EV が送電網を修復して電気代を削減する方法

誰が尋ねるかによりますが、再生可能エネルギーと電気自動車は送電網を破壊するか、それとも救うかのどちらかです。確かに、ガス火力発電所はいつでも電気を生成できますが、太陽が常に輝いているわけではなく、風が常に吹いているわけでもありません。米国人が従来の自動車を捨てて電気自動車に乗り換えるにつれ、再生可能エネルギーの不安定性はさらに不安定になるだろうと批評家らは主張しており、電気自動車はすでに逼迫した電力網からさらに多くの電力を引き出すことになる。

幸いなことに、再生可能エネルギーとEVには巨大なバッテリーという共通点があるため、これは現実的なシナリオではありません。太陽光発電所や風力発電所は、必要に応じて使用できるエネルギーを蓄えるために巨大なバンクに接続し、断続的な問題を解決しています。 （エンジニアは地球自体をさらに大きなバッテリーに変えようとしています。）そして、双方向充電としても知られる車両間送電網技術 (V2G) を搭載したコードを備えた自動車が増えています。再生可能エネルギーが送電網で活発に稼働しているときにクリーンな電力を引き出すことができ、所有者は増大する需要に対応するためにその一部を電力会社に送り返すことで報酬を得ることができ、電力システムの信頼性を低下させるのではなく、より信頼性の高い大規模な分散型ネットワークを構築することができます。調査によると、高まるエネルギー貯蔵のニーズを満たすためにそのようなシステムを選択する必要があるEV所有者は世界全体で3分の1未満であることがわかっています。

これまで、私たちは電力会社の顧客であり、家庭に一方向に電力が送られてきましたが、今後はますます電力網に積極的に参加し、余分なバッテリー電力を逆方向に送ることになるでしょう。この変化はメリーランド州で有利なスタートを切っており、ボルチモア・ガス・アンド・エレクトリック・カンパニーは先月、家庭用太陽光発電と蓄電池を提供するサンラン社、電動F-150ライトニングを製造するフォード社と提携して、国内初の住宅用V2Gパイロットプロジェクトを活性化した。

サンラン社のグリッドサービス担当バイスプレジデント、クリス・ラウッシャー氏は、電力が最も必要な時間帯について言及し、「電気自動車から送電網への電力供給をオフボードする顧客が実際に存在するのは今回が初めてであり、我々はそれを夕方のピーク時に行っている」と述べた。 「つまり、私たちは実際に送電網のストレスと需要を軽減し、カーブを打ち破り、ピークを打ち破り、全員のコスト削減に貢献しています。」

これがどのように機能するかを理解するには、EV を車両というよりも、車輪に取り付けられた巨大なバッテリーのようなものとして考えてください。実際、ライトニングのバッテリーは家庭用パックの10倍大きいとラウッシャー氏は語った。 「現在、米国の道路を走行する電気自動車のバッテリーには、すべての定置型バッテリーを合わせたよりも多くのエネルギー容量が導入されています」とラウッシャー氏は付け加えた。 「これは膨大なリソースです。」そしてその規模はさらに大規模になるばかりだ。天然資源防衛評議会は、カリフォルニア州が2035年までに保有すると予想される1400万台すべてのEVをV2G化すれば、州内のすべての家庭に3日間電力を供給できると試算している。

ただし、この技術の初期段階では、V2G 機能を搭載したモデルはほんの一握りですが、その数は増え続けています。ハードウェアとソフトウェアはそれほど複雑ではありません。特別な充電器が車両のバッテリーを充電し、Vehicle-to-Home システムの場合は車から電力を消費して住宅に電力を供給し、Vehicle-to-grid システムの場合は電力を電力会社に送り返します。

電力会社は、たとえば顧客が自分の車両の放電が一定の割合を下回らないように依頼できるアプリなどを使って、このようなプログラムに参加している人と通信する必要がある。また、各電力会社は、人々に参加を促すために、人々に電力の対価をいくら補償するかを把握する必要がある。それは、供給されたエネルギー量に対して支払うことを意味するかもしれない。これは、住宅用太陽光発電の顧客が送電網に提供したエネルギーに対して払い戻される正味メーターの背後にあるのと同じ原理である。ボルチモア・ガス・アンド・エレクトリック・カンパニーのクリーン・エネルギー・ソリューション担当ディレクター、ディベシュ・グプタ氏は「ここではまだ初期段階にある」と語った。 「特に顧客エクスペリエンスの面で、解決する必要があることがたくさんあります。」

ただし、そのバッテリー電力を電力会社を支援するために送電網に戻す必要はありません。何年もの間、所有者はフォード ライトニング トラックを自宅の電力供給に使用してきました。これらのバッテリーは巨大で、航続距離が拡張されたバージョンでは 300 マイル以上の航続距離を実現できます。これを家庭に電力を供給する場合、1 時間あたりの航続距離はわずか 5 ～ 6 マイルです。

たとえば、所有者が午後 6 時に帰宅するとします。この時間帯は、他の人が仕事をさぼってエアコンやその他のエネルギーを大量に消費する機器のスイッチを入れる中、電力網の需要が急増しています。消費量が増加しているため、電気料金も上昇しています。しかし、Lightning の所有者は、就寝までの 5 時間、バッテリーを使って家の電力を供給し、バッテリーの航続距離 25 ～ 30 マイルを使用するのであれば、その料金を支払う必要はありません。フォードのビークル・ツー・グリッドおよびビークル・ツー・ホームのビジネス責任者、ライアン・オゴーマン氏は、「基本的に、家が事実上、送電網から消えることになる」と語る。

