جنرال موتورز از فناوری V2G و باتری‌های سدیم-یون برای پایداری شبکه برق رونمایی کرد

فناوری V2G: قدرت از دل خودروها

فروش خودروهای برقی، هرچند در حال حاضر بهتر از پایان سال گذشته است، اما به اندازه انتظارات صنعت خودروسازی پیش نرفته است. با این حال، جنرال موتورز همچنان بر توسعه خط تولید خودروهای برقی خود در تمامی برندها متمرکز است و در رویدادی در سانفرانسیسکو، از تلاش‌های خود برای پذیرش شارژ دوطرفه به منظور کمک به تعادل شبکه برق خبر داد.

با افزایش تقاضای هوش مصنوعی، مراکز داده فشار فزاینده‌ای بر زیرساخت‌های الکتریکی کشور وارد می‌کنند. جنرال موتورز قصد دارد با محصولات GM Energy که اکنون علاوه بر فناوری «خودرو به خانه» (V2H)، از V2G نیز پشتیبانی می‌کنند، بخشی از این فشار را کاهش دهد. این یکپارچه‌سازی شبکه نیازمند همکاری با شرکت‌های برق است و شامل شرکای راه‌اندازی مانند PG&E در کالیفرنیا و DTE Energy در میشیگان می‌شود.

«وید شفر»، معاون رئیس GM Energy، در مصاحبه‌ای اظهار داشت: «ماموریت ما ارائه تجربه‌ای بی‌نظیر به مشتری است. بنابراین، همه چیز باید بر روی شارژ دوطرفه متمرکز باشد. این هدف ماست و سرعت در انجام آن بسیار مهم خواهد بود.»

این شرکت اعلام کرده است که در حال حاضر بیش از ۲۵۰ هزار خودروی برقی در جاده‌ها دارد که از شارژ دوطرفه پشتیبانی می‌کنند. اگرچه همه مالکان خودروهای برقی نمی‌توانند سیستم انرژی خانگی داشته باشند، اما آنهایی که می‌توانند، تأثیر قابل توجهی بر شبکه خواهند داشت. تا سال ۲۰۳۰، PG&E و GM قصد دارند ۵۲ هزار خودرو را در منطقه عملیاتی PG&E به شبکه V2G متصل کنند. به گفته GM و PG&E، این تعداد برای تامین برق تمام خانه‌های سانفرانسیسکو برای نیم روز کافی است.

«پتی پوپ»، مدیرعامل PG&E، به خبرنگاران گفت: «شبکه ما به شدت به خودروهای برقی، به‌ویژه خودروهای برقی دوطرفه که می‌توانند بهینه شده و به شبکه کمک کنند، نیاز دارد.» کالیفرنیای شمالی یکی از بزرگترین بازارهای خودروهای برقی در کشور است و همچنین دارای برخی از بالاترین هزینه‌های انرژی است. پتانسیل صرفه‌جویی در هزینه‌های ماهانه برای مالکان خودروهای برقی و حمایت از شبکه در زمان اوج مصرف، می‌تواند پیشنهادی جذاب باشد.

پوپ افزود: «هر گیگاوات اضافی که به شبکه اضافه کنیم، نرخ برق همه را یک درصد کاهش می‌دهد.» او خاطرنشان کرد که هوش مصنوعی می‌تواند به شرکت در کارایی بیشتر با زیرساخت‌های فعلی کمک کند و افزود: «ما یک رویکرد جدید را برای مهندسی همزمان با استفاده از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی مکان‌یابی، بهره‌برداری و منابع مورد نیاز شبکه آغاز کرده‌ایم تا کمترین هزینه را برای افزودن‌ها داشته باشیم.»

باتری‌های سدیم-یون: نمک زمین

پشتیبانی و استقرار V2G در خط تولید GM مهم است، اما برای پشتیبانی پایدار از شبکه، ذخیره‌سازی باتری آینده است. با درک این موضوع، GM همچنین باتری‌های سدیم-یون را معرفی کرد که به طور خاص برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (ESS) جهت پشتیبانی از شبکه برق ساخته شده‌اند. در حالی که باتری‌های کششی خودروهای برقی نیاز به چرخه‌های شارژ و دشارژ قوی دارند و باید تا حد امکان سبک باشند، باتری‌های ESS نیاز به عمر طولانی و ارزان بودن دارند.

