Redukcja emisji i stabilizacja sieci
Jednym z głównych i oczywistych zarazem celów zrównoważonego rozwoju jest redukcja emisji CO2. Pojazdy elektryczne zasilane energią z OZE, taką jak energia słoneczna czy wiatrowa, mogą znacząco przyczynić się do osiągnięcia tego celu. Tradycyjne źródła energii, oparte na paliwach kopalnych, są głównymi źródłami emisji gazów cieplarnianych, które przyczyniają się do globalnego ocieplenia. Wykorzystanie energii odnawialnej do ładowania EV może znacząco zmniejszyć ślad węglowy transportu.
Stabilizacja sieci energetycznych jest kolejną korzyścią wynikającą z integracji OZE i elektromobilności. Systemy energetyczne oparte na odnawialnych źródłach energii są bardziej narażone na zmienność produkcji energii z powodu zmiennych warunków pogodowych. Pojazdy elektryczne mogą działać jako mobilne magazyny energii, pomagając w zarządzaniu zmiennością produkcji i popytu.
Technologie wspierające integrację
Technologia Vehicle-to-Grid (V2G) jest jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań w zakresie integracji EV i OZE. V2G pozwala na dwukierunkowy przepływ energii między pojazdem a siecią energetyczną. Oznacza to, że pojazdy elektryczne mogą nie tylko pobierać energię z sieci, ale także ją dostarczać, gdy jest to potrzebne. Dzięki temu EV mogą pomóc w stabilizacji sieci, oddając energię w szczytowych momentach zapotrzebowania lub magazynując nadmiar energii z OZE w okresach niskiego zapotrzebowania.
Nawet Nissan Leaf, jeden z pionierskich samochodów elektrycznych, jest już wyposażony w technologię V2G.
W Japonii i niektórych krajach europejskich prowadzone są programy pilotażowe, które pokazują, jak V2G może pomóc w zarządzaniu obciążeniem sieci energetycznych. Na przykład w Niemczech, dzięki współpracy między Nissanem a firmą energetyczną EnBW, właściciele Nissanów Leaf mogą korzystać z programów, które pozwalają im na sprzedaż energii z powrotem do sieci. A to jedynie wybiórczy przykład, temat wykorzystania samochodów zeroemisyjnych jako magazynów energii dotyczy całej gamy EV, o czym wielokrotnie wspominaliśmy na łamach magazynu Elektromobilni.
Inteligentne sieci energetyczne (Smart Grid) to kolejny kluczowy element umożliwiający efektywną integrację EV i OZE. Smart Grid wykorzystuje zaawansowane technologie informatyczne do monitorowania i zarządzania przepływem energii w sieci. Pozwala to na bardziej efektywne wykorzystanie dostępnych zasobów energetycznych i lepsze zarządzanie zmiennością produkcji energii z OZE. Dzięki Smart Grid, możliwe jest także lepsze zarządzanie ładowaniem pojazdów elektrycznych, co przyczynia się do zmniejszenia obciążenia sieci energetycznych.
Projekt “Smart Grid Gotland” w Szwecji jest doskonałym przykładem tego, jak inteligentne sieci mogą wspierać integrację OZE i elektromobilności. Gotland, największa wyspa na Morzu Bałtyckim, ma ograniczone połączenia z kontynentalną siecią energetyczną. Dzięki inwestycjom w technologie Smart Grid, Gotland jest w stanie lepiej zarządzać zmiennością produkcji energii wiatrowej i słonecznej oraz optymalizować ładowanie EV, co prowadzi do zwiększenia stabilności sieci i efektywności energetycznej.
Wyzwania technologiczne i infrastrukturalne
Rozwój infrastruktury ładowania jest jednym z głównych wyzwań związanych z integracją EV i OZE. Obecnie dostęp do stacji ładowania jest nierównomierny, zwłaszcza w regionach wiejskich i mniej rozwiniętych. Rozbudowa sieci ładowania wymaga znacznych inwestycji, zarówno ze strony sektora publicznego, jak i prywatnego. Wymaga to także współpracy z operatorami systemów energetycznych w celu zapewnienia, że stacje ładowania są zintegrowane z siecią energetyczną w sposób, który maksymalizuje wykorzystanie OZE.
