Khi một số quốc gia có ý định cấm bán xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch vào năm 2030 , người mua xe sẽ có các tùy chọn thay thế để lựa chọn, chẳng hạn như xe hybrid cắm điện (PHEV), xe chạy bằng pin (BEV) hoặc xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro .
Hiện tại, Xe điện chiếm 2,6% doanh số bán ô tô toàn cầu và khoảng 1% tổng lượng ô tô toàn cầu vào năm 2019. Hơn bốn triệu BEV và PHEV đã được bán trên toàn cầu và dự đoán sẽ tăng lên 125 triệu vào năm 2030 . Khi việc áp dụng xe điện (EV) ngày càng tăng, các tiện ích và các máy phát điện khác sẽ gặp phải những thách thức trong việc ước tính tải điện cần thiết để sạc những chiếc xe đó và làm thế nào để dự báo khi nào — và ở đâu — sẽ cần điện.
Tỷ lệ chấp nhận rất quan trọng vì nó giúp các tiện ích có thời gian để nâng cấp và phát triển theo đường cong chấp nhận của EV. Nếu các công ty có thể khuyến khích các hình thức tính phí, đưa ra mức chiết khấu khi sạc qua đêm thay vì vào ban ngày, thì điều đó có thể giúp phân phối việc sạc vào thời gian thấp điểm. Với cách tiếp cận như vậy và những cách khác tương tự, các tiện ích sẽ giảm số lượng nâng cấp lưới điện do nhu cầu phân phối lại.
Trên toàn thế giới, các nhà phân tích đã nghiên cứu tác động của việc áp dụng EV đối với lưới điện. Có bất đồng về các nâng cấp cần thiết. Tuy nhiên, có sự nhất trí rằng ảnh hưởng sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào khu vực và thời gian trong ngày khi các phương tiện bị tính phí.
EVs sẽ đóng một vai trò như thế nào trong việc quản lý nhu cầu điện năng gia tăng từ lưới điện trong tương lai?
Xe điện hoạt động như pin trên bánh xe. EVs giúp năng lượng có thể được lưu trữ và sử dụng sau này. Vào những năm 2040, EVs sẽ tăng thêm tối đa hơn 30 TWh dung lượng lưu trữ pin đã cài đặt . Bây giờ để nhìn vào viễn cảnh, Phần Lan đã tiêu thụ 86 TWh điện vào năm 2019.
Sạc thông minh có thể giải quyết hầu hết các khu vực dân cư và địa phương khi quản lý nhu cầu điện cao điểm và lưới điện hạ áp. Khi sản lượng thường cao vào ban ngày, pin EV có thể lưu trữ năng lượng tái tạo. Vào buổi tối, khi mức tiêu thụ cao điểm, năng lượng có thể được xả ra để giảm bớt áp lực cho thị trường.
Triển lãm 1 dưới đây mô tả trực quan các kế hoạch của một số OEM như Nissan và Mitsubishi, những người đi đầu trong việc sản xuất xe điện để hỗ trợ phương tiện nối lưới (V2G).
Đối với các tiện ích, điều này rất tốt có nghĩa là xe điện cung cấp các tùy chọn lưu trữ năng lượng rẻ , với chi phí vận hành tương đối thấp và không tốn vốn. Bằng cách này, pin EV có thể giúp ổn định lưới điện và chủ sở hữu EV có thể kiếm tiền để tạo điều kiện cho cơ hội này đến các tiện ích.
Ngoài việc kiểm soát năng lượng sạc, V2G (xe-đấu-nối) cho phép năng lượng tích điện được đẩy trở lại từ pin xe vào lưới điện để cân bằng các biến đổi sản xuất và tiêu thụ năng lượng.
Các tiện ích có thể sử dụng (công nghệ xe nối lưới (V2G) mang lại lợi ích cho chúng. V2G có thể giúp ổn định lưới điện và giảm chi phí vận hành đồng thời hỗ trợ các mục tiêu năng lượng tái tạo. Công nghệ V2G ở quy mô lớn có thể cắt giảm nhu cầu xây dựng thêm vật lý các nhà máy điện thay vì sử dụng các nguồn năng lượng phân tán. Hơn nữa, nó có thể giúp làm cho lưới điện năng lượng phục hồi bằng cách cung cấp điện trong thời gian sử dụng cao điểm. Nó đáp ứng được trường hợp không có sẵn các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như vào ban đêm khi các tấm pin mặt trời không đang hoạt động, nhưng nhiều phương tiện không hoạt động.
Làm thế nào Tiện ích có thể đóng một vai trò quan trọng bằng cách tập trung vào các khu vực quan trọng?
Hành vi tính phí của khách hàng – Các tiện ích có thể tận dụng các công nghệ và công cụ mới để khuyến khích việc sạc xe điện trong thời gian thấp điểm và giúp hạn chế việc sạc điện ở các phần của lưới điện vốn đã bị hạn chế về công suất hoặc quá tải.
Các dịch vụ tiện ích nên thiết kế mức phí theo cách có thể không khuyến khích khách hàng tính phí vào những thời điểm có nhu cầu cao về công suất lưới. Dựa trên các kỹ thuật bao gồm giá theo giờ, giá thời gian sử dụng và phí theo yêu cầu chỉ là một vài ví dụ. Khi công nghệ phát triển cho phép định giá chênh lệch theo vị trí, các tiện ích cũng nên giới thiệu các mức giá giúp định hướng nơi EVs tính phí để tối ưu hóa tải trên lưới điện.
