Elektromobily jako podpůrná služba? Chybí obchodní model
Nabíjení elektromobilu, foto © TZB-info
Elektromobil je pojízdná baterie s velmi vysokou kapacitou, která po většinu času nečinně stojí. V tu chvíli by mohla poskytovat podpůrné služby síti, ale zatím se tak neděje. Proč?
Na téma akumulace elektřiny jsme hovořili s Oliverem Kochem, provozním ředitelem německé firmy sonnen, jednoho z největších výrobců domácích baterií na světě. Na konferenci Smart energy forum jsme s ním udělali rozhovor na téma domácí fotovoltaiky a sdílení elektřiny. Další část rozhovoru se stočila na elektromobily.
- První část rozhovoru: Oliver Koch: nakupujte elektřinu od sousedů! Je čistá a dostupná
Ve své přednášce jste zmínil, že sonnen bude pronajímat elektrická auta. Uvažovali jste také o možnosti využívat jejich baterii pro podpůrné služby, tzv. „vehicle to grid“?
To je trochu náročnější, pojďme se podívat, proč. Typický případ využití domácí baterie je, že přes den nabíjíte a přes noc vybíjíte. Během roku vám tak baterie udělá zhruba 250 cyklů nabití a vybití, to je 2500 cyklů za 10 let. Tolik cyklů musí baterie ustát, aby vydržela 10 let. To je mnohem víc, než zvládne váš telefon. Ten obvykle nabíjíte jednou denně a po třech, čtyřech letech baterie začne odcházet, a to má za sebou zhruba 1000 cyklů. Domácí baterie musí zvládnout 2500 cyklů. A naše baterie dají 2500 těchto cyklů, ale k tomu ještě zvládnou poskytovat podpůrné služby pro síť.
Proč se uvažuje o službě "vehicle to grid" (automobil do sítě)
Zatímco domácí baterie má běžně hodnotu 4 – 15 kilowatthodin, baterie v elektromobilech mívají kapacitu 20 – 100 kilowatthodin. Dvě desítky aut na parkovišti připojených k síti už mohou představovat kapacitu v řádu megawatthodin, která by mohla být k dispozici na síťové služby. Jak se však ukazuje, tato služba není ani tak otázka techniky, jako správného ocenění opotřebení baterie. Zatím mohou elektrická auta pomáhat alespoň tak, že, bude-li to možné, se budou nabíjet v době, kdy to bude síti nejvíce vyhovovat.
Takže musí vydržet víc cyklů…
Ano. Ale neprobíhá to tak, že by přišel operátor sítě a řekl „potřebuji teď elektřinu na 4 hodiny“. Místo toho za námi přijde a řekne „potřebuji teď 10 megawattů v této oblasti po 20 vteřin, 5 vteřin, minutu, 10 minut“. A když se tato zátěž sečte, dá to zhruba jeden další cyklus denně na dané baterii. To znamená, že potřebujeme takovou technologii akumulátorů, která zvládne ne 2500, ale 5000 nebo 7000 cyklů. A ne jen jako reklamní slogan, pro náš obchodní model je tento parametr naprosto zásadní, ta baterie to musí opravdu vydržet. Takže my, Sonnen, musíme používat jinou technologii než většina ostatních společností, abychom dosáhli takto vysoké cyklické životnosti. Ta je mnohem vyšší, než co zvládne baterie ve vašem telefonu nebo notebooku. Proto používáme lithium železo fosfátové baterie (LiFePo4) místo klasického NMC (nikl mangan kobalt oxid), který nejčastěji potkáte právě v telefonech, domácích bateriích nebo v elektromobilech. LFP baterie jsou větší, proto je v elektromobilech moc nenajdete, když už, tak v autobusech, ale mají vyšší cyklickou životnost.
Tím se dostáváme zpátky k elektromobilům. Ty dnešní zvládnou řekněme 400 kilometrů na jedno nabití. Takže pokud jde o technologii baterií, budou výrobci automobilů používat takovou, která vydrží přibližně 500 – 1 000 cyklů. To se zdá málo, ale při 500 cyklech to znamená nájezd 200 000 kilometrů, než budete muset vyměnit baterii. Při 1 000 cyklech to bude 400 000 kilometrů, než bude nutná výměna baterie. To znamená, že životnost takové baterie může překročit životnost zbytku auta.
Klíčovou hodnotou pro výrobce aut proto není cyklická životnost, ale energetická hustota. A tím se dostáváme elektromobilům jako podpoře sítě. Většina elektrických aut, respektive jejich vestavěný měnič, dnes neumí elektřinu posílat přes nabíjecí konektor zpět do sítě. Umí ze sítě jen brát a nabíjet baterii. Samozřejmě by tam mohli dát měnič, který oboustranné nabíjení umí, ale důvod, proč to neudělají, je právě nízká cyklická životnost. Pokud byste chtěl některý z těch 500 cyklů využívat na služby síti, potřeboval byste – opět – obchodní model! Proč?
Jako zákazník jste si koupil skvělé elektrické auto, které máte rád a víte, že jeho baterie má životnost třeba těch 500 cyklů. Kolik by vám musel někdo zaplatit, abyste se vzdal 0,1 % jeho životnosti? Ta částka by nejspíš byla docela vysoká. Z technického hlediska je služba „vehicle to grid“ v pohodě dosažitelná. Ale má-li se používat, musí automobilky a síťoví operátoři vymyslet takový obchodní model, abyste byl jako majitel auta ochoten obětovat cenné nabíjecí cykly pro stabilitu sítě.
Zároveň víme, že průměrné auto 95 % svého života stojí. Takže když teď mám své auto zaparkované a někdo by mi nabídl, že mi může vydělávat peníze…
Rozhodně, ale to je to, co říkám. Potřebujete obchodní model. Třeba mobilní aplikaci, která vám řekne „teď operátor sítě potřebuje 10 kW, přijímáte částku 100 korun?“ a vy byste buď souhlasil, nebo ne. To je funkční obchodní model. Ale někdo ho bude muset vytvořit, nebudete dávat cyklickou životnost své baterie zadarmo.
Nestálo by za to pro tento obchodní model upravit i autobaterie, aby vydržely víc cyklů?
Automobilky samozřejmě vyvíjejí baterie, které vydrží déle, ale z hlediska samotného auta to není potřeba. Můžete mít baterii, která vydrží 5 000 cyklů, ale kdo potřebuje auto, které ujede dva miliony kilometrů? U baterie pro auto dává smysl investovat třeba do vyšší bezpečnosti, ale ne do cyklické životnosti.
A samozřejmě jsou tady další otázky, které by výrobci museli vzít v potaz. Třeba záruku na baterii, kterou zpravidla výrobce dává při prodeji elektroauta. Asi nebude chtít ručit za baterii zákazníkovi, když ji bude využívat i distributor. Služba „vehicle to grid“ je o obchodním modelu, ne o technice. Baterie i měniče jsou stará technologie, s těmi umíme pracovat. Je to o nalezení nových obchodních modelů, které budou hlavním pohonem energetické revoluce.