Studiu – înmatriculările de vehicule electrice noi au generat o capacitate de stocare a energiei de 9 GWh

Odată ce Tudor ne-a introdus ritmului de dezvoltare al rețelei de încărcare pentru autovehicule electrice și Comisia Europeană a mai lansat un program de finanțare a investițiilor în producția de acumulatori, mai rămân câteva întrebări de lămurit despre impactul creșterii exponențiale a numărului de automobile electrice asupra rețelelor de distribuție a energiei electrice.

In mod organic, numeroși proprietari de electrice se gândesc la încărcarea de la soare. Cele două aspecte, deplasarea electrică și producția de curent cu panouri fotovoltaice, instalații hidro sau eoliene, fac parte din aceeași abordare ecologistă a unor probleme ce ne înconjoară. In funcție de instalație și experiența proprie, rezultatele obținute sunt spectaculoase și în timp vor amortiza investiția mare inițială.

Printre numeroasele articole care abordează relația dintre creșterea rapidă a parcului auto electric și rețelele de distribuție a energiei electrice, cel semnalat recent de Wiwi Gaube, mi-a atras în mod special atenția printr-o abordare nouă, cel puțin pentru mine, a înmatriculărilor auto exprimate în GWh, reprezentând capacitatea acumulatorilor cu care sunt echipate, în locul tradiționalelor clasamente după numărul exemplarelor înmatriculate, sau al încasărilor realizate de producători.

Autorii, Christopher Hecht și Jan Figgener de la Universitatea Tehnică din Aachen (RWTH Aachen), studiază interacțiunea dintre creșterea parcului auto electric și rețeaua de distribuție a energiei electrice, formulează câteva idei de optimizare și propun soluții, care contrazic în mare măsura viziunile apocaliptice, prin care pacostea transportului rutier electric va perturba profund distribuția electronilor, de care avem cu toții nevoie pentru orice activitate de zi cu zi.

Înmatriculări de vehicule electrice noi cu o capacitate de 9 GWh

Însumând capacitatea acumulatorilor pentru toate modelele electrice și hibrizii plug noi, înmatriculați în 2020 pe cea mai mare piata auto europeana, autorii ajung la concluzia că totalul a depășit 9 GWh.

Creșterea parcului auto electric se va accelera

Pentru a sublinia importanța analizei impactului generat de parcul auto electric asupra rețelei de încărcare, autorii subliniază că recentele anunțuri ale producătorilor despre tranziția până cel mai târziu în 2035 la o producție 100% de modele electrice, creează certitudinea că electrificarea se va accelera.

La vremea redactării articolului celor doi autori germani, următoarele anunțuri erau cunoscute:

• Jaguar 2025
• Volvo și Ford-Europa 2030
• GM și Audi 2035

Ca o măsura a vitezei cu care se schimba peisajul auto în aceste vremuri de tranziție, între timp am mai aflat că Mini va deveni o marcă 100% electrică până în 2030 și la fel se va întâmpla cu marca Cupra în Spania. Cu siguranță alte grupuri ce dispun de numeroase mărci (Stellantis, alianța Renault-Nissan-Mitsubishi) vor urma trendul inițiat în urmă cu trei ani de Geely-Volvo, când au relansat Polestar ca marcă exclusiv electrică.

Capacitatea totală a acumulatorilor cu care sunt echipate automobilele electrice înmatriculate în 2020 (9 GWh) este de 7.5 ori mai mare, decât întreaga capacitate a acumulatorilor staționari existenți în Germania în anul precedent (2019).

Pe fondul discuțiilor despre necesitatea instalării unor sisteme de acumulare gigantice (și scumpe) pentru acumularea energiei electrice regenerabile, atunci când producția depășește consumul, autorii atrag atenția că aceste capacități exista deja, dar se deplasează pe roți cu traiectorii puțin previzibile, fiind cele din echiparea parcului auto electric în creștere.

Din această realitate rezultă ideea că atât timp cât un vehicul electric este conectat la o stație de încărcare de putere mică sau priză casnică, acumulatorul poate fi utilizat pentru preluarea excesului de producție eoliană sau fotovoltaică.