その後、所有者は需要と電気料金が下がったときに再度充電できます。たとえば、自宅で仕事をしている場合は、大量の太陽光発電が送電網を通過している日中に充電できます。

EV バッテリーを使用する家庭が増えると、送電網の需要も緩和されます。これは、誰もが AC ユニットを稼働させる熱波の時期には特に歓迎されます。こうした熱波は今後さらに悪化するだろう。人々を涼しく安全に保つための電力を供給するという電力会社にとっての課題は増大している。同時に、ますます多くのデータセンターが電力を消費し、グリッドに限界までストレスを与えています。そのインフラストラクチャは他の形式にも対応する必要があります。 脱炭素化ヒートポンプやIHストーブなど、化石燃料からの脱却に欠かせないものです。

V2G は、EV をガレージで放置して減価償却するのではなく、電力網を強化し、家庭に安価に電力を供給するための資産に変えます。 「車は1日22時間以上駐車されています」とオゴーマン氏は言う。 「EV の利点に注目すると、その車両は顧客に節約と潜在的な収益をもたらすことができます。」 （興味深いことに、回生ブレーキから得られる恩恵により、電車ですら電力を送電網に送り返して収入を得ることができるようになりました。ベイエリアでは、カルトレイン システムがそのエネルギーの補償を受けており、推定年間電力コストが 1,950 万ドルから 1,650 万ドルに削減されています。）

ボルチモアの住宅用 V2G プログラムは、大型車両を使った全国の他の実験に続きます。たとえば、カリフォルニア州オークランドでは、電力会社パシフィック・ガス・アンド・エレクトリックが電気バスプロバイダーのズムと協力して、午後に子供たちを家に送り、敷地に戻って再び送電網に接続する車両を導入した。バッテリーが非常に大きいため、十分な電力が余っており、需要が急増したときにその余ったエネルギーを送電網に送ります。一晩充電し、子供を学校に送り、再び接続して充電します。

この種の予測可能性により、商用車両は家庭用車両よりも V2G に対してさらに強力になる可能性がある、と専門家は述べています。スクールバスは公共事業者が信頼できるスケジュールに従っており、一日の特定の時間帯に駐車して利用でき、他の時間帯には巡回します。さらに、夏にはほぼ常に入手可能です。配送車両や政府車両など、他の車両も通常の時刻表に従います。

また、住宅所有者が 1 台だけにお金を払うのと比較して、車両管理者は適切な充電器を大量に調達してシステムに一括購入することもできます。 「短期的には、商用レベルのV2Gアプリケーションのほうがインフラコストの観点から実現可能性が高いと考えているが、市場が成熟し需要が拡大するにつれて、手頃な価格の国産ユニットが登場すると予想している」と日産の広報担当者は述べた。同社は電気リーフに双方向充電を長年搭載してきた。

電力会社は、都市全体の規模で車両、充電器、送電網の間でこのバレエを調整する方法をまだ模索中です。しかし、これらのEVはすべて既存のインフラであり、再生可能エネルギーを貯蔵するための専用バッテリー工場を建設する必要性を減らすのに役立つ可能性があるため、その見返りは大きい可能性がある。電力会社が建設する必要があるものが少ないほど、料金支払者に転嫁しなければならないコストも少なくなります。また、V2G の増加により、近隣の州から大量の電力を輸入する必要がある電力会社は、地元で電力を貯蔵できるようになります。

したがって、この技術によりエネルギー料金を削減できる可能性があります。そして参加者にとっては、自分の車両が移動手段とエネルギー貯蔵手段を提供するようになりました。パシフィック・ガス・アンド・エレクトリックのVGIパイロット導入担当プロダクトマネージャー、ルディ・ハルブライト氏は、「必要なときに送電網をサポートするだけの定置型蓄電池施設を建設するよりも、そのほうが安価になることは容易に想像できるだろう」と述べた。 「なぜなら、これらのバッテリーは二次利用できないからです。ほとんどの時間、放置されているようなものです。」

しかし、人々はバッテリーバンクよりも複雑です。 EVドライバーの行動を研究しているカリフォルニア大学サンディエゴ校のデビッド・ビクター教授によると、多忙な生活を送る人々は好きなときに車を充電できる利便性を求めており、価格が1日を通してどれだけ変動するかさえ認識していない可能性があるという。多くの人は、常にフル充電された車両を用意しておくことの安心感を好みます。 「このことから、専門的に管理されたフリート以外のフリートにとって、V2G は非常に困難になるだろうと思います。V2G 資産が必要になるときに確実に利用できるようになることがわかっています。」と Victor 氏は述べました。

それでも、世の中にあるEVの数を考慮すると、大きな影響を与えるために参加する必要があるのはオーナーのほんの一部だけです。また、住宅用と商業用の V2G は相互に補完し、ひいては電力会社の大規模な蓄電池施設を補完することができ、エネルギー貯蔵の広範な多様化を実現し、再生可能エネルギーの導入を促進する可能性があります。 「私は基本的に、双方向電気自動車は、突然誰もがそれを手に入れるまで、誰も聞いたことのないものになるだろうと信じています」とラウッシャー氏は語った。 「十分な数の顧客が登録され、導入されれば、数パーセントの顧客が接続してパフォーマンスを発揮しなくても、それほど問題にはなりません。」