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Oct 16, 2023

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電気自動車には、ポンプに高価なガソリンが不要、温室効果ガスの排出量が削減され、優先駐車が可能になり、HOV レーンにアクセスできるなど、多くの利点があります。 EVメーカーやEV支持者が宣伝しているもう1つの点は、EVのバッテリーから電力会社に電力を送れるV2G（Vehicle-to-Grid）充電の可能性であり、これにはEV所有者への金銭的インセンティブから電気設備の強化に至るまで、さまざまなメリットがある。グリッド。

現在、EV は電力網を強化するどころか、電力網に負担をかける可能性があります。 たとえば、カリフォルニア州知事は昨年、州の送電網に負担をかけないよう、EV所有者に対し、熱波期間中の充電を減らすよう要請した。 しかし、EV をモーターと車輪 (本質的にはエネルギー貯蔵装置) を備えた大型バッテリーと考えると、その電力を利用して電力網を強化することは理にかなっています。 また、電力会社が必要なときにバッテリーに蓄えられた電力を送電網に送り返し、電気自動車の所有者に現金を生み出すこともできる。

しかし、ほとんどの EV と同様に、サプライ チェーンの問題から公共充電インフラの不足に至るまで、V2G はさまざまな要因により複雑な課題であり、実用化までにはせいぜい数年かかります。 それには、電力会社、自動車メーカー、EV所有者間の広範な調整と投資が必要であり、この技術の標準はまだ進化中です。 V2GはEVの共生サポートを可能にするだけでなく、再生可能エネルギーやその他の専用エネルギー貯蔵手段と併せて電力網を再構築する可能性があるため、自動車メーカーや電力会社はV2Gを促進するための最初の一歩を踏み出している。

「Vehicle to Grid は、エネルギー インフラの広大な範囲を変革する可能性を秘めています」と、テキサス州オースティンに本拠を置き、クリーン エネルギーとスマート グリッド技術に焦点を当てている非営利研究組織であるピーカン ストリートの CTO であるスコット ヒンソン氏は述べています。 「電気自動車ほど柔軟な負荷を電力網に加えたことはありません」と彼は付け加えた。

たとえば、熱波の最中、人々は停電を避けるためにエアコンをただ切ることはできません。 ヒンソン氏は「地域によっては長期間エアコンをオフにすると、死亡する可能性がある」と述べた。 「しかし、電気自動車は充電されているかどうかを気にしません。V2G を使用すると、まったく新しい桁の柔軟性が得られます。」

通常、EV は、送電網の需要が低く、その後電気料金が下がる早朝の時間帯に充電すると安くなり、ほとんどの EV は駐車されています。 そのため、夏にアリゾナやフロリダでエアコンが24時間365日稼働しているのに比べて、送電網への負荷ははるかに管理しやすいのです。

EV 充電器が電力会社と通信できる管理充電や、EV バッテリーから住宅に電力を供給できる V2H (Vehicle-to-Home) 充電など、V2G の構成要素はすでに導入されています。 次のステップとして、V2G をサポートする EV が開発されています。

V2G を有効にするには、EV には双方向充電、つまり電力網から電力を受け取るか、電力網に電力を送電する能力が必要です。 現在、双方向充電を備えている車は、GMC ハマー、フォード F-150 ライトニング、三菱アウトランダー PHEV、日産リーフ、ボルボ EX90 など、ほとんどありません。 しかし、シボレー シルバラード EV やフォルクスワーゲン グループの EV など、同社の MEB 電気プラットフォーム アーキテクチャを使用するEV も登場予定です。

「エネルギーを取り出して、V2H の場合は家庭に、または V2G の場合は送電網にエネルギーを供給するには、双方向充電と車両のソフトウェアが必要です」と GM Energy の V2X およびバッテリー ソリューションの責任者である Mark F. Bole 氏は説明します。自動車メーカーが昨年立ち上げた新しい事業部門。 「今年後半に、V2H（Vehicle to Home）という最初のステップを踏み出す予定だ」とボール氏は付け加えた。

この最初のステップは、双方向充電器とV2Hに必要なハードウェアとともに、11月に発売予定のシボレー・シルバラードRST EVとなる。 「V2H のために車両の電源をオフにしたら、次のステップは V2G に移行するのは自然なことです」と Bole 氏は言います。 「しかし、広い意味での V2G は 2025 年まで実現しない可能性が高いです。」

GM のほか、フォード、フォルクスワーゲン、トヨタなどの自動車メーカーは、システムを統合してプロトコルを確立するために、電力会社と V2G パイロット プログラムを実行しています。 「電力会社と連携する必要があるが、それには少し時間がかかるだろう」とボール氏は語った。 「米国には 1,500 以上の電力会社があり、それらはすべて非常に異なり、独自のシステムを持っています。」

