車両間電力供給

V2G車両は、「バレーフィル」（需要が低い夜間に充電）^{[ 12 ]}や「ピークシェービング」（需要が高いときに電力をグリッドに送る。ダックカーブを参照）^{[ 13 ]}によって、グリッド負荷のバランスを取るのに役立つ電力を供給できます。 ピーク負荷平準化は、調整サービス（電圧と周波数を安定に保つ）をサポートし、回転予備力（電力の急激な需要に対応するため）を提供します。これらのサービスを「スマートメーター」と組み合わせることで、V2Gが可能になります。^{[ 14 ]} V2Gは、余剰エネルギーを蓄積し、高負荷時にグリッドに供給することで、変動電源を緩衝することができます。

公共事業体は、ピーク需要を満たすため、あるいは停電に対する保険として、石炭火力発電所やガス火力発電所をそれほど多く建設する必要はないと提案されている。^{[ 15 ]}地域需要は容易に測定できるため、必要に応じて非常に地域的なレベルで動的な負荷平準化を提供できる。^{[ 16 ]}

カービトラージは「車」と「裁定取引」の合成語で、車両に蓄えられた電力の売買プロセスを指す場合に使われることがある。^{[ 17 ]}

電気自動車は一般的に、平均的な家庭の1日のエネルギー需要を上回る量の電力を蓄えることができ、車両間送電（V2H）を利用して、家庭に数日間分の非常用電力を供給することができる。

V2H充電の概念は単純だが、それを実現させるには技術的に複雑なシステムが必要となる。充電ステーションは、リアルタイムのシステム需要を監視するために中央グリッドと通信するソフトウェアを統合する必要がある。^{[ 18 ] [ 19 ]}

V1Gとは、電気自動車の充電時間と充電速度を変化させる技術です。これは、単方向管理型充電サービス、単方向V2G、または「スマート充電」とも呼ばれます。V1Gのアプローチには、本来なら廃棄されるはずの太陽光発電電力を吸収するために日中に充電を行うこと（負荷遮断）、周波数応答や負荷分散サービスを提供するために充電速度を変化させることなどが含まれます。

車両から家庭への電力供給 (V2H)、車両から負荷への電力供給 (V2L)、車両から車両への電力供給 (V2V) ^{[ 21 ]} 、および車両から建物への電力供給 (V2B) は、まとめて車両からあらゆるものへの電力供給 (V2X) と呼ばれることもありますが、停電時に車両を使用して電力を供給したり、車両のバッテリーに蓄えられた他のエネルギー源からのエネルギーで電力網のエネルギーを代替したりします。^{[ 22 ]} エネルギー源は再生可能エネルギーである可能性があります。たとえば、日中に太陽光発電を使用して充電された車両は、電力網から電力を引き出すことなく、夜間に家庭に電力を供給できます。

日本では、商用V2Hソリューションは2012年から利用可能となっている。^{[ 23 ] [ 24 ]} 2022年には、双方向エネルギーフローをサポートする車両の登場を見越して、ユトレヒトでは数千台の双方向充電器が設置された。^{[ 25 ]}

2023年までに、V2Xエネルギー伝送をサポートする複数の車両が市場に登場した。フォードF-150ライトニングは 9.6kWのV2LまたはV2H電力をサポートする。 ^{[ 26 ]}テスラは11.5kWのV2HまたはV2L機能を備えた新しいライトトラック、サイバートラック の納車を開始した。^{[ 21 ]}

V2Gは、車両が電力網に電力を供給し、電力会社または送電システムの運営者がそのエネルギーに対して料金を支払うことを可能にする。^{[ 27 ]}多くの管轄区域では、ピーク需要時の電力需要を満たすことは、他の時間帯よりもはるかに高価である。EVからの電力は、より安価な代替手段となる可能性がある。さらに、EVの電力は、負荷バランス調整や周波数制御などの補助サービス^{[ 28 ] 、一次周波数調整や二次予備力[ 29 ]などを促進することができる。}

V2Gには特殊なハードウェア（双方向インバータなど）が必要で、エネルギー損失が大きく、往復効率が限られており、充放電サイクルによってバッテリー寿命が短くなる可能性がある。2016年にカリフォルニアで行われたV2Gプロジェクトは、サザンカリフォルニアエジソン社によるパイロットプロジェクトであったが、プロジェクトからの収益がプロジェクト管理コストを下回り、経済的メリットがなくなったことが判明した。^{[ 30 ]}

