V Evropě se bude jezdit na elektřinu. Bude jí dostatek? A co infrastruktura?

18. Energetický kongres se odehrál 10. a 11. dubna v pražském OK Systému. Kongres, standardně v režii společnosti Business Forum, se opět zaměřil na nejnovější témata v energetice. Jedním z hlavních námětů kongresu byla elektromobilita.

Elektromobilita je fakt

Elektromotory s bateriemi se jeví jako alternativní pohon s největší perspektivou, nástup elektrických aut však nebude okamžitý. Proti jejich rychlému rozšíření aktuálně stojí nízká cena ropy a vysoká cena lithiových baterií. Nicméně aby evropské automobilky splnily limit průměrných emisí flotily svých modelů 95 g CO₂/km, respektive 68 – 80 g CO₂/km od roku 2025, musí mezi své modely zařadit elektromobil. Automobily na CNG a hybridy sice mají nízké emise, ale na snížení průměrné hodnoty emisí celé flotily na takto přísné limity to nestačí. Auta na vodík by emisním limitům také vyhověla, ale na jejich rozšíření je příliš krátká doba, navíc je těžší pro ně vybudovat infrastrukturu (výroba, skladování a tankování vodíku). Když automobilka limit nesplní, platí vysoký sankční poplatek za každý registrovaný automobil a gram CO₂ nad limit. „Z tohoto důvodu každá evropská automobilka buď musí v nejbližších letech začít vyrábět a prodávat elektromobily, nebo končí,“ uvedl na energetickém kongresu Jaromír Vorel, jednatel Ško-Energo. Jako čtyři hlavní důvody pro rostoucí poptávku po elektromobilech zmínil:

1. Zlepšování ovzduší ve městech. Tento tlak je velmi výrazný zejména v Číně a Kalifornii,
2. Rostoucí poptávka zákazníků, podniků, států, municipalit,
3. Úsilí o nižší závislost na ropě (a v budoucnu možná i dražší ropa, pozn. red.)
4. Snížení emisí CO₂.

Pozadu proto nezůstává ani největší tuzemský výrobce automobilů Škoda Auto. První elektrické škodovky vyjedou na silnice v roce 2019. Jako zajímavost na Energetickém kongresu zaznělo, že baterie pro elektrické škodovky se bude dělat ve čtyřech velikostech, přičemž nejmenší bude mít 13 kWh (buď pro miniauta typu Citigo nebo pro hybridy, pozn. red.) a největší 80 kWh (srovnatelná s vozy Tesla).

Bude pro elektrická auta dost elektřiny?

Na konferenci převládala shoda, že ano. Vyšší poptávku výrobci i obchodníci vnímají pozitivně, kilowatthodiny rádi vyrobí a prodají. Distributoři je pak rádi přenesou, vyšší zatížení znamená nižší náklady na přenos jednotky energie. Pro distributory však elektromobilita znamená také nejvíc starostí. Ne, že by nezvládali připojování nabíječek, ty je zatím možné bez problémů připojovat do stávající sítě. Potenciální nabíjení statisíců elektroaut však bude obnášet obrovské nabíjecí příkony a jejich pokrytí si vyžádá velké investice do posílení distribuční sítě. Stanislav Votruba z PRE Distribuce v souvislosti s tím vyjádřil obavu, jestli elektrická auta nejsou jen módní vlna. Kdyby se elektromobilita nestala masovou záležitostí, hrozí, že investice do posílené sítě by se distributorovi nevrátila.

Infrastruktura pro elektromobilitu bude připravena

Infrastruktura pro elektromobily by přitom v nejbližších letech měla být k dispozici v dostatečné míře. Důvodů k tomu je celá řada, například:

1. Elektromobily budou přibývat postupně, elektrifikace dopravy neproběhne ze dne na den. Spalovací motory se budou vyrábět, prodávat a provozovat ještě řadu let,
2. Elektromobily se nebudou nabíjet všechny najednou každý den na plnou kapacitu (stejně jako všechna auta se spalovacím motorem netankují každý den plnou nádrž),
3. Elektromobily lze dobíjet v domácnostech nebo v sídlech firem,
4. V mnoha případech není potřeba rychlé dobíjení (třeba právě v domácnostech nebo na parkovištích),
5. Nabíječky se staví rychle,
6. Elektrická síť je minimálně pro nejbližších několik let dostatečně dimenzována,
7. Zkušenosti ze zahraničí ukazují, že tisíce elektromobilů v městském provozu lze již dnes běžně provozovat,
8. V případě ohrožení stability sítě bude možné nabíjení auta (odběr) distributorem přerušit,
9. Automobil půjde přes nabíječku i vybíjet a může tak sloužit jako baterie (podpora sítě).

Vybudování dobíjecí infrastruktury pro automobilku Škoda Auto má na starosti společnost Ško-Energo. Nejde přitom jen o výstavbu nabíječek, ale o rozvoj všech souvisejících služeb jako:

• Autorizace zákazníka, aby mohl nabíjet z dané sítě,
• Správa zákazníků pro společnosti provozující nabíjecí stanice,
• Rezervování nabíjecí stanice, aby byla v době příjezdu k dispozici,
• Platba za elektřinu,
• V budoucnu poskytování podpůrných služeb sítě (akumulace).

