[V2G] 전기차는 어떻게 그리드 규모의 저장을 제공할 수 있을까? 첫 단계 살펴보기

 

Power Grid International | 23.12.19 | 펌프 하이드로나 그리드 규모의 배터리 프로젝트와 같은 대규모 인프라의 유무와 지리에 의존하는 에너지 저장 방식 대신, 그리드 운영자들은 주차장, 주차 공간, 차고에 분산된 수백만 개의 전기차 배터리를 이용할 수 있다고 Fermata Energy의 그리드 솔루션 및 전략적 파트너십 담당 상무인 Melissa Chan가 말합니다.

페르마타 에너지의 그리드 솔루션 및 전략적 파트너십 시니어 디렉터인 Melissa Chan이 기고하였습니다.

 

지난해 동안 FirstLight는 매사추세츠 주 Northfield에 위치한 가장 큰 펌프저장 시설과 함께 그리드 규모의 장기간 에너지 저장의 다음 큰 일인 양방향 전기 자동차(EVs)가 차량-그리드(V2G) 배터리 자원으로 작동하는 기술을 조용히 운영해 왔습니다.

 

에너지 저장을 지리적 위치 및 대규모 인프라, 예를 들어 펌프 하이드로 또는 그리드 규모 배터리 프로젝트와 같은 것에 의존적인 것으로 취급하는 대신, 그리드 운영자는 차도, 주차장, 차고 등에 분산 배치된 수백만 개의 EV 배터리를 활용할 수 있습니다.

 

이미 수백만 대의 EV가 도로 위에 있고 EV 배터리 팩 크기가 늘어나고 있으므로, 그리드 운영자가 고객과 협력하여 장기간, 재구성 가능하며, 고도로 분산된 배터리 기반 V2G 에너지 자원을 관리하는 미래를 상상하는 것은 어렵지 않습니다. 각 개별 EV는 2시간이나 4시간 동안 방전할 수 있지만, 양방향 EV의 편성은 그들의 방전이 교대로 이루어질 때 장기간 자원으로 제공할 수 있으며, 이는 에너지 전환이 진행됨에 따라 그리드 관리에 점점 중요해질 것입니다.

 

FirstLight의 V2G 설치는 두 대의 양방향 충전기와 닛산 리프(Nissan LEAF)를 각각 포함하고 있습니다. 이는 페르마타 에너지의 독자적인 AI 기반 소프트웨어 플랫폼에 의해 제어되며, 이 플랫폼은 EV를 충전하고 EV 배터리에 저장된 에너지를 그리드로 보냅니다. 지난 여름, FirstLight 운영팀은 Eversource Connected Solutions 배터리 수요 반응 이벤트의 85% 이상에서 차량을 충전했습니다.

 

이렇게 사이즈가 작은 두 대의 양방향 EV가 그리드에 이렇게 많은 가치를 생성할 수 있다면, 2030년까지 3천3백만 대의 EV가 도로에 나와 있을 것이라는 미국 국립 재생 에너지 연구소(NREL)의 예측대로라면 생성될 수 있는 가치를 상상해 보세요.

 

다른 방법으로 말하면, 이 3천3백만 대의 EV는 미국 전기 부하의 상당 부분을 처리할 수 있습니다. 3천3백만 대의 EV 각각에 평균 100 kWh 배터리가 평균 20 kW 양방향 충전기에 연결되어 있다고 가정하면, 2030년까지 3.3 TWh의 저장 용량이 660 GW의 전력 자원으로 배치 가능할 것입니다. 참고로, 미국 에너지 정보 관리국의 2022년 연례 에너지 전망은 2030년까지 고정 배터리 저장 용량이 15-17 GW 설치될 것으로 예측하고 있습니다.

 

그리드 운영자, 전기 유틸리티, 발전업체, 규제 기관은 함께 작업하여, 양방향 EV가 그리드에 큰 이익을 가져다주는 새로운 EV 미래를 보장할 수 있습니다. 오늘 단계가 이루어지지 않는다면, 많은 관찰자들이 경고해 왔던 비싼 인프라 개발 도전과 장기화된 인프라 개발 도전–증가하는 빈도의 심각한 날씨 이벤트에 의해 발생하는 빈번한 중단과 결합된 노후 인프라는 수백만 대의 EV에 전력을 공급하는 데 필요한 상당한 업그레이드 없이는 처리할 수 없게 될 것입니다.

