Wirtualana elektrownia czyli jak zarabiać na samochodzie elektrycznym

Samochody elektryczne testuję od 2009 roku. Wszystko zaczęło się od Mitsubishi i-Miev. To było pierwsze zauroczenie ciszą. BMW I 3 to już zauroczenie przyspieszeniem a w Nissanie LEAF zobaczyłem co to znaczy połączyć ciszę, przyspieszenie i funkcjonalność w jedno. Następnie przyszedł czas zaglądania pod maskę. Podpatrywania i uczenia się. Jak jest zbudowany układ zasilania silnika elektrycznego? Jak jest zbudowany układ ładowania baterii? Jak działają układy zarządzania pracą baterii z silnikiem. Jak dzialają układy V2G, V2V, V2L. Dowiedziałem się jak działa rewelacyjny system Kameleon w ZOE (Renault). Co takiego zobaczyłem pod maską samochodu elektrycznego, że elektromobilność wciągnęła mnie bez reszty? Zobaczyłem tam przyszłość energetyki. Energetyki opartej na mikro instalacjach OZE, magazynach energii i na obywatelskich sieciach niskich napięć. Doszedłem do wniosku, że to przemysł motoryzacyjny da impuls do zmian we wspólczesnej energetyce. I dał. (Robert Grudziński)

Jaką energią zasilać samochód elektryczny?

Program elektromobilności, jeśli ma być wiarygodny, musi być ogłoszony równocześnie z programem rozwoju źródeł energii elektrycznej OZE i programem abolicji inwestycji w energetykę węglową, abyśmy nie zafundowali sobie samochodu elektrycznego napędzanego de facto węglem. Te trzy programy są integralne: transformacja obecnego rynku samochodowego w rynek EV bez realizacji dwóch pozostałych programów nie ma sensu.

W nawiązaniu do dyrektywy unijnej 2009/28 i do sprzeciwu kolejnych polskich rządów wobec polityki klimatyczno-energetycznej UE należy przypomnieć, że już prawie siedem lat sprzeciw ten nakręcany jest przez energetykę węglową. Jest to sprzeciw wokół celu dotyczącego redukcji emisji CO2 ze źródeł wielkoskalowych.

Całkowicie zapomnieliśmy o wielkich korzyściach jakie potencjalnie możemy odnieść z realizacji dyrektywy 2009/28. Dyrektywą wprowadzono dźwignię 2,5 dla energii elektrycznej ze źródeł OZE, o ile tyko energia ta jest wykorzystana (rzeczywiście lub wirtualnie) do napędu samochodów elektrycznych.

Trzeba przy tym pamiętać, że dźwignia 2,5 ma silne fizykalne podstawy. Mianowicie, sprawność eksploatacyjna tradycyjnego samochodu, z silnikiem spalinowym, jest niezwykle niska – chociaż maksymalna sprawność samego silnika spalinowego przekracza 30%, to dla całego pojazdu należy założyć ją na poziomie średnio około 17%. Sprawność eksploatacyjna samochodu EV jest praktycznie 3,5-krotnie wyższa, wynosi nawet 60% (sam silnik elektryczny z magnesami trwałymi ma sprawność powyżej 90%). Zatem roczny bilans dla samochodu miejskiego o przebiegu 20 tys. km jest następujący: Samochód tradycyjny, średniolitrażowy zużywa w tym czasie ok. 12 MWh energii chemicznej i emituje 2,5 tony CO2. Podobnej klasy samochód elektryczny zużywa 4 MWh energii elektrycznej. Jeśli jest zasilany ze źródeł OZE, to jest technologią bezemisyjną.

Jeśli jednak samochód EV jest zasilany przez istniejący blok węglowy, to jest technologią nieracjonalną, bo wymaga około 14 MWh energii chemicznej (w węglu) i jest przyczyną 4 ton emisji CO2. Do wykonania oszacowania założono sprawność brutto istniejących bloków węglowych 37%, sprawność netto 33% oraz sprawność sieci od bloku węglowego do samochodu elektrycznego równą 85%. Gdyby zmienić istniejący blok na blok super nowoczesny, takimi mają być budowane bloki: jeden w Kozienicach, dwa w Opolu-Dobrzeniu i jeden w Jaworznie-Byczynie, to energia chemiczna i emisja CO2 zmaleją do 11 MWh energii chemicznej oraz 3,4 ton CO2. Sprawność netto supernowoczesnego bloku wynosi około 42%, o ile pracuje on w pobliży swojej mocy znamionowej, a z tym będzie w kolejnych latach coraz trudniej.

