تقنية المركبة إلى الشبكة تصبح أخيراً جاهزة للعمل بفضل المعايير والسيارات وشركات المرافق

تُعد تقنية المركبة إلى الشبكة (V2G) فكرة جذابة منذ عقد من الزمن، وواقعاً هامشياً لفترة تقارب ذلك. فقد قدّمت Nissan Leaf شحنًا ثنائي الاتجاه يعتمد على CHAdeMO في Japan منذ عام 2013. وعلى مدى معظم السنوات التي تلت ذلك، بقيت V2G تقنية تجريبية: عاملة تقنياً لكنها راكدة تجارياً، بسبب غياب البروتوكولات وغياب السيارات وغياب هياكل سوق المرافق.

وفي عامي 2025–2026، التقى ثلاثة عوامل: بروتوكولات اتصال موحّدة (ISO 15118-20)، وجيل ثانٍ من المركبات بعتاد ثنائي الاتجاه أصلي، وشركات مرافق تملك الأطر التنظيمية والحوافز المالية لدفع ثمن خدمات الشبكة لمالكي السيارات الكهربائية فعلياً.

البروتوكول الذي يجعل الأمر يعمل

تتطلب V2G أكثر من مجرد عتاد قادر على تمرير التيار في اتجاهين. فالسيارة والشاحن ومشغّل الشبكة يحتاجون جميعاً إلى التواصل — للتفاوض على السعة المتاحة، وتلقّي أوامر التوجيه، وتسوية التعويضات. المعيار الذي يُمكّن ذلك هو ISO 15118-20، الذي أُُنجز في عام 2022 وبلغ مرحلة النشر التجاري في 2025.

الإضافة الجوهرية مقارنة بمعيار ISO 15118-2 السابق هي نقل الطاقة ثنائي الاتجاه (BPT): بروتوكولات محددة رسمياً لتُبلغ المركبة عن حالة شحنها وسعتها المتاحة، وتتلقى أوامر مشغّل الشبكة، وتسلّم الطاقة عند الطلب. يتم الاتصال عبر كابل الشحن باستخدام اتصالات خط الطاقة (PLC). تنشر المركبة طاقتها المتاحة وجدول الشحن/التفريغ المفضّل لديها. ويُوجّه المشغّل المركبة بوصفها مصدراً موزّعاً للطاقة — أي بطارية شبكة ذات عجلات في الجوهر.

يدعم ISO 15118-20 أيضاً الشحن ثنائي الاتجاه لكل من AC وDC ويتضمن مصادقة Plug and Charge (PnC)، بحيث تُعرّف المركبة نفسها تلقائياً للشاحن ومشغّل الشبكة دون تطبيق منفصل أو بطاقة RFID. هذه الأتمتة الشاملة هي ما يجعل V2G عملية تجارياً بدلاً من كونها تجربة اختيار يدوي.

سيارات تستطيع القيام بذلك فعلياً

متطلب العتاد لتقنية V2G هو عاكس مركّب يمكنه العمل ثنائي الاتجاه — يقبل طاقة AC أو DC من الشبكة للشحن، ويحوّل DC من البطارية إلى AC أو DC للتصدير. وهذا يختلف عن قدرة المركبة إلى المنزل (V2H) أو المركبة إلى الحمل (V2L)، اللتين توفّران الطاقة للاستخدام خارج الشبكة دون مزامنة معها.

تشمل المركبات المؤكدة القادرة على V2G في 2025–2026 ما يلي:

Ford F-150 Lightning: نظام Ford Intelligent Backup Power مع العاكس المركّب بقدرة 19.2kW. لدى Ford برامج تجريبية نشطة لـ V2G مع Pacific Gas & Electric في California ومع OVO Energy في UK. تجعل حزمة بطارية F-150 Lightning الكبيرة بسعة 98kWh للشمد المديد هذه الشاحنة ذات قيمة خاصة كمورد للشبكة — فشاحنة واحدة بسعة كاملة تخزّن طاقة قابلة للاستخدام تعادل ما يستهلكه منزل نموذجي في ثلاثة أيام.

