;
Главная Новости Электромобили и энергосистема: вопросы интеграции
8 июля 2021

Электромобили и энергосистема: вопросы интеграции

При обсуждении развития электрического транспорта нередко приходится слышать опасения по поводу способности энергосистемы справиться с возросшим потреблением энергии. Влияние электромобилей на энергосистему часто преувеличивается. Во-первых, следует учитывать постепенность развития электрического транспорта. Энергосистема успевает адаптироваться к изменениям. Во-вторых, распространение электромобилей – несомненное благо для генераторов и электросетевых компаний, поскольку смысл их бизнеса состоит в продаже электроэнергии и услуг по её передаче. 

В текущем месяце BloombergNEF выпустил новый, и довольно агрессивный, прогноз развития электрического транспорта, по которому электромобили будут «съедать» от 9% до 14% глобального производства электроэнергии в мире, в зависимости от сценария. С учётом постепенности распространения электрических машин, такой рост энергопотребления вряд ли может считаться серьезным вызовом. 

В то же время локально, в регионах высокой концентрации электромобилей, может наблюдаться серьезный рост пиковых нагрузок, требующих от энергосистем соответствующих мер по адаптации, вплоть до наращивания генерирующих мощностей и модернизации электросетевого оборудования. То есть проблемы интеграции электромобилей и рисков баланса энергосистемы нельзя недооценивать.

Посмотрим на новое исследование для Германии, опубликованное консалтинговой компанией McKinsey. Описанные подходы вполне могут, с теми или иными поправками, применяться и на других рынках.

Авторы рассматривают два сценария. В первом из них в 2030 году парк электромобилей в ФРГ составит 8 млн, а во втором 16 млн. Более амбициозный сценарий отражает текущие рекомендации Европейского Союза по поэтапному отказу от двигателей внутреннего сгорания. Для сравнения, сегодня в ФРГ зарегистрировано примерно 48 млн легковых автомобилей и 3,4 млн грузовиков, в том числе 395 тысяч электрических авто, включая заряжаемые гибриды.

В первом сценарии годовое потребление электроэнергии автомобилями составит 23 ТВт*ч, а во втором 43 ТВт*ч, что соответствует примерно 4% и 8% текущего годового потребления электроэнергии в ФРГ. То есть с точки зрения объёмов электричества прирост нельзя назвать значительным. 55% этой дополнительной электроэнергии будут потреблять пассажирские легковые электромобили, а остальное — лёгкие коммерческие, грузовики и автобусы.

Принимая во внимание поведение потребителей, время зарядки и схемы расположения, большая часть зарядки (примерно 40% потребляемой энергии) будет происходить в одно- или многоквартирных домах, около 14% по месту работы, около 11% на автомагистралях и на общественных станциях и около 5% на предприятиях розничной торговли. Остальные 30%, как прогнозируется, будет потребляться в крупных автопарках и логистических центрах (коммерческие автомобили, грузовики). Последний сегмент, наряду с сетью общественных зарядных станций будет расти самыми быстрыми темпами. Отмечается, что нагрузка от этих сегментов является наиболее «рискованной». Она сложнее поддаётся управлению, и возникает вследствие одновременного задействования большого количества высокомощных устройств быстрой зарядки.

Для оптимизации интеграции электромобилей в сеть важно управление временем зарядки. Например, по всей Германии обычно электрическая нагрузка в зимние месяцы резко возрастает с 18:00 до 20:00, достигая пика около 19:00. Это время совпадает с тем, когда типичный домовладелец подключает электромобиль после возвращения с работы.

В связи с этим рекомендуется внедрение «умной» или «управляемой зарядки». Внедрение этой практики может основываться на системе дифференцированных тарифов и «активном» удаленном управлении зарядкой со стороны сбытового предприятия или стороннего агрегатора.

Возможность привлечения владельцев транспортных средств к программам управляемой зарядки в конечном итоге определит влияние электромобилей на пиковую нагрузку системы и необходимые обновления сетевой инфраструктуры.

Если зарядка электрических авто остаётся полностью неуправляемой, к 2030 году к пиковому спросу может быть добавлено до 7 дополнительных ГВт, то есть плюс 8% к его нынешнему значению в Германии.

При наличии соответствующих устройств управляемой зарядки, а также стимулов для её задействования в непиковые часы, значительную часть зарядки электромобилей в домохозяйствах можно перенести на время с 22:00 до 4:00 утра. Такой сценарий смягчает большую часть воздействия автовладельцев на электросеть. В результате кривая пиковой нагрузки сглаживается примерно на 80%.

Более того, внедрение управляемой зарядки критически важно для снижения инвестиций в модернизацию энергетического хозяйства, в первую очередь, трансформаторов, но также электрических цепей и распределительных устройств. Так, в сценарии неуправляемой зарядки общая стоимость модернизации трансформаторов на уровне распределительных сетей может составить в ФРГ более 5 миллиардов евро к 2030 году (с учетом риска перегрузки из-за повышенного пикового спроса и необходимости установки новой выделенной инфраструктуры для общественного пользования, в розничной торговле и на магистралях). При этом моделирование показывает, что внедрение управляемой зарядки может существенно снизить затраты на модернизацию трансформаторов.

Кроме того, подключение транспортного средства к электросети для передачи накопленной энергии от электромобилей в пиковые часы (Vehicle-to-Grid, V2G) может превратить потенциальную проблему в возможности балансировки энергосистемы. Технология V2G, которая пока не получила широкого распространения, была коммерчески внедрена в Дании четыре года назад и с тех пор обеспечивает регулирование частоты в Копенгагене.

Ранее компания Aurora Energy Research опубликовала доклад о влиянии распространения электромобилей на энергосистему Великобритании. В нём подсчитано, что при использовании «оптимизированных технологии зарядки» дополнительная пиковая мощность, требуемая для обслуживания энергосистемой 10 млн. электромобилей, будет равна всего 0,5 ГВт.

____

Источник: RenEn (Renewable Energy)