GMエナジーは現在20以上のV2Gパイロットプログラムを実施しているとボール氏は付け加えた。 「私たちは管理充電プログラムとV2Hの試験運用から始めており、双方向性を確立できれば、そこから実際に電力網を支援し、価値を生み出すことになる」と同氏は語った。 「基準が整備されれば、V2G 機能を備えた量産車両がさらに増え始めるでしょう。」

フォードはまた、F-150 ライトニング EV ピックアップと V2H 機能により、V2G の基礎を築いています。 しかし、次期シボレー シルバラード EV と同様に、V2H とその後の V2G を有効にするために、F-150 ライトニングは EV 所有者側で高価な機器を購入する必要があります。 また、EV の所有者は通常、住宅所有者である必要があるため、賃貸人や集合住宅に住んでいる多くの人々は除外されますが、たとえば、EV を提供する会社に勤めている場合は、V2G プログラムに参加できる可能性があります。オフィスまたは車両のテクノロジー。

F-150 ライトニングには、アッパートリムに標準装備され、V2H 機能を可能にするインテリジェント バックアップ パワー機能が必要です。 F-150 ライトニングの所有者には、レベル 2/240 ボルト、80 アンペアのフォード チャージ ステーション プロ家庭用充電器も必要です。これは、標準で長距離バッテリーと、フォードとサンランが開発したホーム インテグレーション システムであり、フォードが推奨する設置です。相棒。

「V2Gの場合、電力会社はその機能を有効にするプログラムを消費者に提供する必要がある。フォードは現在、全米の複数の電力会社とテスト中だ」とフォードのエネルギーサービスマネージャー、デイブ・ハースト氏は語った。 同氏は、フォードが現在、コロラド州のエクセル・エナジー社、ミシガン州のDTEエナジー社、カリフォルニア州のSMUD社との管理充電プログラムなど、複数の電力会社と協力してV2Gのテストを行っていると付け加えた。 同社はまた、カリフォルニアのPG&Eおよび複数の州のデューク・エナジーとV2HからV2Gへの移行を研究しており、F-150ライトニングを使用してV2Gをテストしている。

ゼネラル モーターズは、GM エナジーの住宅、商業、充電の 3 つの部門に代表されるように、より広範なアプローチを採用しており、すべて Ultium ブランドの下にあります。 GM Energy のポートフォリオには、V2G から定置型エネルギー貯蔵庫、ソフトウェアとデータを組み合わせてすべてを結び付けるクラウドベースのシステムまで、あらゆるものが含まれています。 「私たちは人々のエネルギー管理を支援する機会について非常に包括的に考えています」とボール氏は語った。

GM Energy の Ultium Home 製品ラインには、V2H 対応の双方向充電器、コントローラー、Tesla の Powerwall に似た Powervault と呼ばれる定置型バッテリー、そしてパートナーである SunPower を通じた太陽光発電が含まれています。 ボール氏は、これらの製品は2024年のシボレー・シルバラードEVの発売とともにデビューすると述べたが、価格は明らかにしなかった。

GMはUltium Homeを売り込んでおり、停電中や太陽光発電によるEVの充電中に家の照明を点灯し続けるだけでなく、最終的には消費者がEVのバッテリーから電力を電力会社に売電できるようにすることを提案している。 ボール氏は、GMは電力会社に供給するエネルギーを消費者にどのように補償するか、あるいは補償するかどうかを最終決定していないと述べた。 「しかし、我々は顧客に対して、『毎月のリース料を毎月20ドル割引してもらえます。あるいは、節約分を分け合うこともできます』と言うかもしれない」と同氏は付け加えた。

「難しいのは、州ごと、電力会社ごとに状況が異なることだ」とボール氏は語った。 「しかし、私たちは、私たちがまとめているエネルギー サービス クラウドからのデータを使用して、顧客に『これらの製品とサービスを使用して、私たちを通じてエネルギーを管理することで節約できる金額はこれです』と言うつもりです。」 それは今年末までに実現するだろう」と彼は付け加えた。

ピーカンストリートのヒンソン氏は、V2Gは試験プログラムで実証されており、多くの電力会社が参加しているものの、基準の確立が大きな障害になっていると述べた。 「技術的には実現可能だ」と彼は言う。 「接続性はすでにありますが、標準はありません。」 ボール氏は、EVと双方向充電器の間の通信プロトコルに関する標準がまだ存在しないことを認めたが、それらは急速に開発されていると付け加えた。

ヒンソン氏は、独自規格の壁に囲まれたアプローチはV2Gを妨げる可能性があり、普遍的な規格を確立する必要があると述べた。 「自動車メーカーはかなり保護的な傾向がある」と同氏は付け加えた。 「彼らは、将来のビジネスモデルの一部として、この潜在的な価値の流れを保持したいと考えています。」

