EY oznacza globalną organizację i może odnosić się do jednej lub więcej firm członkowskich Ernst & Young Global Limited, z których każda stanowi odrębny podmiot prawny. Ernst & Young Global Limited, brytyjska spółka z ograniczoną odpowiedzialnością, nie świadczy usług na rzecz klientów.
Zobacz wszystkie wyniki dla
'
'
Brak wyników wyszukiwania
Ogólne
Zobacz wszystkoPeople
Zobacz wszystkoOstatnie wyszukiwania
Czy w miarę jak e-mobilność nabiera tempa, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mogą wprowadzić pojazdy elektryczne na szybkie tory?
Rozwój elektromobilności nabiera tempa szybciej niż można było to przewidzieć. Trzeba zatem zaprojektować i zainwestować w przyszłe rozwiązania, by utrzymać pojazdy elektryczne na drogach.
W skrócie
- Już dziś musimy zadbać o solidne podstawy i zbudować infrastrukturę, która do 2035 roku będzie w stanie przyjąć 130 milionów pojazdów elektrycznych (EV) i przetrwa próbę czasu.
- To nie wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną, ale trudny do przewidzenia sposób ładowania pojazdów elektrycznych będzie stanowił największe wyzwanie dla przeznaczonej do tego sieci zasilania.
- Kluczowe znaczenie dla sukcesu elektromobilności ma zdobycie zaufania i akceptacji klientów do tego procesu.
Od czasu zbudowania sieci elektrycznych i transportowych pierwszej generacji, które dobrze spełniały swoje zadanie, świat poszedł zdecydowanie naprzód. Dzisiaj jesteśmy na nieodwracalnej drodze do elektromobilności, dlatego musimy myśleć o trwałości i wytrzymałości naszej nowej infrastruktury. Musimy również być gotowi na rozbudowę, wzmocnienie i cyfryzację sieci zasilania pojazdów elektrycznych, aby podtrzymać tę transformację. Operatorzy systemów dystrybucyjnych będą odgrywać kluczową rolę, pozyskując umiejętności i technologie, które przyczynią się do rozwoju systemu energetycznego i przyspieszenia procesu elektromobilności, ponieważ bez niezawodnych dostaw energii elektrycznej pojazdy nią napędzane nigdzie nie pojadą.
1
Rozdział 1
Klienci mają decydujący wpływ na proces transformacji
Brak dostosowania ekosystemu do potrzeb związanych z elektromobilnością może zahamować jej postęp
Elektromobilność już tu jest. Aspekty z nią związane zostały opisane w naszym najnowszym raporcie pt.: „Sektor energetyczny przyspieszający elektromobilność: czy przedsiębiorstwa użyteczności publicznej mogą przekształcić pojazdy elektryczne z pasywów w aktywa", napisanym we współpracy z europejską organizacją branżową Eurelectric.
Tempo wprowadzania pojazdów elektrycznych na europejskie drogi przerosło wszelkie oczekiwania. W 2021 r. co piąty nowo rejestrowany pojazd na Starym Kontynencie będzie miał tego rodzaju napęd [1]. I choć pojazdy te stanowią zaledwie 1,5 proc. z całkowitej liczby 326 milionów pojazdów [2] to analitycy EY przewidują, że udział ten wzrośnie do 65 milionów pojazdów do 2030 r. oraz podwoi się do 130 milionów pojazdów do 2035 r. Proces ten jest napędzany przez wspomagający elektromobilność ekosystem, który rzetelnie wspiera rozwój w tej dziedzinie:
- Wiele państw zobowiązało się wprowadzić do sprzedaży nowe samochody osobowe i vany z zerową emisją do roku 2035, a inne kraje obiecują pójść w ich ślady do roku 2040. [3]
- Producenci samochodów zmieniają modele biznesowe i opracowują na nowo układy napędowe. Najwięksi gracze zobowiązali się do zwiększenia liczby dostępnych modeli elektrycznych i zwiększenia produkcji lekkich pojazdów użytkowych [4]. Niektórzy z nich planują również wprowadzenie elektrycznych pojazdów ciężarowych. [5,6]
- Organy regulacyjne zaostrzają normy emisji dwutlenku węgla (CO2) dla samochodów osobowych i lekkich samochodów dostawczych w ramach pakietu reform środowiskowych Komisji Europejskiej „Fit for 55” [7]. Rządy oferują zachęty, w tym premie i ulgi podatkowe, dla nabywców pojazdów elektrycznych.
