SamochodyElektryczne.org

Rowery elektryczne

Analiza opłacalności budowy sieci ogólnodostępnych terminali prądu przemiennego

Artykuł zawiera analizę opłacalności budowy sieci ogólnodostępnych terminali prądu przemiennego o mocach od kilku do kilkudziesięciu kW

Renault Zoe - zobacz całą galerię

Wstęp

Niewątpliwie podstawowym sposobem ładowania samochodów elektrycznych jest wolne ładowanie w domu lub w bazie firmy (w porze nocnej, kiedy energia elektryczna jest tańsza). Niekiedy jednak (z uwagi na ograniczony zasięg) w ciągu dnia może zajść konieczność uzupełnienia energii na mieście lub w trasie. Potrzebę tę mają zaspokoić publicznie dostępne punkty ładowania, które występują w dwóch wariantach – jako terminale prądu przemiennego (jedno- lub trójfazowe) albo jako zewnętrzne szybkie ładowarki (prądu stałego). Niniejszy artykuł będzie dotyczył terminali prądu przemiennego.

Wcześniejsza analiza opłacalności szybkiego ładowania (wcześniejszy wpis) wykazała, że szybkie ładowarki CHAdeMO o mocy 50 kW – przy odpowiednim poziomie cen i liczbie korzystających osób – potencjalnie mogą stać się rentowne w rozsądnym okresie, gdy pobierana energia elektryczna będzie sprzedawana kilkukrotnie drożej niż jest kupowana od dystrybutora. Względnie wysoki koszt usługi, wynikający bezpośrednio z wysokich nakładów inwestycyjnych, można jednak uzasadnić tym, że szybkie ładowarki oferują skrócenie czasu ładowania, gdy posiadacz pojazdu elektrycznego tego bardzo potrzebuje.

W przypadku terminali prądu przemiennego problem jest znacznie bardziej złożony i mimo zdecydowanie niższych cen tego typu urządzeń w praktyce mogą one okazać się znacznie mniej opłacalne.



Terminale prądu przemiennego (AC) vs zewnętrzne szybkie ładowarki (DC)

Nissan Leaf na stacji ładowania eVgo w Teksasie Nissan Leaf na stacji ładowania eVgo w Teksasie

Zanim przejdziemy do analizy opłacalności instalacji terminali prądu przemiennego (AC), warto zatrzymać się na chwilę, aby porównać je z zewnętrznymi (stacjonarnymi) szybkimi ładowarkami (DC) i ocenić, czy w dłuższej perspektywie mają one w ogóle sens. Oba rozwiązania różnią się zasadniczo tym, że w przypadku ładowania z szybkiej ładowarki (DC) pojazd zasilany jest prądem stałym (wymaga tylko odpowiedniego złącza), natomiast żeby ładować się z terminali prądu przemiennego potrzebna jest odpowiednia ładowarka pokładowa (1- lub 3-fazowa o najlepiej podobnej mocy jak moc terminalu).

Ponieważ samochody elektryczne będą ładowane głównie w domu lub w bazie firmy (niewielkimi mocami) zwykle zakłada się, że do pełni szczęści brakuje jedynie szybkiego ładowania – w kilkadziesiąt minut, gdy od czasu do czasu będzie potrzebny większy zasięg w ciągu jednego dnia lub konieczna dłuższa podróż. Oznacza to, że publicznie dostępne terminale wolnego ładowania (prądu przemiennego) generalnie nie są zbyt atrakcyjną propozycją (charakteryzują się niewielką użytecznością) i mimo, że będą początkowo w pełni obciążane ładowarkami pokładowymi o nawet małych mocach, z biegiem czasu (i wzrostem wielkości stosowanych pakietów akumulatorów) staną się jeszcze mniej potrzebne.

Z drugiej strony, aby w pełni wykorzystać potencjał terminali prądu przemiennego o większych mocach, wymagane jest posiadanie pokładowej ładowarki o odpowiednio wysokiej mocy – w przeciwnym razie punkty te będą w znacznej mierze niedociążone.

