Три технологические тенденции, приводящие к перебоям в электроэнергетике – электрификация, децентрализация и оцифровка, – будут по-разному влиять на экономику энергосистемы и экономику, в зависимости от траектории их принятия. Чтобы лучше понять, какие механизмы будут влиять на кривую принятия и какие инструменты (включая политику и правила) будут ускорять принятие, каждая из этих технологических тенденций подробно рассматривается ниже.
Электрификация
По мере того как производство переходит к более возобновляемым источникам, электрификация создает дополнительные экологические преимущества за счет перемещения многих конечных видов использования электроэнергии (например, транспорта и отопления в домах – elektrik-vdom.ru/jelektrika-pod-kljuch-v-chastnom-dome) от источников ископаемого топлива, а во многих случаях электрификация повышает энергоэффективность. На рынках ОЭСР наиболее перспективные возможности электрификации находятся в тех сегментах, которые являются одними из крупнейших загрязнителей: транспорт, коммерческие / промышленные применения и отопление жилых помещений. В Соединенных Штатах из 5 млрд. Тонн выбросов CO2 в 2015 году транспорт был самым крупным сегментом (1,9 млрд. Тонн), за которым следовали коммерческие / промышленные процессы и производство (1,4 млрд. Тонн), а также отопление и бытовые приборы (1 млрд. Тонн). , Транспортные средства малой грузоподъемности (легковые автомобили, небольшие грузовики), на 1 миллиард тонн, составляют чуть более половины (55%) транспортного сегмента, что делает эту область критической для обезуглероживания и текущей областью внимания для инициативы. Аналогичным образом, в Соединенном Королевстве на транспорт приходится около 30% общих выбросов углерода в стране (422 млн. Тонн в 2014 году), где легковые автомобили и легкие автомобили составляют большую часть транспортного сегмента.
Электрификация транспорта
За последние пять лет технология электромобилей (EV) быстро развивалась. Радиус действия увеличился с менее чем 100 миль (161 км) до 300 миль (483 км) для некоторых моделей, что позволило решить главную проблему удобства по сравнению с традиционными транспортными средствами с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Стоимость батарей снизилась примерно с 1000 долларов за киловатт-час (кВт-ч) в 2010 году до уровня ниже 300 долларов в 2015 году, что значительно снижает стоимость электромобилей и позволяет использовать более дешевые модели, такие как Nissan Leaf или Tesla Model 3. Эти падения цен сократили разрыв с более традиционными ICE автомобили, и покупатели могут выбирать из более доступных моделей и стилей каждый год. В результате 2015 год стал годом, когда более миллиона электромобилей по всему миру были в пути.
Сегодня электромобили на крупнейших рынках получают прямые субсидии, например, в форме налоговых льгот, которые частично компенсируют более высокие затраты на покупку. К 2020 году электромобили будут экономичными без субсидий во многих странах, достигая трех-пятилетнего периода безубыточности по сравнению с инвестициями в традиционный легковой или грузовой автомобиль. Это улучшение связано, в первую очередь, со снижением стоимости батарей, на которые сегодня приходится большая часть разницы в стоимости электромобилей. Ожидается, что к 2020 году стоимость батареи снизится до уровня ниже 200 долларов за кВтч.
Проблемы
Даже если ожидается, что электромобили станут экономически конкурентоспособными, некоторые проблемы инфраструктуры могут ограничить успешное внедрение электромобилей. Первым среди них является недостаток заправочных станций, которые значительно отстают от количества автозаправочных станций. Сегодня станции медленной зарядки стоят около 1200 долл. США для бытового зарядного устройства, 4000 долл. США для коммерческого гаражного зарядного устройства и 6000 долл. США для зарядного устройства с краю обочины. Перераспределение субсидий на электромобиль от транспортных средств к зарядным станциям в течение следующих пяти лет может позволить развернуть в два-восемь раз больше зарядных станций по сравнению с количеством субсидируемых электромобилей. Государственная инфраструктура также отстает в основном из-за неопределенности, связанной с моделью развертывания, включая затраты, владение и технические требования. Мощная инфраструктура зарядки (более 150 кВт), расположенная вдоль автомагистралей, будет хорошим выбором для этой общественной инфраструктуры.