EVは通常、充電ステーションの変圧器が車両のバッテリーに直接接続され、高速DC充電が可能です。DC-ACコンバータをステーションに設置し、車内に追加のハードウェアを必要とせずに、ステーションとの間で双方向DC充電を行う技術が開発されています。原理的には、V2GのハードウェアサポートがないEVでも、ソフトウェアのアップグレードだけで双方向機能を取得できます。^{[ 31 ] [ 32 ]}

2022年7月、サンディエゴ・ガス・アンド・エレクトリック（SDG&E）のサービスエリアにある8台の電気スクールバスが、停電時の信頼性向上を目的とした5年間のV2Gパイロットプロジェクトに参加しました。^{[ 41 ] [ 42 ]} NuvveのV2Gソフトウェア^{[ 43 ]}を使用して、バスのバッテリーは近隣の学区の他のバッテリーと集約され、カリフォルニア州公益事業委員会が2021年に開始した緊急負荷削減プログラム（ ELRP）^{[ 44 ]}の下で参加リソースを形成します。SDG&E、パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック、サザン・カリフォルニア・エジソンがパイロットを管理します。

2022年9月、双方向車両間電力網（V2G）フロー機能を備えた電気スクールバスの導入を目的としたプログラムを創設する「BIDIRECTIONAL法案」が米国上院に提出された。^{[ 45 ]}この法案は委員会で否決された。

北米では、少なくとも2つの主要なスクールバスメーカー、ブルーバードとライオンが、電動化とV2G技術の利点を実証するために取り組んでいます。2020年現在、米国のスクールバスは年間32億ドルのディーゼル燃料を使用しています。スクールバスの電動化は、電力網の安定化、発電所の必要性の軽減、排気ガスによるガスや粒子状物質の汚染と二酸化炭素の削減に役立つ可能性があります。^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]}

2017年、カリフォルニア大学サンディエゴ校では、V2G技術プロバイダーのNuvveが、カリフォルニア州エネルギー委員会の資金提供を受けて、キャンパス周辺に50基の双方向V2G充電ステーションを設置するINVENTと呼ばれるパイロットプログラムを開始しました。 ^{[ 49 ]}このプログラムは2018年に拡大し、Triton Ridesシャトルサービス用のPEV （プラグイン電気自動車）のフリートも含まれるようになりました。^{[ 50 ]}

2018年、日産はV2Gシステム企業であるFermata Energyと提携し、日産エネルギーシェアイニシアチブの下でパイロットプログラムを開始し、V2G技術を使用してテネシー州フランクリンにある日産北米本社に部分的に電力を供給しました。^{[ 51 ]} 2020年、Fermata Energyの双方向電気自動車充電システムは、双方向電気自動車（EV）充電システム機器の規格である北米安全規格UL 9741の認証を初めて取得しました。 ^{[ 52 ]}

日本は既存の送電網インフラの近代化に711億ドルを投じる計画だ。日本の一般家庭の電力消費量は1日あたり10～12kWh。日産リーフの24kWhのバッテリー容量は、最大2日間の電力供給を可能にする。

2018年11月、愛知県豊田市で、豊田通商株式会社と中部電力株式会社が電気自動車を用いたV2Gの実証実験を開始した。この実証実験では、V2Gシステムが需要と供給のバランスを取り、電力網にどのような影響を与えるかを検証した。愛知県内の駐車場には、Nuvve株式会社が管理するV2G集約サーバーに接続された双方向充電ステーションが2基設置された。^{[ 53 ]}

エジソン・プロジェクトは、デンマークの総電力需要の50%を賄えるだけの風力タービンを設置するとともに、V2G（Vehicle-to-Grid）技術を用いて送電網を保護することを目指している。同プロジェクトは、送電網に接続されたプラグイン電気自動車（PEV）を利用して、送電網が処理しきれない余剰の風力エネルギーを蓄える計画だ。電力需要がピークに達する時間帯や風が穏やかな時間帯には、これらのPEVに蓄えられた電力が送電網に供給される。PEVの普及を促進するため、ゼロエミッション車には政府補助金が支給された。

