Plany są ambitne, ale po drodze mnóstwo przeszkód – elektromobilność na zakręcie?

enerad.pl 3 tygodni temu

Tak ambitne projekty wiążą się jednak z dużą liczbą wyzwań, którymi trzeba sprawnie zarządzić, wykorzystując dostępne technologie i środki. Wydaje się przy tym, iż w gremiach podejmujących decyzje panuje dość spora ospałość, wyczuć także można ograniczone kompetencje technologiczne czy też po prostu niezbyt duże umiejętności adekwatnej kalkulacji oraz estymacji możliwości realizacji przyjętych w planach założeń.

Jednym ze sposobów osiągnięcia dekarbonizacji jest rozwój rynku prywatnego transportu elektrycznego, czyli powszechna elektromobilność. Istnieją strategiczne, naukowo uzasadnione komentarze dotyczące przyjazności dla środowiska produkcji i użytkowania pojazdów elektrycznych. Z drugiej strony istnieje również wiele uzasadnionych zastrzeżeń dotyczących produkcji akumulatorów trakcyjnych, chemii ich komponentów, złożonego procesu ich utylizacji lub recyklingu.

To jednak brak odpowiedniej infrastruktury i niewłaściwe podejście do jej rozwoju pozostają największym wyzwaniem dla elektromobilności w Polsce i Europie.

Z roku na rok liczba stacji ładowania rośnie dynamicznie, a dostęp do nich staje się coraz łatwiejszy. Wprowadzane są specjalne programy zachęcające do zakupu pojazdów elektrycznych finansowane z różnych funduszy. Pamiętajmy, iż to cały czas początek drogi ku elektromobilności, a przed nami kilka wyzwań do pokonania.

TEVS1000 umożliwia szybkie ładowanie pojazdów elektrycznych prądem stałym DC poprzez złącze CCS lub CHAdeMO oraz prądem przemiennym AC poprzez złącze typu 2. Moc ładowania: DC 60 kW, AC 22 kW.

Niedociągnięcia oprogramowania

Tempo wzrostu liczby pojazdów elektrycznych z roku na rok się zwiększa, a liczba stacji ładowania w miastach i na autostradach rośnie. Według ekspertów, do końca 2024 roku liczba stacji oddanych do użytku w Polsce może osiągnąć 10 000, a do końca 2027 roku ponad 35 000.

Źródło: https://psnm.org/research/licznik-elektromobilnosci/

To dość imponująca liczba, która odzwierciedla tempo rozwoju branży. Dostrzec można jednak kilka problemów przy takiej dynamice rozwoju: niedoskonałości w wykonaniu i zastosowanych komponentach, ale także budzącej niepokój jakości systemu wspierającego korzystanie.

Podróżując po Polsce, właściciele samochodów elektrycznych napotykają te same wyzwania, niezależnie od operatora stacji:

Obecność stacji w aplikacji mobilnej i na mapie nie oznacza, iż będzie ona działać lub będzie podłączona do sieci.
Jeśli stacja działa, prawdopodobieństwo wystąpienia następujących problemów jest przez cały czas wysokie:
1. brak komunikacji z pojazdem elektrycznym;
2. brak komunikacji między stacją a serwerem;
3. problemy ze zdalnym ładowaniem przez aplikację mobilną.

Nieprzygotowanie sieci elektroenergetycznej

Niestety: w Polsce, podobnie jak w większości europejskich państw stawiających czoła transformacji energetycznej, wciąż zbyt mały nacisk kładziony jest na przebudowę i rozwój sieci energetycznych. Jeden samochód elektryczny może zużywać ponad 50 kW energii elektrycznej podczas ładowania. Oznacza to, iż jednoczesne ładowanie choćby 5000 samochodów elektrycznych może spowodować dodatkowe obciążenie sieci mocą 250 MW, czego konsekwencją będą dość nieprzyjemne wahania w systemie Krajowym Systemie Elektroenergetycznym.

Podobnie jak w przypadku konwencjonalnych stacji benzynowych, obciążenie stacji ładowania nie rozkłada się równomiernie w ciągu dnia. Istnieją godziny szczytu i okresy niskiego popytu. Takie wahania, wraz z chaotycznym rozwojem infrastruktury dla małych przydomowych elektrowni fotowoltaicznych o niestabilnej generacji, mają największy wpływ na rozregulowanie systemu energetycznego jako całości.

Jak wiemy, dalszy niekontrolowany rozwój sytuacji może prowadzić do poważnych konsekwencji dla urządzeń dystrybucji energii, a prawdopodobieństwo wystąpienia awarii w sieci znacznie wzrasta.

