Liczy się infrastruktura

05 maja 2021

Za boomem na pojazdy elektryczne w Europie usiłują nadążyć dostawcy infrastruktury do ładowania. Nie tylko uruchamianych jest coraz więcej punktów i stacji, ale również zwiększa się moc prądu dostarczanego na tych obiektach.

Obecnie najpopularniejsze złącza umożliwiające ładowanie samochodów elektrycznych w Europie to Type 2, CCS Combo, CHAdeMO, której wiernych jest kilku producentów japońskich, oraz Tesla Connector. Większość samochodów elektrycznych dostępnych na rynku możemy ładować prądem przemiennym AC lub stałym DC. Prądem przemiennym AC możemy ładować pojazd elektryczny wprost z domowego gniazdka, które jednak oferuje niską moc ładowania (1,8–2,3 kW/z natężeniem prądu 8–10A) i długi czas ładowania (nawet ponad dobę przy akumulatorach trakcyjnych o pojemności pow. 40 kWh). Wykwalifikowany elektryk musi jednak wcześniej sprawdzić, czy takie podłączenie jest możliwe i bezpieczne dla domowej lub biurowej sieci. Producenci pojazdów nie zalecają tego typu ładowania, ze względu na długie obciążanie sieci i ryzyko przegrzewania się sieci domowej. Rozróżniamy punkty ładowania prądem przemiennym wykorzystujące napięcie 230V, tzw. jednofazowe. Na nich może być oferowana moc od 2,3 kW, poprzez 3,6 kW (16A), 6,6 kW aż do 7,4 kW (32A). Koszt ładowarki o mocy 7,4 kW może wynieść 2–3 tys. zł. Punkty ładowania o napięciu 400 V są nazywane trójfazowymi (tzw. siła) i pozwalają ładować pojazdy mocą 11 kW (16A) lub 22 kW (32A). Wallboksy oferujące moc 22 kW to wydatek ok. 6–7 tys. zł. Ich zaletą są m.in. wyraźnie skrócone czasy ładowania. Możemy sami wyliczyć przybliżoną ilość energii, jaka będzie ładowana w naszym samochodzie. W uproszczeniu możemy przyjąć, że ładując pojazd z punktu ładowania o mocy 4 kW, w ciągu godziny naładujemy 4 kWh. Jeśli zużycie prądu w naszym pojeździe wynosi ok. 16 kWh/100 km, to oznacza, że w ciągu godziny zwiększymy zasięg naszego pojazdu ok. 25 km.

Najszybszym procesem ładowania jest ładowanie prądem stałym DC. Takie możliwości oferują głównie operatorzy sieci ładowania, ale ich zastosowanie w firmie może nie być opłacalne, ze względu na wysokie koszty instalacji i późniejszej obsługi. Szybkie ładowarki oferują napięcie 400–800V (natężenie 300-500A) i mogą ładować pojazdy mocą od 50 do 350 kW. W Polsce najszybsze ładowarki osiągają na razie moc 150 kW. W takim punkcie samochód możemy naładować nawet w 15 minut. Szybkie ładowarki mają duże wymagania techniczne, zazwyczaj wymagają instalacji transformatora sieciowego obok ładowarki, podłączenia do kosztowniejszej sieci średniego natężenia, a kable ładowarek o mocy powyżej 100 kW muszą być chłodzone cieczą. W efekcie koszt instalacji szybkiej ładowarki może sięgnąć 200 tys. zł. Z tego powodu koszty ładowania na takich obiektach są wysokie, sięgając od 1,15 zł/1 kWh do 3,50 zł/1 kWh.

Już teraz powstają plany uruchomienia znacznie szybszych stacji ładowania w Europie Zachodniej, w ramach projektu NeU, Network of Ultrachargers o mocach 750 kW–1,5 MW. Ich wdrożenie będzie łączyło się z opracowaniem nowych standardów ładowania, w tym nowych typów złączy. Przypomnijmy, że obecne złącza CCS są w stanie obsługiwać moc ładowania do 500 kW. Ultraszybkie ładowarki znajdą wykorzystanie główne w transporcie ciężkim, a pierwsze takie obiekty zostaną uruchomione w 2023 roku.

