Pada bulan Januari, percubaan pengecasan dua hala terbesar China telah berlaku di Wuxi, Jiangsu. Sepanjang 30 minit, 50 kenderaan elektrik (EV) menyahcas hampir satu megawatt-jam ke dalam grid – tenaga elektrik yang mencukupi untuk memenuhi keperluan 133 isi rumah selama sehari.
Pengecasan sedemikian (juga dikenali sebagai V2G, kenderaan-ke-grid) berpotensi menyumbang kepada pelicinan puncak dan palung dalam permintaan elektrik grid.
Menjelang akhir tahun 2023, China mempunyai lebih 20.41 juta kenderaan “tenaga baharu” di jalan raya, yang sebahagian besarnya memerlukan elektrik. Perubahan ini mencetuskan lonjakan permintaan tenaga yang semakin besar, yang membebankan grid. Oleh itu, terdapat keperluan mendesak untuk mekanisme teknologi dan penetapan harga yang menggalakkan pemilik mengelak daripada mengecaj pada waktu puncak.
Apabila bahagian EV dalam pasaran kereta berkembang, bateri yang mereka bawa mungkin sebenarnya dapat membantu memenuhi permintaan elektrik puncak dan menyerap penjanaan berlebihan di luar puncak. Ini akan menjadi semakin penting apabila kuasa solar dan angin berkembang, kerana aliran tenaga ini lebih sukar untuk diselaraskan daripada, katakan, kuasa arang batu. Kapasiti bateri gabungan semua EV yang dijual di China pada tahun 2023 ialah 388 gigawatt-jam (gWj). Pada bulan Januari, profesor Universiti Tsinghua Ouyang Gaoming berkata kapasiti semua EV di jalan raya di China dijangka melebihi 20,000 gWj menjelang 2040. Itu bersamaan dengan permintaan elektrik tahunan semasa di China. Pada masa hadapan, model V2G akan memainkan peranan utama dalam penyimpanan tenaga jangka pendek, tambah Ouyang.
EV boleh menjadikan grid lebih cekap dan berdaya tahan, menurut Plug In America. Thinktank telah menganggarkan bahawa kecekapan dan daya tahan tambahan ini boleh menyamai manfaat untuk grid elektrik sebanyak AS$1,867 setiap EV, berdasarkan pemanduan sejauh 154,000 kilometer sepanjang lapan tahun.
Dokumen mengenai penyepaduan EV dan grid yang dikeluarkan pada bulan Januari oleh badan kerajaan mengatakan EV boleh menyokong operasi sistem elektrik moden: menghubungkan EV ke grid China, melalui infrastruktur pengecasan dan penukaran bateri, boleh membolehkan mereka membantu pengurusan beban dan penyimpanan tenaga. .
Percubaan V2G telah berlaku di beberapa lokasi China lain selain Wuxi. Walau bagaimanapun, terdapat halangan di jalan menuju pelancaran yang meluas: ringkasnya, pemilik EV tidak berminat dan infrastrukturnya mahal.
Menguruskan permintaan
Pengecasan dua hala, juga dikenali sebagai dua hala, kelihatan seperti kemenangan bagi pemilik EV dan pengurus grid: kapasiti purata bateri EV ialah 70-80 kilowatt-jam (kWj), menurut China Electric Power News; mengembalikan 20 kWj daripada ini kepada grid akan menjaringkan pemandu CNY 16, berdasarkan perbezaan harga puncak/luar puncak sebanyak CNY 0.8 setiap kWj; jika pemandu EV melakukan itu 100 kali dalam setahun, mereka akan memperoleh CNY 1,600 (AS$220).
Walau bagaimanapun, pendapatan sedemikian mungkin tidak cukup menarik untuk menggalakkan penyertaan. Dialogue Earth berunding dengan Zheng Ying, seorang penyelidik khas untuk Forum Neutrality Karbon China: “Saya telah bertanya kepada beberapa pemandu teksi jika mereka bersedia untuk mengambil bahagian dalam mekanisme tindak balas permintaan ini dan mendapati faktor utama bagi mereka ialah jurang harga. Mendapat beberapa mao [1 mao = CNY 0.10] setiap kWj tidak cukup motivasi untuk mereka mengambil bahagian.”
