Úvod do elektromobility v ČR
Elektromobilita představuje jeden z klíčových trendů transformace dopravy, která má významně přispět ke snížení emisí skleníkových plynů a zlepšení kvality ovzduší ve městech. Česká republika, stejně jako ostatní evropské země, zažívá postupný nárůst počtu elektromobilů na svých silnicích, což s sebou přináší nové výzvy pro energetickou infrastrukturu.
Podle statistik Svazu dovozců automobilů bylo v roce 2022 v České republice registrováno přes 10 000 čistě elektrických vozidel, což představuje meziroční nárůst o více než 50 %. S ohledem na plány Evropské unie zakázat prodej nových automobilů se spalovacími motory od roku 2035 a rostoucí nabídku elektrických modelů lze očekávat, že tento trend bude pokračovat a v příštích letech dále akcelerovat.
Současný stav elektromobility a dobíjecí infrastruktury
Rozvoj elektromobility je úzce spojen s dostupností dobíjecí infrastruktury. Na konci roku 2022 bylo v České republice v provozu přibližně 1 500 veřejných dobíjecích bodů, z nichž asi 500 představovaly rychlodobíjecí stanice s výkonem nad 50 kW. Většina z těchto stanic je soustředěna ve velkých městech a podél hlavních dopravních tahů.
Nejvýznamnějšími provozovateli dobíjecích stanic jsou v současnosti energetické společnosti ČEZ, PRE a E.ON, které společně pokrývají více než 80 % trhu. Vedle nich působí také specializovaní poskytovatelé, jako jsou Ionity, Tesla Supercharger či GreenWay.
Z hlediska typů dobíjecích stanic rozlišujeme:
- Pomalé dobíjecí stanice (AC): S výkonem do 22 kW, vhodné pro delší parkování (domácnosti, pracoviště, obchodní centra)
- Rychlodobíjecí stanice (DC): S výkonem 50-150 kW, umožňující dobití baterie na 80 % kapacity za 30-40 minut
- Ultra-rychlé dobíjecí stanice: S výkonem nad 150 kW (až 350 kW), umožňující dobití kompatibilních vozidel za 15-20 minut
Výzvy pro energetickou síť
Rostoucí počet elektromobilů představuje pro energetickou síť výzvu, zejména z pohledu zvýšené poptávky po elektřině a možného přetížení v určitých časech a lokalitách. Podle analýz by při dosažení 1 milionu elektromobilů v ČR (cca 20 % vozového parku) vzrostla celková spotřeba elektřiny o přibližně 3-4 % ročně.
Hlavní výzvy pro energetickou síť zahrnují:
- Zvýšená poptávka po elektřině: Zejména v případě souběžného dobíjení většího počtu vozidel
- Lokální přetížení distribuční sítě: Především v hustě obydlených oblastech a při využívání rychlodobíjecích stanic
- Denní výkonové špičky: Riziko souběžného dobíjení většího počtu vozidel po příjezdu z práce (typicky mezi 17. a 21. hodinou)
- Potřeba posílení přenosové a distribuční soustavy: Včetně investic do transformátorů, vedení a rozvodných zařízení
- Dimenzování připojení dobíjecích stanic: Zejména u rychlodobíjecích hubů s více stojany
Bez vhodných opatření by nekontrolovaný rozvoj elektromobility mohl vést k nestabilitě sítě, výpadkům elektřiny a nutnosti nákladných investic do posílení infrastruktury.
"Elektromobilita představuje příležitost, jak snížit emise z dopravy, ale zároveň klade nové nároky na energetickou síť. Klíčové je její inteligentní začlenění do energetického systému." - Ing. Miroslav Vrba, hlavní stratég ČEPS
Řešení výzev pomocí chytrého dobíjení
Jedním z klíčových nástrojů pro zvládnutí integrace elektromobility do energetického systému je koncept chytrého dobíjení (smart charging). Ten zahrnuje různé přístupy k řízení procesu dobíjení s cílem minimalizovat negativní dopady na energetickou síť a maximalizovat využití dostupné kapacity a obnovitelných zdrojů energie.
Smart charging zahrnuje následující koncepty:
- Řízené dobíjení: Dobíjení vozidla je načasováno do období nižší poptávky po elektřině (typicky v noci), což pomáhá vyrovnávat zatížení sítě.
