Ось як можна заробляти гроші на швидкому заряджанні електромобілів.
Максимальна потужність зарядного пристрою — це лише частина рівняння. Для оператора важливо, скільки автомобілів він може обслуговувати, скільки енергії продає та наскільки ефективно використовує доступну потужність.
Коли компанія анонсує нову станцію швидкої зарядки, одним із показників, які найбільше привертають увагу, є потужність її зарядних пристроїв: 150, 200, 300, 350 або навіть 400 кВт.
На перший погляд це здається простим. Чим більше кВт, тим краща станція.
Але щоб зрозуміти, як насправді функціонує бізнес з публічної зарядки, потрібно дивитися не лише на цей показник. Станція не заробляє грошей лише через велику кількість кіловат на зарядному пристрої. Їй потрібно, щоб приїжджали автомобілі, щоб вони могли під’єднатися, щоб вони продовжували заряджатися та, що найважливіше, щоб вони споживали енергію.
І тут виникає питання, яке суттєво змінює спосіб розуміння цих станцій: може бути цікавіше мати багато точок, які розумно діляться певною потужністю, ніж встановлювати кілька зарядних пристроїв, здатних забезпечувати величезні показники у кВт.
Саме це щойно показав аналіз Kempower, проведений з громадськими станціями, підключеними до їхньої платформи ChargEye у Північній Америці. Згідно з їхніми даними, кількість роз’ємів має приблизно в три рази більшу залежність від використання станцій, ніж загальна встановлена потужність.
Щоб зрозуміти, чому це відбувається, спочатку потрібно розрізнити два фундаментальні поняття.
kW вказують на швидкість; kWh — це енергія, яку в кінцевому підсумку продає станція.
Зарядний пристрій потужністю 300 кВт може за певних умов постачати енергію до автомобіля з максимальною потужністю 300 кіловат.
Але kW вимірюють потужність, тобто швидкість, з якою може бути передана ця енергія.
KWh, навпаки, вимірюють кількість переданої енергії.
Щоб пояснити простіше, kW — це щось на кшталт максимального потоку води, який може течти з крана, а kWh — це кількість води, яка насправді пройшла через нього.
Для компанії, яка керує станцією зарядки, ця різниця є фундаментальною.
Ваш бізнес у великій мірі залежить від енергії, яку ви можете постачати та продавати автомобілям, що проїжджають через ваші об’єкти. Крім того, вам доводиться амортизувати зарядні пристрої, будівельні роботи, трансформатори, потужну електроніку, електричне з’єднання, обслуговування, оренду землі та інші витрати, пов’язані з станцією.
Тому наявність об’єкта, здатного забезпечувати величезну потужність, але використовувати її лише кілька годин на день, може бути невигідним бізнесом.
Економічні аналізи Національної лабораторії відновлюваних джерел енергії (NREL), одного з провідних дослідницьких центрів Міністерства енергетики США у галузі відновлюваних джерел енергії, енергоефективності та сталого транспорту, саме показують, що рівень використання є одним із ключових факторів у економіці інфраструктури швидкої зарядки. Чим менше використовується об’єкт високої потужності, тим складніше розподілити його витрати між кіловат-годинами енергії, які він нарешті постачає.
Уявімо станцію з потужністю 600 кВт
Саме тут найкраще зрозуміти ситуацію за допомогою прикладу.
Припустимо, що у оператора є об’єкт, здатний забезпечувати загальну потужність 600 кВт.
Його можна спроєктувати, значно спрощуючи, двома способами.
Перший — це встановити два пристрої, кожен здатний забезпечувати потужність до 300 кВт.
Якщо приїдуть два автомобілі, які можуть заряджатися з такою потужністю, теоретично вони можуть розділити між собою 600 кВт доступної потужності.
Але вони можуть заряджатися лише два транспортні засоби одночасно.
Тепер уявімо іншу можливість.
Той самий оператор зберігає загальну потужність у 600 кВт, але встановлює шість точок зарядки та використовує систему, здатну динамічно розподіляти потужність між ними.
Вже не обов’язково, щоб постійно для кожного автомобіля було виділено 100 кВт.
Система спостерігає за тим, що потрібно кожному транспортному засобу в кожен момент, і розподіляє 600 кВт доступної потужності між усіма ними.
Наприклад, один автомобіль може отримувати 180 кВт, інший — 140 кВт, ще один — 100 кВт, інший — 80 кВт, а ще два — меншу потужність.
Конкретні цифри є лише ілюстративними, але вони допомагають зрозуміти принцип: потужність належить станції, а система вирішує, як розподілити її між підключеними автомобілями.