Magazynowanie energii jest kolejnym kluczowym elementem umożliwiającym efektywną integrację OZE i elektromobilności. Baterie stacjonarne mogą przechowywać nadmiar energii z OZE, która może być następnie wykorzystana do ładowania pojazdów elektrycznych w okresach wysokiego zapotrzebowania. Technologia magazynowania energii rozwija się dynamicznie, a jej koszty stopniowo maleją, ale na optymalne, z punktu widzenia producentów i konsumentów, rozwiązania przyjdzie nam jeszcze poczekać.
W Stanach Zjednoczonych liderem w dziedzinie technologii magazynowania energii jest Tesla. Firma oferuje rozwiązania takie jak Powerwall, które umożliwiają magazynowanie energii z paneli słonecznych i wykorzystanie jej do ładowania pojazdów elektrycznych. Dzięki temu użytkownicy mogą korzystać z energii odnawialnej w sposób bardziej efektywny i niezależny od sieci energetycznej.
Polityka i regulacje
Regulacje i polityka odgrywają kluczową rolę w promowaniu integracji EV i OZE. W Polsce rząd wprowadza różne inicjatywy mające na celu wsparcie rozwoju elektromobilności i odnawialnych źródeł energii. Program “Mój Prąd” i “Czyste Powietrze” to tylko niektóre z działań, które mają na celu zwiększenie udziału OZE w miksie energetycznym i promowanie zakupu pojazdów elektrycznych poprzez ulgi podatkowe i dotacje. Program “Mój Prąd” oferuje dofinansowanie na instalację paneli fotowoltaicznych, co zachęca gospodarstwa domowe do inwestowania w OZE. Z kolei “Czyste Powietrze” wspiera wymianę starych, nieefektywnych źródeł ciepła na nowoczesne i ekologiczne rozwiązania, co przyczynia się do poprawy jakości powietrza i zwiększenia dziś stosunkowo niewielkiego udziału OZE w miksie energetycznym.
W Europie, unijne regulacje dotyczące limitów emisji CO2 dla nowych samochodów oraz dyrektywy wspierające rozwój infrastruktury ładowania EV i OZE przyczyniają się do przyspieszenia transformacji energetycznej. Unia Europejska wprowadza również programy finansowania, takie jak Horizon Europe, które wspierają badania i innowacje w dziedzinie elektromobilności i odnawialnych źródeł energii. Dyrektywa RED II (Renewable Energy Directive) nakłada na państwa członkowskie obowiązek zwiększenia udziału energii odnawialnej w różnych sektorach gospodarki, w tym w transporcie, co ma bezpośredni wpływ na rozwój elektromobilności zasilanej OZE.
W Stanach Zjednoczonych, polityka federalna i stanowa odgrywa ważną rolę w promowaniu elektromobilności i OZE. Kalifornia jako lider w dziedzinie czystej energii, wprowadza surowe normy emisji i programy wsparcia dla EV i OZE. Programy takie jak “Clean Vehicle Rebate Project” (CVRP) oferują dotacje na zakup pojazdów elektrycznych, co zachęca konsumentów do przejścia na bardziej ekologiczne środki transportu. Ponadto, ustawa “Bipartisan Infrastructure Law” (BIL) z 2021 roku przeznacza miliardy dolarów na rozwój infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych i modernizację sieci energetycznych, co sprzyja integracji OZE.
Rozwój infrastruktury ładowania możliwy dzięki OZE
Na naszym polskim „podwórku” jednym z bardziej znaczących projektów – ze względu na skalę – jest inicjatywa podjęta przez Greenway Polska, który rozwija sieć stacji ładowania pojazdów elektrycznych w całym kraju. Greenway współpracuje z lokalnymi samorządami oraz przedsiębiorstwami, aby zwiększyć dostępność i wygodę korzystania z EV.
