Jednym ze sposobów osiągnięcia dekarbonizacji jest rozwój rynku prywatnego transportu elektrycznego, tj. pojazdów elektrycznych. Istnieją strategiczne, naukowo uzasadnione komentarze dotyczące przyjazności dla środowiska produkcji i użytkowania takich pojazdów. Często określa się je mianem „długiej rury wydechowej”, ponieważ zużywana przez nie energia elektryczna nie jest w całości „zielona”. Istnieje również wiele zastrzeżeń dotyczących produkcji akumulatorów trakcyjnych, chemii ich komponentów, złożonego procesu ich utylizacji lub recyklingu itp. Jednak największym wyzwaniem dla elektromobilności w Europie jest brak odpowiedniej infrastruktury i niewłaściwe podejście do jej rozwoju.

Słyszymy opinie, że władze robią co mogą, by rozwijać zarówno rynek motoryzacyjny, jak i infrastrukturę. Z roku na rok liczba stacji ładowania dynamicznie rośnie, a dostęp do nich staje się coraz łatwiejszy. Wprowadzane są specjalne programy zachęcające do zakupu pojazdów elektrycznych, finansowane z różnych funduszy. To jednak dopiero początek. Początek problemów.
 

Niedociągnięcia oprogramowania

Tempo wzrostu liczby pojazdów elektrycznych rokrocznie się zwiększa, a i stacji ładowania w miastach i na autostradach jest coraz więcej. Według ekspertów, do końca 2024 roku może być ich w Polsce 10 000, a do końca 2027 roku – ponad 35 000. To dość imponująca liczba, która odzwierciedla tempo rozwoju branży. Jednak pierwsze problemy z szybką budową i uruchomieniem stacji wynikały nie tylko z niedoskonałości ich wykonania i zastosowanych komponentów, ale także z jakości oprogramowania.

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

1. obecność stacji w aplikacji mobilnej i na mapie nie oznacza, że będzie ona działać lub będzie pod łączona do sieci,
2. jeśli stacja działa, prawdopodobieństwo wystąpienia następujących problemów jest nadal wysokie:
   • brak komunikacji z pojazdem elektrycznym;
   • brak komunikacji między stacją a serwerem;
   • problemy ze zdalnym ładowaniem przez aplikację mobilną.

Sieci elektroenergetyczne staną na wysokości zadania?

Niestety, Polska – podobnie jak większość europejskich krajów – nie jest wystarczająco zaangażowana w przebudowę i rozwój sieci elektrycznych. Jeden samochód elektryczny może zużywać ponad 50 kW energii elektrycznej podczas ładowania. Oznacza to, że jednoczesne ładowanie 5000 aut elektrycznych może sprowokować dodatkowe obciążenie sieci o mocy 250 MW, co powoduje dość nieprzyjemne wahania w systemie energetycznym kraju.

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. Dalsze kroki w tym kierunku mogą prowadzić do poważnych konsekwencji dla urządzeń dystrybucji energii, a prawdopodobieństwo wystąpienia awarii w sieci znacznie wzrasta.

Mówiąc ogólnie o infrastrukturze, trzeba zauważyć, że aby rozwinąć sieć stacji ładowania, najpierw należy zmodernizować systemy rozdziału i przesyłu energii. A powszechna modernizacja tych systemów nie była przeprowadzana w Polsce od ponad 30 lat. Działania te powinny być więc pierwszym krokiem na tej niełatwej drodze, zwłaszcza w obliczu rozwoju energetyki odnawialnej.

Jak pokazuje praktyka, rozwój infrastruktury stacji ładowania wymaga znacznej mocy punktów przyłączeniowych. To z kolei prowadzi do konieczności zmian w urządzeniach stacyjnych, sieciach elektroenergetycznych, systemach zarządzania dystrybucją i wytwarzaniem energii.

Komponent ekonomiczny: koszty właścicieli stacji

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

Jako producent stacji szybkiego ładowania stale monitorujemy ich działanie i możemy stwierdzić, że 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. Jeśli weźmiemy pod uwagę całkowitą inwestycję potrzebną do uruchomienia jednej stacji, okres zwrotu może wynosić nawet 5 lat, co jest czasem, po którym instalacja prawdopodobnie będzie wymagała wymiany lub napraw.

Zwykle właścicielami samochodów elektrycznych są osoby, które mają możliwość ładowania swoich pojazdów przy domu, na lokalu parkingowym lub przy biurze. Jeśli dysponują własną instalacją fotowoltaiczną, mogą znacząco zaoszczędzić i obniżyć koszt 1 km trasy. Przykładowo: za ładowanie ze zwykłego gniazdka w domu właściciel samochodu elektrycznego zapłaci tylko 1 zł za kWh, a na stacji szybkiego ładowania – 2,6-3 zł. Innymi słowy, potrzeba ładowania samochodu elektrycznego na stacjach zlokalizowanych przy miejscu obsługi podróżnych lub stacji benzynowej pojawia się tylko podczas długich podróży między polskimi miastami.

