10 миллиардов экономии: как электрики могут снизить нагрузку на польскую энергетическую сеть
Электромобили перестают быть исключительно средством передвижения. Благодаря развитию технологии vehicle to everything (V2X) они могут стать важным элементом электроэнергетической системы, способствующим её гибкости.
Оглавление
Как будут выглядеть электромобили в будущем?
Рынок электромобилей (EV) в Польше в настоящее время находится на ранней стадии развития. К концу 2025 года было зарегистрировано около 122 тыс. электромобилей (BEV) и 116 тыс. гибридов (PHEV). Это всего лишь примерно 1% всех транспортных средств на польских дорогах.
В то же время долгосрочные прогнозы предполагают динамичный рост. По данным KPEiK, к 2040 году по польским дорогам может передвигаться более 4 миллионов электромобилей. Это амбициозный, но всё ещё реалистичный сценарий. Однако его реализация требует соответствующих инструментов поддержки и корректировки регулирующей среды со стороны государства.
Ориентиром для трансформации транспортного сектора может стать бум на рынке фотовольтаики. За десятилетие в Польше появилось 1,5 миллиона производителей электроэнергии из солнечных панелей, а мощность фотовольтаических установок превысила 25 ГВт.
В то же время, пытаясь повторить этот успех, необходимо избегать ошибок прошлого. Быстрое развитие фотовольтаики выявило ограничения электроэнергетической системы — включая проблемы с перегрузкой сетей распределения и необходимость перераспределения крупномасштабных возобновляемых источников энергии. Во многом этому способствовало отсутствие гибкости со стороны производства и использования электроэнергии со стороны производителей электроэнергии. В случае быстрой электрификации транспорта нам придётся столкнуться с аналогичными рисками.
Какой путь мы выберем?
Перед нами два сценария развития рынка электромобилей — как для личного использования, так и для корпоративных флотов.
При первой зарядке процесс происходит неэластично. Вечерний пик нагрузки усиливается, а электросети становятся всё более перегруженными. В результате необходимы дополнительные инвестиции в сетевую инфраструктуру и ресурсы для покрытия пиковых нагрузок, что приводит к увеличению затрат и отражается на наших счетах.
Во втором сценарии мы способствуем развитию интеллектуальной и двунаправленной зарядки. Электромобили заряжаются в основном с использованием «зеленой» энергии. Увеличивается самопотребление энергии из источников производителей, а масштабы перераспределения возобновляемой энергии снижаются. Потребность в ресурсах для покрытия пиковых нагрузок снижается, а существующая сетевая инфраструктура используется гораздо эффективнее. В результате рост счетов за распределение электроэнергии частично сдерживается.
Эластичность, эластичность и ещё раз эластичность
V2G (автомобиль-сеть), V2H (автомобиль-дом), V2L (автомобиль-нагрузка) и V2X (автомобиль-всё) предполагают, что электромобиль выполняет роль мобильного хранилища энергии.
На практике это означает, что транспортное средство будет заряжаться от домашней фотовольтаической установки или в часы низких тарифов на электроэнергию в сети. Затем хранящаяся энергия будет использоваться для обеспечения дома в часы пик или в случаях сбоев в сети. Такое «хранилище на колесах» сможет предоставлять услуги DSR (Demand Side Response) на рынке энергии, генерируя дополнительный доход для владельца.
Интеллектуальное зарядка просто окупается
В ближайшем десятилетии комплекс из солнечной энергетической установки, теплового насоса и электромобиля станет стандартом во многих частных домах. Это решение будет особенно популярным среди домохозяйств, которые стремятся оптимизировать свои счета.
Интеллектуальные системы управления работой теплового насоса, а также зарядкой и разрядкой электромобиля позволяют увеличивать самовостроение энергии с домашних панелей и получать экономию в рамках динамической тарификации. Для производителей энергии это означает более низкие счета.