Mianowicie, Greenway planuje zainstalować opartych na OZE ponad 2000 punktów ładowania w całej Polsce do 2025 roku, co umocni miejsce firmy na pozycji lidera na rynku publicznych stacji ładowania.
Kolejnym przykładem jest projekt “ElectroMobility Poland”. Firma pod tą samą nazwą dąży do produkcji polskiego samochodu elektrycznego o nazwie Izera. Inicjatywa ta ma na celu nie tylko rozwój krajowej produkcji EV, ale także stworzenie ekosystemu wspierającego elektromobilność, w tym rozwój infrastruktury ładowania i integrację z OZE.
Jeśli zapadnia pozytywna decyzja rządzącej dziś koalicji, co do kontynuacji projektu, będzie to spory krok w stronę rozwoju e-mobility w Polsce, a także kolejny element „układanki” związanej z zieloną transformacją energetyczną.
W Europie warto zwrócić szczególną uwagę na kraje skandynawskie. Region ten jest liderem w zakresie elektromobilności, a współpraca między Norwegią, Szwecją, Danią i Finlandią w zakresie rozwijania infrastruktury ładowania i promowania EV jest przykładem naśladowania. Norwegia, w szczególności, osiągnęła imponujące wyniki, gdzie ponad 54% wszystkich sprzedanych samochodów w 2020 roku stanowiły EV. Jest to możliwe dzięki silnym wsparciu rządowemu, ulgom podatkowym oraz inwestycjom w infrastrukturę ładowania, zasilaną w dużej mierze z OZE.
W Niemczech program “KfW 440” oferuje dotacje na instalację prywatnych stacji ładowania, co zwiększa dostępność infrastruktury i promuje korzystanie z pojazdów elektrycznych. W ramach tego programu użytkownicy mogą otrzymać do 900 euro dofinansowania na zakup i instalację domowej stacji ładowania. Dzięki temu więcej gospodarstw domowych decyduje się na inwestycje w EV, co przyczynia się do wzrostu udziału OZE w transporcie.
W Stanach Zjednoczonych, projekt “SmartCharge New York” jest doskonałym przykładem synergii między OZE a elektromobilnością. Inicjatywa ta, prowadzona przez Con Edison, operatora sieci energetycznej w Nowym Jorku, zachęca właścicieli EV do ładowania swoich pojazdów w godzinach, gdy dostępność energii odnawialnej jest najwyższa. Uczestnicy programu otrzymują nagrody za unikanie ładowania w okresach szczytowego zapotrzebowania, co pomaga w zarządzaniu obciążeniem sieci i promuje bardziej zrównoważone wykorzystanie energii.
W Kalifornii, projekt “Power Your Drive” realizowany przez San Diego Gas & Electric (SDG&E) jest kolejnym przykładem integracji OZE i elektromobilności. Projekt ten obejmuje instalację stacji ładowania w miejscach publicznych i budynkach wielorodzinnych, zasilanych energią odnawialną. SDG&E oferuje również dynamiczne ceny energii elektrycznej, co zachęca do ładowania pojazdów w godzinach, gdy energia odnawialna jest najtańsza i najbardziej dostępna.
Zaniechania generują problemy
Nie da się ukryć, że Polska w dziedzinie OZE i emisji szkodliwych substancji zmarnowała wiele lat, a w tym czasie Europa „odjechała” nam dość znacznie w tych segmentach. Sytuacja ta generuje dziś dla nas szereg problemów dotyczących m.in. sektora bateryjnego, ściśle skorelowanego przecież z elektromobilnością o czym było ostatnio głośno.
„Komisja Europejska prowadzi właśnie intensywne prace nad 40 aktami wykonawczymi do tzw. Rozporządzenia Bateryjnego. Jedna z konsultowanych regulacji, dotycząca obliczania śladu węglowego baterii produkowanych do pojazdów elektrycznych, może w najgorszym scenariuszu doprowadzić do zamknięcia szeregu zakładów bateryjnych w Polsce. To olbrzymie ryzyko dla polskiej gospodarki. W pierwszym kwartale b.r. wartość eksportu baterii z Polski przekroczyła 12 mld zł” – podkreśliło ostatnio Polskie Stowarzyszenie Nowej Mobilności (PSNM).