Hyundai Ioniq 5 وIoniq 6، وKia EV6: متاحة بتكوينات V2G في أسواق أوروبية مختارة مع شواحن DC متوافقة. كانت Hyundai أكثر عدوانية من معظم مصنّعي السيارات الأصليين في اعتماد V2G، وحدّثت ضماناتها لتغطية استخدام V2G صراحة في الأسواق المعتمدة.

Volkswagen ID.4 (2025+): أضافت VW قدرة الشحن ثنائي الاتجاه عبر تحديث برمجي في 2025 للأسواق ذات بنية الشبكة المتوافقة — مما يُظهر أن تحديثات OTA يمكنها retrofit قدرة V2G إلى العتاد الموجود.

Nissan Leaf (CHAdeMO): لا تزال مركبة V2G الأصلية في Japan، وتعمل عبر CHAdeMO. يحدّ تراجع CHAdeMO في North America من أهميتها خارج Japan وأجزاء من Europe، حيث لا يزال معيار الموصل هذا يغطي قدراً كبيراً من الشواحن.

Tesla: ليس بعد. توفّر Tesla قدرة V2H عبر التكامل مع Powerwall لكنها لم تفعّل V2G بمعناه وفق بروتوكول ISO 15118-20. ونظراً لتفضيل Tesla التكامل الرأسي والبروتوكولات المملوكة، فإن هذا فجوة ملحوظة في منظومة V2G — وفرصة للمنافسين.

ما تدفع شركات المرافق مقابله

تُعد مسارات قيمة V2G أكثر تعقيداً من مجرد بيع الكهرباء بأسعار الذروة. وأكثر الخدمات قيمة هي:

تنظيم التردد: يجب أن تحافظ الشبكات بالضبط على 50Hz (Europe) أو 60Hz (North America). ومع تذبذب توليد الطاقة المتجددة مع الغطاء السحابي وسرعة الرياح، ينحرف التردد. يدفع مشغّلو الشبكة للأصول التي يمكنها امتصاص أو تسليم الطاقة خلال ثوانٍ لتصحيح التردد. ويُعد أسطول السيارات الكهربائية القادرة على V2G والتي تستجيب في 500 ميلي ثانية مثالياً تقنياً لهذه الخدمة.

خفض الطلب في أوقات الذروة: تدفع شركات المرافق مدفوعات السعة لتجنّب بناء محطات الذروة — توربينات غازية تبقى خاملة معظم أيام السنة لكنها يجب أن تعمل خلال ساعات الذروة. يمكن لأسطول من السيارات الكهربائية يُفرّغ شحنه خلال ذروة الصيف بين الساعة 3–7 مساءً أن يربح 100–200 دولار لكل كيلوواط-سنوي في أسواق السعة في بعض الولايات الأمريكية، حسب قواعد السوق.

تخفيف الازدحام المحلي: في المناطق ذات شبكات التوزيع المقيدة، يمكن لـ V2G منع التحميل الزائد على المحولات خلال فترات الذروة، مؤجّلاً بذلك ترقيات بنية الشبكة المكلفة. وهذا مهم بشكل خاص في المناطق ذات الانتشار العالي للسيارات الكهربائية حيث يرهق طلب الشحن المحولات المحلية.

في California، دفعت التجربة الرائدة لـ V2G التي نفذتها OhmConnect باستخدام Nissan Leafs وHyundai EVs للمشاركين 0.40–0.75 دولار لكل kWh مقابل الطاقة المُصدّرة أثناء تنبيهات المرونة — وهو أعلى بكثير من معدل الكهرباء القياسي للبيع بالتجزئة البالغ 0.28–0.35 دولار لكل kWh في منطقة PG&E. وفي UK، يدفع برنامج Powerloop التابع لـ Octopus Energy لمالكي السيارات الكهربائية مقابل صادرات V2G منذ عام 2022، مع تفاوت الأسعار حسب ظروف الطلب على الشبكة.

