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Oct 16, 2023

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Los vehículos eléctricos ofrecen muchos beneficios: no más gasolina cara para bombear, emisiones de gases de efecto invernadero reducidas, estacionamiento prioritario y acceso a carriles HOV. Otro que los fabricantes y defensores de EV están promocionando es la promesa de la carga del vehículo a la red (V2G), la capacidad de tener una batería de EV para enviar energía a las empresas de servicios públicos, que tiene ventajas que van desde incentivos financieros para los propietarios de EV hasta ayudar a fortalecer el sistema eléctrico. red.

Actualmente, los vehículos eléctricos pueden estresar la red eléctrica en lugar de fortalecerla. Por ejemplo, el año pasado, el gobernador de California solicitó que los propietarios de vehículos eléctricos reduzcan la carga durante una ola de calor para evitar sobrecargar la red eléctrica del estado. Pero si piensa en los vehículos eléctricos como baterías grandes con motores y ruedas, esencialmente dispositivos de almacenamiento de energía, tiene sentido aprovechar su energía para reforzar la red eléctrica. También podría generar dinero en efectivo para los propietarios de vehículos eléctricos enviando, y cobrando, la energía almacenada en sus baterías de vuelta a la red cuando las empresas de servicios públicos la necesiten.

Pero como ocurre con la mayoría de los vehículos eléctricos, desde los problemas de la cadena de suministro hasta la falta de infraestructura de carga pública, V2G es un desafío complejo debido a una variedad de factores y, en el mejor de los casos, está a varios años de ser viable. Requerirá una amplia coordinación e inversión por parte de las empresas eléctricas, los fabricantes de automóviles y los propietarios de vehículos eléctricos, y los estándares para la tecnología aún están evolucionando. Los fabricantes de automóviles y las empresas de servicios públicos están dando los primeros pasos para facilitar V2G, ya que no solo permite el soporte simbiótico para los vehículos eléctricos, sino que tiene el potencial, junto con los medios de almacenamiento de energía renovable y otros dedicados, para remodelar la red eléctrica.

"Vehicle to grid tiene el potencial de transformar grandes sectores de la infraestructura energética", dijo Scott Hinson, CTO de Pecan Street, una organización de investigación sin fines de lucro con sede en Austin, Texas, que se enfoca en tecnologías de energía limpia y redes inteligentes. "Nunca hemos agregado una carga a la red eléctrica que sea tan flexible como el vehículo eléctrico", agregó.

Por ejemplo, durante una ola de calor, las personas no pueden simplemente apagar el aire acondicionado para evitar un apagón. "Si apaga el aire acondicionado durante el tiempo suficiente en algunas áreas, las personas pueden morir", dijo Hinson. "Pero a un vehículo eléctrico no le importa cuándo está cargado, y con V2G tienes un nuevo orden de magnitud de flexibilidad".

Por lo general, los vehículos eléctricos son más baratos de cargar durante las primeras horas de la mañana, cuando la demanda en la red es baja y las tarifas de electricidad disminuyen posteriormente, y la mayoría de los vehículos eléctricos están estacionados. Por lo tanto, son una carga mucho más manejable para la red en comparación con los acondicionadores de aire que funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana en Arizona o Florida en verano.

Los componentes básicos para V2G, incluida la carga administrada, en la que un cargador EV puede comunicarse con un servicio público y la carga de vehículo a casa (V2H) que permite que una batería EV alimente una casa, ya están en su lugar. Se están desarrollando los próximos pasos y EV que admiten V2G.

Para habilitar V2G, un EV necesita carga bidireccional: la capacidad de recibir energía o enviarla a la red eléctrica. Actualmente, muy pocos automóviles, incluidos el GMC Hummer, el Ford F-150 Lightning, el Mitsubishi Outlander PHEV, el Nissan Leaf y el Volvo EX90, tienen carga bidireccional. Pero hay más en camino, como el Chevy Silverado EV y los EV del Grupo Volkswagen que utilizan la arquitectura de plataforma eléctrica MEB de la compañía.

"Necesita carga bidireccional junto con el software en el vehículo para extraer la energía y colocarla en su hogar para V2H o en la red para V2G", explicó Mark F. Bole, jefe de V2X y soluciones de batería para GM Energy, una nueva unidad de negocios que el fabricante de automóviles lanzó el año pasado. "Más adelante este año daremos el primer paso, que es el vehículo a casa, o V2H", agregó Bole.

Este primer paso será el Chevy Silverado RST EV cuyo lanzamiento está programado para noviembre, junto con un cargador bidireccional y el hardware necesario para V2H. "Una vez que apaga el vehículo para V2H, es un siguiente paso natural ir a V2G", dijo Bole. "Pero lo más probable es que V2G no llegue en un sentido amplio hasta 2025".

