خودرو به شبکه از آزمایشگاه خارج شد: خودروها و برنامههای V2G موجود در سال ۲۰۲۶
فناوری خودرو به شبکه (V2G) از زمانی که اولین نیسان لیف با قابلیت دوطرفه CHAdeMO در سال ۲۰۱۲ عرضه شد، در مراحل مختلف «تقریباً آماده» قرار داشته است. اصل ماجرا ساده است – باتری بزرگ خودروی الکتریکی شما ۹۵٪ مواقع بیکار است، پس چرا از آن به عنوان یک منبع شبکه استفاده نکنیم؟ – اما موانع عملی استانداردسازی، توافقهای با شرکتهای برق و یکپارچهسازی نرمافزاری مانع از مقیاسپذیری آن شد. در سال ۲۰۲۶، این موانع کاملاً از بین نرفتهاند، اما به اندازهای کاهش یافتهاند که V2G به یک دسته محصول واقعی تبدیل شده است، نه یک برنامه تحقیقاتی.
خودروهایی که واقعاً از شارژ دوطرفه پشتیبانی میکنند
فورد F-150 لایتنینگ توانمندترین خودروی V2G در بازار آمریکاست. با بسته باتری ۱۳۱ کیلوواتساعتی (۹۸ کیلوواتساعت قابل استفاده)، لایتنینگ میتواند تا ۹.۶ کیلووات به یک خانه از طریق ایستگاه شارژ پرو ۸۰ آمپری فورد صادر کند. فورد این را «پشتیبانگیری هوشمند» مینامد – در هنگام قطعی برق، کامیون به طور خودکار به حالت پشتیبان تغییر وضعیت میدهد و میتواند یک خانه معمولی آمریکایی را بسته به مصرف، ۳ تا ۱۰ روز روشن نگه دارد. فورد همچنین از طریق مشارکت با شرکتهای پیجیاندای و سایر شرکتهای برق در برنامههای شبکه شرکت میکند؛ مالکان لایتنینگ در مناطق شرکتکننده میتوانند برای فروش برق در رویدادهای شبکه ثبتنام کنند. ظرفیت بار ۱۰۰۰ پوندی و کاربرد کامیون کاری به این معناست که بسیاری از مالکان لایتنینگ خریداران شکاکی بودند که اکنون تا حدودی تصادفی به شرکتکنندگان V2G تبدیل شدهاند.
هیوندای و کیا گستردهتر از هر خودروساز دیگری عمل کردهاند. آیونیک ۵، آیونیک ۶، ئیوی۶ و ئیوی۹ همگی از V2X (خودرو به همه چیز) پشتیبانی میکنند – که شامل V2H (خانه)، V2L (بار، برای تأمین برق مستقیم لوازم) و بسته به زیرساخت منطقهای، V2G میشود. آیونیک ۵ به طور بومی از V2L با توان تا ۳.۶ کیلووات از طریق یک پریز ۲۴۰ ولتی در صندوق جلو پشتیبانی میکند که آن را برای کمپینگ یا سایتهای ساختمانی واقعاً مفید میکند. هیوندای با E.ON در اروپا و چندین شرکت برق آمریکایی برای فعالسازی صادرات به شبکه در مناطقی که زیرساخت اینورتر پشتیبان وجود دارد، همکاری کرده است.
گروه فولکسواگن در سال ۲۰۲۴ به شارژ دوطرفه AC (V2H) در سراسر پلتفرم ID. خود متعهد شد و از CCS Combo 2 به جای CHAdeMO استفاده کرد. آیدی.۴، آیدی.۷ و پورشه تایکان بهروزرسانیهای نرمافزاری و سختافزاری برای فعالسازی پشتیبانگیری خانگی دریافت کردند. رویکرد فولکسواگن بر V2H به جای V2G متمرکز است – بازگرداندن برق به خانه خودتان به جای شبکه – که از پیچیدگی یکپارچهسازی با شرکت برق جلوگیری میکند. این یک معامله عملگرایانه است: V2H با یک والباکس خانگی سازگار کار میکند و نیازی به توافق با شرکت برق یا کنتور هوشمند ندارد.
