Elektromobiliai gali atlikti kur kas daugiau nei vien pakeisti vidaus degimo variklius. Naujos analizės rodo, kad jie gali veikti kaip išsklaidyti energijos kaupikliai ir padėti stabilizuoti elektros tinklą.

Elektromobiliai vis dažniau vertinami ne tik kaip transporto priemonės, bet ir kaip energetikos infrastruktūros dalis. Žurnale „Joule“ paskelbtame tyrime teigiama, kad tinkamai valdant įkrovimą ir energijos grąžinimą į tinklą būtų galima sumažinti apkrovas ir taršą. Praktikoje tai reikštų automobilių baterijų naudojimą kaip laikinų energijos saugyklų.

Čia esminė yra „vehicle-to-grid“ technologija, vadinama V2G. Ji leidžia energijai tekėti abiem kryptimis – tarp automobilio ir elektros tinklo. Užuot tik vartojusios elektrą, transporto priemonės galėtų ją atiduoti tais momentais, kai paklausa didžiausia.

Tradiciniame modelyje energija juda tik iš tinklo į automobilį. V2G keičia šią logiką, nes įkroviklis gali komunikuoti su energetikos sistema, todėl automobiliai gali reaguoti į tinklo poreikius beveik realiuoju laiku.

Toks sprendimas ypač aktualus sistemoms, paremtoms atsinaujinančia energetika. Vėjo ir saulės elektrinių gamyba yra nepastovi ir sunkiau prognozuojama, todėl perteklinę energiją būtų galima sukaupti automobilių baterijose ir vėliau ją panaudoti, kai gamyba sumažėja.

Tyrimo autoriai pabrėžia, kad problema vis dažniau susijusi ne su pačia gamyba, o su energijos balansavimu laike. „Žmonės diskutuoja, ar elektromobiliai iš tiesų yra ekologiški, nes elektra vis dar gali būti gaminama iš iškastinio kuro“, – sako Ziyou Song iš „University of Michigan“. „Tuo pat metu tinklui sudėtinga integruoti nestabilius šaltinius, tokius kaip vėjas ir saulė“, – priduria jis.

Mokslininkų komanda V2G potencialą vertino San Fransisko įlankos regione. Analizėje atsižvelgta į elektromobilių skaičiaus prognozes, saulės energetikos plėtrą ir įkrovimo įpročius. Modeliuoti keli energetikos sistemos raidos scenarijai iki šio amžiaus vidurio.

Lygintos skirtingos tinklo modernizavimo strategijos: viena numatė greitas, iš anksto planuojamas investicijas, kita – laipsnišką infrastruktūros pritaikymą. Rezultatai parodė ryškius kaštų skirtumus.

„Rezultatai mane nustebino“, – teigia Song. „Geriausias sprendimas yra kuo greitesnė energetikos sistemos modernizacija“, – pabrėžia jis.

Greito modernizavimo scenarijuje kiekvienas įkrovimo taškas turėtų sugeneruoti apie 0,11–0,17 euro per dieną, kad būtų padengtos V2G sąnaudos. Laipsniškų investicijų atveju šis poreikis išauga iki maždaug 1,37–1,64 euro per dieną. Tai rodo, kiek daug lemia investicijų laikas.

Modelis įvertino ir poveikį klimatui: 2030–2045 m. emisijos galėtų sumažėti iki 59,2 tūkst. tonų CO2 ekvivalento. Be to, sistema galėtų sugeneruoti iki 43,7 mln. eurų pajamų iš mechanizmų, remiančių emisijų mažinimą.

Tyrėjai atkreipia dėmesį, kad energetikos infrastruktūra tarnauja ilgai: transformatoriai ir tinklai veikia dešimtmečius, o įkrovimo įrangą galima atnaujinti greičiau. Tai suteikia galimybę sistemą plėsti didėjant elektromobilių skaičiui.

V2G koncepcija siejama ir su vadinamosiomis virtualiomis elektrinėmis – sistemomis, kurios sujungia išsklaidytus energijos šaltinius ir kaupiklius į vieną valdomą visumą. Tokiu atveju vietoj vienos didelės elektrinės atsiranda tūkstančių mažų resursų tinklas.