Aspekt ekonomiczny: koszty ponoszone przez użytkownika końcowego

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 230 tys. zł, podczas gdy cena benzynowego odpowiednika, Volvo XC40 B3, wynosi 160 tys. zł. Okazuje się, że samochód z silnikiem spalinowym jest o 70 tys. zł tańszy od swojego elektrycznego odpowiednika. W przeliczeniu na koszt tradycyjnego paliwa – to ok. 10 tys. litrów benzyny, czyli ok. 100 tys. km (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, że 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 jest dość zbliżony, a czasem nawet wyższy niż koszt paliwa do samochodu z silnikiem spalinowym (ICE). Nowoczesne silniki mogą zużywać już 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. Czy zatem możemy mówić o racjonalnym inwestowaniu w zielone technologie?

Co z zasięgiem?

Dla większości mieszkańców miast, którzy zdecydowali się na zakup samochodu elektrycznego – niezależnie od tego, czy jest to np. Warszawa, czy mniejsza miejscowość – średni dzienny przebieg nie przekracza 100-150 km. Nowoczesne pojazdy elektryczne radzą sobie z tym bez problemu zarówno podczas upalnego lata, jak i mroźnej zimy, gdy zużycie energii jest największe. Wówczas, uwzględniając korki i duże natężenie ruchu w miastach, samochód elektryczny jest ekonomicznie korzystny pod warunkiem, że ładowanie odbywa się ze zwykłego domowego gniazdka. Po powrocie do domu o godzinie 20:00 można bez trudu naładować pojazd do 30 kWh, do wyjazdu o 6:00 rano. W zależności od temperatury takie ładowanie pozwala na trasę od 100 do 200 km w ciągu dnia.

Największym wyzwaniem dla posiadaczy samochodów elektrycznych jest konieczność odbywania dłuższych tras: zarówno krajowych, jak i zagranicznych. Taka podróż staje się wyzwaniem, które wymaga dokładnego planowania: odległość między stacjami ładowania, czas ładowania, odpoczynek itp.

Jestem zwolennikiem samochodów elektrycznych, ale uważam, że najlepiej sprawdzają się one w ruchu miejskim. Najlepszym rozwiązaniem w dzisiejszej motoryzacji wydają się być hybrydy plug-in, które łączą zalety ekonomicznego samochodu elektrycznego do miasta z wygodami samochodu spalinowego na dłuższe trasy.

Czy powinniśmy z tym skończyć?

Przede wszystkim zauważmy, że rynek samochodów z silnikami spalinowymi doświadczył podobnych jak „elektryki” problemów już ponad 100 lat temu. Wpływ na to miały astronomiczne ceny aut, 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 dzięki samochodom). Wszyscy natomiast wiemy, jak samochody stały się nieodzowną częścią każdego nowoczesnego krajobrazu.

Obecne problemy rynku samochodów elektrycznych nie oznaczają, że sytuacja znalazła się w ślepym zaułku, ale wymaga systemowego podejścia do rozwiązania. Przykład Polski nie jest wyjątkiem. Większość krajów rozwijających transport elektryczny boryka się z podobnymi wyzwaniami.

Najnowsze dyrektywy Rady Europy już teraz dążą do wyeliminowania konieczności korzystania z aplikacji mobilnych czy rejestracji podczas ładowania, a tak że przewidują ujednolicenie standardów ładowania zarówno dla producentów samochodów, jak i ładowarek. Jednocześnie większość gigantów technologicznych intensywnie pracuje nad innowacyjnymi metodami oszczędzania 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.

***

Polski sektor energetyczny wymaga globalnego przeformatowania i modernizacji. Wszystkie możliwe propozycje, które są obecnie zgłaszane do rozpatrzenia w ramach projektów różnych funduszy, można porównać do leczenia umierającego środkami przeciwbólowymi. Nie rozwiązujemy problemu, ale dajemy chwilowe złudzenie poprawy. Nasz system energetyczny jest dość niezrównoważony, ze względu na rosnący udział odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym i ogólny ruch w kierunku zielonej energii. Niestety rozwój zdolności manewrowych w energetyce nie następuje. Istnieją jedynie zachęty do przejścia w kierunku wykorzystania odnawialnych źródeł, a ostatnio do tworzenia węzłów energetycznych z wykorzystaniem magazynów energii.

Główną cechą nowoczesnej energetyki odnawialnej wśród inwestorów jest bezpośrednie żądanie zwrotu z inwestycji poprzez sprzedaż wytworzonej energii, a nie tworzenie zdecentralizowanych i autonomicznych warunków do prowadzenia własnej działalności. Takie zachowanie rynku prowadzi do nadwyżki mocy w słoneczne dni, a jednocześnie do niemożności zaspokojenia popytu w godzinach szczytu. Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że liczba takich produktywnych dni w ciągu roku jest niewielka.

Z drugiej strony, samo zachęcanie do zwiększania liczby pojazdów elektrycznych tylko pogorszy sytuację. Wiadomo, że do 2030 r. planuje się całkowitą rezygnację z użycia paliw kopalnych do produkcji energii elektrycznej, ale nie podejmuje się żadnych kroków w celu stworzenia realnej alternatywy dla stabilnego wytwarzania energii elektrycznej, z wyjątkiem rozmów na konferencjach.

 

Artykuł pierwotnie ukazał się w magazynie Kierunek Energetyka 5-6/2024