Predavač: mr.sc. Mladen Žunec,dipl.ing. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST Vodice, 23. studenog 2012. Električno vozilo - EV • pogonjeno samo električnom energijom pohranjenoj u bateriji u vozilu Izmjenjivač (DC/AC) Utičnica za kućno punjenje Ispravljač (AC/DC) • baterija se puni na stanica za punjenje • postoje i hibridna vozila (el. energija+nafta/benzin) – PHEV (plug-in hybrid electric vehicle) Li-ion baterija NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 2 Utičnica za brzo (DC) punjenja Zašto električna vozila? Proizvodni mix Ovisnost o primarnom energentu (nafta, plin) Emisija CO2 iz proizvodnje iz energetskog i transportnog sektora Energetska učinkovitost NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 3 Zagađenje u gradovima El. energija iz obnovljivih izvora za elektromobil - HR 35-40% godišnje proizvodnje električne energije iz hidroelektrana Certifikat energije iz obnovljivih izvora Sve hidroelektrane u sastavu HEP-a u RH imaju certifikate o proizvodnji električne energije iz obnovljivih izvora, čime se HEP Proizvodnja d.o.o. svrstava u velike certificirane proizvođače obnovljive energije u Europi. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST Energetska ovisnost –svi proizvodi 2008. • U 2008. ovisnost EU27 iznosila je 54,8% • ovisnost o uvozu nafte EU-27 u 2008. dosegla je gotovo 84,3% (22 zemlje su imale ovisnost veću od 90%) • rezerve nafte značajno opadaju NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 5 Emisije CO2 – Cestovni promet Drugi izvori 39% Sektor kućanstva 8% Proizvođačka industrija 10% Proizvodnja el.energije i topline 26% Cestovni promet 17% • U 2008.g., EU prometni sektor doprinosio je s 26% ukupnih emisija ali polovica toga otpada na prijevoz tereta • cestovni promet obuhvaća 17% emisija CO2 EU (2007.g.) Izvor: Datamonitor: The European Green Fleet Market 2010; June 2010 6 Utjecaj uvođenja EV na okoliš • električno vozilo koje bi se puno el. en. proizvedenoj u Europi emitiralo bi oko 105 g/km CO2, što je 34% manje od vozila s motorom na unutarnje sagorjevanje. • zalihe nafte se smanjuju pa će nekonvencionalna proizvodnja nafte (npr. katranski pijesak) prevladati što je opasnije za okoliš NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 7 Učinkovitost električnih vozila Ukupna učinkovitost Učinkovitost od punjenja goriva do kotača Učinkovitost od proizvodnje do kotača El.en. iz plina – 55% El.en. iz vjetra –100% obnovljivi Prijenos – 90% Prijenos – 90% EV – 75% • konvencionalna vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem su vrlo neučinkovita s 80% ili više gubitaka energije kroz otpadnu toplinu. EV – 75% Izvor: www.esb.ie 8 Li-ion baterije • Li-ion baterija se može reciklirati –više od 95% materijala se može ponovno upotrijebiti • 24 kWh Li-ion baterija s jednim punjenjem ima domet oko 160 km • Očekuje se životni vijek baterija 8 godina i 2.000 punjenja. Ako svakim punjenjem imamo novih 160 km znači da je dizajnirana za 320.000 km NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 9 Rezerve Litija za baterije za EV • Rezerve litija - DOSTATNE! (zone instraživanja) =14 000 kT • Trenutna potrošnja 14 kT/god. • Za jednu bateriju (20 kWh) potrebno je od 3-12 kg Litija • Rezerve su dovoljne za 1-5 mrd EV i bez recikliranja Izvor: EDF, Technologies batteries Litium pour VE NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 10 Strategija punjenja – u satima nižeg vršnog opterećenja Pametno punjenje: • olakšava integraciju OiE u EES • mogućnost upravljanja mrežom • izbjegavanje nepotrebnih investicija u mrežu • optimiranje korištenja proizvodnih kapaciteta • maksimiziranje vremena punjenja kada to kupcu odgovara www.hep.hr/ops Izvor: Enel: E-mobility in Italy&G4V and Green eMotion Projects, September,2010 11 Konvencionalni automobil Značajno utječe na smanjenje kvalitete zraka (NOx, HC) Buka Emisije CO2 Uzrokuje zdravstvene probleme posebice stanovnicima velikih urbanih područja Europska unija aktivno kreira platformu za uspostavu održivih prometnih sustava kroz ograničavanje emisija CO2 NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST Električna vozila znatno učinkovitije iskorištavaju primarnu energiju u odnosu na najsuvremenija vozila današnjice opremljena Izvor: Protoscar NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST Zakonski okvir - EU • Direktiva 2009/33/EC o promoviranju čistih i energetski učinkovitih cestovnih vozila – cilj je poticati tržište na čista i energetski učinkovita vozila za cestovni promet, obvezati na standardizaciju vozila i infrastrukture te raznim poticajnim mjerama osigurati potrebnu razinu potražnje u cilju smanjenja proizvodne cijene vozila • COM (2010) 186 – Akcijski plan definira Strategiju EU za uvođenjem čistih i energetski učinkovitih vozila (European Strategy on clean and energy efficient vehicle) NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST Politika EU za električna vozila • “Challenges for a EU market for elelctric vehicles”, June 2010 – EV predstavljaju radikalnu inovaciju omogućavajući globalnom tržištu priliku za razvoj industrije vozila – ne samo da zahtjevaju nova tehnološka rješenja već i značajne promjene u ponašanju društva u smislu mobilnosti – EV se smatraju ključnom opcijom za smanjenje stakleničkih plinova u transportnom sektoru s obzirom na postojeći energetski mix Europe – značajne istraživačke aktivnosti kako bi se došlo do faze masovne proizvodnje električnih vozila, poboljšane pouzdanosti i nižeg troška baterije – standardizacija na razini EU i globalnoj razini ima krucjalnu ulogu za razvoj tehnologije i tržište EV-a NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 16 Zakonski okvir - EU • Regulation EC no. 443/2009, EU Parlamenta o postavljanju stndarda za emisije za nova putnička vozila, kao dio integriranog pristupa smanjenja emisija CO2 iz vozila • emisije novih vozila ne smiju biti veće od 130 g/km CO2 do 2015. odnosno 95 g/km CO2 do 2020. • Ukoliko proizvođači vozila ne zadovolje granice plaćaju premiju za emisije za svako registrirano vozilo, i to 5€ za prvi g/km iznad dopuštene granice, 15€ za drugi ,25€ za treći i 95€ za svaki slijedeći g/km CO2. • prosječne emisije CO2 u 2008. za EU15 (nafta i benzin) su iznosile između 150-160 g/km. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST Energetska strategija RH – Sektor prometa • Sektor prometa sudjeluje u ukupnoj neposrednoj potrošnji energije s oko 30%. • Brzina porasta je iznimno visoka (preko 5% godišnje u proteklih pet godina). • Najveći udjel u potrošnji energije u sektoru ima cestovni promet s gotovo 90%. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 900 22,0% 20,6% 800 700 2006. 2020. 600 500 46,1% 46,4% PJ 33,0% 32,0% 400 300 200 100 0 2006 2008 2010 2012 Opća potrošnja 2014 2016 2018 2020 Promet 2022 2024 2026 2028 Industrija Slika - Održivi scenarij neposredne potrošnje energije Izvor: Energetska strategija RH 2030 Energetska strategija RH – Sektor prometa PROPISANE MJERE (poglavlje 4.2.2.) • Propisivanje strožih standarda za nova vozila; • Provedba informacijskih kampanja o energetski učinkovitom ponašanju u prometu; • Planiranje i uspostava učinkovitijih prometnih sustava; • Poticanje projekata čistijeg energijski učinkovitijih vozila: prometa i kupovanje – Raznim će se mjerama poticati primjena vozila s emisijama ispod 120 g CO2/km, električna vozila, hibridna vozila - za pravne i fizičke osobe putem subvencije investicija, ali i osiguravanjem besplatnih parkirnih mjesta, pravom na korištenje žutih traka i sl. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 19 CEN, CENELEC i ETSI • u lipnju 2010. EU Komisija je dala mandat europskoj standardizacijskoj grupi (CEN, CENELEC i ETSI) za razvoj standarda u cilju: – osiguranja interoperabilnosti i priključenja između mjesta opskrbe električne energije i stanice za punjenje EV (uzimajući u obzir činjenicu da kućne utičnice u EU nisu standardizirane) – osiguranja interoperabilnosti i priključenja imeđu stanice za punjenje (kada punjač nije u vozilu) i EV-a kao i njegove zamjenjive baterije, tako da bude samo jedan tip punjača za sva vozila i baterije – smanjenja