مسألة تدهور البطارية

القلق المستمر بشأن V2G هو أن دورات الشحن والتفريغ الإضافية تُتلف البطارية بشكل أسرع، مما يُنشئ تكلفة تُعوّض جزئياً أو كلياً عن إيرادات V2G. وقد أصبح البحث في هذا الأمر أكثر دقة.

وجدت دراسة لعام 2024 من University of Warwick أن V2G المُدار — أي التوجيه ضمن نافذة حالة شحن مقيدة بين 30–80% بدلاً من التدوير بين 0–100% — أنتج تدهوراً زمنياً أقل من أنماط القيادة النموذجية للسيارات الكهربائية. والآلية هي: تتدهور البطاريات بشكل أسرع عند الاحتفاظ بها بحالة شحن عالية (فوق 80%)، وخوارزميات V2G المُدارة تبقي البطارية في نطاق أقل وأكثر استقراراً أثناء خدمة الشبكة.

المتغير الأساسي هو استراتيجية التوجيه. فالخوارزميات الواعية بالتدهور لـ V2G والتي تتجنب التشغيل عند حالة شحن عالية ودرجات حرارة عالية يمكن أن تجعل V2G محايداً أو إيجابياً قليلاً لصحة البطارية مقارنة بالشحن غير المُدار. وتحديث كل من Hyundai وNissan لشروط ضمانهما لتغطية استخدام V2G صراحة في الأسواق المعتمدة هو أقوى إشارة على أن مصنّعي السيارات الأصليين قد نمذجوا خطر التدهور وهم مرتاحون للنتيجة.

الصورة التنظيمية

تتطلب V2G على النطاق التجاري ثلاثة أشياء من الجهات التنظيمية: معايير الربط (يجب على شركات المرافق قبول الاتصالات ثنائية الاتجاه)، وهياكل التعريفات (تعويض على مستوى البيع بالتجزئة أو وصول للسوق لصادرات V2G)، وقواعد التجميع (يجب أن تكون السيارات الكهربائية قابلة للتجميع في محطات طاقة افتراضية يمكنها الدخول في أسواق الجملة).

تتقدم California الأكثر في US. تغطي قاعدة CPUC المسماة Rule 21 الربط للسيارات الكهربائية. ويمتد برنامج Self-Generation Incentive Program الآن إلى معدات V2G. ويوفّر Virtual Power Plant Partnership، الذي أُعلن عنه في 2023، مساراً سوقياً لمُجمّعي السيارات الكهربائية للدخول في أسواق الجملة.

وفي EU، يتطلب توجيه كفاءة الطاقة لعام 2023 من الدول الأعضاء ضمان وصول سوقي غير تمييزي لمصادر الطاقة الموزعة بما في ذلك مركبات V2G. وموّل Office for Zero Emission Vehicles في UK نشر شواحن V2G على نطاق واسع عبر برامجه التجريبية.

صورة عام 2030

تُقدّر BloombergNEF أنه بحلول عام 2030، قد يكون هناك 40 مليون مركبة قادرة على V2G عالمياً، تمثّل 800 GWh من التخزين المتاح — أي ما يعادل تقريباً كل تخزين البطاريات على مستوى الشبكة الذي نُشر عالمياً حتى 2024. وتداعيات ذلك على استقرار الشبكة واقتصاديات محطات الذروة ودمج الطاقة المتجددة كبيرة: فأسطول السيارات الكهربائية الذي يمتص الفائض من توليد الطاقة الشمسية في منتصف النهار ويُعيده أثناء ذروة المساء هو نظام تخزين موزّع موجود بالفعل ويُدفع ثمنه بالفعل من قِبل المستهلكين.

القيد لم يعد التكنولوجيا بعد الآن. بل طبقة التنسيق: أي حث شركات المرافق ومصنّعي السيارات وشركات تصنيع الشواحن والمُجمّعين والجهات التنظيمية على الاتفاق على نفس البروتوكولات وهياكل السوق في الوقت ذاته. يُعد ISO 15118-20 الأساس التقني. والبنية التجارية تُبنى الآن فوقه، وتجارب 2025–2026 الرائدة هي إثبات المفهوم الذي سيحدد سرعة توسعها.