シボレーが11月にシルバラードEVとそのV2H技術を発売すると、オーナーはゼネラルモーターズが提供するハードウェアが必要になるとボール氏は語った。 フォードや他の自動車メーカーも独自のシステムを提供しています。 「今では、店に行って双方向充電器を買うことはできません」とボール氏は付け加えた。

しかしボール氏は、規格が進化するにつれて、「テスラをGMの充電器に接続し、GMと協力してエネルギーを集約できるようになるだろう。もちろん、我々はできるだけ多くのGMのEVを売りたいが、もしそうするなら愚かだろう」と語った。 「我々のEV顧客はGM車を買うだけだと思っていた。彼らのガレージにはテスラもあるかもしれない」と同氏は付け加えた。

「これらの基準が設定されれば、2025年以降になるが、GMエナジーはテスラやフォード、あるいは定置型蓄電システムやGMのEVからのエネルギーを集約できるようになるだろう」とボール氏は述べた。 「私たちは、不可知論的で広範なシステムを構築しています。すべての自動車メーカーがそのように取り組んでいるわけではありませんが、今後は消費者にとってプラグアンドプレイの機会がさらに増えるでしょう。」

もちろん、EV 所有者がメリットを享受するには、V2G に参加して必要な機器を購入する必要がありますが、シームレスである必要もあります。 連邦政府の資金提供を受けている国立再生可能エネルギー研究所でEV充電と送電網統合の主任エンジニアを務めるアンドリュー・マインツ氏は、「消費者の観点から見ると、それは透明性が高く、簡単でなければならない」と述べた。 「そのためには、公益事業会社や自動車メーカーが所有者が自動車をどのように使用するかを理解する必要がある。」

これはすでに管理充電のパイロットから始まっている、とボール氏は語った。 「現在、車両テレマティクスと電力会社との連携を通じてそれが可能です」と彼は付け加えた。 「例えば、ある電力会社が私たちに明日の午前3時にデマンドレスポンスを送信し、顧客の同意と知識を得た上でEVに充電停止コマンドを送信するよう求めたとします。その後、私たちはその電力会社を使用して顧客にテキストメッセージを送り、『次の時間まで充電できないでしょうか』と尋ねます。明日の午前 3 時から 5 時までですが、充電をオフにすることを許可していただけますか? 受け入れていただければ、20 ドル差し上げます。」

ボール氏は、GMエナジーが現在米国でそのようなパイロットプログラムを3つ実施していると述べ、「我々はまだ学習中であり、電力会社もまだ学習中であり、顧客も​​まだ学習しているため、登録されている車両は400台未満だ」と付け加えた。 「当社の市場開拓戦略の一環として、現在開発中ですが、消費者がその機器を購入した場合、居住地や運転習慣を考慮して、消費者のエネルギー節約量を推定します。『これがその投資に対する見返りとなります。」 さらに、彼らのガレージには発電機が設置されています。」

ボール氏によると、GMエナジーは製品やサービスがまだ一般公開されていないため、消費者にV2Gを積極的に宣伝していないという。 「今日は売るものがないので、あまり先へ進みたくない」と彼は付け加えた。 「しかし、私たちは公益事業で何をしているかについて積極的に話し合っています。それは教育プロセスの一部であると考えているからです。」

ヒンソン氏は、自動車メーカーは、V2Gおよび関連するエネルギー抽出技術がEVのバッテリーとその保証に及ぼす可能性のある影響を顧客に伝える必要もあると述べた。 V2GがEVのバッテリーにどのような影響を与えるかについてはいくつかの研究が行われており、ウォリック大学による2017年の研究では、V2Gが実際にバッテリーの寿命を延ばす可能性があることが示されている。

「GMのエネルギーサービスクラウドの一部はバッテリーの状態を監視している」とボール氏は語った。 「バッテリーを製造し、それを保証した会社以上に信頼できる人はいないでしょう。」

理想は多数のEVが電力網に電力を送ることだが、ほんの数台のEVでも影響を与えることができる、とマインツ氏は語った。 ボール氏は、GMがクリーンエネルギー非営利団体ロッキーマウンテン研究所や複数の電力会社と協力して、個々のEVを取り出してそのエネルギーを集約する仮想パワープラントと呼ぶものに取り組んでいると付け加えた。

ヒンソン氏は、V2G技術にはいくつかの面でまだ発展の余地があるが、将来があることを期待していると語った。 「価値がどのようなものになるかを理解するには、さらに多くの作業が必要です」とヒンソン氏は語った。 「そして、100パーセントの可用性を持ち、常に送電網に接続されている定置型バッテリーなど、同じリソースを提供する競合技術に対して、V2Gが市場でどのような役割を果たすのか。しかし、V2Gを使えば、車両はエネルギーになることができる」と同氏は述べた。人々がまだ理解も熟考もしていない方法での資産です。」