rizika sigurnosti i elektromagnetske kompatibilnosti punjača prema Direktivi 2006/95/EC i 2004/108/EC NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 20 Napredna mreža - vizija Trends Vladine potpore za razvoj i standardizaciju EV infrastrukture • Više od 100 stanica za punjenje psotavljenih, od čega više od 40 je smješteno u Londonu. • Plan je povećati broj stanica za punjenje na 25,000 u Londonu do 2015. Vlada planira potrošiti €500m za razvoj baterija i izgradnju mreže za punjenje u Njemačkoj. • Vlada je dala jamstvo za €590m promoviranje i razvoj električnih vozila. Sredstva su najmjenjena poticajeima za EV te izgradnju infrastrukture za punjenje. • U lipnju 2010., u istraživanju standardizacije infrastrukture za punjenje EV, proizvođači vozila su izradili zajedničku specifikaciju za spajanje električnih vozila na mrežu. • Renault-u je odobren zajam od €140m za razvoj električnih vozila. • Zajam vrijedan €100m će se osiguirati drugim proizvođačima EV poput Peugeot –a ili Daimlera. 22 Trends Vladini poticaji za hibridna/električna vozila u EU • 25% popusta na cijenu kupnje vozila, maksimalno do £5,000 (€5,630) za EV i PHEV od 2011. • Neplaćaju londonsku taksu za zagušenje. • Besplatno punjenje na javnim stanica za punjenje. Električna vozila su neplaćaju godišnji porez na promet za period od 5 godina od datuma prve registracije • 20% popusta do maksimalnih €6,000 za EV. • Popust na punjenje vozila noću. • Kredit za poduzeća koja razvijaju tehnologije za EV. Izvor:Datamonitor • 20% popusta na cijenu kupnje vozila, maksimalno do €5,000 za vozila koja emitiraju manje od 60g/km CO2. • Hibridna vozila koja emitiraju manje od 140g/km CO2 dobivaju poticaj od €2,000 . • €3,000 potpore za vozozila koja emitiraju točno 120g/km CO2. • €3,500 potpore za vozozila koja emitiraju manje od 120g/km of CO2. 23 Porezni poticaji za alternativna vozila u EU (1) • 16 zemalja EU ima elemente u poreznom sustavau koji se temelje na emisijama CO2 i/ili vrsti goriva • sve veći broj EU zemalja odobrava poticaje za kupnju EV te na kupnju novog uz uništenje starog vozila • u nastavku je dan pregled po zemljama EU NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 24 Modeli izgradnje javne infrastrukture Izvor: Eurelectric: “Market models for the roll-out of electric vehicle public charging”, September 2010 25 Model 1 – Integrirani model Operator distribucijskog sustava Stanica za punjenje Opskrbljivač električne energije • Vlasnik stanica za punjenje je ODS • Kupac i opskrbljivač sklapaju ugovor za uslugu e-mobilnosti (može biti pretplatna ili prema potrošnji). • ODS kupcu dodjeljuje Identifikacijski broj (ID) koji je povezan s njegovim ugovorom o opskrbi električnom energijom za e-mobilnost, no kupac može sklopiti više ugovora s raznim opskrbljivačima i imati više ID-ova. • Svi kupci sudjeluju u trošku izgradnje infrastrukture. Trošak izgradnje infrastrukture je dio mrežarine čiji se iznos u pravilu ne povećava. Ukoliko kupac zatraži brzo punjenje to će mu se dodatno naplatiti. • Svi opskrbljivači u ovom modelu mogu slobodno nuditi proizvode i usluge. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 26 Model 2 – Odvojena infrastruktura Operator distribucijskog sustava Stanica za punjenje Opskrbljivač električne energije • Vlasnik infrastrukture nije ODS, već Operator infrastrukture za e-mobilnost čija je djelatnost regulirana i odvojena od opskrbne djelatnosti. • Izgradnju financiraju krajnji korisnici infrastrukture, odnosno samo prihod od električne energije za e-mobilnost se koristi za pokriće troška investicije. • Operator infrastrukture će naplatiti naknadu za priključenje na infrastrukturu (eng. access fee) za koju će opskrbljivač uvećati svoju cijenu i naplatiti je krajnjem kupcu. U slučaju brzog punjenja Operator infrastrukture će vjerojatno, kao i u modelu 1, naplatiti višu naknadu zbog većeg troška investicije. • Operatora infrastrukture može biti više, ali svi moraju imati sustav za autentifikaciju i obračun. • Operatori infrastrukture trebaju ishoditi dozvole od lokalne samouprave za postavljanje infrastrukture. • Opskrbljivači imaju jednake uvjete pristupa. