No âmbito da revolução energética global, destinada a substituir os combustíveis fósseis por fontes de energia renovável, bem como a transição de carros a gasolina e diesel para veículos elétricos (VE), a China desempenha um papel de liderança. Uma direção inevitável do desenvolvimento é a criação de um novo sistema de energia que integre fontes de energia, rede, carga e sistemas de armazenamento.
À medida que a frota de veículos de nova energia se aproxima de 100 milhões de unidades, uma enorme quantidade de veículos elétricos transcende sua função original de transporte e se torna um elemento crucial da infraestrutura da próxima geração. Prevê-se que, até 2030, haverá entre 110 e 160 milhões de veículos elétricos em operação na China, e até 2040, esse número pode aumentar para 300 a 400 milhões.
A expansão das redes de carregamento ultrarrápido revela um problema crescente de carga sincronizada nas redes locais. Por exemplo, o carregamento simultâneo de 5 milhões de veículos elétricos a 10 kW cada resultará numa procura de 50 milhões de kW, excedendo significativamente a capacidade de pico da maioria das redes municipais.
Portanto, é fundamental mudar o processo de carregamento de veículos elétricos de um esquema descentralizado e descontrolado para um fluxo de energia bidirecional coordenado. A chave para isso reside na implementação da tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G), que permite que os veículos elétricos interajam dinamicamente com a rede elétrica.
Em essência, o V2G transforma os veículos elétricos de consumidores passivos de energia em acumuladores móveis ativos. Os veículos podem consumir energia em horários de menor procura e devolver eletricidade à rede em períodos de alto consumo. Isso não só reduz a sobrecarga da rede, mas também abre novas fontes de receita para os proprietários que participam nos mercados de energia a granel.
Ao usar uma bateria de capacidade média de 70 kWh, o uso de potência cíclica excedente para servir a rede pode gerar um lucro vitalício agregado de 15.000 a 75.000 yuans (equivalente a US$ 2.240 a US$ 11.198). Assim, os veículos elétricos transformam-se de bens de consumo depreciáveis em ativos geradores de receita.
As principais preocupações do público dizem respeito à durabilidade e segurança das baterias. Pesquisas mostram que as operações V2G gerenciadas corretamente não aceleram a degradação da bateria; pelo contrário, podem contribuir para prolongar a vida útil calendarizada. As modernas baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) usadas em veículos elétricos são capazes de suportar cerca de 3.000 ciclos completos de carga-descarga antes que a capacidade caia para 70%. No entanto, um carro de passeio típico consome apenas cerca de 500 ciclos em 10-15 anos de operação, deixando uma reserva significativa para aplicações adicionais.
Tecnologias como a aplicação pulsada bidirecional permitem uma distribuição mais uniforme do lítio, suprimir a deposição de lítio e melhorar o desempenho do carregamento rápido e do funcionamento em baixas temperaturas. Ao mesmo tempo, operar no modo V2G mantém as baterias predominantemente em estado de carga parcial. Isso previne a degradação da vida útil calendarizada causada pelo armazenamento prolongado com carga total. Combinados com monitoramento inteligente de riscos, esses sistemas minimizam eficazmente os incidentes de segurança.
Três cenários típicos de aplicação do V2G
A aplicação do V2G já foi implementada em três cenários padrão. O primeiro é o cenário 'ponto' em parques industriais, onde as baterias dos veículos trabalham em conjunto com a geração fotovoltaica e objetos de armazenamento de energia. O segundo é o cenário 'linha' no setor de transportes, onde sistemas integrados de energia solar, armazenamento e carregamento, bem como baterias usadas para substituição em estações de camiões pesados, podem fornecer energia a automóveis de passageiros, reduzindo a carga na rede principal. O terceiro é o cenário 'zona' em edifícios, onde sistemas complexos 'casa-veículo-rede' fornecem gestão abrangente do consumo de energia do edifício e das operações V2G.
Em perspectiva, espera-se que o V2G se torne o principal tipo de armazenamento de energia distribuído de curto prazo na China. Dado que a paisagem urbana da China é dominada por edifícios altos e as condições para instalação de sistemas de armazenamento de energia estacionários em casa são limitadas, o uso de veículos elétricos estacionados em garagens subterrâneas para armazenamento de energia é uma opção mais prática.
De acordo com o Plano de 15 Anos da China (2026-2030), para o desenvolvimento de um novo tipo de sistema de energia, a capacidade total de carregamento regulado fornecida pelo V2G deve atingir 50 milhões de quilowatts até 2030. Até 2040, à medida que o crescimento do armazenamento estacionário desacelera, a capacidade de armazenamento de energia V2G pode ultrapassar 4 bilhões de quilowatt-hora. Estima-se conservadoramente que a capacidade total das baterias de 350 milhões de veículos elétricos atingirá 25 bilhões de quilowatt-hora até 2050, o suficiente para satisfazer as necessidades de energia do país por um dia em caso de emergência.
Os próximos cinco anos serão uma fase de lançamento para a indústria V2G. À medida que os padrões técnicos melhorarem, os mecanismos de mercado forem implementados e os modelos de negócios amadurecerem, mais de 100 milhões de veículos elétricos formarão uma vasta rede de 'power banks' móveis para a rede, oferecendo forte apoio à transição energética.