- Klienci są kuszeni programami zachęt, niższymi kosztami eksploatacji i lepszymi osiągami pojazdów. W większości krajów europejskich całkowity koszt posiadania kompaktowych i średniej wielkości pojazdów elektrycznych jest obecnie porównywalny do dysponowania alternatywnymi pojazdami napędzanymi benzyną i olejem napędowym. [9, 10]
- Koszty akumulatorów gwałtownie spadły, a gęstość sieci zasilania pojazdów elektrycznych wzrasta, co sprawia, że elektryfikacja staje się realną opcją również dla mniejszych samochodów dostawczych.
- Korporacje, które już zaczęły korzystać z napędu elektrycznego w swoich flotach samochodów osobowych, obecnie elektryfikują swoje lekkie pojazdy użytkowe, które są coraz bardziej konkurencyjne cenowo w stosunku do tych, które wykorzystują alternatywne silniki wysokoprężne. Co za tym idzie, przejście na napęd elektryczny poprawia ich referencje ekologiczne i reputację firmy [11].
Jeśli warunki będą sprzyjające to stosowne regulacje, polityka i zachęty spełnią swoje zadanie. Ale jak utrzymać tempo przemian i apetyt na energię elektryczną? Będzie to możliwe tylko wtedy, gdy pojazdy elektryczne będą równie łatwe lub łatwiejsze w obsłudze niż pojazdy napędzane paliwami konwencjonalnymi, a także gdy zapewnimy klientom wygodę, łatwość i niezawodność ich użytkowania. W końcu to klient ma kluczowy wpływ na mającą miejsce transformację i to on decyduje, czy wybrać napęd elektryczny, czy nie. Pod tym względem akceptacja klientów jest równie ważnym czynnikiem napędzającym rozwój elektromobilności, jak normy ekonomiczne i środowiskowe, które ją zapoczątkowały.
Jednak już teraz liderzy biznesowi z branży motoryzacyjnej, usług komunalnych, zarządzania flotą, planowania miejskiego i infrastruktury ładowania mówią nam, że istnieje bardzo realne ryzyko, iż rozpowszechnienie pojazdów elektrycznych nastąpi szybciej niż budowa ekosystemu niezbędnego do ich funkcjonowania. Jeśli pojazdy elektryczne będą dostępne, ale infrastruktura je wspomagająca już nie, to apetyt klientów na nie zmaleje, a w efekcie może to nawet zatrzymać rozwój elektromobilności.
2
Rozdział 2
Infrastruktura niezbędna do ładowania samochodów elektrycznych stanowi kwestię sporną
Powolne i chaotyczne wprowadzanie tego typu punktów ładowania wpływa na zaufanie kierowców do tego środka transportu
Zasięg pojazdów zwiększa się, dzięki czemu pojazdy elektryczne mogą pokonywać większe odległości. Kierowcy obawiają się jednak, czy publiczna infrastruktura ładowania jest wystarczająco dostępna, zwłaszcza w przypadku dłuższych podróży. W miarę jak na drogach będzie pojawiać się coraz więcej pojazdów elektrycznych, większa liczba kierowców będzie konkurować o możliwość skorzystania ze stacji ładowania. Kolejki będą rosły, a utrudnienia będą się nasilać.
Obecnie w Europie istnieje 374 000 publicznych punktów ładowania, przy czym w 2021 r. ich liczba wzrosła o 40%. Rozmieszczenie ich jest jednak nierównomierne. W dziesięciu krajach europejskich nie ma ani jednej ładowarki na 100 km drogi, podczas gdy Francja, Niemcy, Włochy, Holandia i Wielka Brytania posiadają 66% wszystkich publicznych punktów ładowania. Obszary wiejskie są zwykle niedostatecznie obsługiwane w porównaniu z obszarami miejskimi, podczas gdy brak parkingów poza ulicami stwarza znaczne zapotrzebowanie na ładowarki na ulicach w strefach mieszkalnych w miastach. Na przykład w Wielkiej Brytanii jedna trzecia domów nie posiada podjazdów, na których można by zainstalować ładowarki. W Holandii odsetek ten wzrasta do 70%. Zespoły EY szacują, że przewidywany wzrost liczby pojazdów elektrycznych będzie wymagał co najmniej 65 milionów punktów ładowania - z czego 9 milionów będzie publicznych, a 56 milionów będzie zlokalizowanych w rezydencjach mieszkalnych - do 2035 roku w całej Europie.