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 27 Model 3 – Neovisni pružatelj emobilnosti Operator distribucijskog sustava Stanica za punjenje Opskrbljivač električne energije • Pružatelj usluga e-mobilnosti postavlja vlastitu infrastrukturu i prodaje električnu energiju zajedno s drugim uslugama, uključujući punjenje. • Pružatelj usluga e-mobilnosti prodaje samo usluge, ali treba imati dozvolu za opskrbu električnom energijom. • Izgradnju infrastrukture financiraju krajnji korisnici infrastrukture. • Pružatelj usluga e-mobilnosti kupcima naplaćuje mjesečnu naknadu za uslugu (slično kao Operator telekomunikacijskih usluga), umjesto naplate potrošene električne energije (kWh). Naknada će uključivati trošak izgradnje infrastrukture, a brzo punjenje vjerojatno neće biti skuplje. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 28 Model 4 – Spot operator emobilnosti Operator distribucijskog sustava Stanica za punjenje Opskrbljivač električne energije • Spot operator je vlasnik stanice za punjenje. • Vlasnik ili koncesionar parkirališnog mjesta je vlasnik infrastrukture i prodaje električnu energiju, dok izgradnju infrastrukture plaćaju njeni krajnji korisnici. • Gradovi su vlasnici parkirališnih mjesta na javnim pločnicima, ali oni mogu uvesti i sustav licenciranja za poduzeća kako bi se nadmetala za najinteresantnije lokacije. Vlasnici parkirališnih mjesta u ovom modelu grade i upravljanju infrastrukturom te prodaju električnu energiju. • U ovom modelu pojavljuje se novi subjekt koji treba omogućiti licenciranim poduzećima prodaju električne energije. • Mali „igrači“ (poduzeća) i opskrbljivači natječu se za najbolja parkirališna mjesta (postoji i mogućnost uvjetovanja prihvaćanja manje atraktivnih lokacija u postupku licenciranja). • Ovaj model može stvoriti lokalne oligopole i onemogućiti tržišne cijene. • Može se dogoditi da kupac želi sklopiti više ugovora s različitim pružateljima e-mobilnosti u graničnim/susjednim područjima. Alternativno, moguć je „roaming“ na način da jedan Operator prepozna ID kupca drugog Operatora i omogući mu priključenje na infrastrukturu. • Operatori slobodno određuju cijene i natječu se za lokacije odnosno postavljanje kućnih punjača, punjača za poslovne zgrade i trgovačke centre. • U pravilu, oni sklapaju ugovor s opskrbljivačem električne energije za određenu stanicu za punjenje, a kupcu naplaćuju naknadu za parkiranje ovisno o atraktivnosti parkirališnog mjesta. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 29 Vrijeme punjenja Načini punjenja Izvor napajanja Snaga (kW) Vrijeme AC, 1F, 16A do 3,7 kW cca 6 h AC, 3F,16A do 11 kW cca 2 h AC, 1F,32A do 7,4 kW cca 3 h AC, 3F,32A do 22 kW cca 1 h 3 -dedicirano AC, 1F,32A do 7,4 kW cca 3 h AC, 3F,32A do 22 kW cca 1 h DC do 400A > 22 kW cca 30 min. 1 -kućno 2-kućno 4 Zamjena baterije - - cca 3 min. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 30 Gdje puniti EV? • prosječno vrijeme parkiranja: – kod kuće (14 sati), – na poslu (7 sati), – u trgovačkim centrima (2 sata). NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 31 Tipovi lokacija za napajanje vozila • A – javne površine u javnom vlasništvu – ceste, pločnici, javne telefonske govornice, javna parkirališta. – potrebno je ishoditi koncesije i dozvole . – postojeći priključci na tim površinama obuhvaćaju javnu rasvjetu, reklamne panoe, prometnu signalizaciju, te privremene priključke za cirkuse i sl. – stanice za napajanje predstavljaju novi priključak na postojeće TS (SN/NN) – u nekim slučajevima potrebna je dodatna investicija u mrežu. – korisnici ovih stanica za napajanje su kupci koji žive u stanovima bez privatnih stanica za napajanje (napajanje bi trajalo preko noći, nekoliko sati) ili kupci koji parkiraju vozila (kraće vrijeme napajanje 20-40 min do postizanja 70-80% ukupnog kapaciteta baterije). NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 32 Tipovi lokacija za napajanje vozila • B – javne površine u privatnom vlasništvu – njima se slobodno može