8 min
Bo mówiąc pół żartem, pół serio, w czasie, w którym zmianom ulegają paradygmaty związane z produkcją i konsumpcją energii elektrycznej, pogodą interesować się powinni oprócz żeglarzy także użytkownicy pojazdów elektrycznych, a w szerszej perspektywie wszyscy konsumenci i decydenci w polskiej energetyce.
Oczywiście każdy na swoim poziomie i zakresie, zatem w tym miejscu nie będziemy wyręczać w myśleniu władzy, niemniej zwrócimy uwagę na procesy w makroskali i powodowane przez nie problemy (i rozwiązania) w mikroskali.
Dla obecnych i przyszłych użytkowników pojazdów na prąd ważny proces, który powinni śledzić, to ten spowodowany decyzją Komisji Europejskiej wyznaczającą członkom UE cel pełnej dekarbonizacji gospodarek krajowych oraz celem europejskiego Zielonego Ładu przewidującym osiągnięcie do 2050 r. neutralności klimatycznej. Oznacza to, że każdy kraj musi zmniejszyć do zera emisję C02, co z kolei oznacza między innymi likwidację energetyki opartej na spalaniu paliw kopalnych, co z kolei oznacza konieczność przejścia na wytwarzanie energii elektrycznej (oraz ciepła) w 100% przez OZE, czyli odnawialne źródła energii. Oczywiście jest na horyzoncie krajowa energetyka jądrowa, jednak ze swoim bagażem wynikającym z długiej i trudnej historii, kosztami, licznymi kontrowersjami, uwarunkowaniami geopolitycznym i politycznymi, stanowi na razie obiekt, o którym trudno coś odpowiedzialnie prognozować.
Zatem, uwzględniając powyższe terminy, proces dekarbonizacji w tej skali do 2050 roku dla naszego kraju oznacza konieczność postawienia praktycznie tylko na dwa źródła energii elektrycznej: elektrownie wiatrowe i elektrownie fotowoltaiczne. Ocenę, czy jest to możliwe zostawmy specjalistom, choć już gołym okiem widać, iż z powodu bardzo nierównomiernej produkcji energii elektrycznej przez OZE (to jest ten wspólny z żeglarzami problem, czyli nieprzewidywalne, zdarzające się kilkudniowe okresy ciszy wiatrowych lub bardzo słabych wiatrów, którym często towarzyszy duże zachmurzenie) niezbędne będzie ich istotne przewymiarowanie oraz pojawi się konieczność budowy i zabezpieczenia skutecznego systemu magazynowania dużych ilości energii. Nota bene wspomniane okresy ciszy wiatrowej występują jednocześnie w wielu krajach europejskich, co uniemożliwia rekompensowanie niedoborów przesyłaniem energii pochodzącej z farm wiatrowych z jednego kraju do drugiego (to już problem, który nie dotyczy żeglarzy...). Czyli w przyszłym prawdopodobnym krajobrazie energetyki po dekarbonizacji możemy oczekiwać masowego stosowania paneli fotowoltaicznych oraz małych indywidualnych turbin wiatrowych, połączonych lokalnymi, niewielkimi magazynami energii elektrycznej, a co za tym idzie zmniejszonej ilość energii elektrycznej produkowanej przez elektrownie, zwłaszcza, że część energii elektrycznej będą odprowadzać do sieci sami prosumenci.
Ze strony rynku elektromobilności można wówczas oczekiwać znacznego obciążenia sieci elektroenergetycznych generowanego przez stacje ładowania elektrycznych samochodów osobowych oraz pojazdów transportu masowego, które, co można z grubsza założyć, zużywać będą energię równoważną energii pochodzącej ze spalania dotychczas stosowanych paliw. Produkcja prądu z OZE będzie musiała wziąć na siebie także zapewnienie pokrycia zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną ze strony magazynów H2, z których korzystać będą pojazdy napędzane wodorowymi ogniwami paliwowymi, a których to magazynów napełnianie będzie wymagało więcej energii elektrycznej. Tak to wygląda w skali makro.
