Может ли Франция потерять электроснабжение, если все электромобили подключатся одновременно?

На сегодняшний день во Франции находится 1,5 миллиона электромобилей. Их зарядка не оказывает значительного воздействия на национальную электросеть, даже во время интенсивного движения летом. Но что произойдёт, если по какой-то маловероятной случайности или в результате безрассудных действий вся парк электромобилей страны внезапно подключится к сети?

Управляющая компания французской сети передачи электроэнергии RTE подчеркивает: на сегодняшний день электромобили не оказывают никакого особенного воздействия на линии электропередач. Их ещё недостаточно, чтобы вызывать заметные пики потребления, даже когда Bison Futé сообщает о серьезных пробках в разгар лета. По словам этой государственной компании, автомобили на аккумуляторах сначала повлияют на общенациональное потребление нефти, прежде чем окажут какое-либо воздействие на электросети.

Это успокаивает. Даже слишком, ведь мы обожаем научную фантастику. Тогда мы задались вопросом, что произойдёт, если все электромобили во Франции одновременно подключатся к сети. Полтора миллиона автомобилей — это, конечно, немного по сравнению с 39,7 миллионами личных автомобилей, находящихся в эксплуатации во Франции. Но полтора миллиона аккумуляторов, которые начнут заряжаться сразу, вероятно, достаточно, чтобы вызвать беспокойство у диспетчеров — специалистов, отвечающих за направление тока из контрольной башни RTE.

Также стоит прочитать

Этот французский мегапроект по хранению энергии позволит заряжать тысячи электромобилей с огромной мощностью

77 % электромобилей заряжаются бесшумно прямо у дома

Нужно признать, что такое событие крайне маловероятно, независимо от того, является ли оно случайностью или результатом умышленных действий. Однако представим, что все владельцы электромобилей согласуют свои действия, чтобы зарядить автомобили в одно и то же время. Для этой симуляции мы опираемся на результаты исследования Enedis о привычках зарядки. Согласно этим данным, 77 % электромобилей заряжаются дома, либо от розетки, либо с помощью зарядных станций, 16 % — на общественных зарядных станциях (из которых около 2 % — на быстрых зарядных станциях), а 8 % — на рабочем месте.

Мы произвольно устанавливаем среднюю мощность зарядки дома в 5 кВт, а на общественных зарядных станциях и на рабочем месте — в 10 кВт. Следовательно, средняя мощность зарядки для всех электромобилей составляет 6,15 кВт. Умножив это на 1,5 миллиона автомобилей, получаем внезапную нагрузку в 9 225 000 кВт (то есть 9,2 ГВт). Учитывая потери, связанные с транспортировкой и преобразованием тока в линиях, этот показатель возрастает до 10 ГВт.

Также стоит прочитать

Жара: почему в городах выше риск отключения электроэнергии?

Кажется ли вам это огромным показателем? Всё зависит от масштаба. У Франции имеется 63 ГВ установленной ядерной мощности, 26 ГВ гидроэлектростанций, 33 ГВ солнечных электростанций и 27 ГВ ветровых электростанций, что в сумме даёт 164,5 ГВ мощности электростанций. К этой мощности можно добавить ещё 19 ГВ от сетей межсоединений, которые позволяют импортировать электроэнергию из соседних стран. Таким образом, все электромобили в сумме составляют 6% от национальной установленной мощности.

А что, если все будут заряжаться в быстрых зарядных устройствах?

В настоящее время во Франции насчитывается примерно 7500 точек быстрой зарядки. Если все они будут использоваться с средней мощностью 150 кВт на точку, это приведёт к пиковому потреблению в 1,2 ГВ. Это немного меньше, чем установленная мощность плотины Гранд’Мезон в департаменте Изер (1,8 ГВ), которая является самой мощной гидроэлектростанцией во Франции.

Электросети не любят непредвиденных ситуаций

Французская электросеть привыкла к значительным колебаниям в зависимости от сезона, погоды и действий людей. Резкие изменения ветра, облака, проникающие по всей стране, могут привести к тому, что несколько гигаватт энергии от ветряных и солнечных установок исчезнут или появятся внезапно, при этом сеть не будет нарушена. 8 февраля 2012 года во время сильного мороза французская электросистема испытала колебание в 20,2 ГВт. Начавшись утром с уровня 81,9 ГВт, потребление достигло рекордных 102,1 ГВт в 19:00. Однако такие колебания предсказуемы. Управляющий сетью знает, когда они могут произойти, и готовит соответствующий план, в частности, приводя энергетические станции в готовность.

Это существенная разница по сравнению с одновременной зарядкой всего парка электромобилей, что привело бы к резкому и, главное, непредвиденному спросу на мощность. RTE быстро выявит такую ситуацию, но, вероятно, столкнётся с трудностями при её компенсации без перебоев в подаче электроэнергии. У центра управления действительно имеется несколько «резервов» для стабилизации сети в чрезвычайных ситуациях. Во-первых, «первичный резерв» должен быть способен обеспечить 3 ГВт менее чем за 30 секунд в европейском масштабе (но 0,6 ГВт во Франции). Затем «вторичный резерв» может мобилизовать до 1 ГВт менее чем за 15 минут. Наконец, «третичный резерв» добавляет до 1,5 ГВт в течение 15–30 минут.

Эти механизмы не действуют одновременно, а сменяют друг друга в ходе инцидента. Поэтому можно мгновенно задействовать лишь 3 ГВт, что сильно недостаточно для компенсации всплеска потребления в 10 ГВт, вызванного маловероятной синхронизированной зарядкой электромобилей. Чтобы избежать отключения электричества, сети не остается ничего другого, кроме как временно отключить некоторые районы — по крайней мере, до тех пор, пока не будут запущены электростанции, необходимые для удовлетворения резкого роста потребления. Однако ничего не гарантировано. 28 апреля 2025 года в Испании внезапное последовательное отключение солнечных электростанций привело к снижению производства на 2,6 ГВт за 20 секунд. Управляющая компания сети не смогла восстановить баланс, из-за чего страна оставалась без электричества около двенадцати часов.