نیسان لیف همچنان به دلیل اولین بودن قابل توجه است. لیف از نسل دوم از شارژ دوطرفه CHAdeMO پشتیبانی کرده است. در بریتانیا، نیسان با انل ایکس برای یک آزمایش V2G که چندین سال به طول انجامید همکاری کرد و نتایج – تخریب باتری زمانی که چرخه دوطرفه در یک پنجره وضعیت شارژ معقول مدیریت میشد، حداقل بود – به ایجاد پایه شواهدی کمک کرد که V2G باتریها را با سرعتی که بدبینان میترسیدند، خراب نمیکند. باتری نسبتاً کوچک لیف (۴۰-۶۲ کیلوواتساعت) میزان مشارکت آن را محدود میکند، اما اکوسیستمی که به ایجاد آن کمک کرد، اساسی بوده است.
تسلا سایبرتراک در سال ۲۰۲۴ پشتیبانی V2H را اضافه کرد و به کامیون اجازه داد بدون نیاز به پاوروال تسلا، برق را به خانه صادر کند. با توجه به باتری ۱۲۳ کیلوواتساعتی سایبرتراک، میتواند یک خانه معمولی آمریکایی را ۳ تا ۶ روز روشن نگه دارد. عدم تمایل تسلا به پشتیبانی از شارژ دوطرفه در مدل ۳ و مدل وای – محصولات واقعی با حجم بالا – به این معناست که V2G فعلاً در خط تولید تسلا مختص سایبرتراک باقی مانده است.
شرکتهای برق چه میپردازند
جنبه تجاری V2G به این بستگی دارد که شرکتهای برق چه مبلغی به مالکان خودروهای الکتریکی برای خدمات شبکه پرداخت میکنند. در بریتانیا، تعرفههای «اکتوپوس هوشمند» و «اکتوپوس دنج» شرکت اکتوپوس انرژی بارزترین مثال هستند: مالکان خودروهای الکتریکی میتوانند با نرخهای ارزان شبانه (تا ۷ پنس به ازای هر کیلوواتساعت بین ۱۱ شب و ۵ صبح) شارژ کنند و در رویدادهای تنش شبکه با نرخهای بالاتر، برق را بفروشند. مشتریان اکتوپوس با خودروهای مجهز به V2G و شارژرهای سازگار، درآمد سالانه ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ پوند را بسته به اندازه خودرو، ثبتنام در تعرفه و تعداد دفعات شرکت در رویدادهای شبکه گزارش کردهاند.
در آمریکا، برنامه EV Grid شرکت پیجیاندای چندین سال است که با مجموعه رو به رشدی از خودروهای شرکتکننده در حال اجراست. پیجیاندای در دورههای تنش بالای شبکه – معمولاً بعدازظهرهای گرم تابستان که بار کولر به اوج میرسد – سیگنالهای اعزام ارسال میکند و خودروهای الکتریکی ثبتنامشده برای پنجرههای ۱ تا ۴ ساعته تخلیه میشوند. غرامت بسته به برنامه متفاوت است اما معمولاً در محدوده ۰.۲۰ تا ۰.۵۰ دلار به ازای هر کیلوواتساعت صادر شده در رویدادهای شبکه است. نشنال گرید در بریتانیا نیز آزمایشهای مشابهی را اجرا کرده است. وجه مشترک: شرکتهای برق انعطافپذیری را میخواهند، حاضر به پرداخت هزینه آن هستند و سوال از «آیا شرکتهای برق این کار را انجام میدهند» به «چگونه فرآیند ثبتنام را مقیاسپذیر کنیم» تغییر کرده است.
چه چیزی هنوز V2G را عقب نگه داشته است
با وجود پیشرفت تجاری، V2G به نفوذ بازار انبوهی که طرفداران اولیه پیشبینی میکردند، نرسیده است. چندین محدودیت باقی مانده است:
تکهتکه شدن استاندارد شارژ: CHAdeMO (نیسان، خودروهای قدیمیتر آسیایی)، CCS (استاندارد اروپایی، اکنون در آمریکای شمالی با NACS سازگار است) و NACS (اتصالدهنده تسلا، اکنون در سراسر آمریکا پذیرفته شده) هر کدام به پیادهسازیهای مختلف شارژ دوطرفه نیاز دارند. استاندارد ISO 15118-20 نحوه عملکرد ارتباط V2G از طریق CCS و NACS را تعریف میکند، اما هر شارژر و خودرویی که از V2G پشتیبانی میکند از یک پیادهسازی پروتکل یکسان استفاده نمیکند. آزمایش قابلیت همکاری در حال انجام و بهبود است، اما همچنان یک نقطه اصطکاک باقی میماند.
