Не только средство передвижения: как электромобили могут помочь в накоплении энергии
С момента изобретения электричества накопление энергии было одной из главных проблем человечества, мешающей стабильной работы энергосистемы. Однако с развитием технологий для нее находится все больше новых решений. Многие из них кроссфункциональны: так электротранспорт, кроме своего прямого назначения, сегодня выполняет не менее важную роль накопителя энергии. Как это работает?
В современных электромобилях используются литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650, выпрямитель и инвертор мощности для преобразования постоянного тока в переменный — словом, все необходимое для того, чтобы отдавать энергию в сеть и сглаживать пики энергопотребления. Так родилась идея задействовать электромобиль в качестве накопителя энергии, пока он стоит без движения.
За последние пять лет количество электрокаров заметно выросло. В Европе насчитывается порядка 3,3 млн таких авто. С началом электромобильного бума эксперты предрекли коллапс для энергосистемы. Чтобы избежать сверхнагрузки на сеть, которая потенциально могла привести к полному ее отказу, был разработан концепт двустороннего обмена энергией между автомобилем и городской сетью — Vehicle to Grid (V2G).
Согласно этой концепции, машина может служить временным аккумулятором для электроэнергии, который в зависимости от обстоятельств может либо сохранять поступающую электроэнергию, либо подавать сохраненное электричество обратно в электросеть. Авторы рассчитывали, что автовладелец может заработать, возвращая излишки электроэнергии в сеть.
Компании Renault и Nissan стали одними из первых производителей, кто начал выпускать электромобили, способные отдавать накопленную в аккумуляторе энергию. Компания Schneider Electric построила электрическую зарядную станцию, поддерживающую данную функцию. С 2018 года Renault проводит амбициозный эксперимент на полуострове Мадейра, цель которого — испытать исправность обратной поставки электроэнергии в сеть от авто.
Пилотные проекты также были запущены в Дании и Великобритании. Nissan совместно с поставщиком электроэнергии Enel установили зарядные станции, которые позволяют возвращать ток в городскую электросеть. Для стимулирования зарождающегося рынка частным и корпоративным клиентам на Nissan Leaf или Nissan e-NV200 предоставили возможность бесплатно парковаться у этих общественных заправок, подзаряжать аккумуляторы своих электромобилей и там же отдавать лишнюю энергию в коммунальную сеть. В Nissan подсчитали, что таким образом водители смогут заработать до 1300 евро в год.
Авто как батарейки
Однако с годами в Европе дискурс постепенно меняется на противоположный: речь уже не о заработке, а об обязательствах делиться излишками энергии. Так, одно время в Великобритании рассматривался законопроект, обязывающий владельцев электромобилей подключать их к электросети для выравнивания баланса во время простоя авто. В качестве компенсации владельцам обещали бесплатную парковку. «Экологически чистый транспорт не только полезен для окружающей среды, но и является еще одним способом снизить нашу зависимость от внешних поставок энергоносителей», — заявил в марте 2022 года премьер-министр Великобритании Борис Джонсон, комментируя полемику вокруг низких темпов строительства инфраструктуры для электротранспорта.
Интересно, что полезными для крупных энергосистем могут быть и потерявшие мощность аккумуляторы электромобилей. Так, компания Nissan на своем британском заводе электрокаров EV36Zero планирует встраивать такие батареи от моделей Leaf в промышленные накопители энергии, цель которых — стабилизировать работу энергосети для всего производства. Аккумуляторы, которые уже не могут обеспечить нужную тягу электромобилю, также подходят для использования в бытовом накопителе энергии.
В технологии накопления энергии с помощью электрокара есть и свои минусы. В среднем такой аккумулятор выдерживает 1000 циклов подзарядки. Таким образом, батарей в современных электрокарах хватает примерно на 15 лет. Однако если аккумулятор заряжать и разряжать дважды в день, срок службы его в разы сократится. Поэтому потенциальный экономический эффект и экологическая безопасность такого энергобуфера-накопителя, как электрокар, кажутся не такими уж заманчивыми.
В свете развития солнечной энергетики накопление энергии с дальнейшей ее поставкой в сеть может заиграть новыми красками. Например, компания Sono Motors договорилась с властями Мюнхена о тестировании в городе прицепов для автобусов с солнечными панелями на крыше. Компания рассчитывает, что инновация позволит экономить до 2,5 тысячи литров топлива ежегодно.
Так или иначе, будущее принадлежит не только децентрализованной генерации, но и децентрализованному хранению электроэнергии. Это означает, что человечество движется к тому, чтобы в каждом доме, офисе или на предприятии стоял локальный накопитель электроэнергии. Свою роль в мини-энергореволюции, очевидно, сыграют и электромобили.