- Dynamické řízení výkonu: Výkon dobíjecí stanice je přizpůsobován aktuálnímu stavu sítě a potřebám ostatních spotřebičů, čímž se zabraňuje přetížení.
- Cenové signály: Využití dynamických tarifů, kdy je dobíjení cenově zvýhodněno v době nižšího zatížení sítě.
- V2G (Vehicle-to-Grid): Pokročilý koncept, kdy elektromobil může nejen odebírat elektřinu ze sítě, ale také ji do sítě vracet v době špičkové poptávky, čímž funguje jako mobilní bateriové úložiště.
Implementace těchto řešení vyžaduje nasazení pokročilých technologií, jako jsou:
- Chytré dobíjecí stanice s komunikační jednotkou
- Systémy energetického managementu
- Datacentra pro zpracování dat v reálném čase
- Mobilní aplikace pro komunikaci s uživateli
Role obnovitelných zdrojů energie a akumulace
Elektromobilita a obnovitelné zdroje energie (OZE) představují symbiotický vztah. Na jedné straně větší podíl OZE umožňuje, aby elektromobily byly skutečně "čisté" z hlediska emisí CO2. Na druhé straně baterie elektromobilů mohou sloužit jako prostředek pro vyrovnávání výkyvů ve výrobě elektřiny z OZE, které jsou závislé na počasí.
Synergické efekty elektromobility a OZE:
- Využití přebytků z fotovoltaiky: Dobíjení elektromobilů v době, kdy solární elektrárny produkují více elektřiny, než je aktuální spotřeba (typicky kolem poledne).
- Firemní flotily: Kombinace střešní fotovoltaiky, bateriového úložiště a dobíjecí infrastruktury pro firemní vozový park může výrazně snížit náklady na energie a zlepšit jejich předvídatelnost.
- Domácí dobíjení: Majitelé domů s vlastní fotovoltaikou mohou využívat vlastní vyrobenou elektřinu pro dobíjení elektromobilu, čímž snižují náklady a zátěž distribuční sítě.
- V2H (Vehicle-to-Home): Elektromobil jako záložní zdroj energie pro domácnost v případě výpadku elektřiny nebo jako úložiště pro přebytky z domácí fotovoltaiky.
Stacionární bateriová úložiště představují další významný prvek, který pomáhá s integrací elektromobility do energetického systému. Mohou být instalována u rychlodobíjecích stanic, čímž snižují okamžité nároky na příkon ze sítě, nebo mohou být součástí systémů energetického managementu v budovách.
Případové studie z praxe
V České republice již existuje několik příkladů úspěšné implementace řešení, která kombinují elektromobilitu s chytrým řízením energie a obnovitelnými zdroji:
Případová studie 1: Firemní areál s integrovaným řešením
Společnost XYZ v Brně implementovala komplexní řešení zahrnující:
- Střešní fotovoltaickou elektrárnu o výkonu 100 kWp
- Bateriové úložiště s kapacitou 150 kWh
- 10 dobíjecích bodů pro elektrickou flotilu vozidel
- Systém energetického managementu, který optimalizuje tok energie mezi fotovoltaikou, baterií, dobíjecími stanicemi a firemními objekty
Díky tomuto řešení společnost pokrývá až 80 % energie potřebné pro provoz vozového parku z vlastních zdrojů a zároveň výrazně snížila náklady na energii a maximální rezervovaný příkon.
Případová studie 2: Dobíjecí hub s bateriovým úložištěm
Provozovatel sítě rychlodobíjecích stanic instaloval na dálničním odpočívadle dobíjecí hub s:
- 4 ultrarychlými dobíjecími stojany (každý o výkonu 150 kW)
- Bateriovým úložištěm o kapacitě 400 kWh
- Připojením k síti o výkonu 250 kW (místo potřebných 600 kW)
Bateriové úložiště se nabíjí v době nízké vytíženosti dobíjecích stanic a poskytuje dodatečný výkon v době špičky. Tím byla výrazně snížena cena za připojení k síti a zároveň je zajištěn dostatečný výkon pro rychlé dobíjení i více vozidel současně.