Jumlah yang diperoleh pemilik EV ditentukan oleh saiz bateri mereka dan perbezaan antara harga elektrik puncak tempatan dan luar puncak. Jurang harga puncak/luar puncak semakin melebar dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Menjelang akhir tahun 2023, ia berjumlah lebih CNY 0.70 setiap kWj dalam 23 pentadbiran peringkat wilayah, mencecah CNY 1.69 di Shanghai. “Jurang adalah terbesar di bandar-bandar di pantai timur, jadi pemilik di sana lebih bermotivasi untuk mengambil bahagian,” jelas Zheng.
Malangnya, disebabkan masalah kuasa perdagangan antara wilayah, timur China masih bergantung kepada bahan api fosil untuk kebanyakan penjanaan elektriknya. Kebanyakan pemilik EV tinggal jauh dari tempat tenaga boleh diperbaharui dijana, di barat. Menurut Zheng, “lebih banyak masa dan penyelidikan diperlukan untuk mengetahui sama ada tindak balas permintaan membantu mengurangkan pelepasan karbon apabila tenaga boleh diperbaharui tidak tersedia.” Beliau berkata EV perlu menyahcas kuasa semasa puncak petang (kira-kira 5-10 malam) untuk memainkan peranan yang berguna dalam pengurusan permintaan. Pemilik kemudian boleh mengecas kenderaan mereka semalaman untuk perjalanan pagi. Tetapi, seperti yang ditunjukkan oleh Zheng, sel solar tidak menjana elektrik dalam sekelip mata. Oleh itu, tabiat sedemikian boleh mengakibatkan kuasa bahan api fosil diaktifkan.
“Sebaik-baiknya”, tambah Zheng, “pemilik akan menyimpan tenaga elektrik yang mencukupi dalam EV mereka untuk perjalanan pagi mereka dan kemudian mengecas sepanjang hari, apabila terdapat banyak cahaya matahari untuk tenaga solar.”
Kajian Universiti Stanford pada 2022 mengenai situasi di AS mencapai kesimpulan yang sama. Salah seorang pengarangnya, Ram Rajagopal, memberitahu Washington Post bahawa selepas 11 malam terdapat sedikit tenaga boleh diperbaharui yang tersedia untuk pemilik EV. Jika pemilik menangguhkan pengecasan sehingga masa ini, ia boleh menyebabkan peningkatan pelepasan karbon atau keperluan untuk lebih banyak kapasiti storan grid. Salah satu penyelesaian yang dicadangkan kertas itu ialah galakan pengecasan EV siang hari, menggunakan kemudahan pengecasan berasaskan kerja atau awam.
Pengarah dasar Plug in America Ingrid Malmgren memberitahu Dialogue Earth bahawa bas sekolah amat sesuai untuk model V2G. Mereka mempunyai bateri yang besar dan AS mempunyai beribu-ribu daripadanya, semuanya biasanya terbiar di tengah hari apabila penjanaan kuasa solar berkemungkinan besar melebihi permintaan.
Kebimbangan pemilik
Tinjauan 2023 terhadap pemilik EV China mengesan kebimbangan umum bahawa pengecasan dua arah mempercepatkan kemerosotan bateri. Pada masa ini, penyelidik tidak bersetuju sama ada kebimbangan ini betul.
Secara amnya, bateri EV tidak lagi dianggap sesuai untuk tujuan apabila kapasitinya telah menurun sebanyak 20 peratus. Pada 2017, kajian Universiti Hawaii menyimpulkan bahawa pengecasan dua hala merendahkan bateri litium-ion. Kajian ini dijalankan dengan mengecas dan kemudian menggunakan bateri dua kali sehari. Sesetengah bateri telah dinyahcas melalui V2G, manakala kumpulan kawalan bateri EV digunakan seperti biasa. Didapati bahawa V2G mempercepatkan kehilangan kapasiti bateri sebanyak 75 peratus selepas lima tahun.
Walau bagaimanapun, pada tahun yang sama, penyelidik di Universiti Warwick berkata V2G boleh memanjangkan jangka hayat bateri EV – di bawah keadaan yang betul. Kajian mendapati bahawa jika di antara 21 peratus dan 38 peratus cas bateri EV digunakan setiap hari, di samping pelepasan antara 8 peratus dan 40 peratus, “kapasiti pudar” bateri sebenarnya dipotong sebanyak 6 peratus sepanjang tiga bulan.
