خودروهای برقی؛ راهکار جدید استرالیا برای کاهش هزینه برق خانه‌ها

خودروی برقی فقط مصرف‌کننده برق نیست

خودروهای برقی معمولاً به‌عنوان مصرف‌کننده برق دیده می‌شوند: از شبکه برق می‌گیرند تا باتری‌شان شارژ شود. اما فناوری Vehicle-to-Grid یا V2G این رابطه را برعکس می‌کند.

با خودروی مناسب، شارژر مناسب و یک سیستم مدیریت انرژی، یک خودروی برقی می‌تواند برق ذخیره‌شده را دوباره به خانه یا حتی به شبکه برق برگرداند. با افزایش اتکای استرالیا¹ به خورشیدیِ پشت‌بامی، باتری‌های خانگی و حمل‌ونقل برقی، V2G می‌تواند میلیون‌ها خودروی پارک‌شده را به یک منبع انرژی بزرگ و پراکنده تبدیل کند.

فناوری Vehicle-to-Grid دقیقاً چیست؟

V2G نوعی شارژ دوطرفه (bidirectional charging) است. یعنی به‌جای اینکه برق فقط یک‌طرفه از شبکه وارد خودرو شود، می‌تواند از باتری خودرو هم به سمت ساختمان یا شبکه عمومی برق جریان پیدا کند.¹

اصطلاح گسترده‌تر، Vehicle-to-Everything یا V2X است که شامل این حالت‌ها می‌شود:

Vehicle-to-Load (V2L): برق‌رسانی مستقیم به وسایل یا تجهیزات از طریق خودرو.

Vehicle-to-Home (V2H): تأمین برق یک خانه از باتری خودرو.

Vehicle-to-Business (V2B): کمک به برق‌رسانی یک محل کار یا سایت تجاری.

Vehicle-to-Grid (V2G): تزریق برق به شبکه عمومی.

با اینکه این فناوری‌ها به هم نزدیک‌اند، اما خودرویی که V2L دارد الزاماً V2G را پشتیبانی نمی‌کند. V2G به نرم‌افزار سازگار، استانداردهای ارتباطی، تجهیزات شارژ مشخص و تأییدیه از ارائه‌دهندگان انرژی مربوط نیاز دارد.

V2G برای یک خانوار در استرالیا چطور کار می‌کند؟

یک خانه دارای پنل خورشیدی می‌تواند در طول روز—وقتی تولید خورشیدی بالاست و قیمت برق پایین‌تر است (و حتی در بعضی شرایط بازار ممکن است منفی شود)—خودروی برقی را شارژ کند. سپس خودرو می‌تواند عصرها، وقتی تقاضا و قیمت‌ها بالاتر می‌رود، برق خانه را تأمین کند.

بسته به خرده‌فروش برق و نوع توافق V2G که تأیید شده، باتری خودرو می‌تواند برق را به شبکه هم صادر کند. در این حالت، مالک ممکن است بابت آن انرژی پول دریافت کند یا از مزایای مالی دیگر در قالب برنامه‌های پاسخگویی به تقاضا یا معامله انرژی بهره‌مند شود.

اینجا خودرو فقط وسیله رفت‌وآمد نیست. وقتی پارک است، می‌تواند نقش یک باتری انعطاف‌پذیر را بازی کند که برق را از زمان‌های وفور به زمان‌های نیاز منتقل می‌کند. خورشیدیِ پشت‌بامی در این موضوع خیلی مهم است، چون تولید اضافه روزانه می‌تواند داخل باتری خودرو ذخیره شود و بعداً مصرف شود.¹

خودرو قرار نیست هر وقت ممکن بود تخلیه شود. نرم‌افزارهای هوشمند می‌توانند موارد زیر را در نظر بگیرند:

برنامه رانندگی مورد انتظارِ مالک

حداقل سطح شارژ موردنظر مالک

تولید خورشیدی

مصرف برق خانه

قیمت‌های عمده‌فروشی و خرده‌فروشی برق

شرایط شبکه

سیگنال‌های خرده‌فروش برق یا اپراتور شبکه

هدف این است که انعطاف انرژی ایجاد شود، بدون اینکه مالک با شارژ ناکافی برای رفت‌وآمد روبه‌رو شود.

چرا V2G در استرالیا مهم است؟

استرالیا¹ یکی از بالاترین نرخ‌های نصب خورشیدیِ پشت‌بامی را دارد، اما تولید خورشیدی عمدتاً وسط روز متمرکز است. در مقابل، مصرف برق خانگی معمولاً بعدتر و زمانی بالا می‌رود که مردم به خانه برمی‌گردند و تولید خورشیدی رو به کاهش می‌گذارد.