Europejska sieć publicznych punktów ładowania nie rozwija się wystarczająco szybko. Wynika to z trzech głównych powodów:
- Opóźnienia w wydawaniu pozwoleń oraz dostępność i dostęp do nieruchomości: władze lokalne często nie dysponują specjalnymi zespołami, które zajmowałyby się zarządzaniem wprowadzania punktów ładowania pojazdów elektrycznych. Operatorzy punktów ładowania (charge point operator - CPO), odpowiedzialni za instalację i utrzymanie stacji ładowania, mogą potrzebować miesięcy, aby uzyskać pozwolenie na umiejscowienie swojej infrastruktury.
- Opóźnienia i koszty związane z uzyskaniem podłączenia do sieci: niektórzy liderzy branży ujawniają, że w niektórych krajach europejskich operatorzy punktów ładowania mogą czekać nawet 36 miesięcy na uzyskanie podłączenia. Powszechne są znaczące lokalne wąskie gardła, zwłaszcza tam, gdzie konieczna jest modernizacja sieci, aby pomieścić centra o dużej mocy. Pojawiają się również pytania o to, kto płaci za podłączenie do sieci, jak również o opcje polityczne dotyczące finansowania publicznych punktów ładowania.
- Brak interoperacyjności między sieciami ładowarek: korzystanie z punktu ładowania nie jest tak proste jak tankowanie paliwa. Brak interoperacyjności, wynikający w dużej mierze z braku wspólnych standardów, ogranicza wybór użytkownika co do miejsca ładowania i sposobu płatności. Jednocześnie niska niezawodność niektórych sieci oraz zróżnicowany poziom obsługi klienta przyczyniają się do powstawania frustracji wśród kierowców.
Lepsza współpraca w ramach ekosystemu wspomagającego może wyeliminować wszelkie przeszkody. Na przykład, operator punktu ładowania, który współpracuje z urbanistami, władzami lokalnymi i administracją, będzie w stanie zagwarantować, że infrastruktura zostanie umieszczona w odpowiednich miejscach, w których będzie wykorzystywana w największym stopniu, przyniesie największy zwrot z inwestycji dla środowiska i zapewni maksymalną wygodę klientom.
Operatorzy punktów ładowania będą musieli ściśle współpracować z operatorami systemów dystrybucyjnych, którzy mogą być zachęcani przez rząd do przyspieszenia podłączeń do sieci, potencjalnie po obniżonych kosztach oraz do inwestowania we wzmocnienie sieci. Istnieje jednak pewna komplikacja. Im więcej infrastruktury do ładowania pojazdów elektrycznych zainstalujemy, aby sprostać masowemu napływowi pojazdów elektrycznych tym większe będzie zapotrzebowanie na sieć elektroenergetyczną. Moc sieci będzie musiała się dostosować do nieprzewidywalnego zapotrzebowania na ładowanie pojazdów elektrycznych i zwiększonego z tym jej obciążenia.
3
Rozdział 3
Niezbędna rola operatora systemów dystrybucyjnych w elektromobilności
W jaki sposób OSD poradzi sobie z nadchodzącą masową popularyzacją pojazdów elektrycznych.
Pomimo wszelkich irracjonalnych obaw, pojazdy elektryczne nie spowodują obciążenia sieci elektrycznej. Sieć poradzi sobie i zdoła jednocześnie pogodzić zwiększone obciążenie wynikające z rozproszonych źródeł energii, pomp ciepła i elektryfikacji przemysłu. Mimo to, europejskie sieci energetyczne stoją przed ogromnym wyzwaniem związanym z rychłym wprowadzeniem na rynek 130 milionów pojazdów elektrycznych. Jeśli ich kierowcy mają ładować energię gdziekolwiek i kiedykolwiek zechcą, istniejąca infrastruktura sieciowa musi zostać rozbudowana, wzmocniona i zdigitalizowana.
