En enero, el mayor de China ensayo La carga bidireccional tuvo lugar en Wuxi, Jiangsu. En 30 minutos, 50 vehículos eléctricos (EV) descargaron casi un megavatio-hora de electricidad a la red, electricidad suficiente para satisfacer las necesidades de 133 hogares durante un día.
Esta carga (también conocida como V2G, vehículo a red) tiene el potencial de ayudar a suavizar los picos y las caídas en la demanda de electricidad.
A finales de 2023, China habrá terminado 20,41 millones Coches de “nueva energía” en las carreteras, la mayoría de los cuales requieren electricidad. Este cambio conduce a una demanda de energía cada vez mayor, lo que sobrecarga la red. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de mecanismos tecnológicos y de precios que alienten a los propietarios a evitar pagar durante los períodos pico.
A medida que aumenta la participación de los vehículos eléctricos en el mercado automotriz, sus baterías pueden ayudar a satisfacer las demandas máximas de electricidad y absorber el exceso de generación. A medida que se expanden las energías solar y eólica, esto se vuelve aún más importante porque estos flujos de energía son más difíciles de regular que la energía del carbón. La capacidad total de la batería de todos los vehículos eléctricos vendidos en China en 2023 388 gigavatios-hora (gWh). En enero, el profesor de la Universidad de Tsinghua, Ouyang Gaoming, dijo que la capacidad de todos los vehículos eléctricos en las carreteras de China superará el límite. 20.000 GWh para 2040. Esto equivale a la actual demanda anual de electricidad de China. En el futuro, el modelo V2G desempeñará un papel importante en el almacenamiento de energía a corto plazo, añadió Ouyang.
Según Plug In America, los vehículos eléctricos pueden hacer que la red sea más eficiente y sostenible. Tiene un centro de pensamiento se supone Esa mayor eficiencia y durabilidad puede equivaler a beneficios de red de 1.867 dólares por vehículo eléctrico, basado en 154.000 kilómetros de conducción durante ocho años.
A documento Sobre la integración de los vehículos eléctricos y la red, publicado por las autoridades gubernamentales en enero, se dice que los vehículos eléctricos pueden respaldar el funcionamiento de un sistema eléctrico moderno: conectar los vehículos eléctricos a la red de China a través de la infraestructura de carga y el reemplazo de baterías puede permitirles ayudar con la gestión de carga y la conservación de energía.
Se han realizado pruebas de V2G en varios otros lugares de China además de Wuxi. Sin embargo, hay obstáculos en el camino hacia una adopción generalizada: en resumen, los propietarios de vehículos eléctricos se muestran reacios y la infraestructura es costosa.
Gestión de la demanda
La carga bidireccional, también conocida como bidireccional, es beneficiosa tanto para los propietarios de vehículos eléctricos como para los administradores de la red: la capacidad promedio de la batería de los vehículos eléctricos es beneficiosa para todos. 70-80 kilovatios-hora (kWh), según China Electric Power News; devolver 20 kWh de esto a la red RMB 16 RMB, basado en la diferencia entre los precios pico y valle 0,8 RMB por kWh; Si un conductor de vehículo eléctrico hace esto 100 veces al año, gana 1.600 yuanes (220 dólares estadounidenses).
Sin embargo, dichos ingresos no son suficientes para fomentar la participación. Dialogue Earth consultó a Zheng Ying, investigador especial del Foro Carbono Neutral de China: “Pregunté a varios taxistas si estarían dispuestos a participar en este mecanismo de respuesta a la demanda, y el factor principal para ellos fue la diferencia de precio. Conseguir un poco de mao [1 mao = CNY 0.10] un kWh no es motivación suficiente para su participación”.
La cantidad que ganan los propietarios de vehículos eléctricos está determinada por el tamaño de sus baterías y la diferencia entre los precios de la electricidad en las horas pico y valle. La diferencia de precios se ha ido ampliando en los últimos años. A finales de 2023, estaba en un nivel alto. bar En 23 administraciones a nivel provincial, es de 0,70 yuanes por kWh, en Shanghai es de 1,69 yuanes. “La diferencia es mayor en las ciudades de la costa este, por lo que los propietarios están más motivados para participar”, explica Zheng.
Desafortunadamente, porque dificultades comerciales Entre las provincias, el este de China todavía depende de combustibles fósiles para la mayor parte de su generación de electricidad. La mayoría de los propietarios de vehículos eléctricos viven en el oeste, donde se genera energía renovable. Según Zheng, “se necesita más tiempo e investigación para comprender si la respuesta a la demanda ayudará a reducir las emisiones de carbono en ausencia de energía renovable”. Dice que los vehículos eléctricos necesitan descargar electricidad durante el pico de la tarde (entre las 5 y las 10 p. m.) para desempeñar un papel útil en la gestión de la demanda. Los propietarios podrían entonces cargar sus coches por la noche para los viajes matutinos. Pero, como señala Zheng, las células solares no generan electricidad de la noche a la mañana. Por tanto, estos hábitos pueden conducir a la activación de energías renovables.
“Lo ideal”, añade Zheng, “los propietarios almacenarían suficiente electricidad en su vehículo eléctrico para su viaje matutino al trabajo y luego la cargarían durante el día, cuando hay mucha luz solar para obtener energía solar”.
Universidad Stanford 2022 leer Llegó a la misma conclusión sobre la situación en Estados Unidos. Uno de sus autores, Ram Rajagopal, dicho The Washington Post que después de las 11 p.m., hay menos energía renovable disponible para los propietarios de vehículos eléctricos. Si los propietarios retrasan la carga hasta entonces, esto podría resultar en un aumento de las emisiones de carbono o la necesidad de más capacidad de almacenamiento en la red. Una forma que sugiere el documento es fomentar la carga durante el día utilizando dispositivos de carga en el trabajo o en público.
