Jak může nabíjení elektromobilů vyčistit čínskou elektrickou síť

Původně publikováno na blogu NRDC.
Od Barbary Finamore  a Hyoung Mi Kim

Šanghaj právě dokončila historický pilotní program integrace EV-Grid, první projekt v Číně, který využívá elektrická vozidla (EV) jako flexibilní zdroj energie pro systém rozvodné sítě. Účelem tohoto inovativního pilotního projektu bylo prozkoumat, jak by řízené nabíjení elektromobilů mohlo zlepšit celkovou účinnost sítě. Pilot prováděl nabíjení elektromobilů plánovaným a uspořádaným způsobem, přičemž řidiči elektromobilů reagovali na signály z veřejných služeb o tom, kdy nabíjet. Tento proces zvaný „reakce na poptávku (DR)“ umožňuje utilitám koordinovat nabíjení elektromobilů s dostupností obnovitelné energie, která by jinak mohla přijít vniveč. Vzhledem k tomu, že čínská elektrizační soustava je stále primárně poháněna uhlím, mohl by tento přístup přinést enormní přínosy pro životní prostředí ve smyslu snížení znečištění a nižších emisí CO2 emise.

Rada pro obranu přírodních zdrojů (NRDC) ve spolupráci s China EV100 právě vydala hloubkovou analýzu výsledků pilotního programu ve zprávě Výhled na obchodní modely pro integraci EV-Grid:Analýza výsledků pilotního programu EV DR v Šanghaji ” (v současnosti k dispozici pouze v čínštině). Mezi hlavní účastníky pilotního projektu patřila společnost Shanghai Electric Company (která je součástí State Grid Company, největší světové energetické společnosti), dále čínský výrobce elektromobilů NIO a několik poskytovatelů nabíjecích služeb, kteří fungovali jako agregátoři zátěže.

Můj kolega Hyoungmi Kim, který pomáhal navrhnout a implementovat program DR, nám říká, že v průběhu šestiměsíčního pilotního programu v Šanghaji poskytovatelé nabíjecích služeb a výrobci EV projevovali rostoucí zájem o účast v DR. Pilotní projekt přinesl několik nových poznatků, které budou nadále utvářet toto pole. Ukázalo se, že různé typy nabíječek, jako jsou domácí nabíječky, veřejné nabíječky a stanice pro výměnu baterií, mohou hrát různé role. Zatímco stanice pro výměnu baterií od NIO měly lepší ekonomickou návratnost než domácí a veřejné nabíječky, stanice pro výměnu baterií jsou obecně omezené co do počtu a kapacity, protože se spoléhají na náhradní baterie. Pilotní projekt také zdůraznil potenciální využití domácích a veřejných nabíječek, které bude dále prozkoumáno.

Pilotní program v Šanghaji je jen začátek. Společnost Shanghai Electric Company projevila velkou iniciativu při zkoumání potenciálu nabíjení elektromobilů jako flexibilního zdroje pro rozvodnou síť. Do budoucna je ještě důležitější vyvinout programy udržitelných služeb, kterých se budou elektromobily účastnit. Musíme také vyvinout tržní mechanismy, které budou motivovat nabíjení elektromobilů jako konkurenceschopné s tradičními zdroji napájení. Tyto budoucí směry jsou v souladu s letitým úsilím Číny o reformu energetického sektoru.

Může být těžké si představit, jak by řízené nabíjení EV mohlo významně přispět k vyčištění čínského energetického sektoru. Přesto se Čína díky kombinaci masivních investic a silné politiky stala světovým lídrem v oblasti elektrických vozidel. Na silnicích již jezdí více než 3 miliony osobních elektromobilů více než dvojnásobný počet v USA a v roce 2019 byla zodpovědná za polovinu všech celosvětových prodejů. Čína je navíc domovem více než 500 000 elektrických autobusů98 procent z celkového počtu na světě —a téměř 219 000 užitkových EV nákladních vozidel. Samotné elektrické autobusy – téměř všechny v Číně – již vytlačily kumulativní poptávku po naftě o 270 000 barelů denně. To je více než trojnásobek zdvihového objemu všech osobních elektrických vozidel na světě. Vzhledem k tomu, že počet elektromobilů v Číně stále roste, využití jejich značné poptávky po nabíjení a skladovací kapacity by také mohlo mít podstatný dopad na snížení spotřeby uhlí v energetickém sektoru.

Prodeje osobních elektromobilů v Číně zažívají hrbolatou jízdu od loňského roku, kdy centrální vláda snížila dotace na elektromobily na polovinu a oznámila plán na zrušení všech dotací do konce roku 2020. Tento krok byl částečně uznáním skutečnosti, že elektromobily jsou pravděpodobně dosáhne cenové parity s tradičními vozidly s vnitřním spalovacím motorem (ICE) během několika příštích let kvůli klesajícím cenám baterií. Čína si také uvědomila, že její velkorysý dotační program vedl k obrovské nadměrné kapacitě výroby elektromobilů, a doufala, že odstranění dotací vyřadí slabší společnosti a povede ke konsolidaci průmyslu. Pokles dotací, umocněný dopadem pandemie COVID-19, způsobil velký propad prodeje elektromobilů. Snahy vlády oživit celkový čínský automobilový trh uvolněním omezení na tradiční benzinová vozidla a odložením nových emisních norem také poškodily prodeje EV.