По данным анализов Института Фраунхофера, использование технологии V2H может снизить счета производителей энергии на 15–30% в год. Анализы Instratu показывают, что двунаправленная зарядка в сочетании с динамической тарификацией может принести домохозяйству экономию более 2,8 тысяч злотых в год.
Сколько можно сэкономить
Системные преимущества от внедрения технологии V2X проявятся в среднесрочной перспективе. К тому времени количество электромобилей станет настолько велико, что мы увидим эффект масштаба.
Как показывают расчеты Института реформ, если к 2040 году 40% электромобилей будут заряжаться интеллектуальным способом, а 30% из них будут использовать технологию V2X, потенциальная экономия для системы превысит 10 млрд злотых. Эта сумма включает в себя:
0,7 млрд злотых экономии благодаря сокращению перераспределения возобновляемой энергии на 4,6 ТВт·ч, что повлияет на уровень ставки за качество энергии.
5,3 млрд злотых экономии благодаря снижению производства дорогой газовой энергии на 5,5 ТВт·ч, что отразится на ставке за потребляемую энергию.
0,4 млрд злотых экономии благодаря снижению потребности в регулируемой пиковой мощности на 1 ГВт, что приведет к более низкой плате за мощность.
Экономия в размере 4 млрд злотых благодаря сокращению масштабов дорогостоящих инвестиций в сетевую инфраструктуру, что отразится на высоте сетевых платежей.
У Польши есть уникальный шанс… потому что она находится в начале пути
Чтобы полностью раскрыть потенциал технологии V2X и связанные с ней экономические выгоды, необходимы конкретные решения, прежде всего на уровне правительства и регулирующих органов.
Первым шагом является создание четких правил игры в рамках формирования регулирующей среды. Необходимо ввести определения V2H и V2G, а также установить правила расчетов за энергию, извлекаемую и возвращаемую в сеть. Без этого возврат энергии в сеть со стороны производителей не будет возможен.
Вторым элементом является инфраструктура зарядки. Новые и модернизированные пункты зарядки должны поддерживать технологию V2X и основываться на открытых стандартах коммуникации и управления. Только тогда автомобили, зарядные устройства и информационные системы разных производителей сформируют единый экосистему, а не набор отдельных решений.
Третьим столпом является развитие рыночных инструментов. Без соответствующих экономических стимулов гибкая зарядка электромобилей не будет реализована. Поэтому потребуются динамические тарифы, а также специальные тарифы для общественных зарядных устройств, которые стимулируют зарядку в моменты наихудших цен на энергию.
Мы находимся в исключительно хорошем моменте. Рынок электромобилей в Польше только набирает обороты, что способствует развитию гибкой электромобильности. Именно сегодня покупаемые автомобили и строящиеся зарядные устройства определят, будет ли будущая система жесткой и дорогой или гибкой и дешевлей в эксплуатации.
Чем быстрее мы обратим внимание на гибкость, тем меньше электрификация транспорта будет обременять электроэнергетическую систему.
Нет смысла ждать. Западная Европа уже тестирует и внедряет решения, которые демонстрируют, что технология V2X работает и позволяет сокращать расходы. Примеры таких решений можно найти в Дании, Великобритании и Франции.
Дания – коммерциализация потенциала V2G
В 2016 году в датском городе Фредериксберг был запущен первый полностью коммерческий проект V2G. В этом проекте использовалась платформа для управления двунаправленной зарядкой, разработанная американской компанией NUVVE. Пользователем услуги стала водопроводная компания Frederiksberg Forsyning. Для пилотного проекта компания приобрела 10 электромобилей Nissan e-NV200 и 10 зарядных устройств Enel V2G мощностью по 10 кВт каждое.
В Дании также действует компания Spirii, с 2019 года являющаяся оператором интерактивной платформы для зарядки электромобилей.
В приложении Spirii Go пользователь может просматривать текущие данные о выбранных зарядных станциях, доступной мощности зарядных устройств и текущей цене на электроэнергию. Благодаря этой информации он знает, где и когда можно дешево зарядить свой автомобиль.