Contoh dari kehidupan sebenar mungkin lebih meyakinkan. Semasa percubaan 2019-2022 di negeri New York, tiga bas sekolah serba elektrik memandu laluan biasa mereka dan dilepaskan ke grid di antaranya. Kajian mendapati pelepasan ini merendahkan bateri jumlah yang sama seperti memandu. Oleh itu, telah disimpulkan bahawa mungkin perlu melanjutkan waranti atau menggantikan bateri lebih awal jika pengecasan dua arah telah diterima pakai.
Setakat ini, masih belum banyak kajian mengenai kesan pengecasan dua hala pada jangka hayat bateri EV di China. Awal tahun ini, Li Jianbo, naib presiden firma infrastruktur pengecasan EV China Teld, berkata pemilik EV melalui kira-kira 50 kitaran pengecasan (kosong hingga dicas penuh) setahun. Atau, 500 kitaran semasa purata jangka hayat 10 tahun kenderaan. Tetapi bateri akan bertahan lebih lama daripada kenderaan: sekitar 2,000 kitaran pengecasan, menurut anggaran konservatif. Ini mencadangkan lebih daripada 1,000 kitaran pengecasan boleh digunakan untuk penyediaan V2G.
Malah pada angka Li Jianbo, penggunaan V2G biasanya hanya mempunyai kesan terhad pada jangka hayat bateri. Walau bagaimanapun, pengguna bimbang jaminan pengilang tidak akan membenarkan pengecasan dua arah. Gong Huiming, pengarah kanan program pengangkutan Energy Foundation China, menggariskan isu ini semasa bercakap dengan Southern Finance pada tahun 2023: “Kami hanya melihat penggunaan EV secara meluas selama sedekad. Lebih banyak masa diperlukan untuk mempertimbangkan kebolehpercayaan bateri. Sebaik sahaja kenderaan itu menyedari fungsi V2G, adakah syarat jaminan baterinya akan kekal sama?”
Pada 2022, Nissan menjadi salah satu syarikat pertama yang membenarkan pemandu AS menggunakan pengecasan dua hala tanpa membatalkan jaminan mereka. Walau bagaimanapun, ini hanya diperluaskan kepada model kenderaan tertentu yang menggunakan pengecas tertentu. Tiada pengeluar China telah membuat pengaturan serupa. Tetapi dengan peningkatan bilangan pengeluar yang menambah fungsi V2G, terdapat keperluan untuk kejelasan mengenai syarat jaminan.
Kemacetan
Nampaknya ada beberapa cara untuk dilakukan sebelum EV disepadukan sepenuhnya ke dalam grid China.
Kos yang tinggi akan menghalang pelancaran infrastruktur pengecasan V2G. Pengendali infrastruktur pengecasan sehala sudah bergelut dengan kos pemasangan dan penyelenggaraan yang tinggi serta tempoh bayaran balik yang panjang.
Pos pengecasan V2G berharga dua atau tiga kali ganda lebih tinggi daripada pos konvensional, menurut Wang Wen, timbalan pengurus besar syarikat China State Grid Smart Internet of Vehicles. Oleh itu, pengendali yang sudah bergelut untuk membuat pulangan ke atas pelaburan mereka tidak mungkin memilih peningkatan selanjutnya. Jika kos ini berkurangan, ia akan turun kepada skala ekonomi.
Firma termasuk Internet Pintar Kenderaan Grid Negeri, Nio dan Teld mula membina stesen V2G dan pos pengecasan, dan bereksperimen dengan perkhidmatan “tukar bateri”.
Tahun lepas, seorang pemandu EV di China menyifatkan menukar baterinya yang dicas 95 peratus dengan alternatif cas 15 peratus yang hampir kosong di stesen Nio. Itu sudah cukup kuasa untuk membawanya pulang, tempat dia mengecas semula. Nio membayar CNY 0.70 untuk setiap 60 kilowatt jam yang disimpan dalam bateri 95 peratus, yang menghasilkan CNY 40 (AS$5.5). Selain itu, pendekatan swop menghapuskan jangka hayat bateri dan kebimbangan jaminan.
Zheng Ying berpendapat pelancaran pertukaran bateri yang meluas akan memerlukan sokongan kerajaan untuk pengguna. Tetapi itu tidak bermakna Zheng menganggap subsidi adalah tongkat ajaib untuk mempromosikan V2G. Beliau berkata tanggungjawab harus diberikan kepada syarikat untuk menginovasi model perniagaan mereka.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di Dialogue Earth di bawah lesen Creative Commons.
