Czy zastanawialiście się kiedyś, co się stanie z sieciami energetycznymi, gdy wszyscy przesiądziemy się na elektryki i wymienimy gazowe podgrzewacze na elektryczne? Większość ekspertów obawia się przeciążenia infrastruktury. Badania australijskich naukowców sugerują jednak, że problem ten może sam w sobie nieść rozwiązanie.
Gigantyczny magazyn energii na kółkach
Australijscy naukowcy wyliczyli, że w pełni zelektryfikowanej przyszłości każdy mieszkaniec może dysponować średnio około 46 kWh magazynowanej energii – zarówno w bateriach samochodów elektrycznych, jak i w systemach ciepłej wody. To może nie brzmi imponująco, ale przemnóżcie to przez miliony użytkowników.
W skali całej Australii połączone magazyny energii w pojazdach elektrycznych i podgrzewaczach wody mogłyby osiągnąć ponad 1000 GWh. Dla porównania – to prawie trzykrotnie więcej niż planowana pojemność projektu Snowy 2.0 (350 GWh) oraz wszystkich istniejących baterii sieciowych razem wziętych.
Technologia V2G już działa w praktyce
Koncepcja wykorzystania pojazdów elektrycznych jako magazynów energii to nie teoria przyszłości – to rzeczywistość obecna. Technologia Vehicle-to-Grid (V2G) umożliwia dwukierunkowy przepływ energii między bateriami samochodów a siecią energetyczną.
Praktyczne przykłady zastosowania tej technologii można znaleźć w całej Europie. W 2023 roku w Niemczech systemy V2G pomogły utrzymać stabilność sieci podczas trudnych warunków energetycznych, pokazując, że pojazdy elektryczne mogą skutecznie wspierać infrastrukturę energetyczną.
Tesla rozwija tę koncepcję na skalę przemysłową za pomocą swojego systemu Autobidder – platformy, która agreguje tysiące domowych Powerwalli w wirtualne elektrownie. System operuje już w Australii Południowej, gdzie pomaga stabilizować sieć energetyczną i obniżać ceny energii przez zwiększanie konkurencji na rynku.
Europa prowadzi wdrażanie V2G
Holandia stała się pionierem wdrażania V2G na szeroką skalę. W Utrechcie uruchomiono pierwszą w Europie dużą sieć car-sharingu wykorzystującą technologię V2G – 50 samochodów Renault 5 E-Tech z dwukierunkowymi ładowarkami. Projekt ma zostać rozszerzony do 500 pojazdów. Volkswagen przygotowuje własny pilotaż w szwedzkiej Hudiksvall z 200 pojazdami ID. i dwukierunkowymi ładowarkami.
W Danii trwają testy pokazujące, że technologia V2G może zmniejszyć potrzebę wzmacniania sieci o 50%. To konkretne korzyści finansowe – unikanie kosztownych rozbudów infrastruktury sieciowej.
Canberra pokazuje drogę
Stolica Australii od 2020 roku jest w 100% zasilana energią odnawialną i dąży do neutralności węglowej do 2045 roku. Badacze sprawdzili, jak elektryfikacja może wpłynąć na lokalną sieć energetyczną.
Wyniki są obiecujące. Inteligentne zarządzanie ładowaniem samochodów i podgrzewaniem wody mogłoby przesunąć około 5 kWh energii na osobę dziennie – to około jednej trzeciej średniego dziennego zużycia każdego mieszkańca Canberry.
Bez właściwego zarządzania szczytowe obciążenie wzrosłoby o 34%. Jednak przy przesunięciu ładowania i podgrzewania na godziny nocne wzrost można ograniczyć do zaledwie 16%. To oznacza oszczędności miliardów dolarów na rozbudowie sieci energetycznej.
Inteligentne podgrzewacze wody: ukryta bateria w każdym domu
Podczas gdy pojazdy elektryczne przyciągają więcej uwagi, elektryczne podgrzewacze wody mogą być równie wartościowym zasobem. W Ameryce Północnej około 50 milionów domów posiada elektryczne podgrzewacze wody, a badania pokazują, że inteligentny podgrzewacz może przynosić właścicielowi 172-216 dolarów rocznie z tytułu świadczenia usług sieciowych.
Kalifornijska PG&E testuje program WatterSaver z udziałem 5000-9000 klientów, którzy będą instalować inteligentne podgrzewacze zdolne do gromadzenia nadwyżek energii słonecznej w ciągu dnia i wykorzystywania jej wieczorem. Rheem już oferuje podgrzewacze z wbudowaną funkcją demand response, które automatycznie dostosowują zużycie energii do potrzeb sieci.
Magazyny w ruchu
Ciekawe jest to, że te nowe zasoby energetyczne nie stoją w miejscu. W godzinach pracy baterie pojazdów koncentrują się w dzielnicach biurowych, gdzie parkują samochody. W niektórych dzielnicach Canberry pojemność magazynowa wzrasta w ciągu tygodnia pracy nawet o 31%.
To właśnie tam warto instalować inteligentne ładowarki i tworzyć wirtualne elektrownie, które mogą koordynować czas poboru energii przez urządzenia domowe i pojazdy elektryczne.
Wyzwania do pokonania
Mimo obiecujących możliwości technologia wciąż napotyka przeszkody. Koszt dwukierunkowej ładowarki to obecnie 6000-10000 dolarów w porównaniu do 500-1500 dolarów za standardową ładowarkę poziomu 2. Nie wszystkie pojazdy elektryczne obsługują V2G – obecnie tylko Nissan, Hyundai, Mitsubishi, Ford, Genesis i Kia oferują modele z tą funkcjonalnością.
Co należy zrobić?
Aby wykorzystać pełny potencjał tych nowych magazynów energii, rządy i firmy energetyczne powinny:
- Zachęcać do instalacji inteligentnych ładowarek i podgrzewaczy wody.
- Rozwijać dynamiczne systemy cenowe, które lepiej odzwierciedlają rzeczywistą podaż i popyt.
- Koncentrować się na instalacji ładowarek dla pojazdów elektrycznych w miejscach pracy w obszarach o wysokiej gęstości zaludnienia.
- Rozwijać inteligentne systemy energetyczne, które mogą agregować urządzenia z poszczególnych gospodarstw domowych w dużą flotę wspierającą sieć.
Miasta jako elastyczne huby energetyczne
W miarę jak kraje coraz bardziej stawiają na elektryczność, miasta przestają być tylko konsumentami energii. Stają się elastycznymi hubami energetycznymi, które mogą pomagać w równoważeniu podaży i popytu.
Czytaj też:
Kto by pomyślał, że zwykłe podgrzewacze wody i samochody elektryczne mogą stać się kluczem do czystej energetycznej przyszłości? Badania sugerują, że do końca tej dekady baterie pojazdów elektrycznych będą mogły zaspokoić zapotrzebowanie na krótkoterminowe magazynowanie energii. A może to właśnie początek rewolucji, która odmieni sposób, w jaki myślimy o sieciach energetycznych.