Якщо є лише два транспортні засоби, і обидва можуть приймати велику потужність, вони можуть отримати значну частину цих 600 кВт.
Якщо приїжджає більше автомобілів, потужність розподіляється між ними.
Ключове — автомобілі не потребують своєї максимальної потужності постійно.
Тут з’являється другий фундаментальний елемент.
Автомобіль, який оголошує про максимальну потужність зарядки 250 кВт, не обов’язково споживає 250 кВт від моменту підключення до завершення зарядки.
Насправді, зазвичай це не так.
Аккумулятор може досягати цієї максимальної потужності протягом певної частини процесу зарядки, але потім починає її зменшувати.
Це те, що ми називаємо кривою навантаження.
Автомобіль може спочатку отримувати 220 кВт, потім — 180 кВт, далі — 130 кВт, і врешті-решт використовувати значно меншу потужність у міру зростання рівня заряду акумулятора.
Температура, початковий рівень заряду акумулятора, його система охолодження та електрична архітектура автомобіля також впливають на цю криву.
Це створює цікаву ситуацію.
Якщо станція постійно резервує 300 кВт для автомобіля, який на той момент потребує лише 100 кВт, частина цієї доступної потужності може залишитися невикористаною.
За допомогою архітектури розподіленої потужності цю потужність можна призначити іншому автомобілю.
А коли цей другий автомобіль почне зменшувати свої вимоги, ця потужність може знову бути перенесена на третій автомобіль.
Це одна з фундаментальних відмінностей між установкою, складеною з окремих зарядних пристроїв, та установкою, заснованою на архітектурі спільного постачання енергії.
У першому випадку кожен зарядний пристрій може мати власну електроніку для керування потужністю та певну ємність.
У другому випадку кілька точок зарядки можуть живитися від спільної інфраструктури, яка розподіляє наявну потужність відповідно до потреб кожного автомобіля.
Наприклад, Kempower наразі пропонує системи, у яких один блок потужністю 600 кВт може живити до 12 точок зарядки, динамічно розподіляючи їхню ємність між собою.
Це не означає, що дванадцять автомобілів можуть одночасно отримувати по 600 кВт кожен.
Це означає саме протилежне: існує певна кількість доступної потужності, яка розумно ділиться між численними автомобілями.
З точки зору оператора це дозволяє якомога довше використовувати вже наявну інфраструктуру.
Більше підключених автомобілів може означати більше проданих кВт·год
Повернімося до нашого прикладу.
Станція з двома точками по 300 кВт може обслуговувати максимум два автомобілі одночасно.
Якщо приїдуть чотири автомобілі, двом доведеться чекати, навіть якщо автомобілі, що заряджаються, не використовують постійно всі 300 кВт, які можуть надати зарядні пристрої.
У об’єкті з шістьма точками та 600 кВт, розділеними між собою, усі чотири автомобілі зможуть підключитися.
Можливо, жоден з автомобілів не отримуватиме постійно 300 кВт, але станція може постачати значно більшу частину своїх загальних 600 кВт.
І для бізнесу це дуже важливо.
Більше підключених автомобілів означає більше сеансів заряджання, довший час використання інфраструктури та більше кВт·год, що постачаються протягом дня.
Це допомагає пояснити результати, опубліковані Kempower. На американських станціях, досліджуваних компанією, ті, що використовували розподілене заряджання, показали в середньому на 83% вищий рівень використання порівняно з об’єктами з фіксованою потужністю.
Саме це є комерційним аргументом компанії: забезпечити те, щоб одна й та сама електроінфраструктура могла одночасно обслуговувати більше автомобілів та постачати більше енергії.
Для водія це також може бути краще, хоча зарядка не завжди відбувається з максимально можливою потужністю.
З точки зору користувача ситуація виглядає інакше.
Уявімо, що ми у дорозі та можемо обирати між двома зарядними станціями.
На першій є два зарядники потужністю 300 кВт.
На другій є шість точок зарядки, які динамічно розподіляють 600 кВт.
Якщо ми приїжджаємо на першу та обидва зарядники зайняті, наявність 300 кВт нам нічим не допоможе. Нам доведеться чекати.
На другій у нас є набагато більше шансів знайти вільну точку та негайно розпочати зарядку.
Може трапитися, що наш автомобіль отримуватиме 150 або 180 кВт замість 250 кВт, яких може досягти за ідеальних умов.
Але початок зарядки відразу на 150 кВт може призвести до того, що ми завершимо поїздку раніше, ніж якби зачекали 15 хвилин, щоб потім скористатися зарядною станцією на 300 кВт.
