Ученые из Университета Кенхи в Южной Корее и Научно-технологического института Нопалу в Сенегале оценили готовность мировых энергосистем к массовому переходу на электромобили. Они разработали комплексную модель, основанную на S-кривой внедрения новых технологий, и проанализировали данные по 20 странам с наибольшим парком электрокаров.
Электротранспорт уже сегодня вытесняет около 1,5 миллиона баррелей нефти в день. Это важный шаг к сокращению выбросов, но одновременно и серьезное испытание для энергосистем. К 2030 году в мире будет насчитываться до 300 миллионов электромобилей, их одновременная зарядка, особенно в вечерние часы, когда потребление и так максимально, грозит перегрузкой трансформаторов, падением напряжения и локальными отключениями. Главная проблема здесь не столько в объеме энергии, сколько в пиковой мощности, необходимой для одновременной зарядки растущего числа электромобилей.
Для решения этой проблемы исследователи предлагают не просто наращивать генерацию, а грамотно управлять спросом. В моделировании они показали, что модернизация сетей должна идти в паре с внедрением интеллектуальных систем управления зарядкой. Ключевыми инструментами здесь становятся динамические тарифы, стимулирующие зарядку в часы низкой нагрузки, использование дневной зарядки на работе при избытке солнечной энергии, а также технология Vehicle-to-Grid (V2G), позволяющая электромобилям возвращать часть энергии обратно в сеть. Все это превращает машины из потенциальной угрозы стабильности в ресурс для балансировки энергосистемы.
Как показывают результаты странового анализа, лишь Норвегия, Исландия и Швеция уже сегодня располагают достаточными мощностями для того, чтобы одновременно зарядить весь свой автопарк, если бы он состоял только из электромобилей. Остальные страны, включая США и Китай, столкнутся с серьезным дефицитом мощности при аналогичных вводных. В США, например, при полной электрификации парка потребность может достигнуть 6 ТВт, тогда как нынешняя установленная мощность составляет около 1,2 ТВт и лишь к 2050 году способна удвоиться.
Для густонаселенных городов, где у большинства жителей нет возможности заряжать машину дома, одним из решений исследователи называют развитие общественных зарядных станций. Их легче встроить в системы управления нагрузкой. Перспективным направлением также считаются автономные станции на солнечной энергии, но для того, чтобы они смогли полноценно заменить традиционные АЗС, необходим технологический прорыв в аккумуляторах: их плотность энергии должна быть как минимум вдвое выше нынешних литий-ионных батарей.