«کورت کلتی»، معاون رئیس بخش باتری و پایداری GM، در نشست خبری در سانفرانسیسکو گفت: «استراتژی ما ساده است: باتری مناسب برای کاربرد مناسب را توسعه دهیم.»

باتری‌های سدیم پیروفسفات (NFPP) که با همکاری Peak Energy توسعه یافته‌اند، به گفته کلتی، باید ۲۰ درصد ارزان‌تر از باتری‌های ESS موجود باشند. Peak Energy در حال حاضر سیستم‌های ESS سدیم-یون NFPP را مستقر کرده است. آنچه GM اعلام کرد، نسل بعدی این باتری است و انتظار می‌رود تولید این نوع NFPP در سال ۲۰۲۸ آغاز شود.

GM هزینه تولید یا چگالی انرژی باتری‌های خود را اعلام نکرد. بخشی از کاهش ۲۰ درصدی هزینه بهره‌برداری از بسته‌های باتری سدیم-یون توسعه‌یافته توسط GM این است که این باتری‌ها در محدوده دمایی وسیع‌تری نسبت به LFP و NMC کار می‌کنند، بین ۴۰- درجه سانتی‌گراد (۴۰- فارنهایت) و ۶۰ درجه سانتی‌گراد (۱۴۰ درجه فارنهایت). GM همچنین اعلام کرد که هدف آن ۱۰ هزار تا ۲۰ هزار چرخه است که بیشتر از باتری‌های LFP است.

تامین انرژی از منابع داخلی

GM همچنین از به روزرسانی همکاری خود با Redwood Materials خبر داد تا تقریباً ۱۰۰ بسته باتری GM بازیافت شده را در یکی از تاسیسات GM در میشیگان مستقر کند. این استقرار ۱.۵ تا ۷.۲ مگاوات ساعت انرژی برای این مکان تولید خواهد کرد.

انتظار می‌رود سیستم ESS مستقر شده در این مکان، ۳ میلیون دلار در هزینه‌های آب و برق در طول عمر باتری‌ها صرفه‌جویی کند. این دو شرکت در حال حاضر بر روی بازیابی مواد بازیافتی از ضایعات تولید (باتری‌های تولید شده که استانداردهای استقرار را رعایت نمی‌کنند) و بسته‌های باتری خودروهای برقی GM در پایان عمرشان کار می‌کنند و همچنین در حال استقرار راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی هستند.

Redwood Materials یکی از اولین شرکت‌هایی است که بر بازیافت و استقرار باتری‌های خودروهای برقی به عنوان یک کسب و کار تمرکز کرده است.

GM Energy کسب و کار GM را فراتر از حمل و نقل گسترش می‌دهد. تلاش برای تبدیل تمام خودروهای برقی خود به باتری‌های خانگی که می‌توانند یک خانه را تامین کنند و به تعادل شبکه کمک کنند، در حالی که همچنان بر محور GM است، به مشتریان بالقوه این فرصت را می‌دهد تا از یکی از جذاب‌ترین بخش‌های مالکیت خودروهای برقی لذت ببرند و همچنین کسب و کارهای جدیدی را در مدیریت شبکه کشف کنند.

در مورد آینده، شفر دیدگاه جالبی در مورد V2G داشت: دنیایی که در آن کسی می‌تواند به یک فروشگاه بزرگ مانند Whole Foods برود و به یک ایستگاه شارژ دوطرفه متصل شود، حتی اگر باتری نیازی به انرژی نداشته باشد. در عوض، خودرو به عنوان یک باتری برای فروشگاه عمل می‌کند. یک مدل «خودرو به خرده‌فروشی». مشتری می‌تواند برق را به Whole Foods بفروشد و هنگام پرداخت هزینه غذای خود، تخفیفی بر اساس میزان برق به اشتراک گذاشته شده با کسب و کار دریافت کند.

برای تحقق این آینده، استانداردها و مقررات صنعتی باید مستقر شوند که توسط جهان خودرو، شرکت‌های برق و خرده‌فروشی پذیرفته شوند. علاوه بر این، حمایت دولت فدرال و ایالتی نیز مورد نیاز خواهد بود. بعید است که این اتفاق به این زودی رخ دهد. در حال حاضر، GM و شرکای آن راه‌حل‌هایی برای شبکه ارائه می‌دهند.