Trendy a budoucí vývoj
S ohledem na rychlý technologický vývoj a rostoucí důraz na dekarbonizaci ekonomiky lze očekávat několik významných trendů, které ovlivní interakci mezi elektromobilitou a energetickou sítí:
1. Nárůst kapacity baterií a rychlosti dobíjení
Nejnovější elektromobily disponují bateriemi s kapacitou 60-100 kWh a podporují dobíjení výkonem až 250 kW. Tento trend bude pokračovat, což povede ke zvýšeným nárokům na dobíjecí infrastrukturu, ale zároveň umožní delší dojezd a méně časté dobíjení.
2. Bidirekcionalita a V2G
Stále více výrobců implementuje podporu pro obousměrný tok energie (bidirectional charging), který umožňuje nejen dobíjet vozidlo ze sítě, ale také dodávat energii zpět do sítě nebo do domácnosti. Tato technologie má potenciál významně přispět ke stabilitě sítě a integraci OZE.
3. Integrace do energetických společenství
Elektromobily se stanou součástí místních energetických společenství, kde budou fungovat jako jeden z prvků lokálního energetického ekosystému společně s fotovoltaickými elektrárnami, bateriovými úložišti a chytrými spotřebiči.
4. Blockchain a decentralizované obchodování s energií
Nové technologie umožní přímé P2P (peer-to-peer) obchodování s energií mezi majiteli elektromobilů, fotovoltaických elektráren a dalších zdrojů. Blockchain technologie zajistí bezpečnost a transparentnost těchto transakcí.
5. Autonomní dobíjení
S rozvojem autonomních vozidel se objeví koncept samodobíjecích vozidel, která se budou sama přesouvat k dobíjecím stanicím v době nižšího zatížení sítě nebo vyšší produkce z OZE.
Doporučení pro různé skupiny stakeholderů
Rozvoj elektromobility se dotýká mnoha různých subjektů, které mohou svým přístupem významně ovlivnit, jak úspěšně a efektivně bude začleněna do energetického systému.
Pro provozovatele distribuční soustavy:
- Investovat do digitalizace sítě a systémů pro monitorování a řízení v reálném čase
- Implementovat dynamické tarify reflektující aktuální zatížení sítě
- Spolupracovat s provozovateli dobíjecích stanic na optimalizaci jejich umístění
- Testovat a zavádět technologie V2G v pilotních projektech
Pro municipality:
- Vytvořit strategie rozvoje elektromobility a dobíjecí infrastruktury
- Podporovat instalaci dobíjecích stanic v městských parkovacích zónách
- Začlenit elektromobilitu do širších strategií udržitelné mobility a energetiky
- Jít příkladem přechodem městských flotil na elektrický pohon
Pro firmy:
- Analyzovat potenciál přechodu firemní flotily na elektromobily
- Investovat do komplexních energetických řešení kombinujících fotovoltaiku, bateriová úložiště a dobíjecí stanice
- Implementovat systémy energetického managementu pro optimalizaci spotřeby
- Využívat dotační programy na podporu elektromobility a OZE
Pro majitele elektromobilů:
- Preferovat dobíjení v době mimo špičku, ideálně v nočních hodinách
- Využívat chytré dobíjecí stanice s možností programování
- Zvážit instalaci domácí fotovoltaiky v kombinaci s dobíjecí stanicí
- Využívat tarify speciálně navržené pro majitele elektromobilů
Závěr
Elektromobilita představuje významnou příležitost pro dekarbonizaci dopravy a zlepšení kvality ovzduší, zejména ve městech. Zároveň však klade nové nároky na energetickou síť, které je třeba proaktivně řešit, aby byl přechod k elektromobilitě udržitelný a ekonomicky efektivní.
Klíčem k úspěšné integraci elektromobility do energetického systému je kombinace několika přístupů:
- Implementace chytrého dobíjení a systémů pro řízení zatížení
- Propojení elektromobility s obnovitelnými zdroji energie
- Využití bateriových úložišť pro vyrovnávání špiček
- Nasazení pokročilých digitálních technologií pro monitoring a řízení
- Koordinovaný přístup všech zainteresovaných stran
Při správném přístupu může elektromobilita nejen přispět ke snížení emisí z dopravy, ale také posílit stabilitu a flexibilitu energetického systému. Společnost Zharenaya Indeika nabízí komplexní řešení v oblasti dobíjecí infrastruktury a jejího začlenění do energetických systémů budov i firem. Neváhejte nás kontaktovat pro konzultaci.