Przechodząc na poziom problemów w mikroskali konsumenckiej – warto śledzić te procesy i o nich pamiętać podczas planowania, budowy i rozbudowy własnej domowej mikroinstalacji, zwłaszcza, że coraz częściej będzie to system współpracujący z ładowarką samochodu elektrycznego. Kwestie opłacalności tego typu inwestycji, np. w panele fotowoltaiczne, mają i będą mieć zawsze związek ze zmianami w skali makro (przepisy, ceny, sytuacja gospodarcza, wola polityczna itp.), ale warto też stale obserwować rynek technologii, innowacji, produktów i usług dla OZE, bo jest on nieustającym źródłem rozwiązań korzystnych dla nas jako konsumentów końcowych. I tak jak państwo musi dokonywać stałej oceny i aktualizacji bilansu opłacalności swoich inwestycji w produkcję energii (zapotrzebowanie, nadwyżki, niedobory, sprawność magazynowania itd.), tak podobnie powinien czynić każdy prosument, który jest jednocześnie producentem energii (własne panele, turbiny), jak i jej odbiorcą i konsumentem (gospodarstwo domowe, samochód elektryczny).
W ostatnich miesiącach mamy tych procesów jaskrawą ilustrację. Od kwietnia br. prosumenci rozliczają energię wyprodukowaną w przydomowych instalacjach fotowoltaicznych w nowym systemie net-billingu. Dotychczasowy system został zastąpiony przez zwykłą sprzedaż, czyli nadwyżka wyprodukowanego prądu przez prosumenta może być odsprzedana (za PLN) a nie rozliczona w bilansie (w kWh). Czyli jak nie produkuje on własnej energii, to może ją z sieci pobrać, niestety po cenie wyższej niż sprzedaje swoją. Stąd może wzrosnąć popyt na magazyny energii, na potrzeby gromadzenia tej własnej, samodzielnie wyprodukowanej, jak zapewne zakłada ustawodawca. Teoretycznie pomóc mają mu rządowe programy dofinansowania: na instalacje fotowoltaiczne, na magazyny energii, na systemy do zarządzania tymi procesami. Czas pokaże czy tak się stanie, warto jednak w tym miejscu zwrócić uwagę na dwa ostatnie z wyżej wymienionych elementów.
W kontekście magazynów energii warto pamiętać, iż sam pojazd elektryczny może być traktowany jak ów magazyn energii i choć dziś nie jest to jego podstawowe zadanie, to w przyszłości można oczekiwać, iż nastąpi w tym zakresie zmiana paradygmatu. Dzięki rozwiązaniom wprowadzającym technologię Vehicle-to-Grid (V2G) np. firmy VIRTA akumulatory pojazdów elektrycznych podczas postoju mogą stać się urządzeniem potencjalnie umożliwiającym magazynowanie energii. Statystycznie rzecz biorąc wykorzystanie pojazdów jest najwyższe w godzinach szczytu, na dojazdy. Przez większą część dnia stoją one bezczynnie na parkingach lub w garażach (ponad 90% samochodów jest zaparkowanych w różnych wybranych momentach dnia). Wydaje się naturalnym, iż energia zmagazynowana w naładowanych akumulatorach pojazdów EV może być wykorzystana do "zrównoważenia" sieci, magazynowania energii gdy jest jej nadwyżka oraz do sprzedaży energii z powrotem do sieci gdy istnieje większe zapotrzebowanie. Badania opublikowane przez Nissana, Imperial College i E.ON pokazują, iż w Wielkiej Brytanii skuteczna technologia V2G mogłaby generować w skali roku oszczędności na poziomie do 885 milionów funtów.