Тому для водія максимальна потужність сама по собі також не пояснює, наскільки хороша зарядна станція.
Треба також враховувати, скільки існує точок зарядки, скільки з них працюють, скількоми вже користуються та яку потужність може справді забезпечити станція, коли кілька автомобілів заряджаються одночасно.
Але це не означає, що потужність втрачає значення
Було б помилкою доводити цей аргумент до протилежного крайнощу.
Рішення не полягає просто у встановленні десятків з’єднувачів та розподілі між ними недостатньої потужності.
Якщо на станції є 600 кВт потужності, і одночасно під’єднуються багато автомобілів, здатних приймати високу потужність, доведеться розподілити цю потужність, і швидкість заряджання кожного автомобіля може знизитися.
Крім того, найсучасніші електромобілі швидко покращують свої характеристики заряджання.
Архітектури 800 вольт та нові покоління акумуляторів дозволяють підтримувати все вищі рівні потужності протягом значної частини процесу заряджання.
У зонах з високим попитом, особливо під час довгих поїздок, наявність достатньої загальної потужності залишатиметься надзвичайно важливою.
Тому це питання не повинно розглядатися як вибір між потужністю та кількістю точок зарядки.
Ключ полягає у знаходженні балансу між цими двома факторами.
Станція заряджання все менше нагадує заправку
Існує також фундаментальна різниця порівняно з традиційним заправленням.
Коли автомобіль заїжджає на заправку, насос подає паливо з відносно стабільною та передбачуваною швидкістю.
При електричному заряджанні кожен автомобіль поводиться по-різному.
Один може запитати 250 кВт.
Той, що знаходиться поруч, — лише 80 кВт.
Через п’ять хвилин перший може знизити потужність до 150 кВт, тоді як приїжджає третій автомобіль, готовий отримувати понад 200 кВт.
Станція мусить постійно керувати цими запитами, намагаючись максимально використати наявну потужність підключення.
Це робить управління енергією та програмне забезпечення все важливішою частиною станції швидкого заряджання.
Йдеться не просто про встановлення стовпів, здатних забезпечити певну потужність.
Справа у тому, як розподілити обмежену електричну потужність між великою кількістю автомобілів, потреби в потужності яких постійно змінюються.
І ось тут і полягає суть бізнесу
Новини про Kempower набагато краще зрозумілі з цієї точки зору.
Компанія не стверджує, що зарядний пристрій потужністю 100 кВт кращий за пристрій потужністю 350 кВт, або що автомобілі повинні заряджатися повільніше.
Вона стверджує, що з точки зору оператора наявність більшої кількості підключених транспортних засобів та розумне розподілення доступної потужності може дозволити краще використати дуже дорогі інвестиції.
А це може призвести до більшої кількості постачуваної енергії, більшої кількості сеансів заряджання та швидшого окуплення інвестицій.
Слід також пам’ятати, що Kempower має очевидний комерційний інтерес у цьому висновку.
Компанія продає саме системи розподіленої зарядки, а аналіз проводився на північноамериканських станціях, підключених до її власної платформи ChargEye. Їхні результати також демонструють кореляцію, але не те, що встановлення більшої кількості зарядних пристроїв автоматично призводить до більшого використання.
Станція з восьмома точками може фіксувати більше використання просто тому, що розташована в місці з набагато більшим попитом, ніж станція з двома точками.
Тому ці дані не слід розглядати як універсальний рецепт.
Проте вони допомагають порушити питання, яке ставатиме все важливішим у міру зростання парку електромобілів.
Найкраща станція не обов’язково мусить бути тією, яка показує найвищий показник у кВт.
До цього моменту ми навчилися порівнювати швидку зарядку, переважно орієнтуючись на одну цифру:
150 кВт.
250 кВт.
350 кВт.
400 кВт.
Але станція зарядки є значно складнішою.
Щоб зрозуміти, чи є вона добре спроєктованою, потрібно також знати її загальну доступну потужність, кількість точок зарядки, як розподіляється ця потужність, що відбувається, коли всі точки зайняті, яка її фактична доступність та скільки енергії вона може постачати протягом дня.
Для оператора ці параметри визначають, наскільки ефективно він отримує прибуток від своїх інвестицій.
Для користувача вони можуть визначати ще щось простіше: чи зможе він під’єднатися та продовжити свою поїздку, чи доведеться йому чекати, поки інша машина закінчить зарядку.
І це пояснює, чому станція з шістьма або вісьмома правильно розрахованими пристроями може за певних умов виявитися кориснішою та прибутковішою, ніж інша з лише двома зарядними пристроями, здатними демонструвати вражаючі показники максимальної потужності.