Tuy nhiên, sự phát triển bùng nổ của xe điện trong tương lai cũng mang lại không ít thách thức đối với hệ thống điện lưới quốc gia về chất lượng và độ ổn định lưới điện nếu không kiểm soát được công suất và điều tiết thời gian sạc để đáp ứng nhu cầu sạc đồng thời của một lượng lớn xe điện nhưng vẫn đảm bảo tính an toàn và hiệu quả.
Theo dự báo của các chuyên gia thuộc Viện phát triển năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA), đến 2050 xe điện trên toàn thế giới sẽ tạo nên nguồn cung năng lượng khổng lồ ước tính 14 TWh từ dung lượng pin của nó, so với 9 TWh từ các nguồn pin cố định khác.
Nguồn pin trích xuất từ những chiếc xe điện riêng lẻ có thể được huy động như nguồn lưu trữ phục vụ san bằng tải đỉnh khi hệ thống điện quốc gia cần đáp ứng nhu cầu phụ tải vào các giờ cao điểm. Với giả sử có thể huy động được 75% dung lượng pin của 1 xe ô tô điện trung bình hiện nay là 40kWh, chỉ cần 100 xe chúng ta sẽ có được điện năng tương đương công trình điện mặt trời 3MW, có thể cung cấp điện cho hơn 450 hộ gia đình sử dụng trong 1 ngày (sản lượng điện sinh hoạt trung bình trong dân: 200 kWh/tháng); nếu huy động được 1.000 xe, ta sẽ có được công suất tương đương 1 nhà máy thủy điện 30MW, đủ cung cấp để sản xuất ra 300 tấn xi măng (mức tiêu thụ trung bình 100 kWh điện/tấn xi măng) hoặc 75 tấn thép (mức tiêu thụ trung bình 400 kWh điện/tấn thép).
Pin xe điện được huy động như nguồn lưu trữ cho hệ thống điện lưới quốc gia
Bên cạnh đó, những trạm sạc tập trung ở các bãi đỗ hoặc các trạm thay pin BSS (Battery Swap Station) với hàng loạt pin sẽ được phân khe thời gian sạc để sẵn sàng thay thế nhanh cho xe máy điện/ô tô điện, nếu huy động tối đa sẽ đóng một vai trò rất lớn như các nhà máy phát điện. Ước tính một trạm BSS với công suất 100 viên pin, tương đương với một nhà máy thủy điện nhỏ có thể chạy thường trực toàn tải với công suất huy động tối đa lên đến 4MW.
Huy động nguồn pin từ các trạm thay thế pin nhanh (BSS)
Tuy nhiên việc đầu tư trạm BSS cho xe ô tô tương đối tốn kém. Trước mắt có thể tận dụng các trạm BSS cho xe máy điện đang được đầu tư rộng khắp, kể cả Việt Nam. Thử tính với dung lượng pin trung bình của xe máy điện hiện nay là 2kWh, với 1 trạm thay pin có công suất 200 viên, tương đương 400kWh, có thể cung cấp đủ điện cho 1 hộ gia đình trong vòng 2 tháng.
Ngoài ra, hệ thống điện còn có thể huy động nguồn lưu trữ từ các trạm dịch vụ chia sẻ pin xe điện BShS (Advanced Battery Sharing Station) bắt nguồn từ nhu cầu hoán đổi pin hoặc sạc hộ của các chủ xe nhờ việc tách đôi pin xe điện thành nguồn pin cố định (dung lượng vừa đủ di chuyển trong nội thành) và nguồn pin mở rộng với socket tháo lắp tiện lợi, kết hợp thông tin về tình trạng, dung lượng pin thông qua kết nối IOT.
Huy động nguồn pin từ các trạm dịch vụ chia sẻ pin (BShN)
Qua đó cho thấy mặc dù xe điện có thể đe dọa chất lượng và độ ổn định lưới điện nhưng xét đến vai trò lưu trữ thì nó lại rất hữu ích nếu được phát huy nhằm làm giảm đỉnh tải cho lưới điện phân phối trong giờ cao điểm cũng như ứng phó sự cố mất điện.
Để thu được những giá trị lợi ích đó, bên cạnh vai trò cơ bản là trạm tiếp nhiên liệu phục vụ di chuyển đường dài, đem lại tự tin cho người sử dụng thì trạm sạc cần phải phát huy vai trò kiểm soát công suất sạc và huy động nguồn pin từ xe điện. Nói cách khác, nó phải là trạm sạc thông minh 2 chiều, để vừa có thể sạc cho xe hoặc ngược lại có thể lấy nguồn từ dung lượng pin khá lớn của xe, giúp bổ sung nguồn điện cho gia đình thông qua mô hình V2H/B (Vehicle to home/building) hoặc huy động nguồn cho lưới điện quốc gia trong những khung giờ cao điểm qua mô hình V2G (Vehicle to Grid).
Trạm sạc 2 chiều trở thành một phụ tải quan trọng trong lưới điện thông minh
Mô hình V2G mô tả hệ thống trong đó các xe điện giao tiếp với lưới điện để có thể trả phần năng lượng dự trữ từ pin ngược lên lưới theo yêu cầu nhờ bộ nghịch lưu tích hợp bên trong trạm sạc. Khi đó xe điện không còn là một phụ tải tiêu thụ điện thuần túy mà là một thành phần không thể thiếu trong hệ sinh thái lưới điện thông minh, trong đó trạm sạc thông minh 2 chiều đóng vai trò then chốt trong cầu nối giữa điện khí hóa giao thông và nguồn điện ít phát thải, giảm thiểu tác động của xe điện, tạo sự linh động trong sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo.
Như vậy có thể nói, bên cạnh những lợi ích và vai trò đối với lĩnh vực điện khí hoá giao thông góp phần giảm thiểu tác động đến môi trường, xe điện và trạm sạc còn đóng vai trò quan trọng đối với hệ thống điện trong việc bù đắp phần điện năng thiếu hụt tại những khung giờ cao điểm, góp phần vào công tác điều chỉnh nhu cầu sử dụng điện – DSM, giúp giảm thiểu chi phí đầu tư nâng cấp nguồn và lưới điện nhờ vào trạm sạc 2 chiều được điều khiển và quản lý nguồn thế hệ mới, một mắc xích quan trọng trong hệ sinh thái lưới điện thông minh trong xu hướng phát triển CMCN 4.0.
Nguồn: https://cpc.vn/vi-vn/Tin-tuc-su-kien/Tin-tuc-chi-tiet/articleId/39317