Мнение / январь 2020
Электросети для электрокаров

Алексей Бурочкин
директор по маркетингу Eaton в России и Казахстане.
© ComNews
09.01.2020

Рынок экологически чистого транспорта развивается уверенными темпами. По данным Международного энергетического агентства, в 2018 году количество электрокаров в мире выросло на 70% по сравнению с 2017 годом. В Германии, Нидерландах и Норвегии уже появились планы запретить двигатели внутреннего сгорания. Реалистичны ли они? Да, но при выполнении одного необходимого условия — создания зарядной инфраструктуры, которая потребует не только количественных, но и качественных изменений существующих энергосетей.

Проблема роста потребляемой энергии

Электрокары — дополнительная нагрузка на энергосети. Причём, достаточно серьёзная. Например, если 90% британского автопарка перейдёт на электричество, то это потребует 18 ГВт дополнительной энергии, что ровно в два раза больше потенциала семи британских АЭС.

Проблема настолько глобальна, что даже крупные компании предпочитают её не замечать, когда реализуют свои перспективные проекты, ориентированные на создание инфраструктуры энергоснабжения электрокаров. Например, в конце прошлого года концерн Volkswagen обнародовал планы по созданию мобильной станции быстрой зарядки, работающей по принципу Power Bank. Ёмкость такой станции может достигать 360 кВт·ч, что позволяет зарядить до 15 машин. Сам процесс зарядки будет занимать менее 20 минут, что является в принципе приемлемым показателем.

Такая система не требует наличия внешнего источника питания при зарядке электрокаров. Тем не менее, сами аккумуляторы всё равно придётся заряжать. Безусловно, задачу доставки энергии к потребителю такие станции решат, но проблема её глобальной нехватки никуда не денется.

Проблема пиковой мощности

Впрочем, основанные на аккумуляторах системы успешно решают другую проблему, связанную с ростом пиковой мощности. Очевидно, что лучшее время для зарядки электрокара — ночь, когда машина всё равно стоит на парковке. Не менее очевидно, что все автовладельцы будут заряжать автомобили именно в это время.

В начале этого года Минэнерго РФ предложило ввести социальную норму потребления электроэнергии равную 300 кВт·ч в месяц. А всего одна зарядка штатного аккумулятор Tesla Model S с ёмкостью 85 кВт·ч сравнима с её недельным значением.

Но самое главное заключается в том, что быстрая домашняя зарядка Tesla Power Wall Connector требует мощности в 20 кВт. Ни кабели, ни трансформаторы значительной части домовладений на это попросту не рассчитаны и у нас и за рубежом. Если даже небольшая часть жильцов не самого современного многоквартирного дома или посёлка решит перейти на электрокары, то это чревато блэкаутом.

Наиболее амбициозный проект, связанный с накоплением энергии — создание системы резервного электроснабжения стадиона "Йохан Кройф Арена". Комплекс, состоящий из 4200 солнечных панелей, ветрогенераторов и решения Eaton xStorage, способен заметно снизить нагрузку на общественные сети. Один из вариантов использования излишков — подзарядка электромобилей на расположенной вблизи объекта парковке.

Одно из возможных решений проблемы — переход на медленные системы заряда. Но за это придётся расплачиваться увеличением количества точек и размещением их только в местах длительной стоянки. С другой стороны, быстрые станции эффективней компенсируют реактивную мощность. Правда, происходит это не постоянно — во время простоя зарядная станция превращается в потребителя. Проведённое китайскими специалистами исследование показало, что для снижения потерь можно использовать шунтирующие конденсаторы, но разработка оптимальной схемы пока не завершена.

Разработчики решений предлагают разные варианты решения описанных выше проблем. Так, в Италии создана технология JuiceLamp, позволяющая интегрировать зарядную инфраструктуру в систему уличного освещения. Созданные на её основе решения отличаются высокой производительностью и позволят одновременно заряжать два автомобиля.

Ещё одно решение проходит полевое тестирование в Нидерландах — там стартовал открытый проект Living Lab Smart Charging, цель которого — создание интеллектуальных станций зарядки. Она будет отслеживать пики потребления энергии и сопоставлять их с пиками производства. Это позволит автовладельцам выбрать оптимальное время для подзарядки.

Возврат мощности в сеть

Одна из особенностей электрокара заключается в том, что он может быть не только потребителем, но и источником энергии. Это концепция получила название V2G (Vehicle-to-Grid).

Первые проекты в этой области появились в Великобритании и Италии. А наибольший экономический эффект был достигнут в Дании — там V2G приносит около €1300 в год.

Но и это решение нельзя считать законченным. Один из возможных рисков V2G заключается в росте вероятности возникновения нестабильности сетевого напряжения при слишком быстром разряде батареи. Чтобы исключить это влияние, требуются специальные контроллеры.

Поиски решений продолжаются

Поскольку развитие электротранспорта требует радикальных изменений системы энергоснабжения, компании продолжают разработку наиболее эффективных решений. Но пока такие решения представляют собой только кусочки паззла, которые ещё предстоит сложить в единую картину. И кусочков потребуется куда больше, чем есть сейчас.

Очевидно, что для эффективной модернизации сетей необходим прежде всего опыт, который требует увеличения количества электрокаров. Возможно, необходимые данные будут получены в результате проекта Optimise Prime, в рамках которого планируется выпустить на дороги около 3 тыс. электрокаров до конца 2021 года.

Таким образом, поводы для оптимизма имеются. Безусловно, тотальная электрификация транспорта — длинный путь, на котором будут и неудачные проекты, и несбывшиеся прогнозы. Но итог один — модернизация сетей электроснабжения. Хотя бы потому, что других вариантов нет.