Elektromobiliai šiame modelyje ypač svarbūs, nes didžiąją laiko dalį jie stovi nenaudojami, vadinasi, ir baterijų talpa lieka neišnaudota. Skaičiuojama, kad privatūs automobiliai gali būti stovėjimo režime net iki 95 proc. laiko.

Masto požiūriu tai reikštų didžiulį energijos kaupimo potencialą: milijonai transporto priemonių teoriškai galėtų pakeisti dalį vadinamųjų pikinės apkrovos elektrinių, kurios įjungiamos tik tada, kai paklausa pasiekia maksimumą.

Vis dėlto V2G diegimas plačiu mastu susiduria su kliūtimis. Tarp jų – infrastruktūros kaina, standartų trūkumas ir tai, kad ne visi automobiliai pritaikyti energiją grąžinti į tinklą.

Svarbus ir baterijų ilgaamžiškumas. Papildomi įkrovimo bei iškrovimo ciklai spartina jų dėvėjimąsi. „Kuo dažniau naudojame bateriją, tuo greičiau ji dėvisi“, – sako Stavros Orfanoudakis iš „Delft University of Technology“.

Vartotojams kritiškai svarbus patikimumas – automobilis turi būti pasirengęs kelionei nepriklausomai nuo tinklo poreikių. Būtent tai laikoma vienu didžiausių veiksnių, ribojančių šios technologijos priėmimą.

Ekspertai pažymi, kad pirmoji reali V2G taikymo sritis gali būti automobilių parkai. Dalijimosi ar įmonių transportą lengviau valdyti ir optimizuoti, todėl paprasčiau kontroliuoti įkrovimo ciklus ir baterijų panaudojimą.

Tokie projektai jau įgyvendinami. 2025 m. Utrechte pradėjo veikti V2G sistema, paremta 60 dvikrypčių įkroviklių. Tai vienas pirmųjų pavyzdžių, kai transporto priemonės integruojamos į miesto energetikos tinklą.

Individualiems naudotojams realesnė alternatyva gali būti „vehicle-to-home“ (V2H) modelis, kai automobilis tiekia energiją namams, o ne tinklui. Tai gali mažinti sąskaitas ir didinti energetinę nepriklausomybę.

Analizės rodo, kad V2H gali pastebimai sumažinti energijos kaštus. JAV skaičiuojama, jog per visą automobilio gyvavimo laikotarpį sutaupymai galėtų siekti apie 2,2–5,1 tūkst. eurų, t. y. maždaug 40–90 proc. įkrovimo išlaidų.

Tuo pačiu galėtų mažėti ir namų ūkių anglies pėdsakas. Kai kuriuose scenarijuose emisijų mažėjimas siekia 70–250 proc., palyginti su tradiciniu energijos vartojimu, tačiau galutinis efektas daugiausia priklauso nuo atsinaujinančių šaltinių dalies energetikos balanse.

Automobiliai gali atlikti ir avarinio maitinimo šaltinio funkciją, o tai ypač svarbu didėjant elektros tiekimo sutrikimų skaičiui. Kai kuriuose regionuose jau diegiamos tokius sprendimus palaikančios taisyklės.

Tyrimo autoriai pabrėžia, kad nemažai prielaidų remiasi prognozėmis: elektromobilių skaičiaus augimu, atsinaujinančios energetikos plėtra ir klimato politika. Reguliavimo pokyčiai gali stipriai paveikti diegimo tempą.

„V2G yra perspektyvi technologija, galinti spręsti energetikos sistemos problemas“, – sako Shunbo Lei iš „Chinese University of Hong Kong, Shenzhen“. „Augant atsinaujinančių išteklių daliai mums reikia naujų būdų energijai subalansuoti“, – priduria jis.

Artimiausiais metais lemiami bus tinklo modernizavimo sprendimai ir standartų kūrimas. Būtent tai nulems, ar elektromobiliai taps visaverte energetikos sistemos dalimi, o ne vien elektros vartotojais.