Polska w widoczny sposób odstaje od UE i od świata. Świat i UE sięgają po źródła OZE, które redukują emisję CO2 do zera, a Polska stawia na supernowoczesne bloki węglowe, niezwykle drogie (kupuje je na świecie, w tym w UE, tam ich nikt już nie chce), które umożliwiają redukcję emisji CO2 o 20%. Świat i UE sięgają po technologię bezemisyjną, mianowicie samochód EV zasilany ze źródeł OZE. Polska tworząc rynek samochodów EV zasilanych z energetyki węglowej, zwiększałaby zużycie energii chemicznej, a tym samym, bardzo silnie, emisję CO2! (prof. Jan Popczyk)

Samochód elektryczny czyli inwestycja, która się zwraca

Nasze przyzwyczajenia związane z samochodem spalinowym wskazują na jedno. Kupno nowego auta to natychmiastowy spadek wartości nabytego produktu. Nowy samochód spalinowy wyjeżdżający z salonu od razu traci na wartości. Samochód elektryczny radykalnie zmieni nasze przyzwyczajenia. Po prawie dziesięcioletnim użytkowaniu pojazdów elektrycznych mogę stwierdzić jedno. Samochód elektryczny może zarabiać! Jak?

Sensowność użytkowania samochodów elektrycznych wydaje się w obecnej chwili kontrowersyjna, głównie ze względu na ceny tych samochodów. Samochody elektryczne ze względu na koszty związane z zasobnikiem energii elektrycznej są bardzo drogie. Natomiast działania rządowe w kierunku ulg i dofinansowań mogą pozwolić na zmniejszenie kosztu dla odbiorcy końcowego. Korzystanie z samochodu elektrycznego może okazać się opłacalne nie tylko w przypadku carsharing’u (czyli współużytkowania samochodów), tego typu działania już są realizowane w Polsce i Europie. Biorąc pod uwagę zaostrzające się limity emisji spalin i koszty z tym związane, może okazać się, że zostaniemy zmuszeni do zmiany środków transportu na napęd elektryczny. Oprócz efektu ekonomicznego i ekologicznego, w czasie kiedy coraz bardziej promowana jest rozproszona energetyka prosumencka oparta na odnawialnych źródłach energii (OZE), samochody elektryczne staną się bardzo ważnym ogniwem w wytwarzaniu i przesyle energii elektrycznej. Ze względu na nieprzewidywalny proces wytwarzania energii ze źródeł wiatrowych i słonecznych dla stabilności systemu elektroenergetycznego oraz w celu podniesienia efektywności wykorzystania odnawialnej energii elektrycznej niezbędne będą zasobniki tej energii. Właśnie w tym obszarze samochody elektryczne mogą stać się zasobnikiem energii dla źródeł odnawialnych w cyklu bilansowania podaży i popytu. (Marcin Fice, Rafał Setlak, Politechnika Śląska w Gliwicach)

 

Czym jest elektrownia wirtualna?


Wirtualna elektrownia to połączenie zdecentralizowanych jednostek w sieci elektroenergetycznej, które są koordynowane za pomocą wspólnego systemu sterowania. Jednostkami tymi mogą być producenci energii elektrycznej, tacy jak elektrownie biogazowe, wiatrowe, fotowoltaiczne, kogeneracyjne lub hydroelektrownie, odbiorcy energii elektrycznej, magazyny energii elektrycznej oraz elektrownie typu Power-to-X (Power-to-Gas, Power-to-Heat). Celem wirtualnej elektrowni jest wspólne wprowadzanie na rynek energii elektrycznej i elastyczności z grupy zagregowanych elektrowni. Każdy zdecentralizowany podmiot produkujący, przechowujący lub zużywający energię elektryczną może stać się częścią wirtualnej elektrowni.