 

전력 산업과 규제 기관이 지금 취해야 할 세 가지 단계를 통해 EV가 단순히 새로운 부하가 아니라 우리의 고도로 스트레스 받는 그리드를 해소하는 새로운 그리드 자원이 되도록 보장할 수 있습니다:

1. 주들은 EV를 분산 에너지 자원(DER)으로 인정할 수 있습니다. 많은 주들이 수년 동안 태양광 발전(PV)을 DER로 인정한 후 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)을 DER로 검토하는 과정에 있습니다. 이제는 주들이 EV를 고정형 BESS와 함께 이동형 DER로 고려하는 데 적기입니다. 또한 EV를 DER로서의 위치 선정, 연결 및 허가 요건에 대해 생각해 보는 데도 좋은 시기입니다. 페르마타 에너지는 전국의 배급 유틸리티와 협업하는 과정에서 양방향 EV 연결이 고정형 BESS에 대해 설정된 같은 요구사항과 절차를 따를 수 있음을 경험하였습니다.
2. 시장 운영자는 BESS와 V2G를 동등하게 취급하기 위해 시장 규칙을 검토할 수 있습니다. 그리드 운영자는 EV가 움직일 수 있기 때문에 V2G 자원의 가용성에 의문을 가질 수 있습니다. FirstLight 프로젝트는 V2G의 중요한 가치와 일반적인 운전 패턴에 근거한 가용성을 보여줍니다. 수천만 대, 수억 대의 EV의 미래에 접근함에 따라, 큰 수의 법칙에 따라 자원 가용성이 증가할 것입니다. 오늘 규칙을 만드는 것은 그리드 운영자가 미래의 전체 V2G 능력이 있는 EV 인구의 일부분만을 활용할 수 있도록 보장합니다.
3. 유틸리티와 규제 기관은 시간대별 요금을 포함한 투자 가격을 확대할 수 있습니다. 많은 주와 유틸리티는 EV 충전 부하를 형성하기 위한 관리 충전에 대한 시간대별 요금을 적용하는 전기화 교통 프로그램을 설계하고 있습니다. 이러한 프로그램들은 두 세 년의 구현 기간을 갖고 있으며, 그 기간 동안 나타날 기술을 고려하여 다시 수정되기 전에 설계되어야 하므로, 이 프로그램들은 EV 방전 부하를 형성하는 요금을 설계할 수 있습니다. 관례적인 지혜는 3년 동안의 Phase 1 프로그램에 관리 충전을 배치하고, 그 후에 Phase 2 또는 심지어 Phase 3 프로그램에서 투자형 V2G 가격을 고려하는 것입니다. 기다리고 보는 것은 필요하지 않습니다. EV 채택과 양방향 충전의 속도가 증가하고 있으므로, 이는 즉시 소비자와 그리드에게 이익을 가져다주어, 그리드 네트워크 부하를 완화하기 위해 EV를 충전하고 방전하는 인센티브를 고려하게 될 것입니다.

이 세 단계는 차량-그리드 통합을 보장하며, 이는 그리드 운영자에게 시스템 비용을 피하는 데 관리될 수 있습니다. FirstLight는 Northfield, 매사추세츠 프로젝트를 조정하기 위해 페르마타 V2X 플랫폼을 선택했습니다. 기계 학습 알고리즘은 전기 가격 데이터, Eversource의 ConnectedSolutions 신호, 사이트 전기 사용량, 편성 행동을 분석하여 양방향 충전기의 충전 및 방전을 최적화하며, 이는 운전자의 이동성과 예상 사이트 전기 필요 사항을 고려합니다. 사이트를 운영하기 위해, 페르마타 에너지 클라우드 플랫폼은 고객 소유의 배터리에 대한 ConnectedSolutions 수요 반응 프로그램 하에 V2G 배터리 용량에 대한 유틸리티 요청을 받고 이에 응답합니다.

 

V2G 기술은 현재 사용 가능하며 오늘날에 확장할 준비가 되어 있습니다. 모든 주요 EV 제조업체들이 양방향 EV를 발표하였거나 이미 제공하고 있습니다. EPRI, Vehicle-Grid Integration Council, Interstate Renewable Energy Council은 각각 V2G 연결 프로세스에 대해 입장을 밝혔습니다. 다음 단계는 그리드 운영자, 발전업체, 규제 기관이 협력하여 V2G가 대규모로 그리드 자원이 되도록 보장하는 데 필요한 세 가지 단계를 실행하는 것입니다.