– Proponowana metodologia obliczania śladu węglowego baterii ma uwzględniać emisje CO2 w miksie energetycznym danego kraju. W oczywisty sposób faworyzuje to producentów z państw członkowskich, które już dziś korzystają głównie z odnawialnych źródeł energii lub energii jądrowej, zamykając tym samym drogę do nowych inwestycji w Polsce i innych krajach Europy Środkowo-Wschodniej z mniej ekologicznym miksem energetycznym, wciąż opartym przede wszystkim na paliwach kopalnych. I o ile dążenie do dekarbonizacji łańcuchów dostaw jest koniecznością i kierunkiem, z którym oczywiście się zgadzamy, o tyle osiągnięcie tego celu powinno nastąpić w sposób sprawiedliwy względem państw, które ze względów politycznych i ekonomicznych mogły rozpocząć transformację energetyczną znacznie później niż kraje Europy Zachodniej – stwierdził Aleksander Rajch, członek zarządu PSNM.
– Działania promujące konkurencyjność jedynie tych krajów, które już teraz mają w swoim miksie energetycznym większość odnawialnych źródeł energii lub energii jądrowej, mogą zabrać równe szanse krajom regionu CEE, które dopiero rozpoczęły proces dekarbonizacji i transformacji energetycznej, a jest to proces długotrwały – dodał Bartek Kras, VP Impact Clean Power Technology.
“Zielonych” stacji sporo
Chociaż dostęp do taniej energii z OZE jest wciąż w naszym kraju mocno ograniczony, to nie wszystkie segmenty korelacji zielonej energii i elektromobilności “kuleją”. Z analizy rynku dokonanej przez Powerdot wynika, że co najmniej 40% całego rynku usług ładowania aut elektrycznych w Polsce jest “zielone”, . Warto przypomnieć, że portugalski operator chce postawić m.in. 600 stacji ładowania we współpracy z Biedronką.
– W praktyce udział tego typu obiektów w całym rynku może być większy niż 40 proc. ze względu, m.in. na obecność stacji ładowania w ekologicznych biurowcach i hotelach, których nie uwzględniliśmy w naszej symulacji. Można śmiało założyć, że w tym roku co druga stacja działająca w naszym kraju będzie zasilana prądem z OZE – powiedział niedawno Grigoriy Grigoriev, CEO Powerdot w Polsce.
Czego nam potrzeba?
Synergia między elektromobilnością a odnawialnymi źródłami energii ma ogromny potencjał w walce ze zmianami klimatycznymi i poprawie efektywności energetycznej. Wykorzystanie OZE do zasilania EV może znacznie zmniejszyć emisje CO2, podczas gdy technologie takie jak V2G i Smart Grid mogą przyczynić się do stabilizacji sieci energetycznych i optymalizacji wykorzystania energii. Pomimo licznych wyzwań technologicznych i infrastrukturalnych, korzyści wynikające z integracji tych sektorów są nieocenione.
Odpowiednie wsparcie polityczne, rozwój technologiczny oraz skuteczna współpraca pomiędzy sektorem publicznym a prywatnym mogą przyspieszyć proces transformacji energetycznej, prowadząc do bardziej zrównoważonej i ekologicznej przyszłości. Przykłady z Polski i innych krajów pokazują, że możliwe jest osiągnięcie znacznych postępów w tej dziedzinie, jeśli tylko zostaną podjęte odpowiednie działania. Wzrost liczby stacji ładowania, rozwój technologii magazynowania energii oraz wsparcie dla produkcji i zakupu pojazdów elektrycznych to kluczowe elementy, które mogą przyczynić się do sukcesu tej transformacji.
Maksym Berger