Zarządzanie grupą z poszczególnych jednostek obejmuje centralny system sterowania, który za pomocą specjalnego algorytmu nie tylko koordynuje poszczególne elektrownie w elektrowni wirtualnej, ale także, jak pojedyncza wielkoskalowa elektrownia, reaguje na warunki sieciowe i polecenia uruchomienia regulacyjnych usług systemowych skierowane przez operatorów sieci przesyłowych. W połączeniu z obrotem energią elektryczną wirtualna elektrownia jest również w stanie szybko i sprawnie reagować na sygnały cenowe z rynków energii elektrycznej i odpowiednio dostosować swój tryb pracy.

Od pojedynczej jednostki wytwórczej do grupy elektrowni

Jedna instalacja sama w sobie nie stanowi rewolucji energetycznej: Aby móc umocnić się na rynku energii elektrycznej, oczywistym pomysłem dla wytwórców energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych jest połączenie w większe jednostki funkcjonalne. Zgodnie z tą koncepcją w ramach ogólnej liberalizacji rynku energii elektrycznej pod koniec lat dziewięćdziesiątych opracowano pierwsze, nadal w dużej mierze teoretyczne koncepcje wirtualnych elektrowni. Ówczesny rozwój technologii komputerowej i sieciowej oraz otoczenie regulacyjne nie pozwalały jednakże na realizację odpowiednich projektów na większą skalę w sposób korzystny ekonomicznie i systemowo.

Około roku 2010 zbiegły się w końcu dwa wydarzenia, które znacznie sprzyjały rozwojowi wirtualnych elektrowni: z jednej strony dostępna była znacznie potężniejsza technologia komputerowa, która umożliwiła budowę wysoce dostępnego, wydajnego systemu sterowania z infrastrukturą czasu rzeczywistego. Z drugiej strony rząd federalny poprzez rezygnację z energii atomowej, nową strukturę rynku energii elektrycznej oraz nowelizację ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG) ustalił prawne i rynkowe rewolucji energetycznej – nadszedł czas na elektrownie wirtualne.

Zbiorowa inteligencja grupy jednostek zdecentralizowanych

Wirtualne elektrownie pełnią podobną rolę na rynku jak duża elektrownia i mogą osiągnąć wielkość jednej lub większej liczby elektrowni jądrowych pod względem zainstalowanej mocy. Ponieważ jednak składają się one głównie z sieciowanych systemów wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, produkcja energii elektrycznej podlega ciągłym zmianom. Na przykład, jeśli słońce nie świeci i/lub wiatr wieje słabo, elektrownie wiatrowe i słoneczne dostarczają mniej energii do elektrowni wirtualnej. Oprócz teoretycznie nieograniczonej różnorodności producentów energii elektrycznej można do grup instalacji włączyć również odbiorców energii, magazyny energii i rozwiązania Power-to-X takie jak Power-to-Gas (P2G) lub Power-to-Heat (PtH).

Aby uniknąć zachwiania równowagi bilansu energetycznego, elektrownie o różnych źródłach produkcji energii są szczególnie ważne w wirtualnej elektrowni, ponieważ bardzo ograniczona pojemność magazynowa oznacza, że sieć z niewielkimi tolerancjami może być zasilana tylko taką ilością energii elektrycznej, ile jest jednocześnie pobierane. Dlatego też w portfolio wirtualnej elektrowni poza zmiennymi źródłami energii, takimi jak energia wiatrowa i słoneczna, szczególnie cenne są regulowane źródła energii takie jak biogaz i elektrownie wodne (elektrownie wodne przepływowe i szczytowo-pompowe), a także elastyczne odbiorniki energii elektrycznej, magazyny energii elektrycznej i elektrownie typu power-to-X. Wszystkie te jednostki są w stanie absorbować odchylenia w ilości wprowadzanej energii spowodowane brakiem wiatru i zachmurzeniem – zarówno w kierunku dodatnim jak i ujemnym.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Solve : *
26 ⁄ 13 =