Masovnost primjene električnih vozila

Jesu li električna vozila kompatibilna s obnovljivcima?

Vjetar puše uglavnom noću, dok Sunce sije danju pa mnogi misle da je rješenje za punjenje električnih vozila lako i ekonomski isplativo, što nije baš jednoznačno. Masovnost primjene električnih vozila pomaknula bi vrijeme punjenja s noći na dan, a tu nastupa niz problema…

Vjetroelektrane i sunčane elektrane proizvode električnu energiju a baterije električnih vozila mogu je učinkovito pohraniti i zato mnogi vjeruju da su te tehnologije vrlo komplementarne. No, je li to u praksi doista tako jednostavno?! I, uostalom, je li ekonomski opravdano? Snažna sinergija između nestalne proizvodnje obnovljivih izvora i električnih vozila ima potencijal značajno ubrzati elektrifikaciju, istovremeno ublažavajući problem s nestalnom proizvodnjom obnovljivaca. Prometom trenutačno dominira nafta, ostavljajući puno potencijala za diversifikaciju. Električna vozila najčešće su osobna laka vozila, koja čine samo četvrtinu globalne potrošnje nafte. No, privlačnost električnih vozila brzo izblijedi s povećanjem kilometraže, zbog čega je teško očekivati da će zamijeniti 10 % potrošnje nafte u skoro budućnosti bez velikih i kontinuiranih subvencija. Čak i ako dođe do tehnološkog napretka (tj. 30 USD/kWh instalirane baterije s 1 kWh/kg specifične energije izrađene od materijala kojeg ima u obilju) te ako električna vozila budu činila 50 % energije iz prometa, i dalje je pred nama dug put za elektrifikaciju. 

Tijekom tipičnog dana otprilike je pet puta više automobila na cestama nego tijekom noći i to je ključan faktor na koji treba računati pri razmatranju sinergije elektrifikacije prometa s obnovljivcima. Dakle, energija je potrebna u trenutku kada je najskuplja. Daleko najatraktivniji model punjenja baterija električnih vozila je tijekom noći jer je vrlo pogodan za vlasnike, no je li to optimalno i s ekonomskog gledišta? Naime, ono zahtijeva jeftini, spori punjač ugrađen u kućanstvima i nije potrebno širenje mreže jer je opterećenje najmanje tijekom noći. Pametnim rješenjima se može podesiti da se punjenje odvija u ranim jutarnjim satima, što bi umjereno utjecalo na trošak, ali ipak bi imalo utjecaja. Međutim, može se očekivati da će se sinergijom s obnovljivim izvorima i većom penetracijom električnih vozila polako napustiti noćno punjenje, što će zahtijevati znatno skuplje punjenje i mrežnu infrastrukturu. 

Kada je riječ o korištenju energije Sunca, električni automobili trebali bi se puniti danju, viškovima koji se ne potroše u kućanstvu, no problem je u tome što su u tom periodu automobili najčešće u upotrebi i teže je u tom periodu naći slobodan punjač na svakodnevnoj bazi. Proizlazi da bi takav model punjenja odgovarao najneekonomičnijoj varijanti od svih vrsta prijevoza, a to je „jedna osoba u autu tijekom najveće gužve“. Također, takvo punjenje bilo bi znatno skuplje jer treba imati puno (skupih) punionica koje će zahtijevati i poboljšanja na mreži kako bi se riješio problem angažirane snage i veće opterećenje na mreži zbog većeg „peaka“ potrošnje. Zemlje koje su udaljenje od ekvatora imaju veće sezonske oscilacije u osunčanosti a oblačni dani mogli bi stvoriti pritisak na konvencionalne izvore energije jer će nedostajati energije iz Sunca. Što se tiče korištenja energije vjetra za punjenje električnih vozila, noćno punjenje električnih vozila tijekom vjetrovitih noći pomoglo bi pri povećanju minimalnog opterećenja, no to se uglavnom pokazuje nepraktično, jer previše su dugi periodi kada nema vjetra pa su uglavnom punjenje noću i proizvodnja u vjetroelektranama potpuno neusklađeni. 

Kada se sumira, proizlazi da bi u slučaju masovnosti vjetar imao neutralan ili donekle pozitivan učinak u interakciji s električnim vozilima, dok bi solar imao uglavnom negativan učinak. Kad je riječ o izvorima električne energije, proizvođači koji osiguravaju baznu energiju imali bi koristi od noćnog punjenja električnih automobila, jer se fiksni troškovi angažmana mreže lakše opravdavaju većom potrošnjom, čineći struju jeftinijom. Sustavi 'power-to-gas', koji koriste obnovljivu energiju za elektrolizu i proizvodnju vodika traže niske cijene električne energije da bi bila profitabilni i u praksi se pokazalo da su takvi sustavi profitabilni tamo gdje je umjerena penetracija obnovljivaca. Što je više obnovljivaca u sustavu to je i ekonomska opravdanost proizvodnje iz takvog sustava problematičnija, što bi u budućnosti moglo doći u pitanje zbog politika koje forsiraju solarne tehnologije i vjetar. Energija iz (zelenih) nuklearnih elektrana bila bi dobra podrška masovnoj elektrifikaciji prometa, što se često previđa. 

Za sada se može zaključiti da je velika flota električnih vozila koja se pune noću optimalna za zemlje koje imaju veliku proizvodnju bazne energije, jer se tako mogu smanjiti prosječni trošak energije potrošačima. Možda iznenađujuće, ali vjetar i, posebno, solar, nisu optimalno rješenje za masovnu elektrifikaciju prometa, pa motori s unutarnjim sagorijevanjem i gorive ćelije imaju svijetlu budućnosti. Paralelno forsiranje obnovljivaca koji imaju nestalnu proizvodnju i električnih automobila značajno povećava rizik da se završi s vrlo kompleksnim, skupim i tek parcijalno dekarboniziranim energetskim sektorom u kojem se perpetuira ovisnost o subvencijama za vjetar i solar te električna vozila.

N. Domazet i M. Eppert, www.energetika-net.com