pristupiti, npr. trgovački centri, privatna parkirališta, garaže poslovnih zgrada. – postojeći SN ili NN priključak na mrežu, dimenzioniran je za potrebe posjeda, platio ga je vlasnik posjeda koji sklapa 2 ugovora (korištenje mreže i opskrba el. en.). – postojeće instalacije posjeda najčešće nisu dimenzionirane za punjenje električnih automobila pa je potrebna nadogradnja. – vlasnik posjeda odgovoran je za ispravnost električnih instalacija na svojoj mreži (iza brojila) i ovisno o zakonodavstvu smije ili nesmije preprodavati električnu energiju trećoj strani (koja bi punila automobile). NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 33 Tipovi lokacija za napajanje vozila • C – privatne površine u privatnom vlasništvu – kućno punjenje, najčešće u garažama – priključak kupca na SN ili NN mrežu – priključna snaga i elektroinstalacije su projektirane prema potrebama posjeda, – vlasnik posjeda ima sklopljene potrebne ugovore. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 34 Tipovi lokacija za napajanje vozila • D – lokacije za brzo punjenje – nisu povezane s vrstom lokacije karakteristikama opremom za napajanje. već s tehničkim – najčešće se nalaze na javnim površinama u privatnom vlasništvu ali mogu biti i na javnim površinama u javnom vlasništvu. – najčešće su na autocestama (pumpne stanice ili trgovački centri) te posebno označenim mjestima u gradu. – brzo punjenje zahtjeva stalni priključak, veću snagu i potreban je veći angažman ODS-a u planiranju mreže. – nema opće prihvaćene definicije ali interpretira se kao izmjenično trofazno napajanje do 43 kW, istosmjerno od 20 100njak kW, te visokonaponsko induktivno punjenje. Za ove potrebe brzo punjenje se odnosi na priključak >32A, 230V AC. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 35 Better place –koncept zamjene baterija • kupiti auto bez baterije • nova generacija baterija – samo se zamijeni • http://www.betterplace.com NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 36 Baterije za električna vozila 37 E-mobilnost – pregled (1) Upravljački centar Mreža Mjerno mjesto Priključak na mrežu Autentifikacija Mjerni podaci Koordinacija mreže Stanica za punjenje Komunikacija s utičnicom Jednostavnost (spajanje i punjenje) VOZILO Potvrda punjenja Račun za energiju Račun za usluge Obračun/ računi Navigacija Odobrenje Hotline WEB pristup E-račun (bez papira) Račun/online usluge Izvor: RWE: Communication for teh V2G interface, April 2011 38 ESB - Lokacije za punjenje • 2000 kućnih stanica za punjenje • 1500 javnih stanica za punjenje • 30 stanica za brzo punjenje 39 EDF • proizvodnja el. energije u Francuskoj ima nisku stopu emisija CO2 (95% proizvodnje je bez CO2); električno vozilo koje bi se puno el. en. proizvedenoj u Francuskoj emitiralo bi između 10 i 20 g CO2/km! U Francuskoj vozila s motorom s unutarnjim sagorijevanjem emitiraju prosječno 160 g CO2/km. • sektor transporta u Francuskoj odgovoran je za 31% krajnje potrošnje energije i 38% emisija CO2. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 40 EDF • Ciljevi uvođenja elektromobilnosti: – smanjenje ovisnosti o naftnim derivatima – trošak goriva i do 5x manji/km – 8-10 puta manje emisija CO2 u Francuskoj – kraj lokalnom zagađenju, poboljšanje zdravlja stanovnika – smanjenje buke – novi oblici transporta. NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 41 Enel E-mobilnost • Kućna stanica za punjenje EV kod kuće (brojilo je instalirano u garaži) • Javna stanica za punjenje postavljena na ulici u dogovoru s lokalnom upravom • Personalizirana kartica koja prepoznaje kupca i omogućava aktiviranje i prekid punjenja NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 42 EV PRIKLJUČNICE VDE-AR-E-2623-2-2 NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST IEC 15118-1 – DRAFT – Raspored punjenja • EVSE raspored treba odrediti vozilu da se ne puni potpunosti za vrijeme vršnog opterećenja • ako brojilo ima krivulju opterećenja (satno), kupci mogu značajno uštediti na punjenju promjena struje punjenja NOVA ENERGETIKA - ELEKTROMOBILNOST 44
© Copyright 2024 Paperzz