یکپارچهسازی با شرکت برق: اعزام شبکه نیازمند کنتور هوشمند، ارتباط بلادرنگ بین شرکت برق و خودرو و سیستمهای صورتحساب است که بتوانند جریان برق در هر دو جهت را مدیریت کنند. بسیاری از شرکتهای برق هنوز در حال ساخت این زیرساخت هستند. فرآیندهای ثبتنام بسته به منطقه متفاوت است و میتواند نیازمند راهاندازی چندین حساب و تأیید سختافزاری باشد.
نگرانیهای گارانتی باتری: برخی سازندگان استفاده از V2G را در شرایط گارانتی خود به دلیل نگرانی از چرخههای شارژ محدود میکنند. شواهد حاصل از آزمایش طولانیمدت نیسان نشان میدهد که تخریب با مدیریت خوب وضعیت شارژ قابل کنترل است، اما شرایط گارانتی کلی به طور یکسان با آن شواهد هماهنگ نشده است. این در حال تغییر است – خودروهای مجهز به V2G فولکسواگن و هیوندای شامل استفاده دوطرفه در پوشش گارانتی استاندارد هستند – اما عدم اطمینان مصرفکننده را ایجاد میکند.
غیبت در بازار انبوه: خودروهایی که به طور جامعتری از V2G پشتیبانی میکنند – F-150 لایتنینگ، آیونیک ۵، سایبرتراک – همگی یا کامیون هستند یا مدلهای رده بالا. خودروی الکتریکی بازار انبوه (کراساوور جمعوجور، زیر ۳۵ هزار دلار) به طور گسترده از شارژ دوطرفه استفاده نکرده است. تا زمانی که قابلیت V2G در معادلهای مدل ۳ / مدل وای استاندارد نشود، تأثیر شبکهای این فناوری با ترکیب ناوگان محدود خواهد شد.
تصویر بزرگتر: نیروگاههای مجازی
مورد شبکهای برای V2G قانعکننده است. یک خودروی الکتریکی معمولی آمریکایی بیش از ۶۰ کیلوواتساعت ظرفیت باتری دارد. اکنون تقریباً ۵ میلیون خودروی الکتریکی پلاگین در جادههای آمریکا وجود دارد. اگر ۱۰٪ با ظرفیت متوسط قابل استفاده ۳۰ کیلوواتساعت در یک برنامه هماهنگ V2G شرکت کنند، این ۱۵۰۰۰ مگاواتساعت ذخیرهسازی قابل اعزام است – قابل مقایسه با چندین تأسیسات ذخیرهسازی باتری در مقیاس بزرگ شرکت برق، که در مکانهای توزیعشده در سراسر شبکه به جای متمرکز در چند نقطه در دسترس هستند.
برنامههای نیروگاه مجازی (VPP) از مرحله آزمایشی به استقرار تجاری در حال حرکت هستند. شرکتهایی مانند AutoGrid، Enbala و Swell Energy منابع انرژی توزیعشده – از جمله خودروهای الکتریکی V2G – را تجمیع کرده و آنها را در بازارهای عمدهفروشی برق عرضه میکنند. درآمد به شرکتکنندگان بازمیگردد. این همان مدلی است که برای تجمیع باتریهای خانگی و ترموستاتهای هوشمند کار کرده است؛ خودروهای الکتریکی صرفاً باتریهای بزرگتر و با مالکیت گستردهتر هستند.
V2G به تنهایی قرار نیست ذخیرهسازی شبکه را حل کند و اقتصاد به ازای هر مالک تنها در صورتی منطقی است که از قبل در منطقهای با یک شرکت برق شرکتکننده، خودروی الکتریکی رانندگی کنید. اما مسیر روشن است: خودروهای بیشتر با قابلیت دوطرفه، شرکتهای برق بیشتر با برنامههای V2G و یک توجیه تجاری که به طور پیوسته برای مشارکت بهبود مییابد. این مفهوم بین سالهای ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۶ از آزمایشگاه به محصول واقعی منتقل شد. پنج سال آینده درباره مقیاسپذیری است.