Net Zero: экономия энергии за счет мощности электромобилей E-Flex и Cisco, находящихся на парковках
При массе преимуществ электромобилей у них есть и недостатки. Самый серьезный из них - значительная нагрузка на электросети в периоды подзарядки, так как такой транспорт отличается существенным потреблением энергии. Новая технология «автомобиль-сеть» (V2G) позволяет преобразовать схему движения электроэнергии: теперь автомобили с электродвигателем не только могут возвращать энергию в сеть, но и работать по принципу "умного дома". Все это позволит получать дополнительный доход.
Проект E-Flex — это консолидация усилий нескольких компаний в рамках программы Cisco Country Digital Acceleration (CDA), Имперского колледжа Лондона и некоторых других, которая позволяет свести затраты на электромобили к нулевому уровню. Речь идёт как о питании автотранспорта в процессе перемещения по городу, так и о возможностях использования энергетических возможностей батарей во время их парковки.
По словам Питера Ширмана, который в представительствах Cisco на территориях Великобритании и Ирландии занимает должность руководителя отдела инноваций: использование ёмкости аккумуляторов электромобилей в масштабе создаёт реверс этой энергии в сеть и вы становитесь частью системы по защите экологии, помогая государственной программе по регулированию выбросов углерода в атмосферу, компенсируя затраты и принося дополнительный вклад в экономику.
Перспективы проекта E-flex достаточно значительны, они уже предоставили доказательства огромного потенциала V2G на примере автопарков государственных организаций и предприятий частного сектора Лондона и других крупных городов Великобритании. Основной принцип работы в масштабе, то есть такой эффект получается при подключении от 20 мест и более. Для включения транспортного средства в систему, его достаточно оборудовать двухсторонней зарядной станцией.
Как заявил Рой Дональдсон, архитектор бизнес-решений компании Cisco на территориях Великобритании и Ирландии: речь не идёт о двух-трёх транспортных средствах, здесь важен глобальный подход. Одно дело, когда без дела стоит фургон с электробатареей на 80 киловатт и совсем другое, когда на одной парковке стоят 100 фургонов, которые вместе могут предоставить 8000 киловатт. Компания Cisco поставила задачу разобраться, как такая концепция может повлиять на общую картину энергопотребления. И как показала статистика: период простоя основной массы электромобилей великолепно отвечает нелинейному спросу на электроэнергию.
Дональдсон заметил, что спрос на электрическую энергию резко возрастает с 16:00 до 22:00, при том, что в остальное время заметные колебания отсутствуют. Во избежание резкой нагрузки на электросети и для поиска альтернативных источников поступления энергии и был начат указанный выше проект.
Электростанция на холостом ходу
В компании Cisco подошли к проблеме с нескольких сторон. Так как проект E-Flex сконцентрировался на больших парках ТС, были проведены альтернативные исследования. В частности, старшим вице-президентом и директором по глобальным инновациям Гаем Дидрихом, отвечающим за цифровое ускорение Cisco, было сделано предложение выйти за рамки государственных и частных парковок, задействовав в программе двухстороннего движения энергетических ресурсов домашние хозяйства, аэропорты и другие места, где автотранспорт может простаивать достаточно длительное время от нескольких дней, до недель и месяцев. В результате отдельные домохозяйства могут сократить свои расходы на электроэнергию, а кто-то даже получит прибыль. В данном случае, масштаб мощностей будет поболее примера Дональдсона, здесь речь о 10 000 машин с электрическим двигателем и более, что даст от 800 000 киловатт емкости для хранения электроэнергии в общий котел.
Дитрих приводит в пример свой автомобиль: утром, выезжая на работу с полным зарядом батареи и вернувшись вечером с половиной заряда, эта неизрасходованная энергия послужит снижению нагрузки на общую сеть, вернувшись назад в период пиковой нагрузки. Вечером люди возвращаются с работы, включают массу электроприборов: свет, кондиционеры, телевизоры, печи для приготовления пищи и, в результате, спрос на электроэнергию растет. А после полуночи большинство людей ложится спать, спрос падает, транспортное средство может снова восполнить заряд.
Для реализации такой реверсивной технологии в рамках проекта E-flex, Cisco применила весь свой опыт для разработки инновационных технологий в самых разных областях: оптимизация двусторонних зарядных станций, кибербезопасность и повышение производительности облачных приложений. Рынку были предложены маршрутизаторы IR807 и программные продукты Cisco, позволяющие обеспечить безопасность Umbrella в облачных хранилищах, в том числе с использованием камер Meraki, обеспечивающих физическую безопасность на зарядных станциях. Все это консолидируется посредством интуитивно понятной панели управления.
Силен Намдар, являющийся руководителем отрасли и подразделения, отвечающего за глобальное устойчивое развитие Cisco в области промышленности, считает, что значительный потенциал таких разработок можно ещё больше повысить и он весьма перспективен для сферы коммунальных услуг, автотранспортной отрасли, розничной торговли, госорганов и поставщиков электроэнергии. Одновременное использование достижений электроэнергетики и новых технологий компании Cisco позволяют развивать современные бизнес-модели, отвечающие требованиям времени.
Конечно, такой масштабный проект не обошёлся без ошибок и необходимости в доработке. В то же время, за три года разработчики смогли добиться значительного прогресса и получить хорошие дивиденды. Ширман отметил значительные положительные результаты консолидации и умного перераспределения мощностей на всех 20 испытательных участках, которые были задействованы в эксперименте, от юга Великобритании до границы с Шотландией. Этот вклад выражается не только в оптимизации нагрузок на электросети в результате регулирования частоты, но и в снижении выбросов углерода в атмосферу за счёт снижения потребляемой мощности.
Как бороться с недостатками альтернативных источников энергии
Технология "умный дом" и микросети бизнес-парков, которые работают от альтернативных источников энергии, например, солнечных батарей или ветра - это ещё один потребитель, который весьма заинтересован в резервных хранилищах, следовательно, весьма целесообразно подключить их к проекту. Ширман предлагает использовать в качестве таких временных хранилищ электромобили, что поможет снизить временные скачки в потреблении электроэнергии и снизит потери в области производства возобновляемой энергии.
Глобальные изменения климата требуют решительных мер на государственном уровне во всех странах мира. Мы быстро движемся к критической точке, а электромобили могут внести существенный вклад в решение данной проблемы. Многие правительства вводят ограничения, связанные с двигателями внутреннего сгорания, и постепенно будут их увеличивать. Например, Великобритания планирует полностью запретить их использование к 2035 году. Поэтому, к тому моменту электромобили должны стать доступными широким слоям населения, в том числе достаточно недорогими, а также максимально эффективными.
В прессе все чаще обращаются к населению с просьбой снизить скорость зарядки своих автомобилей, для уменьшения нагрузки на электрическую сеть. По этой причине E-Flex — это самый необходимый в настоящих условиях проект CDA, дающий возможность транспортным средствам на электрических батареях стать реально экологичными.
Дональдсон относит проект E-Flex к важнейшим разработкам в своей жизни и с нетерпением ждет большого будущего для таких инновационных разработок. Ещё несколько лет назад все это казалось невероятным. Но именно благодаря поискам тех лет были получены современные и актуальные разработки. Теперь двусторонняя электрическая зарядная сеть уже реальность. И в наших силах ускорить и масштабировать такого рода инфраструктуру и инновации по всему миру.