Ve světle tohoto vývoje nyní Čína postupuje vpřed s novými opatřeními na podporu vývoje EV, která považuje za klíčová pro splnění dlouhodobých ekonomických modernizací země, energetické bezpečnosti a ekologických cílů. V dubnu se Čína rozhodla prodloužit svůj národní dotační program pro elektromobily do roku 2022, i když celková výše dotací pro osobní elektromobily se bude postupně snižovat o 10 procent v tomto roce, o 20 procent v roce 2021 a o 30 procent v roce 2022. byl navržen tak, aby podporoval další inovace a snižování nákladů. Aby byly elektromobily způsobilé, musí splňovat přísnější požadavky, pokud jde o cenu elektromobilu, dojezd, velikost baterie, hustotu energie a účinnost vozidla.

Čína také investuje 2,7 miliardy RMB (381 milionů USD) do nabíjecích stanic pro elektromobily jako součást svého programu „nové infrastruktury“, který má čelit ekonomickým dopadům pandemie. To umožní State Grid Company vybudovat v roce 2020 dalších 78 000 nabíjecích stanic pro elektromobily. Čína je již dnes domovem více než 516 000 veřejných nabíjecích konektorů, což je více než polovina celosvětového počtu, a také asi jeden milion soukromých nabíječek.

V prosinci 2019 Ministerstvo průmyslu a informačních technologií (MIIT) zveřejnilo k připomínkování návrh plánu rozvoje průmyslu New Energy Vehicle (NEV) na období 2021-2035. NEV zahrnují akumulátorová elektrická vozidla, hybridy a vozidla s vodíkovými palivovými články. Návrh plánu požaduje zvýšení cíle pro přijetí NEV na 25 procent všech prodejů nových vozidel do roku 2025, což je obrovský skok oproti jejich dnešnímu 5procentnímu podílu. Řeší také otázky dodavatelského řetězce baterií a otázky recyklace, podporuje integraci vozidel do sítě, zvyšuje výzkum a vývoj v prioritních oblastech a vyzývá ke komplexní strategii vedoucí ke komercializaci vozidel s vodíkovými palivovými články.

Podle Bloomberg New Energy Finance (BNEF) návrh plánu „nepovažuje elektromobily pouze za přímou náhradu za vozidla s vnitřním spalováním. Plán považuje elektromobily za součást širší integrované strategie týkající se sdílené mobility, autonomních vozidel, integrace obnovitelných zdrojů a flexibility energetického systému a jeho cílem je stimulovat inovace v těchto oblastech.“

Čína také postupuje vpřed s plány na zapojení svých energetických a dopravních sektorů do čtvrté průmyslové revoluce. Jedná se o transformační změny vyvolané propojením lidí, předmětů a prostorů s využitím pokročilých informačních a komunikačních technologií. Společnost State Grid Company spustila ambiciózní plán inteligentních sítí nazvaný „Všudypřítomný mocný internet věcí“. Plán vyzývá k vybudování inteligentního přenosového systému ultravysokého napětí vedle městských a venkovských distribučních sítí, který by propojil internet s národními dodávkami elektřiny a podpořil rozvoj chytrých měst. Pilotní projekty budou zahrnovat:

  • integrace čisté energie
  • akumulace energie
  • mikrogridní technologie
  • chytré řízení poptávky
  • Zařízení pro nabíjení elektromobilů a přepínání baterií.

Integrace elektrické sítě bude ještě důležitější, protože počet elektromobilů na silnicích neustále roste. Analytici očekávají, že se čínský sektor elektromobilů vzpamatuje z letošního propadu a v roce 2021 začne opět růst, podpořený podpůrnými politikami, přísnějšími předpisy, vládními a komerčními zakázkami a plány na elektrifikaci vozového parku. Čínský navrhovaný cíl prodeje elektromobilů ve výši 25 procent do roku 2025 by vyžadoval prodej přibližně šesti až sedmi milionů vozů ročně. Jakmile elektromobily dosáhnou cenové parity s vozidly se spalovacím motorem, očekává se, že jejich přijetí poroste ještě rychleji. BNEF předpovídá, že více než polovina čínského vozového parku osobních vozidel bude do roku 2040 elektrická. Programy a pobídky, které povzbuzují elektromobily k nabíjení a vybíjení v optimálních časech, by pomohly vyhnout se namáhání sítě v důsledku vysokých úrovní penetrace elektromobilů.

Pokročilá flexibilní opatření, jako je chytré nabíjení EV, DR a skladování elektřiny, mohou také hrát hlavní roli při dekarbonizaci čínského energetického sektoru. Mezinárodní energetická agentura zjistila, že tato flexibilní opatření mohou Číně umožnit do roku 2035 spolehlivě integrovat extrémně vysoké podíly proměnlivé větrné a solární výroby bez jakéhokoli podstatného omezení. Stanou se kriticky důležitými, protože Čína bude pracovat na dosažení – a možná i překročení – svých pařížských klimatických závazků o maximálním CO2 emise do roku 2030 a zvýšení podílu nefosilní energie na 20 procent z celkového energetického mixu.

NRDC se těší na spolupráci s vládou Šanghaje a dalšími městy v Číně, jak budou postupovat vpřed s příslušnými politikami a implementací programů integrace EV-grid.

Obrázky poskytly společnosti NIO a CleanTechnica.

Související příběhy:Čínské pobídkové změny pro elektromobily v letech 2020–2023