GM y otros fabricantes de automóviles, incluidos Ford, Volkswagen y Toyota, están ejecutando programas piloto V2G con utilidades para integrar sistemas y establecer protocolos. "Necesitamos interactuar con las empresas de servicios públicos, y eso llevará un poco de tiempo", dijo Bole. "Hay más de 1500 empresas de servicios públicos en los EE. UU., y todas son muy diferentes, y todas tienen sus propios sistemas".

GM Energy actualmente ejecuta más de 20 programas piloto V2G, agregó Bole. “Estamos comenzando con un programa de carga administrada y probando V2H, y una vez que tengamos bidireccionalidad, ahí es donde realmente ayudaremos a la red eléctrica y generaremos valor”, dijo. "Cuando se establezcan los estándares, comenzaremos a ver más vehículos de producción en masa con capacidades V2G".

Ford también está sentando las bases para V2G con su camioneta F-150 Lightning EV y su capacidad V2H. Pero al igual que con el próximo Chevy Silverado EV, para habilitar V2H y posteriormente V2G, el F-150 Lightning requiere compras costosas de equipos por parte del propietario del EV. Por lo general, el propietario de un vehículo eléctrico también debe ser propietario de una vivienda, lo que deja fuera a los inquilinos y a muchos que viven en viviendas de unidades múltiples, aunque es posible que participen en un programa V2G si, por ejemplo, trabajan para una empresa que permite la tecnología en una oficina o para una flota.

El F-150 Lightning requiere la función de energía de respaldo inteligente que es estándar en los modelos superiores y permite la capacidad V2H. El propietario de una F-150 Lightning también necesita un cargador para el hogar Ford Charge Station Pro de nivel 2/240 voltios y 80 amperios, que es estándar con una batería de rango extendido, y un sistema de integración en el hogar desarrollado por Ford y Sunrun, la instalación preferida de Ford pareja.

"Para V2G, la empresa de servicios públicos deberá ofrecer al consumidor un programa para habilitar esa capacidad, que Ford está probando actualmente con múltiples empresas de servicios públicos en los EE. UU.", dijo Dave Hurst, gerente de servicios de energía de Ford. Agregó que Ford está colaborando actualmente con varias empresas de servicios públicos para probar V2G, incluidos los programas de carga administrados con Xcel Energy en Colorado, DTE Energy en Michigan y SMUD en California. La empresa también está estudiando la transición de V2H a V2G con PG&E en California y Duke Energy en varios estados, y está utilizando el F-150 Lightning para probar V2G.

General Motors está adoptando un enfoque mucho más amplio, ejemplificado por las tres divisiones de GM Energy: residencial, comercial y de carga, todas bajo la marca Ultium. La cartera de GM Energy incluye todo, desde V2G y almacenamiento de energía estacionario hasta un sistema basado en la nube que combina software y datos para unir todo. "Estamos pensando de manera muy integral sobre las oportunidades para ayudar a las personas a administrar su energía", dijo Bole.

La línea Ultium Home de GM Energy incluye un cargador bidireccional con capacidad V2H, un controlador, una batería estacionaria llamada Powervault similar a la Powerwall de Tesla y energía solar a través de su socio SunPower. Bole dijo que estos productos debutarán con el lanzamiento del Chevrolet Silverado EV 2024, pero no reveló el precio.

GM está lanzando Ultium Home no solo para mantener las luces encendidas en el hogar durante un corte de energía o la carga de vehículos eléctricos a través de la energía solar, sino también para permitir que los consumidores vendan la electricidad de sus baterías de vehículos eléctricos a las empresas de servicios públicos. GM no ha finalizado cómo o si compensará a los consumidores por la energía que suministran a las empresas de servicios públicos, dijo Bole. "Pero podemos decirles a los clientes: 'Pueden obtener $20 al mes de descuento en su pago mensual de arrendamiento o podemos compartir los ahorros'", agregó.

"La parte difícil es que es diferente en cada estado y con cada servicio", dijo Bole. "Pero usaremos datos de Energy Services Cloud que estamos reuniendo y les diremos a los clientes: 'Esta es la cantidad de dinero que pueden ahorrar administrando su energía a través de nosotros con estos productos y servicios'. Eso llegará a finales de este año”, agregó.

Hinson de Pecan Street dijo que mientras V2G se está probando en programas piloto y muchas empresas de servicios eléctricos están a bordo, un obstáculo importante es establecer estándares. "En cuanto a la tecnología, es factible", dijo. "La conectividad ya existe. Los estándares no". Bole reconoció que aún no existen estándares sobre los protocolos de comunicación entre el EV y un cargador bidireccional, pero agregó que se están desarrollando rápidamente.