エジソン・プロジェクトに続いて、ニコラ・プロジェクトが開始されました^{[ 54 ]。}このプロジェクトは、デンマーク工科大学（DTU）のリソ・キャンパスの実験室環境でV2G技術を実証することに重点を置いていました。DTUは、Nuvveおよび日産とともにパートナーでした。ニコラ・プロジェクトは2016年に完了し、実生活環境で技術を実証するためにEVのフリートを使用したパーカー・プロジェクトの基礎を築きました。このプロジェクトは、DTU ^{[ 55 ]}、Insero、Nuvve、日産、およびフレデリクスベア・フォルシニング（コペンハーゲンのデンマーク配電システム事業者）によってパートナーされました。パートナーは、自動車ブランド全体でV2Gサービスを体系的にテストおよび実証することにより、商業的機会を探りました。経済的および規制上の障壁、ならびにアプリケーションが電力システムおよび市場に及ぼす経済的および技術的な影響が特定されました。^{[ 56 ]}このプロジェクトは2016年8月に開始され、2018年9月に終了しました。

2011年1月から、電気自動車の普及を支援するためのプログラムと戦略が実施された。

2018年、EDF EnergyはNuvveと提携し、最大1,500台のV2G充電器を設置すると発表した。これらの充電器は、EDF Energyの法人顧客と自社の施設に提供され、最大15MWのエネルギー貯蔵容量を提供する予定だった。^{[ 57 ]}

2019年10月、Vehicle to Grid Britain（V2GB）と呼ばれるコンソーシアムが、V2G技術の可能性に関する調査報告書を発表した。^{[ 58 ] [ 59 ]}

Solarisは2022年9月29日にポーランドのボレホボにEVの充電と放電をテストするための充電パークを開設した。 ^{[ 60 ]}

2020年以来、オーストラリア国立大学（ANU）の電気自動車からグリッドへのサービス実現（REVS）チームは、大規模なV2Gの信頼性と実現可能性を研究しており^{[ 61 ] 、バッテリーストレージとグリッド統合プロジェクト[ 62 ]}イニシアチブを派生させています。

2022年にオーストラリアで最初のV2G充電器が購入可能になったが、規制プロセスにより展開が遅れた。各州の電力当局が（オーストラリア政府の承認後）適合性を認証する必要があったためである。また、価格が高いことと、V2Gの使用が承認されているEVが非常に少ないこと（2023年時点では、日産リーフEVと一部の三菱ハイブリッドEVのみ）により、普及が限定的であった。この展開は、ANUの研究者による国際的なV2Gプロジェクトの包括的なレビューの作成に続くものである。^{[ 63 ]}

ドイツでモビリティハウスが日産とテネットと提携して行ったプロジェクトでは、日産リーフを使用してエネルギーを貯蔵しました^{[ 64 ]。}主なアイデアは、ドイツのエネルギー市場にとって不可欠なソリューションを生み出すことでした。つまり、ドイツ北部の風力エネルギーを使用してEVを充電し、EVが需要のピーク時にグリッドに供給することで、化石燃料の使用を削減します。このプロジェクトでは、10の車両充電ステーションを使用しました。スマートなエネルギー再分配措置はソフトウェアによって制御されました。結果は、電気自動車が気候によって変動する再生可能エネルギー源を柔軟に制御するために使用できることを示しました。

デンマークのエジソンプロジェクトは、「持続可能なエネルギーとオープンネットワークを使用した分散型統合市場における電気自動車」の略で、デンマーク東部のボーンホルム島で行われた、一部国費による研究プロジェクトでした。コンソーシアムには、 IBM、シーメンス、ハードウェアおよびソフトウェア開発会社のEURISCO、デンマーク最大のエネルギー会社Ørsted（旧DONG Energy）、地域エネルギー会社Østkraft、デンマーク工科大学、デンマークエネルギー協会が含まれていました。このプロジェクトでは、当時デンマークの電力の約20％を発電していた風力発電所が生み出す予測不可能な電力負荷を、PEVとその蓄電池を使用してどのようにバランスさせるかを検討しました。プロジェクトの目的は、必要なインフラストラクチャを開発することでした。^{[ 65 ]}このプロジェクトでは、少なくとも1台のV2G対応の改造トヨタサイオンが使用されます。^{[ 66 ]}このプロジェクトは、デンマークが2020年までに風力発電の割合を50%に拡大しようとする取り組みにおいて重要だった。^{[ 67 ]}英国の新聞ガーディアンの情報源によると、「これほどの規模で試みられたことはこれまでなかった」とのことだ。^{[ 68 ]}このプロジェクトは2013年に終了した。^{[ 69 ]}

2020年、電力会社E.ONはgridXと共同でV2Hソリューションを開発しました。^{[ 70 ]}両社は太陽光発電（PV）システム、バッテリーストレージ、双方向充電の相互作用をテストするために、このソリューションを一般家庭に実装しました。この家には、合計容量27kWhのバッテリー3個、DC充電器、5.6kWp（キロワットピーク）のPVシステムが備えられています。40kWhのNissan Leafが使用されました。

