Investiția necesară dezvoltării rețelei de încărcare (episodul IV)

În episodul III al seriei de articole ce reprezintă o parte din lucrarea mea de licență vorbeam despre prognoza necesarului de stații de încărcare din județul Timiș în contextul creșterii ratei de adoptare a vehiculelor electrice.

Am realizat estimarea costului investiției necesare dezvoltării infrastructurii de încărcare din județul Timiș pornind de la articolul Design and Simulation of Romanian Solar Energy Charging Station for Electric Vehicles. Articolul tratează fezabilitatea stațiilor de încărcare cu panouri fotovoltaice și acumulatori pe teritoriul României, prezentând detaliile tehnice și aspectele financiare ale acestei investiții.

Soluții tehnice posibile

Soluția stațiilor de încărcare cu panouri fotovoltaice a fost aleasă pentru a nu suprasolicita rețeaua de distribuție de energie electrică existentă, cu toate că datele Autorității Naționale de Reglementare în domeniul Energiei (ANRE) indică o putere instalată în capacitățile de producție a energiei electrice de 20.600 MW în data de 30.05.2020.

Soluția tehnică propusă include următoarele componente:
• 40 de panouri fotovoltaice cu o putere maximă instalată de 13.2 kW (330
W/panou)
• 3 invertoare cu o putere totala de 15 kW (5 kW/invertor)
• 2 regulatoare MPPT
• Stație încărcare vehicule electrice 11 kW
• Acumulator Litiu-ion
• Componente conectică
• Structură panouri fotovoltaice

Soluția propusă este foarte flexibilă, putând fi utilizată atât în sistem on-grid, conectată la rețea, cât și în sistem off-grid, nefiind conectată la rețeaua națională de distribuție de energie electrică. De asemenea, pot fi instalați acumulatori staționari de diferite capacități în funcție de necesitate.

Alternativa la utilizarea acumulatorilor Litiu-ion noi, sunt acumulatorii second life proveniți de la autovehicule electrice avariate sau care nu mai corespund din punct de vedere tehnic utilizării în VE. De obicei, atunci când un acumulator pierde mai mult de 30% din capacitatea de stocare, nu mai este considerat performant pentru a fi utilizat în mașinile electrice, dar poate fi folosit în soluții staționare.

Spre deosebire de utilizarea în vehicule, unde acumulatorii sunt supuși la vibrații si variații mari de temperatura, cicluri de încărcare-descărcare parțiale și rate de încărcare-descărcare mari, utilizarea pentru stocarea energiei provenite din surse regenerabile, cum ar fi vântul sau soarele, nu supune acumulatorul la astfel de solicitări. Astfel, viața acumulatorului se prelungește cu cel puțin 10 ani, abia după aproximativ 20 de ani fiind nevoie ca acesta să fie reciclat.

Costul investiției

După cum se poate observa în tabel, costul acumulatorilor reprezintă cea mai mare parte a investiției. Cei 37.500 € reprezintă aproape 70% din costul total al stației de încărcare. Prețul per kWh diferă foarte mult în funcție de compania producătoare, putând ajunge la 500 €/kWh sau chiar mai puțin, dar trebuie avut în vedere ca performanțele acestuia să corespundă modului de utilizare. Bineînțeles că în funcție de nevoi, se pot alege acumulatori de capacitate diferită, cea mai avantajoasă variantă fiind utilizarea acumulatorilor second life.

Conform unui articol publicat de compania franceză de consultanță Capgemini la sfârșitul anului trecut, prețul per kWh al unui acumulator reutilizat ar putea ajunge la 45-50 €/kWh, ceea ce ar reduce semnificativ costurile totale ale unei astfel de stații de încărcare.

În comparație cu utilizarea acumulatorilor noi, de înaltă performanță, prezentați anterior, folosind acumulatori second life cu o capacitate similară, costurile unei stații de încărcare ar fi de 3 ori mai mici, ajungând la 17.800 €.

Pornind de la necesarul stațiilor de încărcare în cazul celor două scenarii, cel pesimist și cel optimist, prezentate în capitolul anterior, se poate estima investiția anuală necesară dezvoltării infrastructurii de încărcare în județul Timiș. Vor fi prezentate două cazuri pentru fiecare scenariu, cel al utilizării acumulatorilor noi și cel al utilizării acumulatorilor proveniți de la mașini electrice.

În cazul utilizării acumulatorilor noi, investiția totală în următorul deceniu este considerabil mai mare, ajungând la aproape 278 milioane € în cazul scenariului pesimist și la peste 367 milioane € în cazul scenariului optimist. Bineînțeles că această sumă nu va trebui investită într-o singură tranșă, ci etapizat, crescând numărul de stații de încărcare disponibile în același ritm cu creșterea parcului de vehicule electrice.

Soluțiile tehnice pentru rețeaua publică de încărcare sunt multiple, stațiile putând fi conectate la rețeaua națională de distribuție a energiei electrice sau prin utilizarea sistemelor off-grid, cu panouri fotovoltaice și acumulatori pentru a evita supraîncărcarea rețelei existente.

Ambele soluții prezintă avantaje și dezavantaje, rămânând la latitudinea fiecărei administrații alegerea celei mai potrivite configurații. Sistemele off-grid performante necesită investiții inițiale mai ridicate, dar nu solicită rețeaua națională. Pe de altă parte, în cazul sistemelor conectate la rețea, investiția inițială este mai mică, dar energia electrică produsă nu provine în totalitate din surse regenerabile și probabil că vor fi necesare investiții în modernizarea rețelei actuale de distribuție a energiei electrice.

Desigur că investiția celor câteva sute de milioane de Euro necesare dezvoltării infrastructurii de încărcare din județul Timiș pe parcursul următorului deceniu poate reprezenta o piedică, însă trebuie avut în vedere faptul că această investiție se va face treptat, odată cu creșterea numărului vehiculelor electrice și poate aduce beneficii majore în reducerea poluării din interiorul orașelor.

Fiind vorba de o sumă semnificativa, este recomandabil ca investiția să fie realizată prin parteneriat public-privat, pentru a stimula interesul companiilor private cu capital de investiții ridicat. In acest mod se poate reduce presiunea asupra bugetului local, în paralel generând noi locuri de munca prin oportunitatea dezvoltării unor noi afaceri.