Jednocześnie współczesny rynek, oprócz zwiększania liczby stacji, rozpoczął prawdziwy wyścig na maksymalną moc ładowarek. Jeszcze niedawno dominowały stacje o mocy 50 kW, coraz częściej słyszymy jednak o rosnącym zapotrzebowaniu na stacje o mocy 120-180 kW. Warto zauważyć, iż na chwilę obecną są to po prostu zmarnowane pieniądze, ponieważ obecna sieć ledwo wytrzymuje obciążenie 50 kW. Takie rozwiązania są również szkodliwe dla sieci i mogą istotnie przyczynić się do jej dalszej destabilizacji.

EVC1000 – EVC1000 to bezpieczny, wysokiej jakości moduł przeznaczony do stosowania w stacjach szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych (EV) prądem stałym.

Biznes plan dla właściciela stacji ładowania

Przyjrzyjmy się teraz obecnej sytuacji na rynku operatorów stacji ładowania oraz kosztom ponoszonym przez właścicieli pojazdów elektrycznych.

Niezbędne inwestycje w otwarcie nowej stacji ładowania, biorąc pod uwagę wcześniej wspomniane problemy techniczne, obejmują:

Zakup stacji ładowania
Opracowanie aplikacji do zarządzania, monitorowania pracy stacji oraz systemów płatności
Opracowanie projektu instalacji z późniejszym zatwierdzeniem, instalacją, testowaniem i uruchomieniem
Płatności ustalonych czynszów, dzierżaw i innych opłat do odpowiednich organów
Wydatki na utrzymanie stacji i sprzętu serwerowego
Opłata za wykorzystaną energię elektryczną.

Obliczmy więc zwrot z projektu przy cenie 3 zł za 1 kWh dla jednej stacji.

Koszt zakupu stacji o mocy 50 kW to w przybliżeniu 64 tys. zł. Oznacza to, iż jest to cena samego sprzętu, z wyłączeniem kosztów punktów 2-5, które mogą się różnić w zależności od parametrów sieci i formy prowadzonej działalności.

Opłata dla dostawcy energii wynosi od 1,4 zł za kWh.

Przyjmijmy, iż minimalny zysk z działalności to 10% (czyli 0,3 zł). Oznacza to, iż 1,3 zł to kwota, którą właściciel może teoretycznie przeznaczyć na spłatę początkowej inwestycji oraz związanych z nią kosztów stacji ładowania.

Jednocześnie należy zrozumieć, iż stopa amortyzacji sprzętu wynosi około 20%. W konsekwencji, wartość bilansowa urządzenia po 5 latach eksploatacji będzie bliska zeru, a koszty utrzymania mogą wynieść od 5% do 10% wartości, czyli ok. 6,4 tys. zł rocznie (przy cenie 64 tys. zł). W rezultacie, przy pełnej amortyzacji w ciągu 5 lat, właściciel ponosi dodatkowe koszty w wysokości 35 tys. zł.

Całkowity koszt stacji w ciągu 5 lat wyniesie realnie 99 tys. zł. Innymi słowy, okres zwrotu stacji odpowiada zużyciu 76 153 kWh energii przez pojazdy. Oznacza to, iż w czasie pracy przy maksymalnym obciążeniu 50 kW (co jest dość rzadkie), potrzeba 1523 godzin pracy, aby stacja się zwróciła.

Jako producent stacji szybkiego ładowania, stale monitorujemy ich działanie i możemy stwierdzić, iż średni czas pracy dziennie nie przekracza 4 godzin (lub 5 ładowań), a w niektórych lokalizacjach jest to zaledwie 6 godzin tygodniowo.

Zatem, biorąc pod uwagę ten poziom obciążenia pracą, zwrot z inwestycji wynosi od 1,5 roku do 3 lat. jeżeli weźmiemy pod uwagę całkowitą inwestycję potrzebną do uruchomienia jednej stacji, okres zwrotu może wynosić choćby 5 lat, co jest czasem, po którym instalacja prawdopodobnie wymaga wymiany lub napraw.

A jak wyjdzie na tym właściciel pojazdu EV?

Przyjrzyjmy się teraz, jak kształtują się koszty posiadania pojazdu elektrycznego dla jego właściciela.

Po pierwsze, koszt samochodu elektrycznego jest o 30-50% wyższy niż podobnego samochodu z silnikiem benzynowym lub wysokoprężnym. Przykładem może być Volvo XC40 Recharge, które sprzedawane jest za około 230 tys. zł, podczas gdy cena benzynowego odpowiednika, Volvo XC40 B3, wynosi w przybliżeniu 160 tys. zł. Okazuje się więc, iż samochód z silnikiem spalinowym jest o 70 tys. zł tańszy od swojego elektrycznego odpowiednika. W przeliczeniu na koszt tradycyjnego paliwa jest to około 10 tys. litrów benzyny. To z kolei około 100 tys. km (czyli średni przebieg samochodu w ciągu 3 lat), przy założeniu zużycia 10 litrów na 100 km.