2014年、サウスウエスト研究所（SwRI）は、テキサス州電力信頼性評議会（ERCOT）の認定を受けた初のV2G集約システムを開発しました。このシステムにより、電気配送トラックの所有者が参加できます。グリッド周波数が60ヘルツを下回ると、システムは車両の充電を停止し、グリッドへの負荷を取り除き、周波数を正常値に近づけます。このシステムは自律的に動作します。^{[ 71 ]}

このシステムは、当初、Burns and McDonnell Engineering Company, Inc. が主導する Smart Power Infrastructure Demonstration for Energy Reliability and Security (SPIDERS) Phase II プログラムの一環として開発されました。^{[ 72 ]} 2012 年 11 月、SwRI は V2G の実証のため、米国陸軍工兵隊から 700 万ドルの契約を獲得しました。^{[ 73 ]} 2013 年、SwRI の研究者は 5 つの DC 急速充電ステーションをテストしました。このシステムは、2013 年 8 月に統合および受け入れテストに合格しました。^{[ 74 ]}

デルフト工科大学の研究者であるアド・ファン・ワイク教授、ヴィンセント・オルデンブルック、カーラ・ロブレド博士は、2016年に水素燃料電池車（FCEV）を用いたV2G技術に関する研究を行った。彼らは、V2G FCEVを用いた実験的研究と、水素と電気をエネルギーキャリアとして用いる100%再生可能エネルギー統合エネルギーおよび輸送システムの技術経済シナリオ研究の両方を行った。^{[ 75 ]}ヒュンダイix35 FCEVは、道路走行の可否を維持しながら最大10kW の直流電力を供給できるように改造された。 ^{[ 3 ]}彼らはAccendaと共同で、車両の直流電力を3相交流電力に変換してグリッドに注入するV2Gユニットを開発した。^{[ 3 ]} Future Energy Systems Groupは、FCEVが周波数予備力を提供できるかどうかをテストした。^{[ 76 ]}

ケンプトン、アドバニ、プラサードはV2Gの研究を行った。ケンプトンは技術と概念に関する記事を発表した。^{[ 19 ] [ 77 ]}

ヨーロッパでの運用実装は、ドイツ政府の資金提供を受けたMeRegioMobilプロジェクトを通じて行われ、オペルが車両パートナー、電力会社EnBWが送電網の専門知識を提供した。^{[ 78 ]}他の研究者には、パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック社、エクセル・エナジー、国立再生可能エネルギー研究所、そして英国のウォーリック大学などがいる。^{[ 79 ]}

2010年、ケンプトンとポワラスネはV2Gソリューション企業であるNuvveを共同設立した。同社は業界パートナーシップを構築し、5大陸でV2Gパイロットプロジェクトを実施した。^{[ 49 ] [ 80 ]}

ローレンス・バークレー国立研究所は、グリッド上の個々の電気自動車の空間的および時間的な走行および充電挙動をモデル化するために使用されるシミュレーションプラットフォームであるV2G-Simを開発しました。そのモデルは、ピーク需要応答および電力会社の周波数調整のための充電時間と充電速度の変調など、V2Gサービスの課題と機会を調査します。予備的な調査結果によると、制御されたV2Gサービスは、日々の電力負荷のバランスを取り、ダックカーブを緩和するために、ピークシェービングおよびバレーフィリングサービスを提供できることが示されました。制御されていない車両充電は、ダックカーブを悪化させることが示されました。^{[ 81 ]}

V2G-Simは、10年間毎日午後7時から午後9時まで1.440kWの充電速度でV2Gサービスを行うと仮定した場合 、V2Gはサイクル損失や暦年劣化に比べてPEVのバッテリー劣化への影響は小さく、容量損失の増加分はそれぞれ2.68%、2.66%、2.62%になると報告した。^{[ 82 ]}

2016年5月、日産とエネル電力会社は英国でV2Gの共同試験を発表した。^{[ 83 ]}この試験では、日産リーフやe-NV200電気バンを含む100台のV2G充電ユニットが使用された。

WMG、ウォーリック大学、ジャガー・ランドローバーは、同大学のエネルギー・電気システムグループと協力し、2年間にわたって市販のPEVを分析した。バッテリー劣化モデルを用いて、一般的な運転パターンでは、V2Gストレージのいくつかのパターンが従来の充電戦略と比較してバッテリー寿命を大幅に延ばすことができることを発見した。^{[ 84 ]}