Samochody elektryczne jako mobilne magazyny energii – nowy element systemu energetycznego

Samochody elektryczne są często postrzegane wyłącznie jako alternatywa dla tradycyjnych pojazdów spalinowych, skutecznie ograniczająca emisje z transportu. Warto spojrzeć na nie także z innej perspektywy – jak na mobilne magazyny energii  o potencjalnie bardzo dużej pojemności. Technologia dwukierunkowego ładowania pozwalająca zarówno na pobieranie energii, jak również jej oddawanie do sieci dystrybucyjnej, staje się coraz istotniejszym elementem debaty o bezpieczeństwie energetycznym.

W dobie szybkiej transformacji energetycznej i dynamicznego wzrostu udziału odnawialnych źródeł energii, bilansowanie krajowego systemu przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej to jedno z najczęściej podnoszonych zagadnień, a samochody elektryczne stanowią część odpowiedzi na to wyzwanie. Potencjał ładowania dwukierunkowego został poddany analizie w raporcie “Potential of a full EV-power-system-integration in Europe & how to realise it” autorstwa Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) oraz Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research (ISI) na zlecenie Transport & Environment. Zgodnie z wynikami badania, do 2040 roku efektywne wykorzystanie pojazdów elektrycznych wraz z technologią bidirectional charging może przynieść unijnym systemom energetycznym oszczędności rzędu 22,2 miliarda euro rocznie.

Samochody bateryjne jako magazyny energii

By zrozumieć skalę potencjału elektrycznych pojazdów, warto przyjrzeć się ich możliwościom magazynowania energii. Typowy samochód elektryczny jest wyposażony w baterię o pojemności 60–100 kWh. W kontekście zużycia energii w gospodarstwach domowych te liczby nabierają realnego wymiaru. Według raportu GUS “Zużycie energii w gospodarstwach domowych w 2021 r.” (Tablica 4, strona 41) średnie roczne zużycie energii elektrycznej w polskim gospodarstwie domowym wyniosło 2523 kWh. Oznacza to, że w pełni naładowany akumulator pojazdu elektrycznego mógłby zasilić przeciętny dom przez cały tydzień. Ten wynik z pewnością pozwala na nazwanie samochodu elektrycznego magazynem na kołach, która może przysłużyć się nie tylko  do odbywania podróży punktu A do punktu B, ale również posłużyć do obniżenia rachunków za energię elektryczną. 

V2H, V2L, V2X?

Technologia dwukierunkowa nie ogranicza się tylko do możliwości oddawania energii do sieci dystrybucyjnej w momencie wysokiego zapotrzebowania w systemie (V2G czyli Vehicle to Grid), ale także do zasilania domów (tzw. Vehicle to Home, V2H) oraz do zasilania urządzeń zewnętrznych, takich jak elektryczny grill czy czajnik, narzędzia (wiertarka, wkrętarka, oświetlenie) czy inne pojazdy elektryczne (Vehicle to Load, V2L). Pojazdy obsługujące wszystkie trzy funkcje określa się mianem V2X (Vehicle to Everything).

Wyzwania technologiczne i regulacyjne

Mimo imponujących możliwości technologii dwukierunkowej, jej wdrożenie napotyka na istotne bariery. Główne wyzwania technologiczne to brak jednolitego standardu – producenci nie są zgodni co do konkretnej technologii, a zwłaszcza co do protokołu komunikacyjnego. Ponadto standard V2G musi być obsługiwany także przez punkt ładowania (np. wallbox), a licznik energii powinien być dwukierunkowy i tzw. inteligentny czyli mieć możliwość sterowania przepływem energii w zależności od tego czy operator sieci dystrybucyjnej ma nadwyżkę czy niedobór energii w systemie. Z kolei z perspektywy regulacyjnej, choć technologia V2X zdobywa coraz większą akceptację na poziomie unijnym, to nadal nie ma propozycji prawnego wymogu wyposażenia pojazdów bateryjnych w technologię dwukierunkową. Jej pełne wdrożenie wymaga odpowiednich regulacji na poziomie krajowym, w tym np. powszechnie dostępnych taryf dynamicznych. W naszym kraju proces ten przebiega zbyt wolno, co opóźnia powszechne zastosowanie technologii. 

Korzyści dla systemów energetycznych

Największym atutem baterii w samochodach elektrycznych jest ich zdolność do przechowywania i oddawania energii w odpowiednich momentach. Kluczowe znaczenie ma tu optymalne wykorzystanie energii: ładowanie w okresach nadprodukcji (np. w godzinach szczytowej produkcji energii ze źródeł odnawialnych) i oddawanie jej podczas szczytowego zapotrzebowania, kiedy produkcja z pogodowych OZE maleje. Takie podejście pozwala ograniczyć potrzebę budowy nowych stacjonarnych magazynów energii i dyspozycyjnych mocy wytwórczych, co zwiększa bezpieczeństwo energetyczne i obniża koszty dla odbiorców końcowych. Dzięki badaniu “Potential of a full EV-power-system-integration in Europe & how to realise it”, możemy poznać skalę tych korzyści. 

Raport Fraunhofera pokazuje, że dzięki powszechnemu zastosowaniu technologii V2X do 2040 roku można zredukować zapotrzebowanie na stacjonarne magazyny energii nawet o 92%, a samochody elektryczne mogą dostarczać aż 9% rocznego zapotrzebowania na energię w UE. Potencjalne oszczędności wynikające z wdrożenia V2X są ogromne – do 2040 roku koszty systemu energetycznego UE mogłyby spaść o 8,6%, co odpowiada 22,2 miliarda euro rocznie. Już w 2030 roku oszczędności mogłyby wynieść 9,7 miliarda euro rocznie. To kolejny argument za tym, aby przyspieszać, a nie spowalniać proces elektryfikacji pojazdów.  

Dwukierunkowe ładowanie to technologia o ogromnym potencjale, która może zrewolucjonizować sposób, w jaki zarządzamy energią. Elektryczne pojazdy przestają być jedynie środkiem transportu, a stają się integralną częścią systemów energetycznych. Ich efektywne wykorzystanie może znacząco przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego, ograniczenia emisji i obniżenia kosztów energii. Warto inwestować w rozwój tej technologii oraz usuwać bariery, które stoją na drodze do jej pełnego wdrożenia.