Xe điện V2G có thể trở thành nguồn lưu trữ cho lưới điện như thế nào?

Xe điện V2G biến chiếc xe đang đỗ thành một phần của hệ thống điện

V2G là viết tắt của Vehicle to Grid, công nghệ cho phép điện đi hai chiều giữa xe điện và lưới. Cơ quan Năng lượng Quốc tế IEA, tổ chức liên chính phủ về năng lượng đặt tại Paris, giải thích rằng sạc thông minh có thể điều chỉnh thời điểm xe lấy điện. V2G đi thêm một bước khi cho phép pin xe phát điện trở lại lưới.

Điểm đáng chú ý nằm ở thời gian chiếc xe không chạy. Một ôtô cá nhân có nhiều khoảng thời gian nằm trong bãi đỗ hoặc gara. Nếu được kết nối với bộ sạc hai chiều và hệ thống điều khiển phù hợp, phần pin chưa cần dùng cho chuyến đi tiếp theo có thể tham gia cân bằng cung cầu điện.

Cách vận hành có thể hình dung khá đơn giản. Khi điện mặt trời hoặc điện gió đang dồi dào, xe có thể nhận điện. Khi nhu cầu trên lưới tăng, một phần năng lượng trong pin có thể được đưa ngược trở lại. Chủ xe vẫn cần đặt mức pin tối thiểu để bảo đảm nhu cầu di chuyển.

Theo IEA, xe điện dùng V2G có mức linh hoạt năng lượng theo giờ lớn nhất trong các công nghệ được xem xét trong một nghiên cứu trường hợp của RWTH Aachen University tại Đức. Lợi thế đến từ dung lượng pin tương đối lớn và khả năng vừa sạc vừa xả theo nhu cầu của hệ thống.

Xe điện V2G có thể giảm áp lực đầu tư lưới

Xe điện thường được nhìn như một nguồn tiêu thụ điện mới. IEA lưu ý việc sạc xe tại nhà có thể tạo công suất lớn hơn bất kỳ tải điện riêng lẻ nào khác trong một hộ gia đình. Nếu nhiều xe cùng cắm sạc vào giờ cao điểm, lưới phân phối có thể gặp tắc nghẽn hoặc vấn đề điện áp.

V2G đảo chiều một phần bài toán đó. Thay vì chỉ cố cung cấp thêm điện cho xe, hệ thống có thể dùng chính pin xe để dời phụ tải và hỗ trợ cân bằng lưới.

Một nghiên cứu về mạng phân phối tại San Francisco được IEA dẫn lại cho thấy V2G có thể tránh khoảng ba phần tư trường hợp quá tải máy biến áp vào năm 2050 so với sạc không kiểm soát. So với sạc thông minh một chiều, mức tránh quá tải đạt khoảng một nửa.

Con số này không có nghĩa mọi thành phố đều đạt kết quả giống nhau. Hiệu quả còn phụ thuộc cấu trúc lưới, số xe tham gia, thói quen đi lại và cách thị trường điện vận hành. Nhưng nó cho thấy pin đang nằm trong xe có thể giúp trì hoãn một phần nhu cầu nâng cấp hạ tầng nếu được điều phối đúng.

Bộ Năng lượng Mỹ cũng xem xe điện sạc hai chiều như một dạng lưu trữ di động. Cơ quan này cho biết xe có thể cấp điện cho tòa nhà hoặc tải điện cụ thể, đồng thời tham gia các chương trình điều chỉnh nhu cầu nếu cơ chế thị trường và kết nối lưới cho phép.

Giá trị lớn hơn xuất hiện khi điện gió và mặt trời tăng

Điện mặt trời tạo nhiều điện vào ban ngày nhưng nhu cầu hộ gia đình thường tăng mạnh vào buổi tối. Điện gió cũng thay đổi theo thời tiết. Vì vậy, hệ thống điện cần các nguồn linh hoạt có thể nhận điện lúc dư và trả điện lúc thiếu.

Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế IRENA, tổ chức liên chính phủ thúc đẩy năng lượng tái tạo đặt tại Abu Dhabi, đánh giá pin là công nghệ quan trọng để hỗ trợ điện gió và điện mặt trời. V2G mở rộng ý tưởng này sang hàng triệu viên pin vốn đã được mua để phục vụ giao thông.

Đây là điểm làm V2G khác với việc xây thêm một kho pin cố định. Xe điện trước hết vẫn là phương tiện. Khi xe đỗ và kết nối, pin có thể nhận thêm một vai trò thứ hai. Tài sản đã tồn tại cho nhu cầu đi lại được khai thác thêm cho hệ thống điện.

Với chủ xe, lợi ích tiềm năng là giảm chi phí sạc hoặc nhận tiền khi cung cấp dịch vụ cho lưới. IEA cho biết các dịch vụ như điều chỉnh tần số có thể tạo doanh thu cho chủ xe ở những thị trường đã cho phép tham gia.

Công nghệ đã có nhưng chưa thể cắm xe nào cũng dùng

V2G không chỉ cần một chiếc xe có pin lớn. Xe, bộ sạc, hệ thống quản lý pin, giao thức truyền thông và quy định đấu nối đều phải tương thích. Dòng điện trả về lưới phải đáp ứng các yêu cầu an toàn tương tự một nguồn phát điện.

IEA cho biết chuẩn ISO 15118-20 tạo đường truyền thông chuẩn hóa cho V2G với hệ sạc CCS, nhưng việc triển khai giữa các hãng vẫn chưa đồng nhất. Nhiều sản phẩm thương mại hiện còn giới hạn ở một số mẫu xe và bộ sạc nhất định.

Thị trường đang tiến nhanh hơn. IEA ghi nhận Pháp, Hà Lan và Anh đã có đủ điều kiện cần thiết cho V2G và đã xuất hiện các dịch vụ thương mại. Trung Quốc công bố 30 dự án thí điểm tại 9 thành phố trong năm 2025 và đặt mục tiêu triển khai 5.000 cơ sở sạc V2G vào cuối năm 2027.

Vì vậy, xe điện V2G chưa phải một cục pin dự phòng mà người dùng có thể cắm vào mọi lưới điện ngay hôm nay. Nó là một hệ sinh thái cần tiêu chuẩn, giá điện theo thời gian, cơ chế trả tiền và quyền kiểm soát pin rõ ràng.

Nhưng hướng đi đã khá rõ. Khi số xe điện tăng, câu hỏi không chỉ là hệ thống điện lấy đâu ra điện để sạc xe. Câu hỏi mới là hàng triệu viên pin đang đỗ yên có thể giúp hệ thống điện linh hoạt hơn đến mức nào.