Oczekuje się, że zapotrzebowanie na energię elektryczną pochodzącą z ładowania pojazdów elektrycznych będzie rosło o 30% rocznie, co do końca obecnej dekady przyniesie ponad 200 TWh. Do tego czasu pojazdy elektryczne będą odpowiadać za około 7% całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną w Europie. Destabilizujący wpływ będzie wynikał nie ze wzrostu zapotrzebowania, lecz z tysięcy, a nawet milionów pojazdów elektrycznych próbujących ładować się jednocześnie. Im więcej pojazdów zostanie podłączonych do konwencjonalnych sieci elektrycznych, tym większe będzie zagrożenie dla adekwatności, bezpieczeństwa i jakości dostaw energii elektrycznej. Może to prowadzić do spadków napięcia, jego wahań i strat energii. Operatorzy systemów dystrybucyjnych muszą temu zapobiec.
Badania pokazują, że gdy penetracja rynku przez pojazdy elektryczne osiągnie 50 %, odchylenia napięcia w sieci wykraczają poza standardowy poziom. Z tego powodu podejście polegające na "dopasowaniu i zapomnieniu" przy podłączaniu ładowarek grozi nasileniem zatorów w już i tak bardzo obciążonych sieciach. Będzie to jeszcze bardziej widoczne w przypadku, gdy okresy szczytowego obciążenia - na przykład koniec dnia roboczego - zbiegają się z okresami szczytowego ładowania pojazdów elektrycznych.
Analiza sześciu najczęstszych przypadków wykorzystania systemów ładowania - mieszkalnictwo (wiejskie i miejskie), miejsce pracy, centrum flotowe, centrum noclegowe i autostrady - wykazała, że obciążenie szczytowe wzrośnie o 21% do 90%, a wykorzystanie transformatorów wzrośnie o 19% do 80% w 2035 roku. W szczególności, analitycy EY przewidują 86% wzrost obciążenia szczytowego w mieszkaniach wielorodzinnych i 90% wzrost w korytarzach drogowych, gdzie szybkie ładowarki o dużej mocy pobierają duże ilości energii elektrycznej z sieci. Transformatory, w większości przypadków, będą musiały pracować powyżej swojej mocy znamionowej.
Ładowanie zarządzane to przełom. Umożliwia ono operatorom systemów dystrybucyjnych przekształcenie obciążeń wynikających z ładowania się milionów pojazdów elektrycznych w sposób dowolny w aktywa. Ładowanie zarządzane, wspomagane przez systemy operacyjne działające w czasie rzeczywistym oraz przez zaawansowane aplikacje będzie kontrolować dostępną moc, czas i okres ładowania oraz ograniczać ryzyko przeciążenia sieci. Ładowanie może odbywać się wtedy, gdy sieć elektryczna ma wystarczającą przepustowość lub jej nadmiar, gdy występuje zmniejszone zapotrzebowanie (na przykład w nocy) lub gdy energia elektryczna jest tańsza. Wśród różnych dostępnych systemów ładowanie zarządzane przynosi oszczędności od 7% do 21% w stosunku do obciążenia szczytowego. Jest to korzystne zarówno dla sieci, jak i dla jej klienta.
Rozwiązania w zakresie ładowania zarządzanego mogą być obsługiwane przez dostawcę poprzez połączenie danych, w celu skierowania energii w jednym kierunku, z sieci do pojazdu. Z czasem, gdy technologie vehicle-to-grid (V2G) staną się bardziej zaawansowane, pojazdy elektryczne staną się jednostkami magazynowania energii na kółkach. Będą one odprowadzać energię z akumulatora pojazdu do sieci lub do budynku, aby wyrównać produkcję i zużycie energii, zmniejszając potrzebę dodatkowego wytwarzania lub wzmacniania sieci.