Ško-Energo tyto služby řeší ve spolupráci se společností Unicorn Systems, která pro tento účel vyvíjí platformu Lancelot ECVS („Electric Vehicle Charging System“, systém pro nabíjení elektromobilu). Ta propojuje auta a uživatele s distributory, obchodníky a výrobci energie. Lancelot bude v budoucnu využitelný pro další dodavatele elektromobilů, pro města a obce (smart city), pro flotily elektromobilů velkých a středních podniků či pro obchodní centra a supermarkety (nabíječky pro zákazníky).

Schéma systému Unicorn Systems pro dobíjení elektromobilů

Nabíjecí infrastrukturu z pohledu provozovatele dále přiblížil Miroslav Kuželka z firmy ABB. Upozornil, že seriózní provozovatel bude potřebovat především spolehlivé 3G/4G spojení s jednotlivými stanicemi. Připojení k internetu umožní jednotlivé nabíječky monitorovat, spravovat, řidiči jeho prostřednictvím budou moci platit a hlásit problémy. Provozovatel musí mít vyjednanou servisní smlouvu (SLA) s mobilním operátorem a mít datové spojení pojištěné pro případ výpadku sítě.

Provozovatel sítě nabíjecích stanic bude dále potřebovat monitorovací systém, který sám hlásí problémy ideálně ještě předtím, než si jich všimne zákazník. A samozřejmě bude potřebovat i samotný nabíjecí stojan. ABB má takové řešení připravené „na klíč“. Miroslav Kuželka doplnil, že stavba infrastruktury zatím nejvíc vázne na stavebních povoleních a administrativních potížích. Technologie i kapitál už jsou připravené.

Elektromobil = pojízdná baterie (Vehicle to Grid, V2G)

Roman Portužák, který na Energetickém kongresu zastupoval společnost Siemens, místo pojmu „nabíječka“ používal termín „obousměrná stanice“. Poukazoval tím na skutečnost, že budoucí elektromobily bude možné vedle nabíjení také vybíjet. „Když se připojí na parkovišti 1000 elektromobilů s průměrnou velikostí baterie 30 kWh, máte připojený akumulátor o velikosti 30 megawatthodin,“ doplnil Jaromír Vorel ze Ško-Energo. Při plánování infrastruktury v rámci areálů Škoda Auto s touto možností počítají. Zaparkovaná auta tak budou moci pomáhat s nabíjením aut, která budou potřebovat odjet dříve. Zároveň půjde dobíjení rozložit v čase, aby se nenabíjela všechna auta naráz.

Tato možnost podpůrné služby dává elektrickým autům významnou přidanou hodnotu. Průměrný automobil tráví v pohybu jen 5 % času. To znamená, že dnešní automobily 95 % času jen zabírají místo a postupně korodují. Naproti tomu stojící elektromobil může poskytnout svůj velkokapacitní akumulátor s řádově větší kapacitou, než mají domácí akumulátory, jako podpůrné úložiště pro skladování elektřiny nebo pro vyrovnávání frekvence. Stojící automobil tak může pomáhat síti a zároveň vydělávat majiteli.

Zatím to vypadá, že celá služba V2G nevázne ani tak na technologiích jako na zatím nevyřešené otázce ohodnocení majitelů elektromobilů. Nejdražší částí elektromobilu je baterie, a pokud ji majitel dává k dispozici distributorovi, dochází k jejímu opotřebení. A dosud není jasné, jak bude majitel za tuto službu kompenzován – jestli finančně nebo třeba kreditem na dobíjení. A s nástupem sdílených aut se navíc nabízí otázka, jestli vůbec bude v budoucnu potřeba auto vlastnit.

A bude dost baterií?

Vypadá to, že elektřina bude, infrastruktura bude, ale budou i velké baterie, které elektrická auta potřebují? Zde hrají roli dva faktory, které zvyšují cenu baterií:

1. horší dostupnost a vysoká cena surovin, zejména lithia a kobaltu,
2. strmě rostoucí poptávka a nedostatečná výrobní kapacita.

K elektrifikaci dopravy nedojde ze dne na den (viz výše), doprava ale není jediným sektorem, kde jsou baterie potřeba. Úsilím vlád i výrobců proto je, aby obě tyto nesnáze trvaly co nejkratší dobu. Bod 1) je nutné řešit technologicky. Jednak se již dnes používají baterie s nižším obsahem kobaltu a zároveň se kontinuálně zvyšuje kapacita článků. Bod 2) znamená obrovské investice do výrobních kapacit, protože poptávka strmě stoupá. Nejen díky elektromobilům, ale i díky rostoucímu trendu ukládání elektřiny. Jen Tesla – sice malá automobilka, ale zároveň vyrábí bateriová úložiště – spolkne většinu produkce největšího výrobce baterií na světě, kterým je Panasonic. V Evropě stojí zatím jen pár funkčních provozů na výrobu lithiových článků a všechny patří asijským výrobcům. Své kapacity už však začínají budovat i evropské společnosti, mezi ně patří například německé konsorcium Terra E nebo česká firma Magna Energy Storage.