تقرير خاص عن تبديل بطاريات الطاقة الجديدة: محطات تبديل البطاريات التي تم التقليل من شأنها (الجزء 5)

تتطلب أوضاع الشحن المزيد من شبكة الطاقة بينما يكون تبديل البطارية أكثر ملاءمة للشبكة.

وقد أدى تعزيز الطاقة والاعتماد على نطاق واسع لمحطات الشحن إلى اختناقات في شبكة التوزيع. زيادة قوة وكمية محطات الشحن لقد أضافت ضغطًا أكبر على شبكة التوزيع، مما أدى إلى سلسلة من المشكلات المتعلقة بالشبكة والتي أعاقت التنفيذ على نطاق واسع للشحن الفائق بقوة 800 فولت. أولاً، يُظهر البحث الذي أجراه معهد البحوث الاقتصادية والتكنولوجية التابع لشركة State Grid أن ذروة شحن السيارات الكهربائية (EV) تتزامن مع ذروة استهلاك الكهرباء في المناطق السكنية بنسبة تصل إلى 85%. وستؤدي زيادة الطاقة وتوسيع محطات الشحن إلى زيادة الضغط على الشبكة خلال فترات ارتفاع الطلب على الكهرباء. تتكبد الشبكة تكاليف إضافية لتلبية الطلب على الكهرباء قصير الأمد وعالي السعة خلال فترات الذروة، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف الخاملة وانخفاض استخدام المعدات خلال فترات انخفاض الطلب. ثانيًا، يمكن أن يسبب خرج الطاقة اللحظي العالي أثناء الشحن تقلبات في الجهد، مما يؤثر على جودة مصدر الطاقة. إذا كانت تقلبات الجهد شديدة، فيمكن أن تؤدي إلى حوادث تتعلق بسلامة التوزيع. تعد تقلبات الجهد الناتجة عن الشحن الفائق بقوة 800 فولت أكثر حدة مقارنة بمحطات الشحن العادية، مما قد يعرض سلامة شبكة التوزيع للخطر. ثالثًا، وفقًا للكتاب الأبيض حول سلوك شحن مستخدم المركبات الكهربائية في الصين 2022 الذي نشره تحالف تعزيز البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية في الصين وNenglian ZhiDian، فإن حوالي 66% من محطات الشحن في الصين مملوكة للقطاع الخاص، مع 75% من محطات الشحن الجديدة. محطات الشحن قادمة من مصادر خاصة وهذا التوزيع غير المتكافئ لمحطات الشحن يزيد من صعوبة إدارة وتنظيم الشبكة.

إن سعة الطاقة المحدودة في المناطق السكنية تجعل من الصعب تجاوز الحد الأقصى لعدد مساحات شحن السيارات الكهربائية. تفتقر العديد من المناطق السكنية إلى القدرة الكافية على توفير الطاقة بسبب عدم كفاية التخطيط. ونتيجة لذلك، لا يمكنهم توفير عدد كافٍ من أماكن الشحن مع الحفاظ على الأنشطة اليومية العادية للسكان. تنبع هذه المشكلة في نهاية المطاف من حقيقة أن المناطق السكنية لديها قدرة توزيع محدودة. عادة، تبلغ نسبة أماكن وقوف السيارات إلى محطات الشحن 3:1، مما يعني أن حوالي 30% فقط من أماكن وقوف السيارات في المناطق السكنية يمكنها استيعاب محطات الشحن. وبمجرد أن يتجاوز معدل الاختراق الإجمالي لمركبات الطاقة الجديدة 30% (تجاوز معدل تغلغل المبيعات الشهرية بالفعل 30%)، فإن مشكلة الطلب اليومي على الشحن ستتعرض لضغوط كبيرة. قد يحتاج أصحاب مركبات الطاقة الجديدة إلى استخدام محطات الشحن التجارية بعد العمل، مما يشكل تحديات كبيرة لتجربة المستخدم المستقبلية للسيارات الكهربائية وربما يؤثر على نمو عدد مركبات الطاقة الجديدة. يعود النقص في أماكن الشحن بشكل أساسي إلى المناطق السكنية نفسها. إن التكلفة العالية والصعوبات المرتبطة بالتعديل التحديثي تعيق بشكل كبير اعتمادها على نطاق واسع محطات الشحن.