Inne rozwiązania są również pilotowane. Przykładowo, rozproszone wytwarzanie energii elektrycznej w oparciu o energię słoneczną i oraz jej magazynowanie może być stosowane na stacjach obsługi przy drogach, gdzie zasilanie z sieci jest niewystarczające do szybkiego i superszybkiego ładowania. Nowatorskimi koncepcjami, które również są poddawane badaniu, są inteligentne przewody aktywnie równoważące przepływ energii w liniach przesyłowych oraz ładowanie bezprzewodowe. Każde z tych rozwiązań po stronie popytu tworzy synergię pomiędzy siecią a pojazdem elektrycznym. I choć nie zrealizują one każdego możliwego scenariusza, to pomogą złagodzić wpływ dużych skupisk pojazdów elektrycznych ładujących się jednocześnie. Powinny one:
- Ograniczyć zapotrzebowanie na masowe inwestycje w sieć energetyczną
- Zmienić centralnie sterowany system energetyczny na zdecentralizowany model, obsługiwany przez autonomicznych użytkowników
- Umożliwić kierowcom pojazdów elektrycznych, działającym w ramach zdecentralizowanego i regulowanego modelu, dostarczanie mocy bilansującej do systemu energetycznego i otrzymywanie za to odpowiedniego wynagrodzenia
W miarę dojrzewania tych rozwiązań, cyfryzacja sieci w celu monitorowania i weryfikacji wydajności w stosunku do założeń będzie miała kluczowe znaczenie dla zrozumienia, przewidywania i optymalizacji zachowań klientów, wpływu na sieć i jej potrzeb, zarówno obecnie, jak i w przyszłości.
Operatorzy systemów dystrybucyjnych będą odgrywać kluczową rolę w rozwoju elektromobilności. Są oni odpowiedzialni za planowanie rozwoju sieci i zarządzanie operacjami dystrybucyjnymi oraz nowymi przyłączami dla punktów ładowania. Mają oni jednak również społeczny obowiązek zapewnienia najlepszych wyników w zakresie ochrony środowiska, przy możliwie najniższych kosztach, poprzez inwestowanie we właściwych lokalizacjach, we właściwym czasie, przy jednoczesnym unikaniu ryzyka posiadania "osieroconych" aktywów. Nadzór nad sieciami lokalnymi umożliwia im identyfikację obszarów przeciążenia, ocenę wpływu ładowania pojazdów elektrycznych na zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz przewidywanie przyszłych potrzeb inwestycyjnych w sieci. Ponadto, w miarę jak Europa będzie przechodzić na inteligentne sieci i lokalne elastyczne rynki, OSD będą przygotowani do integrowania dojrzałych rozwiązań w celu zmniejszenia szczytowego zużycia energii, ograniczenia ograniczeń przesyłowych oraz poprawy jakości i niezawodności energii.
W związku z rosnącą popularnością pojazdów elektrycznych planowanie elektryfikacji systemu elektroenergetycznego jest ogromnym przedsięwzięciem. Aby odnieść sukces, operatorzy systemów dystrybucyjnych potrzebują:
- Lepszego zrozumienia sytuacji poprzez poprawę widoczności sieci niskiego i średniego napięcia.
- Odpowiednich umiejętności, możliwości i inwestycji, aby wspierać w pełni zautomatyzowane i zharmonizowane doświadczenia klientów w celu promowania wdrażania pojazdów elektrycznych
- Zdolności do śledzenia w czasie rzeczywistym procesów zachodzących we współdziałaniu pojazdu z siecią i z powrotem, aby pomóc w zarządzaniu coraz bardziej obciążoną infrastrukturą dystrybucyjną.
Rozszerzenie umiejętności OSD i lepsze wykonywanie obowiązków zwiększy koncentrację na efektywnej obsłudze klienta. Pomoże to we wprowadzeniu bardziej innowacyjnych rozwiązań, co przełoży się na lepsze doświadczenia kierowców związane z korzystaniem z pojazdów elektrycznych.
4
Rozdział 4
Podstawy udanej elektromobilności
Rozwiązania dla transportu drogowego, które przetrwają próbę czasu
Rozwój rynku pojazdów elektrycznych będzie jednocześnie ogromny i szybki. Oczekuje się, że do końca dekady jego wartość przekroczy 150 mld EUR. Ograniczeniu emisji pochodzących z transportu drogowego i dążeniu do neutralności klimatycznej towarzyszyć będą ogromne korzyści społeczne. Osiągnięcie tego celu zależy jednak od wyeliminowania istniejących barier i zaprojektowania systemu elektromobilności, który będzie odporny na przeciążenia i będzie w stanie sprostać przyszłym wymaganiom.