Hinson dijo que un enfoque de jardín amurallado de estándares patentados podría obstaculizar V2G y que se deben establecer estándares universales. "Los fabricantes de automóviles tienden a ser bastante protectores", agregó. "Quieren aferrarse a este flujo de valor potencial como parte de sus futuros modelos comerciales".

Cuando Chevy lance la Silverado EV y su tecnología V2H en noviembre, los propietarios necesitarán hardware provisto por General Motors, dijo Bole. Ford y otros fabricantes de automóviles también ofrecen sistemas patentados. "Hoy no puedes ir a la tienda y comprar un cargador bidireccional", agregó Bole.

Pero Bole dijo que a medida que evolucionan los estándares, "podrá conectar un Tesla a un cargador de GM y trabajar con GM para agregar su energía. Obviamente, queremos vender tantos vehículos eléctricos de GM como podamos, pero sería una tontería si Pensé que nuestros clientes de vehículos eléctricos solo comprarían vehículos GM. Es posible que también tengan un Tesla en su garaje ", agregó.

"Una vez que se establezcan estos estándares, que será más en 2025, GM Energy tendrá la capacidad de agregar energía de un Tesla o un Ford o un sistema de almacenamiento estacionario, así como un GM EV", dijo Bole. "Estamos construyendo un sistema amplio y agnóstico. No todos los fabricantes de automóviles lo abordan de esa manera, pero en el futuro habrá más oportunidades de conectar y usar para los consumidores".

Los propietarios de EV, por supuesto, deberán estar a bordo y comprar el equipo requerido para V2G para obtener las recompensas, pero también tendrá que ser perfecto. "Desde la perspectiva del consumidor, tiene que ser transparente y fácil", dijo Andrew Meintz, ingeniero jefe de carga de vehículos eléctricos e integración de la red en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable financiado con fondos federales. "Eso va a requerir que la empresa de servicios públicos o el OEM del vehículo comprendan cómo los propietarios usan sus vehículos".

Esto ya comenzó con los pilotos de carga administrados, dijo Bole. "Podemos hacer eso hoy a través de la telemática del vehículo y trabajando con la empresa de servicios públicos", agregó. "Digamos que una empresa de servicios públicos nos envía una respuesta de demanda para mañana a las 3 a. Mañana de 3 a 5 a. m., ¿y nos permitirá apagar la carga? Si acepta, aquí tiene $20.'"

Bole dijo que GM Energy actualmente tiene tres programas piloto de este tipo en los EE. UU. "Son menos de 400 vehículos los que están inscritos porque todavía estamos aprendiendo, la empresa de servicios públicos todavía está aprendiendo y nuestros clientes todavía están aprendiendo", agregó. "Parte de nuestra estrategia de lanzamiento al mercado, que aún estamos desarrollando, será si un consumidor compra el equipo, dado el lugar donde vive y sus hábitos de manejo, estimaremos sus ahorros de energía. Diremos: ' Esta será su recompensa por esa inversión.' Además, ahora tienen un generador en su garaje".

GM Energy no está promocionando activamente V2G a los consumidores porque los productos y servicios aún no están disponibles públicamente, dijo Bole. "No queremos adelantarnos demasiado porque no tenemos nada que vender hoy", agregó. "Pero estamos hablando activamente sobre lo que estamos haciendo con los servicios públicos porque creemos que es parte del proceso educativo".

Hinson dice que los fabricantes de automóviles también deben comunicar a los clientes cualquier posible impacto que V2G y las tecnologías de extracción de energía relacionadas tengan en una batería EV y su garantía. Se han realizado varios estudios sobre cómo V2G afecta la batería de un EV, uno de 2017 realizado por la Universidad de Warwick que muestra que en realidad podría extender la vida útil de las baterías.

"Parte de Energy Services Cloud de GM es monitorear la salud de la batería", dijo Bole. "En quién mejor para confiar que en la compañía que fabricó la batería y la garantiza".

Aunque lo ideal es que una gran cantidad de vehículos eléctricos envíen energía a la red, solo unos pocos vehículos pueden tener un impacto, dijo Meintz. Bole agregó que GM está trabajando con el Instituto Rocky Mountain sin fines de lucro de energía limpia y varias empresas de servicios públicos en lo que llamó centrales eléctricas virtuales, que están tomando vehículos eléctricos individuales y agregando su energía.

Hinson dijo que aunque la tecnología V2G todavía tiene mucho camino por recorrer en varios frentes, tiene la esperanza de que tenga futuro. "Hay más trabajo por hacer para comprender cuál será el valor", dijo Hinson. "Y cómo jugará V2G en el mercado frente a tecnologías competidoras que brindan el mismo recurso, como baterías estacionarias que tienen un 100 por ciento de disponibilidad y siempre están conectadas a la red. Pero con V2G", dijo, "el vehículo puede convertirse en una fuente de energía". activo en formas que la gente aún no está comprendiendo o contemplando".