Зарядка транспортного средства может также представлять новые проблемы, если внедрение технологии зарядки и ценовых сигналов не позволяет обеспечить гибкую и интеллектуальную зарядку. Например, если бы к 2020 году все электромобили EV в Калифорнии были заряжены в часы пик, это могло бы увеличить пиковую нагрузку на 13%, что потребовало бы значительных новых инвестиций в активы пиковой генерации и снизило бы общее использование активов генерации.
Возможности
Принятие электромобилей увеличит потребление электроэнергии и предоставит прекрасную возможность оптимизировать использование сети. Этого можно достичь, если внедрить технологию подзарядки вместе с правильной ценой и разумной и гибкой зарядкой – например, Владельцы автомобилей заряжают свои электромобили в то время, когда использование энергосистемы низкое (ночью) или когда энергопотребление очень велико (в ветреные и солнечные дни, когда возобновляемые источники энергии являются высокопроизводительными). Кроме того, технология «от дома до дома / от сети до сети (V2G)» может быть средством, позволяющим подавать электричество из батарей обратно в дом или сеть. В 2015 году электромобили EV в Калифорнии составляли около 0,3% от общей нагрузки, что составило 650 гигаватт-часов (ГВтч). Если к 2025 году Калифорния достигнет своей цели – 1,5 миллиона автомобилей с нулевым уровнем выбросов, на них может приходиться от 2% до 3% общей нагрузки в этом штате, в зависимости от состава транспортных средств. Этот процент будет продолжать расти, если переход на EV будет следовать прогнозируемому росту. Анализ, проведенный Всемирным экономическим форумом, показал, что это увеличение количества электромобилей может привести к увеличению использования активов системы на несколько процентных пунктов.
Использованные источники
- “A 3-Part Microgrid Launches in Canada, With Transactive Energy as the Goal”, Greentech Media, 20 September 2016. American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), Best Value for America’s Energy Dollar, 2014.
- Bade, Gavin, “Inside the surprising lessons from PECO’s time-of- use rate pilot”, Utility Dive, 22 May 2015.
- Berkeley Lab, Future Electric Utility Regulation, 2014.
- Bigelow, Pete, “Volvo will accept liability for self-driving car crashes”, Autoblog, 7 October 2015.
- BPI, Smart buildings in a Decarbonized Energy System, 2016 California Energy Commission, Zero-Emission Vehicles and Infrastructure – Tracking Progress, October 2016.
- “California utilities to offer low rates to fight ‘duck curve’”, SNL Financial Extra, November 2016.
- CAISO (California ISO) electricity data. CERES, Pathway to a 21st century electric utility, 2015.
- CIRED Workshop, Load flexibility of household customers with real-time consumption data and automatic control of electric heating systems, June 2016.
- DeMuro, Doug, “Top 10 EVs with the Longest Range”, Autotrader, February 2014.
- Deutsche Bank Markets Research, Lithium 101, 2016. Edelstein, Stephen, “How Many Electric Cars Does California Buy? One-Third To One-Half Of All Of ‘Em”, Green Car Reports, 8 February 2016.
- “Electric vehicles to be 35% of global new car sales by 2040”, Bloomberg New Energy Finance, 25 February 2016.
- “Electric car rivals plan €1bn ultrafast charging network”, Financial Times, November 29, 2016.
- Electricity Innovation Lab, A Review of Solar PV Benefit & Cost Studies, 2013.
- Energy Star market data. ENTSO-E and EDSO, TSO–DSO Data Management Report, 2016.
The Future of Electricity New Technologies Transforming the Grid Edge
In collaboration with Bain & Company