O szybkości ładowania pojazdu elektrycznego decyduje najsłabsze ogniwo w układance. Jeżeli punkt ładowania oferuje moc ładowania na poziomie 7,4 kW, to tylko taką moc maksymalną przyjmie nasz samochód, nawet jeśli sam ma możliwość ładowania prądem zmiennym 22 kW i stałym 100 kW. Tak samo wygląda to w drugą stronę. Jeśli skorzystamy z pokładowej ładowarki, np. o mocy 6,6 kW, to punkt ładowania oferujący moc 11 kW i tak dostarczy nam 6,6 kW.

Stacje i punkty ładowania

Poważnymi barierami w rozwoju pojazdów elektrycznych są infrastruktura ładowania oraz czas ładowania pojazdów. Co ciekawe, w Europie już od kilku lat jest więcej punktów ładowania pojazdów elektrycznych niż stacji benzynowych. Liczba ogólnodostępnych punktów przekroczyła w Europie 220 tys., z czego 75% zlokalizowanych jest w czterech unijnych krajach, których terytorium stanowi 27% obszaru całej Unii. Według Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów ACEA, organizacji Transport i Środowisko (T&E) oraz Europejskiej Organizacji Konsumentów (BEUC), aby obsłużyć rosnącą liczbę pojazdów elektrycznych do 2024 roku powinno zostać oddanych co najmniej 1 mln kolejnych punktów ładowania w Europie, a do 2029 roku liczba ta powinna przekroczyć 3 mln punktów. Problemem jest przepustowość punktów ładowania. Użytkownicy pojazdów elektrycznych oczekują dużej liczby miejsc do ładowania, zwłaszcza szybkiego. Z badania przeprowadzonego przez ING i EY wynika, że prawie 75% kierowców oczekuje, że ładowanie baterii będzie trwać maksymalnie 15 minut, czyli niewiele dłużej niż trwa tradycyjne tankowanie pojazdów spalinowych. Globalne inwestycje w punkty ładowania pochłoną do 2025 roku ok. 80 mld dolarów. Łączna ich moc ładowania ma sięgnąć 230 GW.
Pod koniec marca br. funkcjonowało w Polsce 1425 ogólnodostępnych stacji ładowania pojazdów elektrycznych (2780 punktów). 33% z nich stanowiły szybkie stacje ładowania prądem stałym (DC), a 67% wolne ładowarki prądu przemiennego (AC) o mocy mniejszej lub równej 22 kW. W ciągu roku ich liczba zwiększyła się o 36%. Ok. 60% z nich jest położonych w miastach powyżej 100 tys. mieszkańców. Na publicznych parkingach znajdziemy 27% z nich, 22% na parkingach centrów handlowych, a 19% przy hotelach, co nie zawsze może oznaczać swobodny do nich dostęp.

O szybkości ładowania pojazdu elektrycznego decyduje najsłabsze ogniwo w układance. Jeżeli punkt ładowania oferuje moc ładowania na poziomie 7,4 kW, to tylko taką moc maksymalną przyjmie nasz samochód, nawet jeśli sam ma możliwość ładowania prądem zmiennym 22 kW i stałym 100 kW. Tak samo wygląda to w drugą stronę. Jeśli skorzystamy z pokładowej ładowarki, np. o mocy 6,6 kW, to punkt ładowania oferujący moc 11 kW i tak dostarczy nam 6,6 kW.

Statystycznie, biorąc pod uwagę liczbę pojazdów BEV (Battery ElectricVehicle) i PHEV (Plug-in HybridElectricVehicle) w Polsce, ogólnodostępnych punktów jest nad Wisłą więcej niż na zachodzie Europy. Trzeba jednak pamiętać, że w krajach Starej Unii zdecydowanie lepiej rozwinięta jest sieć niepublicznych punktów ładowania – przydomowych i na terenie firm. Większość punktów ładowania w Polsce (60%) jest dostępna odpłatnie, a 47% z nich funkcjonuje w ramach 10 sieci wiodących operatorów. Największy udział rynkowy posiada obecnie GreenWay Polska, którego udział rynkowy sięga 15%. Znaczną i ciągle rozwijaną sieć punktów, mają również PKN Orlen, Tauron, PGE (500 pkt. do 2021 roku), Energa Grupa Orlen, EV+, Innogy, Revnet, GO+EAuto oraz Lotos. Swoje punkty ładowania Supercharger posiada również Tesla, a już niedługo mają zostać uruchomione pierwsze punkty w ramach europejskiej sieci Ionity. Sieć ponad 400 szybkich stacji Ionity oferujących moc ładowania 350 kW jest rozwijana w najważniejszych korytarzach transportowych w Europie, m.in. na stacjach Shell, Circle K oraz OMV. W tym roku zostaną uruchomione co najmniej dwa takie obiekty w Polsce, przy autostradach A1 i A2.