این ناهماهنگی نیاز به ذخیره‌سازی و انعطاف‌پذیریِ تقاضا را بیشتر می‌کند. خودروهای برقی می‌توانند برق اضافه تجدیدپذیر در روز را جذب کنند و بخشی از آن را در اوج مصرف عصر برگردانند.

این منبع بالقوه بزرگ است. برخلاف باتری ثابت خانگی، خودروی برقی همین حالا باتری بزرگ دارد و اغلب ساعت‌های زیادی پارک است. بنابراین، شارژ و تخلیه هماهنگ‌شده می‌تواند به سیستم برق کمک کند و هم‌زمان برای مالکان ارزش مالی ایجاد کند.

طبق گزارش‌های اخیر، انتظار می‌رود یک آزمایش گسترده V2G در بخش خانگی از ۵۰ خانه به ۱,۰۰۰ خانه افزایش پیدا کند و Australian Renewable Energy Agency (ARENA)² هم ۱۳.۶ میلیون دلار دیگر برای آن تعهد داده است.¹⁰ هدف این آزمایش این است که عملکرد شارژ دوطرفه در خانه‌های واقعی سنجیده شود و مشخص شود خانوارها، خرده‌فروش‌ها و شبکه‌ها چطور می‌توانند آن را در مقیاس بزرگ مدیریت کنند.

V2G برای ناوگان‌های تجاری هم مطرح است. یک پروژه پشتیبانی‌شده توسط دولت در ACT³ در حال جذب ناوگان‌هاست تا زیرساخت شارژ، مدیریت انرژی و ارزش مالی استفاده از باتری خودرو برای تأمین برق یک کسب‌وکار یا شبکه بررسی شود.²

مالکان خودروهای برقی چه سودی می‌برند؟

روشن‌ترین فایده احتمالی، کاهش هزینه شارژ و قبض برق است.

مالک می‌تواند وقتی برق ارزان است شارژ کند، از خورشیدی در دسترس استفاده کند و در زمان‌های گران‌تر تخلیه انجام دهد. در بعضی مدل‌ها، ممکن است برای در اختیار گذاشتن ظرفیت باتری به شبکه هم پرداخت دریافت شود.

برای نمونه، یک سیستم V2G می‌تواند این‌طور عمل کند:

۱) روزها از خورشیدی پشت‌بامی خودرو را شارژ کند.

۲) به اندازه کافی انرژی برای مسیر عصر نگه دارد.

۳) در اوج مصرف عصر، برق خانه را تأمین کند.

۴) اگر لازم شد، برق اضافه را به شبکه صادر کند.

۵) بعداً وقتی قیمت پایین آمد یا تولید تجدیدپذیر بیشتر شد، دوباره شارژ کند.

نتیجه مالی به تعرفه‌های برق، برنامه‌های خرده‌فروش، قوانین شبکه، هزینه شارژر، افت ظرفیت باتری و اینکه خودرو چند وقت در دسترس است بستگی دارد. بنابراین V2G یک گزینه برای صرفه‌جویی یا درآمد است، نه یک مسیر قطعی برای سود.

این فناوری هنوز همه‌گیر نیست

V2G فقط زمانی کار می‌کند که همه اجزای سیستم با هم سازگار باشند. معمولاً یعنی:

خودروی برقی با قابلیت شارژ دوطرفه

شارژر دوطرفه سازگار

نرم‌افزار ارتباطی و کنترلی مورد تأیید

خرده‌فروش برق یا سرویس مدیریت انرژی مناسب

رعایت الزامات برق و شبکه در استرالیا¹

برخی خودروسازها در حال اجرای آزمایش‌ها و آماده‌سازی نرم‌افزار و همکاری با سرویس‌های انرژی هستند. Hyundai⁴ گزارش داده در استرالیا¹ یک تخلیه V2G را با استاندارد ارتباطی ISO 15118-20⁵ انجام داده و در این کار یک IONIQ 9⁶ را با شارژر DC دوطرفه جفت کرده است.³

Hyundai⁴ و شرکت پلتفرم انرژی Kaluza⁷ هم روی قابلیت‌های شارژ هوشمند کار کرده‌اند و گفته شده خدمات V2G برای استرالیا¹ برای سال ۲۰۲۷ برنامه‌ریزی شده است.³

با این حال، قابلیت‌ها حتی بین خودروهای یک سازنده هم ممکن است متفاوت باشد. ممکن است یک مدل سخت‌افزار لازم را داشته باشد، اما هنوز برای یک سرویس، شارژر یا بازار مشخص تأیید نشده باشد.

قانون‌گذاری، گارانتی و فرسودگی باتری

بزرگ‌ترین مانع فقط این نیست که خودرو بتواند برق را «برگرداند». برای گسترش V2G، استرالیا¹ به قوانین فنی یکپارچه، تأییدیه‌های شبکه و حمایت‌های مصرف‌کننده نیاز دارد.