Triển khai công nghệ mới – Các tiện ích cũng cần áp dụng công nghệ mới để hạn chế sự căng thẳng mà xe điện đưa vào lưới điện. Nó có thể bao gồm đầu tư vào cải tiến cơ sở hạ tầng như công nghệ đo điện tiên tiến, cho phép họ tính các mức điện khác nhau tùy thuộc vào thời điểm sạc. Các tiện ích cũng cần đầu tư vào các cải tiến cho công nghệ đó để cho phép định giá chênh lệch dựa trên vị trí để khuyến khích tính phí ở một số khu vực và không khuyến khích nó ở những khu vực khác.
Các tiện ích có thể triển khai Hệ thống đáp ứng nhu cầu có kiểm soát (CDRS) tự động chuyển việc sạc EV đến đúng thời điểm và địa điểm, dựa trên tín hiệu giá cả từ lưới điện. Ví dụ, các hệ thống này có thể chủ động quản lý thời điểm các bộ sạc cụ thể được phép sạc EV. CDRS có thể đưa ra các quyết định liên quan đến việc sạc bằng cách tận dụng thông tin từ các thiết bị (trực tiếp từ xe hoặc từ thiết bị di động) có thể cập nhật Tiện ích về trạng thái pin của xe trong thời gian thực.
Đồng thời, các tiện ích cũng cần chủ động quản lý các nguồn nhu cầu điện truyền thống, chẳng hạn như nhu cầu HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí). Với những nỗ lực như vậy, Tiện ích có thể giúp đảm bảo rằng nhu cầu tổng thể – bao gồm cả nhu cầu từ việc sạc điện – có thể được đáp ứng với công suất lưới điện hiện có mà không cần tăng thêm phụ tải.
Ngoài những điều trên, Tiện ích cũng có thể giúp triển khai việc lưu trữ pin tại các trạm sạc. Các hệ thống như vậy có thể cho phép khách hàng sử dụng pin thay vì điện lưới để sạc EV trong thời gian cao điểm và cho phép sạc pin trong giờ thấp điểm.
Các giải pháp sáng tạo từ các công ty không thuộc ngành Tiện ích đang tạo ra các trường hợp sử dụng thú vị
Rất nhiều công ty đang giới thiệu các sản phẩm để giúp quản lý tải. Enel X gần đây đã công bố một dòng bộ sạc mới tích hợp tất cả ở phía sau hậu trường. Cho dù đó là phích cắm trên tường gia đình hay bộ sạc công cộng, chúng giao tiếp trên một mạng có tên JuiceNet, có thể tối ưu hóa động trạng thái sạc, tiêu thụ năng lượng và nhu cầu của lưới điện trong thời gian thực.
Blink đã giới thiệu các phích cắm trên tường cũng được tích hợp tính năng quản lý tải. Các phích cắm âm tường này được thiết kế phù hợp với các tòa nhà dành cho nhiều gia đình vì người dùng có thể lắp đặt tối đa 20 phích cắm trong số chúng trên mạch xoay chiều một pha. Các phích cắm âm tường này chia sẻ nguồn điện khả dụng giữa tất cả các EV được cắm vào. Giải pháp được đề xuất làm giảm quá tải và chi phí lắp đặt.
Ngoài ra còn có các hệ thống như bộ sạc hai chiều Quasar từ Wallbox. Nó không chỉ cho phép người dùng sạc xe của họ, mà họ có thể sử dụng xe của mình để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của họ khi có nhu cầu. Hệ thống V2G có thể mang lại lợi ích cho các tiện ích vì chúng có thể hút một lượng nhỏ năng lượng từ xe của họ trong thời gian tải cao điểm và sau đó bổ sung năng lượng đó cùng với việc trả tiền cho người dùng cho những gì họ đã tiêu thụ.
Các bộ sạc nhanh đòi hỏi năng lượng tiêu thụ đáng kinh ngạc cũng có một số giải pháp thú vị trong quá trình hoạt động. Envision Solar và Fastned là các trạm sạc ra đời có thể được cung cấp năng lượng bằng năng lượng gió và năng lượng mặt trời.
Việc kết hợp bộ lưu trữ pin với các trạm sạc EV cũng có thể có tác động đáng kể. Các trạm có thể lưu trữ sản xuất năng lượng tái tạo từ các tấm pin mặt trời đó hoặc pin sạc nhỏ giọt từ lưới điện với tốc độ thấp hơn và thời gian thấp điểm. Pin cung cấp các vụ nổ năng lượng cao cần thiết trong khi sạc ô tô thay vì điện lưới. Volkswagen đã giới thiệu trạm sạc đầu tiên của mình với một bộ pin tích hợp vào tháng Giêng. Và EVgo đã lắp đặt hệ thống lưu trữ pin cho đến nay để giúp cân bằng nhu cầu.
Có những thách thức và chi phí nâng cấp lưới điện để xử lý việc sử dụng xe điện không? Tất nhiên, có. Tuy nhiên, chúng không phải là không thể vượt qua. Tiện ích và các công ty khác đang giới thiệu các giải pháp sáng tạo để cân bằng tải cũng như giảm chi phí. Cũng cần nhớ rằng sẽ mất thời gian để EV đạt đến mức có thể gây ra các vấn đề về lưới điện nghiêm trọng. Khi việc áp dụng EV tăng lên, những thay đổi đối với lưới điện cũng như cơ sở hạ tầng sạc của chúng tôi cũng vậy.
Thị trường xe điện đang bắt đầu phát triển và nó có thể tạo ra chiến thắng cho cả hai công ty tiện ích nhằm mục đích tăng trưởng có lãi và các cơ quan quản lý, những người đang tìm cách thúc đẩy các nguồn năng lượng sạch hơn. Nhiệm vụ của các tiện ích sẽ là phát triển một chiến lược hỗ trợ xe điện, đồng thời, giảm thiểu chi phí cho khách hàng.