Biorąc pod uwagę, że średnio na terenie UE przypada 8 samochodów na 1 ogólnodostępny punkt ładowania (w Polsce 1 punkt przypada na siedem samochodów) oznacza to konieczność budowy nad Wisłą co najmniej 50 tys. ogólnodostępnych ładowarek (nie licząc przydomowych punktów ładowania) w ciągu pięciu lat. Podobnych wyliczeń dokonało Polskie Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych PSPA. Według raportu PSPA „Polish EV Outlook”, jeśli zostanie uruchomiony program dotacji budowy punktów ładowania pojazdów elektrycznych ze środków NFOŚiGW, to do 2025 roku powinno powstać w Polsce ok. 48 tys. ogólnodostępnych punktów ładowania. Do nich należy doliczyć kolejne 85–110 tys. punktów niepublicznych, umiejscowionych na terenach prywatnych i przy biurach firm.

Programy dofinansowania

Rządowe projekty przewidują dofinansowanie zakupów nie tylko pojazdów elektrycznych, ale również dofinansowanie do budowy infrastruktury ładowania. Stymulantem rozwoju sieci ładowania miał być Fundusz Niskoemisyjnego Transportu – FNT, dzięki któremu zainteresowani mogliby liczyć na dofinansowanie budowy infrastruktury ładowania normalnej oraz dużej mocy. W założeniu miało to być 50% kosztów/do 25 500 zł (na stację) w przypadku stacji ładowania normalnej mocy oraz 50% kosztów/do 150 000 zł (na stację) w przypadku stacji o dużej mocy. Dopłaty ostatecznie nie wystartowały, ale Ministerstwo Klimatu i Środowiska zaproponowało w grudniu 2020 roku jeszcze ciekawszy projekt rozwoju infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych. Projekt rozporządzenia przewiduje dofinansowanie tworzenia nowych punktów o mocy do 150 kW lub zwiększenie mocy punktów do 150 kW. Wysokość dotacji do infrastruktury ogólnodostępnej ma wynieść do 50% kosztów kwalifikowanych, z rozszerzeniem do 75% dla gmin poniżej 100 tys. mieszkańców. Infrastruktura prywatna może liczyć na dopłaty w wysokości 25% kosztów, z rozszerzeniem do 50% w przypadku punktów o mocy do 22 kW. Ustalono górną granicę wsparcia dla punktów prywatnych (o mocy do 11 kW – 7500 zł, do 22 kW – 10 000 zł, do 100 kW – 27 500 zł, do 150 kW – 47 500 zł). Według projektu, na wsparcie budowy infrastruktury ładowania w Polsce przeznaczonych zostanie do 800 mln zł, z czego 100 mln w 2021 roku, 300 mln zł ma być wydatkowane w 2022 r., a 400 mln zł w roku 2023. Projekt przewiduje dotacje dla przedsiębiorców, samorządów, a także spółdzielni i wspólnot mieszkaniowych. Przy dofinansowaniu od 50 do 75% kosztów stacji ogólnodostępnej ministerstwo nie zamierza wprowadzać limitu kwotowego, a dopłata będzie mogła być przeznaczona na utworzenie stacji publicznej o mocy do 350 kW. To będzie miało znaczenie wraz z popularyzacją pojazdów o takiej mocy ładowania, wykorzystujących 800-voltową instalację elektryczną. Takie modele wprowadziło m.in. Audi i Porsche, a jeszcze w tym roku wprowadza Hyundai i Kia, w modelach Ioniq 5 oraz EV6.

Aby rozwinąć rynek dostawców infrastruktury istotnym aspektem jest stworzenie rozwiązania umożliwiającego zmienność opłat dystrybucyjnych w zależności od faktycznego zużycia energii na punktach ładowania. To pozwoliłoby na obniżenie progu wejścia i pojawienie się na rynku nowych podmiotów oferujących możliwość ładowania pojazdów.