Po drugie, średnie zużycie energii przez samochód elektryczny wynosi 25 kWh na 100 km. Oznacza to, iż przejazd 500 km przy cenie 3 zł/kWh kosztuje około 375 zł (równowartość kosztu 53 litrów benzyny). Oczywiście, różne samochody różnią się pod względem zużycia paliwa, ale koszt ładowania samochodu elektrycznego jest dość zbliżony, a czasem choćby wyższy niż koszt paliwa do samochodu z silnikiem spalinowym (ICE – Internal Combustion Engine), ponieważ nowoczesne silniki mogą zużywać od 4 litrów na 100 km.

Po trzecie, koszty serwisowania samochodów elektrycznych i tych z silnikiem spalinowym (ICE) w ciągu pierwszych 3-5 lat nie różnią się zasadniczo, więc właściciel samochodu ICE może faktycznie jeździć nim przez 3 lata bez dodatkowych kosztów. Wysokość początkowych wydatków będzie taka sama jak w przypadku samochodu elektrycznego podobnej klasy.

Co więc pokazuje ta prosta kalkulacja? Mamy obraz nieco nieracjonalnego inwestowania w zielone technologie.

Wnioski z przeprowadzonej analizy wskazują na kilka istotnych kwestii, które właściciel stacji ładowania oraz użytkownicy pojazdów elektrycznych powinni wziąć pod uwagę.

Po pierwsze, okres zwrotu inwestycji w stację ładowania może być znacznie dłuższy, niż na pierwszy rzut oka się wydaje, ze względu na różne czynniki operacyjne, jak niskie obciążenie stacji czy konieczność regularnych napraw i konserwacji.

Po drugie, dla właściciela pojazdu elektrycznego, koszty związane z użytkowaniem mogą być porównywalne, a czasem choćby wyższe, niż koszty związane z samochodami spalinowymi, co podważa tezę o jednoznacznej opłacalności pojazdów elektrycznych.

Podsumowując, obecne warunki rynkowe, zarówno dla operatorów stacji ładowania, jak i właścicieli pojazdów elektrycznych, mogą powodować wątpliwości co do realnych korzyści płynących z inwestycji w zielone technologie. Ostateczna decyzja powinna opierać się na dokładnym zrozumieniu zarówno długoterminowych kosztów, jak i przewidywanego obciążenia stacji, a także ewolucji cen energii oraz postępu technologicznego.

Czy powinniśmy z tym skończyć?

Przede wszystkim zauważmy, iż rynek samochodów z silnikami spalinowymi doświadczył podobnych problemów ponad 100 lat temu. Wpływ na to miały również astronomiczne ceny samochodów, wysokie koszty utrzymania, brak infrastruktury stacji benzynowych itp. Nie wspominając już o drogach, które praktycznie nie nadawały się do użytku dla nowego rodzaju transportu (sieć dróg asfaltowych powstała przecież dzięki samochodom).

Wszyscy przecież doskonale wiemy, iż samochody stały się nieodzowną częścią życia każdego z nas. Ciężko wyobrazić sobie świat i życie bez codziennego wykorzystania czterech kółek. Wyzwanie, które stoi przed nami to nie rezygnacja z masowej mobilności tylko zmiana źródła zasilania – na takie, które pozwoli ograniczyć emisyjność, a także uniezależni nas od niestabilnych państw dostarczających paliwa kopalne.

Obecne problemy rynku samochodów elektrycznych nie oznaczają, iż zabrnęliśmy w ślepy zaułek. Wymaga to jedynie systemowego podejścia do rozwiązania poszczególnych problemów. Sytuacja w Polsce nie jest wyjątkiem. Większość państw rozwijających transport elektryczny boryka się dokładnie z takimi samymi problemami.

Najnowsze dyrektywy Rady Europy już teraz dążą do wyeliminowania konieczności korzystania z aplikacji mobilnych czy rejestracji podczas ładowania, a także przewidują ujednolicenie standardów ładowania zarówno dla producentów samochodów, jak i ładowarek.

Jednocześnie większość gigantów technologicznych intensywnie pracuje nad innowacyjnymi metodami oszczędzania i optymalizacji energii. Opracowywane i testowane są nowe związki chemiczne, które mają na celu jak najszybsze odejście od stosowania litu w akumulatorach trakcyjnych.

Świat dokonał już ekologicznego wyboru. Teraz wszystko zależy od rozwoju technologii. I rozsądnych wyborów w ośrodkach decyzyjnych i planistycznych.

Autorem artykułu jest Oleksandr Sklyar,