В свою очередь операторы зарядных пунктов на этой платформе отслеживают всю свою инфраструктуру. Они видят поведение потребителей, статистику процесса зарядки и эффективность сети. На основе этих данных компании корректируют свои предложения и принимают решения о том, в каких местах устанавливать новые зарядные устройства.
Великобритания – V2G, которое стало выгодным
Британский проект SCIURUS V2G (проводившийся в 2018–2021 годах) показал ещё кое-что важное — что владелец такого колесного аккумулятора может зарабатывать на нем.
В рамках пилотного проекта 300 владельцев электромобилей получили бесплатный доступ к двунаправленным зарядным устройствам и интерактивной платформе для управления расходом энергии. Водители заранее получали информацию о временах низких тарифов на электроэнергию. Система подсказывала им, когда заряжать автомобиль, а когда возвращать энергию в сеть и зарабатывать на её продаже.
Результатом стала экономия в размере до 725 фунтов в год для каждого владельца. Проект показал, что в масштабах всей системы потенциальная выгода может достигнуть 3,5 миллиарда фунтов к 2030 году (при условии, что сервис V2G будет использоваться половиной флота электромобилей в Великобритании).
Начиная с 2025 года британские владельцы электромобилей могут пользоваться услугой V2G по рыночным ценам благодаря предложению Octopus Power Pack. В рамках этой услуги оператор (Octopus Energy) управляет двунаправленной зарядкой электромобиля. Взамен владелец получает экономию в размере примерно 620 фунтов в год по сравнению со стандартной тарифной схемой.
Чтобы воспользоваться этим предложением, пользователь должен подключать автомобиль к зарядному устройству не менее 12 часов в день в течение 20 дней в месяц. Месячная потребность автомобиля в зарядке не должна превышать 210 кВт·ч.
Поставщик управляет процессом зарядки таким образом, чтобы автомобиль был готов к поездке в соответствии с расписанием, указанным клиентом. Пользователь также имеет право установить минимальный уровень заряда аккумулятора на 30%. Это позволяет обеспечить доступность автомобиля в чрезвычайных ситуациях.
Франция – технология V2G входит в системные решения
Во Франции потенциал технологии V2G является частью планирования электроэнергетической системы. Развитие инфраструктуры для гибкого зарядки электромобилей — один из приоритетных направлений в стратегии французского регулятора энергетики на период 2025–2030 годов.
Французский оператор транспортной сети RTE, в свою очередь, предполагает, что к 2035 году 2% электрического парка транспортных средств будет способно предоставлять услуги V2G.
В 2022 году RTE выдал сертификат первому агрегатору, использующему технологию V2G для предоставления услуг по контролю частоты FCR (англ. frequency control reserve). Сертифицированным агрегатором стал консорциум DREEV, в который входят французская энергетическая компания EDF и американский поставщик услуг агрегации NUVVE. Для формирования такого агрегатора они использовали двунаправленные зарядные устройства CHAdeMO, предназначенные для зарядки автомобилей в корпоративных флотах.
EDF одновременно разрабатывает проект EVVE, целью которого является создание виртуального хранилища электроэнергии мощностью более 8 МВт, состоящего из 800 двунаправленных зарядных станций V2G. Проект такого масштаба окажет реальное влияние на балансировку французской электроэнергетической системы.
V2X — это реальный инструмент, давайте не упустим его
V2X больше не является технологической мечтой, а реальным решением — о чём свидетельствуют такие страны, как Дания, Великобритания и Франция.
Для польской электроэнергетической системы V2X станет важным инструментом для повышения гибкости. Это означает сокращение перераспределения возобновляемых источников энергии, уменьшение зависимости от дорогой газовой энергии, снижение потребности в регулируемой пиковой мощности и расширение сети.
В Польше речь идёт о выгодах в размере 10 млрд злотых к 2040 году. Решения, принятые сейчас, могут определить, будут ли эти цели достижимы.
Клаудия Яник — аналитик по вопросам климатической и энергетической политики в Институте реформ.