Zarządzanie takim systemem może być osiągalne jedynie z wykorzystaniem algorytmów - badających i "uczących się" potrzeb oraz charakterystyk poszczególnych pojazdów elektrycznych, optymalizujących trasy przejazdu w celu oszczędzania energii, zestawiających uśrednione dane o zużyciu energii w danym okresie itp., aby na końcu rozpoznać i dostarczyć właścicielowi pojazdu informacje ile energii może przeciętnie przechowywać, a ile sprzedać z powrotem do sieci, nie tracąc możliwości zaspokajania własnych codziennych potrzeb komunikacyjnych. Systemy AI mogą również analizować szersze trendy rynkowe i wykorzystywać dane do przewidywania przyszłych szczytów obciążeń i planowania cykli ładowania w celu minimalizowania , umożliwiając integrację pojazdów elektrycznych z siecią. Może również wykorzystywać algorytmy sygnału cenowego, aby uniknąć ładowania w godzinach szczytu lub w określonych lokalizacjach, tworząc dynamiczną stawkę ładowania w dowolnym momencie w zależności od dostępnych danych i popytu. Zmiana sygnałów cenowych może być dostępna dla właścicieli pojazdów elektrycznych za pośrednictwem aplikacji działającej w czasie rzeczywistym, co pozwala właścicielom pojazdów elektrycznych bezpiecznie sprzedawać lub kupować energię elektryczną w sposób zdecentralizowany za pośrednictwem smartfonów, potencjalnie przy użyciu portfeli obsługujących blockchain, gdzie transakcje mogą być zautomatyzowane za pomocą inteligentnych kontraktów . Nie tylko indywidualni konsumenci będą mogli czerpać zyski z własnych pojazdów elektrycznych, ale także będą mogli przyczynić się do krajowego potencjału energii odnawialnej.
I tu powróćmy jeszcze raz na poziom mikro. Powyższy opis dotyczy potencjalnego modelu do zarządzania systemem w skali makro, natomiast w jaki sposób sam prosument i właściciel pojazdu EV może optymalizować indywidualny system produkcji energii elektrycznej na poziomie gospodarstwa domowego? Jak wiadomo jednym z ważnych czynników przy podejmowaniu decyzji zakupowych jest efektywność, czyli skuteczność jakiegoś urządzenia – w naszym przypadku niech to będzie np. panel fotowoltaiczny – w realizacji celu do jakiego zostało stworzone. W przypadku panelu będzie to oczywiście wytwarzanie energii elektrycznej. Jak dobrać taki panel, jak nie przepłacać za technologie, nie przewymiarowywać instalacji, jak zadbać o właściwy bilans autoprodukcji i autokonsumpcji energii (zwłaszcza w dobie rozliczeń na zasadach net-billingu), jaką technologię solarną wybrać uwzględniając kwestie kosztów recyklingu, odzysku materiałów? Dobrym przykładem takiego pomocnego i już istniejącego rozwiązania jest np. aplikacja ScanTheSun służąca do projektowania instalacji fotowoltaicznych online przez niefachowców i prognozowania maksymalnej ilości energii możliwej do pozyskania z mikroinstalacji w danej lokalizacji. Dzięki aplikacji prosument szybko pozyskuje projekt optymalnej instalacji (informacja o ilości paneli, optymalnym kącie ustawienia paneli, prognozie produkcji energii w czasie, okresie zwrotu z inwestycji). Innymi słowy aplikacja optymalizuje wielkość mikroinstalacji uwzględniając warunki zewnętrzne, co prowadzi do większej efektywności użytych paneli i zmniejszenia ich liczby. A mniej paneli to mniej elektrośmieci.
Podsumowując - na rynkach PV i EV funkcjonuje już całe spektrum technologii z różnymi funkcjonalnościami, a jednocześnie toczy się, niejako podskórnie, proces dekarbonizacji. Potencjalnie prędzej czy później wszyscy się na tych rynkach znajdziemy. Warto zatem trzymać rękę na pulsie, aby umieć wykorzystywać te technologie i jednocześnie indywidualnie dołożyć się do poprawy bilansu energetycznego i węglowego.