Informe especial sobre el intercambio de baterías de nueva energía: estaciones de intercambio de baterías subestimadas (Parte 5)

Los modos de carga exigen más de la red eléctrica, mientras que el cambio de batería es más amigable con la red.

El aumento de la energía y la adopción generalizada de estaciones de carga han creado cuellos de botella para la red de distribución. El aumento de potencia y cantidad de estaciones de carga han agregado una mayor presión a la red de distribución, lo que ha resultado en una serie de problemas relacionados con la red que han dificultado la implementación a gran escala de la sobrealimentación de 800V. En primer lugar, una investigación del Instituto de Investigación Económica y Tecnológica de State Grid muestra que los picos de carga de vehículos eléctricos (EV) coinciden con los picos de consumo de electricidad residencial hasta en un 85%. El aumento de potencia y la ampliación de las estaciones de carga intensificarán aún más la tensión en la red durante los períodos de alta demanda de electricidad. La red incurre en costos adicionales para satisfacer las demandas de electricidad de alta amplitud y corta duración durante los períodos pico, lo que resulta en mayores costos de inactividad y una menor utilización de los equipos durante los períodos de baja demanda. En segundo lugar, la alta potencia de salida instantánea durante la carga puede causar fluctuaciones de voltaje, afectando la calidad del suministro de energía. Si son graves, las fluctuaciones de voltaje pueden provocar accidentes de seguridad en la distribución. Las fluctuaciones de voltaje causadas por la sobrealimentación de 800 V son más severas en comparación con las estaciones de carga regulares, lo que potencialmente compromete la seguridad de la red de distribución. En tercer lugar, según el Libro Blanco sobre el comportamiento de carga de los usuarios de vehículos eléctricos en China 2022 publicado por la Alianza para la Promoción de la Infraestructura de Carga de Vehículos Eléctricos de China y Nenglian ZhiDian, alrededor del 66% de las estaciones de carga en China son de propiedad privada, y el 75% de las nuevas estaciones de carga provenientes de fuentes privadas. Esta distribución desigual de las estaciones de carga aumenta la dificultad de gestionar y regular la red.

La capacidad de energía limitada en áreas residenciales dificulta exceder el número máximo de espacios de carga de vehículos eléctricos. Muchas zonas residenciales carecen de capacidad eléctrica suficiente debido a una planificación inadecuada. Como resultado, no pueden proporcionar un número adecuado de espacios de carga manteniendo al mismo tiempo las actividades diarias normales de los residentes. Este problema surge en última instancia del hecho de que las zonas residenciales tienen una capacidad de distribución finita. Normalmente, la proporción entre plazas de aparcamiento y estaciones de carga es de 3:1, lo que significa que sólo alrededor del 30% de las plazas de aparcamiento en zonas residenciales pueden albergar estaciones de carga. Una vez que la tasa de penetración general de los vehículos de nueva energía supere el 30% (la tasa de penetración de las ventas mensuales ya superó el 30%), el problema de la demanda de carga diaria se verá sometido a una gran presión. Es posible que los propietarios de vehículos de nueva energía necesiten utilizar estaciones de carga comerciales después del trabajo, lo que plantea desafíos importantes para la experiencia futura del usuario de vehículos eléctricos y potencialmente impacta el crecimiento en el número de vehículos de nueva energía. La escasez de espacios de recarga tiene su origen fundamentalmente en las propias zonas residenciales. El alto costo y las dificultades asociadas con la modernización impiden en gran medida la adopción generalizada de estaciones de carga.

El intercambio de baterías permite una carga controlada y alivia la carga de la red al tiempo que ayuda a reducir los picos y regular la frecuencia. La alta presión que ejercen las estaciones de carga sobre la red se debe en gran medida al comportamiento de carga desordenado de los usuarios. Por el contrario, el cambio de batería permite tiempos de carga controlados y un consumo de energía equilibrado. Las estaciones de intercambio de baterías pueden responder al despacho de la red, cargando baterías durante períodos de baja carga (como durante la noche) y proporcionando directamente baterías completamente cargadas a los residentes durante los períodos de máxima demanda. Esto no sólo alivia la presión sobre la rejilla sino que también ayuda a reducir los picos. Según el anuncio de NIO, en agosto de 2022, de las 1.067 estaciones de intercambio de baterías en todo el país, 575 participaron en la carga fuera de las horas pico, lo que representa casi el 60% de las estaciones. La proporción de electricidad consumida durante los períodos valle aumentó del 12% al 20%, lo que resultó en una transferencia de 4,1 millones de kilovatios-hora de consumo de electricidad en las horas pico en 30 días. La transformación de una carga desordenada y descontrolada a una carga ordenada y controlable, evitando los picos de consumo eléctrico de los residentes, alivia enormemente la presión sobre la red. Las estaciones de intercambio de baterías de NIO también participaron en la reducción de picos de la red eléctrica de Zhejiang, convirtiéndose en el primer fabricante de automóviles en China en conectarse a la planta de energía virtual de National Grid. En los últimos años, el consumo de electricidad se ha disparado en muchas partes del país. Según estadísticas del Centro Nacional de Control y Despacho de Energía, el mayor consumo eléctrico de la red nacional en 2022 alcanzó los 1.290 millones de kilovatios, un aumento interanual del 6,3%. El Consejo de Electricidad de China predice que la demanda máxima de electricidad en 2023 puede superar los 1.370 millones de kilovatios, lo que demuestra una tendencia creciente en la demanda de electricidad durante los períodos pico. En este contexto, las estaciones de intercambio de baterías, como centrales eléctricas virtuales, desempeñarán un papel cada vez más destacado a la hora de ayudar a reducir los picos y regular la frecuencia.

Las estaciones de intercambio de baterías con capacidad de almacenamiento de energía pueden ayudar en la regulación de la frecuencia y salvaguardar el funcionamiento seguro del sistema eléctrico. Las estaciones de intercambio de baterías pueden participar en la regulación de frecuencia conectándose al centro de despacho de la red cuando hay una desviación en la frecuencia de la red, garantizando el funcionamiento seguro del sistema eléctrico. Tomando a NIO como ejemplo, según la asignación de baterías en sus estaciones, cada estación de intercambio de baterías tiene una capacidad de almacenamiento de energía de 600 a 700 kilovatios-hora, con alrededor de 13 baterías por estación. Se reservan de dos a tres baterías para el intercambio del cliente, mientras que las 10 a 11 baterías restantes se pueden descargar a la red durante 5 a 10 minutos durante los períodos de inactividad para ayudar en el ajuste de la red. En 2022, las 15 estaciones de intercambio de baterías de NIO en Hefei ayudaron al Centro de control y despacho de energía a reducir la carga en 1,4 megavatios en un minuto, con un aumento de solo unos 5 minutos en el tiempo de carga de cada batería, lo que tuvo un impacto mínimo en el tiempo normal. Servicio de cambio de baterías para usuarios.