Sześć podstawowych działań mających na celu zapewnienie długoterminowej rentowności elektromobilności:
- Staranne planowanie inwestycji w infrastrukturę dystrybucyjną, cyfrową, informatyczną i sieciową, z uwzględnieniem przewidywanego upowszechnienia pojazdów elektrycznych
- Uproszczenie procesów zatwierdzania przez władze lokalne instalacji infrastruktury ładowania
- Umożliwienie szybszych i tańszych połączeń sieciowych dla ładowarek pojazdów elektrycznych
- Skoncentrowanie się na niezawodności infrastruktury ładowania w celu zdobycia zaufania klientów
- Zagwarantowanie, aby każda publicznie dostępna ładowarka w Europie była podłączona do sieci cyfrowej i zdolna do inteligentnego ładowania
- Umożliwienie interoperacyjności - dowolny pojazd, dowolna umowa, dowolny mechanizm płatności - w całej sieci ładowarek
FZ perspektywy sieci nowe technologie będą wspierać napływ pojazdów elektrycznych. Zapewnią one wgląd w całe połączone środowisko od momentu podłączenia pojazdu do sieci i rozpoczęcia przepływu energii.
Interoperacyjność zależy od sprawnej komunikacji między siecią dystrybucyjną, urządzeniami do ładowania i pojazdami. Technologie pozwolą uczestnikom wspomagającego ekosystemu komunikować się, udostępniać dane i współpracować ze sobą w celu poprawy wydajności i napędzania innowacji w zakresie elektromobilności. Cyfrowa inteligencja oraz narzędzia analityczne umożliwią prognozowanie i modelowanie w celu kształtowania i ulepszania rozwiązań. Będą one monitorować infrastrukturę ładowania i z czasem zapewniać lepsze doświadczenia klientów poprzez identyfikację i rozwiązywanie problemów, zanim się one nasilą.
Tymczasem mechanizmy regulacyjne będą chronić odbiorców i przynosić im korzyści. Tak więc, na przykład, gdy system V2G (vehicle to grid) stanie się realną technologią i gdy zaczną funkcjonować lokalne elastyczne rynki, prosument będzie uczestniczył w samodzielnym wytwarzaniu i zużyciu energii elektrycznej. Każda nadwyżka energii odnawialnej zostanie wykorzystana do zrównoważenia sieci, a prosument otrzyma za to rekompensatę. Ta wymiana energii stanie się podstawową cechą operacyjną elektromobilności w nadchodzących dziesięcioleciach.
Musimy również pamiętać, że każda ingerencja i innowacja powinna być ukierunkowana na zapewnienie wygody klientowi. Jeśli ładowanie pojazdu elektrycznego jest bardziej skomplikowane, kosztowne lub uciążliwe niż tankowanie benzyny lub oleju napędowego, apetyt klientów na przejście na napęd elektryczny będzie malał. A jeśli klienci nie będą nadal przekonani do elektromobilności, pojazdy elektryczne szybko znikną z rynku.
Podsumowanie
Stoimy przed wielką okazją, żeby zaprojektować transport drogowy od nowa. Operatorzy systemów dystrybucyjnych, nadzorujący całą sieć, są kluczowym trybikiem machiny zwanej elektromobilnością. Mogą oni kierować przepływem energii elektrycznej w sieci, co ostatecznie przekształci pojazdy elektryczne z pasywów w aktywa. Wprowadzenie podstawowych elementów konstrukcyjnych, technologii i współpracy zapewni, że eMobility będzie nam służyć jeszcze długie lata. Tempo zmian jest szybkie, ale muszą one być zakotwiczone wokół oczekiwań klienta. Zadowolony klient będzie motorem przemian w zakresie elektromobilności, a rozczarowany zatrzyma je w miejscu.
Jak EY może pomóc
Lider
Powiązane artykuły
Kiedy ponowne wynalezienie koła ma głęboki sens?
Elektryfikacja transportu drogowego to obietnica środowiskowych i biznesowych korzyści.