La directora de políticas de Estados Unidos, Ingrid Malmgren, dice a Diálogo Tierra que los autobuses escolares son particularmente adecuados para el modelo V2G. Tienen baterías grandes, y hay miles de ellas en Estados Unidos, y todas ellas suelen estar inactivas a mitad del día, cuando la producción solar supera la demanda.
Ansiedad del anfitrión
Encuesta a propietarios de vehículos eléctricos chinos de 2023 fue revelado Una preocupación común es que la carga dual acelera la degradación de la batería. Actualmente, los investigadores no están de acuerdo sobre si esta preocupación es válida.
En general, una batería de vehículo eléctrico ya no se considera apta para su uso una vez que se ha agotado su capacidad. 20 por ciento. En 2017, la Universidad de Hawaii leer Llegó a la conclusión de que la doble carga destruye las baterías de iones de litio. El estudio se realizó utilizando baterías dos veces al día. Algunas baterías se descargaron mediante V2G, mientras que un grupo de control de baterías de vehículos eléctricos se utilizó con normalidad. Se descubrió que V2G acelera la pérdida de capacidad de la batería en un 75 por ciento después de cinco años.
Pero ese mismo año, investigadores de la Universidad de Warwick dicho V2G puede extender Duración de la batería del vehículo eléctrico, en las condiciones adecuadas. El estudio encontró que si la batería de un vehículo eléctrico se utiliza entre el 21 y el 38 por ciento de su carga cada día, mientras se descarga entre el 8 y el 40 por ciento, la “degradación de la capacidad” de la batería en realidad disminuye en un 6 por ciento. dentro de tres meses.
Los ejemplos de la vida real pueden ser más convincentes. Durante los años 2019-2022 ensayo En el estado de Nueva York, tres autobuses escolares eléctricos circulaban en sus rutas habituales y entretanto fueron descargados a la red. Las investigaciones han demostrado que estas descargas destruyen las baterías tanto como conducir. Por lo tanto, se concluye que si se adopta la carga dual, puede ser necesario ampliar las garantías o reemplazar las baterías.
Hasta ahora, no se han realizado muchas investigaciones sobre el efecto de la carga dual en la duración de la batería de los vehículos eléctricos en China. A principios de este año, Li Jianbo, vicepresidente de la empresa china de infraestructura de carga de vehículos eléctricos, Teld, dicho Los propietarios de vehículos eléctricos realizan unos 50 ciclos de carga (desde vacío hasta completamente cargado) al año. O 500 ciclos durante la vida útil promedio de 10 años de un automóvil. Pero la batería dura mucho más que el coche: unos 2.000 ciclos de carga, según estimaciones conservadoras. Esto indica que se pueden utilizar más de 1000 ciclos de carga para el suministro V2G.
Incluso en las cifras de Li Jianbo, el uso de V2G generalmente se limita a la duración de la batería. Sin embargo, a los consumidores les preocupa que la garantía del fabricante no permita la carga bidireccional. Gong Huiming, Director Senior del Programa de Transporte de la Fundación de Energía de China, enfatizado este problema cuando hable con Southern Finance en 2023: “Solo hemos visto el uso generalizado de vehículos eléctricos durante décadas. Se necesita más tiempo para revisar la confiabilidad de la batería. Cuando el vehículo implemente la función V2G, los términos de la garantía de su batería permanecer sin cambios?
En 2022, Nissan se convirtió en una de las primeras empresas permitir Los conductores estadounidenses pueden utilizar la carga bidireccional sin anular su garantía. Sin embargo, esto sólo se aplica a determinados modelos de coche que utilizan determinados cargadores. Ningún fabricante chino ha hecho tales arreglos. Pero con un número cada vez mayor de fabricantes que añaden la funcionalidad V2G, se necesitan términos de garantía claros.
Obstáculos
Parece que hay un camino por recorrer hasta que los vehículos eléctricos estén completamente integrados en la red china.
Los elevados costes obstaculizan la expansión de la infraestructura de carga V2G. Los operadores de infraestructuras de recarga unidireccional ya lucha con altos costos de instalación y mantenimiento y largos períodos de recuperación.
Puestos de carga V2G valor Según Wang Wen, director general adjunto de la empresa china State Grid Smart Internet of Vehicles, es dos o tres veces superior a los puestos normales. Por lo tanto, es poco probable que los operadores que ya luchan por recuperar sus inversiones opten por nuevas actualizaciones. Si estos costos se reducen, se reducirá a economías de escala.
Empresas como State Grid Smart Internet of Vehicles, Nio y Teld están empezando a construir estaciones V2G y puestos de carga y están experimentando con servicios de “intercambio de baterías”.
Un conductor de vehículo eléctrico en China el año pasado descrito cambiar una batería cargada al 95 por ciento por una alternativa casi vacía al 15 por ciento en la estación de Nio. Esa fue suficiente energía para llegar a casa, donde estaba abarrotada. Nio pagó 0,70 yuanes por cada 60 kilovatios hora almacenados en una batería al 95 por ciento, lo que le valió 40 yuanes (5,5 dólares). Además, el enfoque de intercambio elimina las preocupaciones sobre la duración de la batería y la garantía.
Zheng Ying cree que la distribución generalizada de baterías para los consumidores requiere el apoyo del gobierno. Pero eso no significa que Zheng piense que los subsidios son una varita mágica para promover el V2G. Dice que la responsabilidad de innovar sus modelos de negocio debería recaer en las empresas.
Este artículo fue publicado originalmente. Diálogo de la Tierra bajo una licencia Creative Commons.
