania dwukierunkowego. Firma Pacific Gas and Electric ogłosiła program pilotażowy, który ma na celu zbadanie potencjału ładowania dwukierunkowego w Kalifornii. Obecnie główną rolę w projektach V2G odgrywają szkolne autobusy.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Rynek

Cyfrowy paszport dla akumulatora

Wprowadzanie specjalnych cząstek magnetycznych do ogniw akumulatorów pozwala na wykorzystanie spektroskopii cząstek magnetycznych (MPS) do ich identyfikacji, a tym samym do śledzenia ich przez cały cykl życia. 

W Cajon Valley niedaleko San Diego latem 2022 r. podczas przeprowadzonych badań wykorzystano 8 autobusów elektrycznych do przesyłania energii elektrycznej z powrotem do sieci i zasilania ponad 450 domów podczas fali upałów. Autobusy ładowały się poza godzinami szczytu, kiedy zapotrzebowanie na energię było mniejsze. W Japonii temat technologii V2G narodził się w następstwie katastrofy reaktora w elektrowni jądrowej Fukushima w 2011 r., kiedy to do standardu ładowania CHAdeMO dodano dwukierunkowość.

W grudniu 2023 r. amerykańska firma Nuvve podpisała umowę handlową z firmami Toyota Tsusho Corporation oraz Chubu Electric Power Miraiz na zakup trakcyjnych akumulatorów litowo-jonowych z możliwością ich podłączenia do technologii V2G. Z kolei producent samochodów Nissan, jeden z pionierów technologii V2G, koordynuje w Japonii programy pilotażowe, które integrują pojazdy elektryczne z siecią elektroenergetyczną.

W Europie szeroko zakrojone działania na rzecz rozwoju infrastruktury ładowania, w tym ładowania dwukierunkowego, prowadzą Niemcy. Niemiecki rząd uwzględnił te cele w II planie generalnym dotyczącym infrastruktury ładowania. W marcu 2024 r. rada doradcza Narodowego Centrum Infrastruktury Ładowania przedstawiła swoje zalecenia dotyczące działań, które należy podjąć w ciągu najbliższych kilku lat.

Firma BMW we współpracy z innymi partnerami zainicjowała projekt „Bidirectional Charging Management” (BCM). W jego ramach testuje się i rozwija technologię dwukierunkowego ładowania w Niemczech. Także w Holandii, która ma jedną z najlepszych infrastruktur dla elektromobilności, propagowane są liczne inicjatywy mające na celu rozwój infrastruktury ładowania dwukierunkowego.

Aby zademonstrować potencjał technologii V2G, na początku 2022 r. Hyundai, wraz z lokalnym dostawcą usług mobilnych We Drive Solar, uruchomił w mieście Utrecht innowacyjny projekt pilotażowy nowej technologii ładowania pojazdów. W przeprowadzonym teście wzięło udział 25 pojazdów Hyundai Ioniq 5 i ponad 1000 ładowarek dwukierunkowych. Dodatkowo Holandia planuje zainstalować kolejne 5000 dwukierunkowych stacji ładowania do 2025 r. Ma to znacząco zwiększyć możliwości magazynowania energii i zarządzania nią w sieci elektroenergetycznej.

Wyzwania i przeszkody 

Mimo obiecujących perspektyw technologia dwukierunkowego ładowania pojazdów elektrycznych stoi przed wieloma wyzwaniami, które trzeba pokonać, aby mogła stać się powszechnie dostępna. Przewiduje się, że dwukierunkowe ładowanie zacznie odgrywać istotną rolę na rynku w najbliższych latach. Pełne wdrożenie tej technologii wymaga jednak rozwiązania kilku kluczowych kwestii. Jednym z głównych wyzwań jest rozwój i standaryzacja infrastruktury ładowania.

Obecnie większość stacji ładowania nie jest przystosowana do dwukierunkowego przepływu energii, co wymaga znacznych inwestycji i modernizacji istniejących urządzeń ładowania. Konieczne jest również opracowanie i wdrożenie odpowiednich protokołów komunikacyjnych między pojazdami a siecią elektroenergetyczną, tak aby zapewnić bezproblemową wymianę energii. Kolejną przeszkodą jest kwestia opodatkowania i regulacji.

Przykładowo: kierowcy samochodów elektrycznych, którzy mogą ładować swoje pojazdy bezpłatnie za pomocą zakładowych ładowarek, mogą później zasilać energią elektryczną z samochodów swoje domy lub inną wewnętrzną sieć. Takie działania wymagają jednak wprowadzenia odpowiednich przepisów, które uregulują ładowanie pojazdów oraz rozliczeń za pobraną i oddaną energię.

Ponadto w wielu krajach prawo i regulacje, które dotyczą energii elektrycznej, muszą zostać dostosowane do nowej rzeczywistości, aby umożliwiały efektywne i uczciwe wykorzystanie technologii V2G. Nie można również zapominać o kwestii niezawodności i trwałości akumulatorów. Częste cykle ładowania i rozładowywania mogą wpływać na żywotność baterii trakcyjnych w pojazdach elektrycznych. A to w kontekście dwukierunkowego ładowania wymaga dalszych badań i rozwoju technologii akumulatorów w celu zwiększenia ich trwałości i wydajności.

Źródło: Materiały redakcyjne