گارانتی خودرو هم موضوع مهمی است. گارانتی برخی سازندگان هنوز به‌روشنی استفاده از V2G را پوشش نمی‌دهد، مخصوصاً وقتی شارژرهای شخص ثالث یا سیستم‌های مدیریت انرژی بیرونی در کار باشد. شارژ و تخلیه مکرر هم می‌تواند به فرسودگی باتری کمک کند، هرچند شدت آن به مدل خودرو، شیمی باتری، محدودیت‌های عملیاتی و استراتژی کنترل بستگی دارد.¹

استانداردهای ارتباطی اهمیت دارند، چون خودرو، شارژر، خرده‌فروش و شبکه باید هماهنگ و ایمن کار کنند. در برخی آزمایش‌های اخیر در استرالیا¹ روی ISO 15118-20⁵ به‌عنوان استانداردی مهم برای ارتباط امن و استقرار آینده V2G تأکید شده است.³

مصرف‌کننده بهتر است این موارد را بررسی کند:

آیا گارانتی خودرو شارژ دوطرفه را مجاز می‌داند یا نه

آیا شارژر برای استفاده موردنظر تأیید شده است یا نه

اگر سیستم دچار ایراد شود مسئولیت با کیست

افت ظرفیت باتری چطور محاسبه/پوشش داده می‌شود

آیا خودرو باید حداقل زمان مشخصی وصل بماند

مالک چه مقدار شارژ ذخیره (reserve) می‌تواند تعیین کند

پرداخت بابت صادرات برق ثابت است یا متغیر یا مشروط

آیا V2G جای باتری خانگی را می‌گیرد؟

نه لزوماً. خودروی برقی ظرفیت ذخیره‌سازی زیادی دارد، اما متحرک است. ممکن است دقیقاً زمانی که خانه به انرژی نیاز دارد، خودرو از خانه خارج شده باشد.

باتری ثابت خانگی همیشه وصل و در دسترس است، در حالی‌که خودروی برقی ظرفیت بیشتری می‌دهد اما از نظر در دسترس بودن، قطعی نیست. برخی خانه‌ها ممکن است در عمل هر دو را کنار هم داشته باشند: باتری خانگی برای چرخه روزانه مصرف خانه و خودروی برقی برای ذخیره اضافه، پشتیبان یا خدمات شبکه.

V2G می‌تواند برای خانه‌هایی که همین حالا خودروی برقی و پنل خورشیدی دارند ارزشمند باشد، چون باتری خودرو بدون نصب یک باتری بزرگ جداگانه، ذخیره‌سازی اضافه فراهم می‌کند. اقتصاد آن به قیمت شارژر دوطرفه و ارزش خدمات قابل‌دسترس بستگی دارد.

گام بعدی چیست؟

بازار V2G در استرالیا¹ از آزمایش‌های کوچک به سمت عرضه گسترده‌تر حرکت می‌کند، اما این گذار زمان می‌برد. سازندگان، شرکت‌های انرژی و دولت‌ها هنوز باید درباره استانداردها، گارانتی‌ها، قوانین اتصال و مدل‌های پرداخت به جمع‌بندی برسند.

تحرکات اخیر نشان می‌دهد این فناوری در چند سال آینده بیشتر دیده می‌شود: کارهای آزمایشی Hyundai⁴ در استرالیا¹، برنامه توسعه نمایش‌های خانگی، و حضور V2X در پروژه‌های برقی‌سازی ناوگان‌ها.² ³ ¹⁰

برای راننده‌ها پیام عملی ساده است: فرض نکنید هر خودروی برقی یا هر شارژری V2G را پشتیبانی می‌کند. قبل از خرید تجهیزات، سازگاری را با سازنده خودرو، تأمین‌کننده شارژر، خرده‌فروش برق و شبکه محلی بررسی کنید.

V2G می‌تواند امکان بدهد با برق رانندگی کنید، مازاد خورشیدی را ذخیره کنید، هزینه‌های خانه را کمتر کنید و به شبکه کمک کنید—همه با همان باتری. اما نتیجه به فناوری قابل‌اعتماد، قانون‌گذاری روشن و مدل‌هایی بستگی دارد که برای مالک خودرو، بازگشت منصفانه ایجاد کنند بدون اینکه راحتی استفاده یا عمر باتری تحت فشار قرار بگیرد.

پاورقی منابع نام‌ها و اصطلاحات:

¹ Australia

² Australian Renewable Energy Agency (ARENA)

³ ACT

⁴ Hyundai

⁵ ISO 15118-20

⁶ IONIQ 9

⁷ Kaluza