يتيح تبديل البطارية إمكانية التحكم في الشحن وتخفيف حمل الشبكة مع المساعدة في ذروة الحلاقة وتنظيم التردد. ينبع الضغط العالي على الشبكة الناجم عن محطات الشحن إلى حد كبير من سلوك الشحن غير المنظم للمستخدمين. وفي المقابل، يسمح تبديل البطارية بالتحكم في أوقات الشحن واستهلاك الطاقة المتوازن. يمكن أن تستجيب محطات تبديل البطاريات لإرسال الشبكة، وشحن البطاريات خلال فترات الحمل المنخفض (مثل الليل)، وتوفير البطاريات المشحونة بالكامل مباشرة للمقيمين خلال فترات ذروة الطلب. وهذا لا يخفف الضغط على الشبكة فحسب، بل يساعد أيضًا في الوصول إلى ذروة الحلاقة. وفقًا لإعلان NIO، اعتبارًا من أغسطس 2022، من بين 1067 محطة لتبديل البطاريات على مستوى البلاد، شاركت 575 محطة في الشحن خارج أوقات الذروة، وهو ما يمثل ما يقرب من 60٪ من المحطات. وارتفعت نسبة الكهرباء المستهلكة خارج فترات الذروة من 12% إلى 20%، مما أدى إلى نقل 4.1 مليون كيلووات/ساعة من استهلاك الكهرباء في أوقات الذروة خلال 30 يومًا. إن التحول من الشحن غير المنضبط وغير المنضبط إلى الشحن المنظم والذي يمكن التحكم فيه، وتجنب فترات ذروة استهلاك الكهرباء للسكان، يخفف الضغط على الشبكة بشكل كبير. وشاركت محطات تبديل البطاريات التابعة لشركة NIO أيضًا في ذروة الحلاقة لشبكة كهرباء Zhejiang، لتصبح أول شركة تصنيع سيارات في الصين يتم توصيلها بمحطة الطاقة الافتراضية التابعة للشبكة الوطنية. في السنوات الأخيرة، ارتفع استهلاك الكهرباء في أجزاء كثيرة من البلاد. وبحسب إحصائيات المركز الوطني لتوزيع الطاقة والتحكم، بلغ أعلى استهلاك للكهرباء في الشبكة الوطنية عام 2022 1.29 مليار كيلووات، بزيادة سنوية قدرها 6.3%. ويتوقع مجلس الكهرباء الصيني أن ذروة الطلب على الكهرباء في عام 2023 قد تتجاوز 1.37 مليار كيلووات، مما يدل على اتجاه متزايد في الطلب على الكهرباء خلال فترات الذروة. وفي هذا السياق، ستلعب محطات تبديل البطاريات، باعتبارها محطات طاقة افتراضية، دورًا متزايد الأهمية في المساعدة على تنظيم أوقات الذروة والتردد.

يمكن لمحطات تبديل البطاريات المزودة بقدرات تخزين الطاقة أن تساعد في تنظيم التردد وحماية التشغيل الآمن لنظام الطاقة. يمكن لمحطات تبديل البطاريات المشاركة في تنظيم التردد عن طريق الاتصال بمركز توزيع الشبكة عندما يكون هناك انحراف في تردد الشبكة، مما يضمن التشغيل الآمن لنظام الطاقة. لنأخذ شركة NIO كمثال، بناءً على تخصيص البطاريات في محطاتها، تتمتع كل محطة لتبديل البطاريات بسعة تخزين طاقة تتراوح بين 600-700 كيلووات/ساعة، مع حوالي 13 بطارية لكل محطة. يتم حجز بطاريتين إلى ثلاث بطاريات لتبديلها من قبل العملاء، في حين يمكن تفريغ البطاريات 10-11 المتبقية إلى الشبكة لمدة 5-10 دقائق خلال فترات الخمول للمساعدة في تعديل الشبكة. في عام 2022، ساعدت محطات تبديل البطاريات الـ 15 التابعة لشركة NIO في Hefei مركز توزيع الطاقة والتحكم على تقليل الحمل بمقدار 1.4 ميجاوات خلال دقيقة واحدة، مع زيادة قدرها حوالي 5 دقائق فقط لوقت الشحن لكل بطارية، مما كان له تأثير ضئيل على الوضع الطبيعي. خدمة تبديل البطارية للمستخدمين.