Sisteme de încărcare bidirecționale

Odată „salvat” în acumulatoarele mașinilor conectate la o stație de încărcare, excesul de energie ar putea fi reutilizat, dacă sistemele bidirecționale se generalizează. Autorii subliniază că în prezent doar standardul ChadeMo permite încărcarea bidirecțională și un număr foarte mic de modele aflate în circulație în prezent, dar planul este ca sistemul de încărcare CCS va avea aceeași funcționalitate începând din 2025.

Speculații despre intențiile Tesla de a permite utilizarea bidirecțională circulă în presă, dar ultima poziție exprimată de Elon Musk, în timpul conferinței cu analiștii din ianuarie, punea la îndoială interesul publicului pentru încărcarea bidirecțională. Rămâne de văzut dacă recentele întreruperi generalizate de curent din Texas, noul stat de reședință al vizionarului antreprenor, va schimba ceva.

Prima etapă – utilizarea automobilului electric în locul acumulatorului staționar

Deși această propunere a stârnit un lung șir de proteste la rubrica de comentarii, autorii explică cum pot fi utilizate sistemele bidirecționale pentru stabilizarea rețelei electrice, cu ajutorul acumulatorilor parcului auto privat.

In teorie ar funcționa foarte simplu: atunci când exista exces de producție fotovoltaica sau eoliană, surplusul este absorbit de acumulatorii mașinilor aflate la încărcare, iar când producția scade, acumulatorii ar debita surplusul în rețea.

Îngrijorarea exprimată de proprietarii de electrice este legată de numărul suplimentar de cicluri de încărcare-descărcare al acumulatorilor și modul în care o astfel de utilizare ar influența longevitatea celui mai scump sistem dintr-un vehicul electric.

Creșterea numărului punctelor de încărcare s-a realizat în mare parte cu stații de 11 și 22 kW

Autorii subliniază că extinderea exponențială a rețelei de încărcare în Germania între 2013 și 2018 s-a realizat în principal cu stații AC de 11 și 22 kW, care determină o staționare mai îndelungată a automobilelor la încărcare.

Autorii pornesc de la realitatea că necesarul zilnic de deplasare cu un automobil electric este încărcat chiar și de la priza casnică (aprox. 3.7 kW) în câteva ore, dar practica dovedește că mașina rămâne conectată la sosirea acasă până la următoarea deplasare si promovează ideea utilizării acumulatorilor auto pentru înmagazinarea producției de energie eoliană noaptea, când consumul este mic.

In același timp, cei doi specialiști germani atrag atenția asupra potențialului existent la stațiile de 22 kW AC, care sunt în prezent utilizate în proporție de doar 15%, fiindcă un număr redus de modele pot încarcă cu 22 kW AC.

Impactul stațiilor rapide (peste 150 kW)

In final, autorii subliniază că tendința după 2018 în Germania a fost de instalarea a stațiilor rapide cu puteri de 150 kW și mai mult, care oferă încărcări rapide, foarte apreciate de clienți mai ales în timpul călătoriilor mai lungi.

Din punctul de vedere al stabilizării încărcării rețelei electrice, stațiile rapide au potențial limitat, fiindca proprietarii vor staționa strict cât timp este necesar încărcării pentru următoarea etapă.

Concluzii

Autorii subliniază că atât creșterea parcului auto electric, cât și planul instalării unui milion de stații de încărcare în Germania, generează un potențial uriaș pentru stabilizarea rețelei naționale, utilizând acumulatorii auto pentru înmagazinarea excesului de energie regenerabilă produsă atunci când consumul este scăzut.

Pentru exploatarea acestui potențial sunt necesare dezvoltări noi în domeniul managementului „încărcărilor inteligente”, ținând cont de producția de energie și încărcarea rețelei, răspândirea încărcării bidirecționale și prevederi legale noi, necesare integrării autovehiculelor electrice în piața de energie.

Imaginea din titlu:

Standul Wallbox la CES 2020, unde a fost introdus publicului încărcătorul casnic bidirecțional Quasar cu protocol de încărcare ChadeMo.

Articolul original (limba germană):

Elektroauto-Boom 2020: Neuzulassungen mit 9 Gigawattstunden Batteriekapazität