Ładowarka NLG6 firmy Brusa Elektronik Ładowarka NLG6 firmy Brusa Elektronik

Opcjonalna ładowarka trójfazowa o mocy 22 kW w przypadku elektrycznego smarta kosztuje 11,6 tys. zł (wcześniejszy wpis). Skraca ona czas uzupełniania energii z około siedmiu godzin do jednej godziny. Gdyby zamiast tego auto było wyposażone w port szybkiego ładowania (CHAdeMO lub w przyszłości w Combo 2), a koszt jednego szybkiego doładowania zewnętrzną szybką ładowarką o mocy 50 kW wynosił 25 zł (stosunkowo realistyczny), kwota 11,6 tys. zł starczyłaby na 464 użycia (nie uwzględniając możliwości zainwestowania kwoty w celu jej powiększenia). 500 użyć to w przeliczeniu nawet 10 lat korzystania z zewnętrznych szybkich ładowarek raz w tygodniu! Poza tym, zakupując ładowarkę pokładową o mocy 22 kW, prędzej czy później także będzie trzeba płacić za doładowania (dalsza analiza wykaże, jakie musiałyby to być kwoty, aby operatorzy terminali mogli zarabiać), co dodatkowo dewastuje ekonomikę takiego rozwiązania.
Warto również zauważyć, że moc 22 kW to wciąż tylko ładowanie przyspieszone, a dysponując portem szybkiego ładowania CHAdeMO (lub w przyszłości Combo 2) będzie można ładować się mocą 50 kW i więcej, co skraca czas ładowania do 80% pojemności do około 30 minut.

Combined Charging System (rozszerzenie IEC 62196-2 Typ 2) nazywane także Combo 2 Combined Charging System (rozszerzenie IEC 62196-2 Typ 2 nazywane także Combo 2)
IEC 62196-2 Typ 2 combo (po lewej) i SAE J1772 combo (po prawej) IEC 62196-2 Typ 2 combo (po lewej) i SAE J1772 combo (po prawej)
wtyczka CHAdeMO w samochodzie Mazda Demio EV wtyczka CHAdeMO w samochodzie Mazda Demio EV
Renault Zoe Renault Zoe

Jeżeli optymistycznie założymy, że pokładowa ładowarka o mocy rzędu 43 kW w Renault Zoe kosztuj „tylko” 15 tys. zł (producent nie ujawnia ile) okaże się, że przy cenie 25 zł za użycie zewnętrznej ładowarki o mocy 50 kW, moglibyśmy z niej skorzystać 600 razy (i mamy tańsze auto, lżejsze auto, więcej przestrzeni bagażowej, mniejszą stratę w razie uszkodzenia w wypadku i nieco krótszy czas ładowania mocą 50 kW lub wyższą). Tymczasem dostęp do terminali o mocy 43 kW, z uwagi na wysoką wymaganą moc przyłącza i częste niedociążenie, również może być kosztowny.

Liczba użyć zewnętrznej szybkiej ładowarki za równowartość zakupu pokładowej ładowarki o dużej mocy (bez uwzględniania możliwości inwestycji zaoszczędzonej kwoty)
Średni koszt Koszt pokładowej ładowarki
jednego użycia [zł] 5 tys. zł 10 tys. zł 15 tys. zł 20 tys. zł
10 500 1000 1500 2000
15 333 667 1000 1333
20 250 500 750 1000
25 200 400 600 800
30 167 333 500 667
35 142 286 429 571
40 125 250 375 500
45 111 222 333 444
50 100 200 300 400
Tabela 1: Liczba użyć zewnętrznej szybkiej ładowarki za równowartość zakupu pokładowej ładowarki o dużej mocy (bez uwzględniania możliwości inwestycji zaoszczędzonej kwoty)


Już w tym miejscu należy postawić pytanie o generalny sens budowy jakichkolwiek terminali prądu przemiennego – zarówno do wolnego ładowania jak i do szybkiego ładowania. Znacznie lepszym rozwiązaniem wydaje się stosowanie niewielkich ładowarek pokładowych (zazwyczaj o mocy kilku kW) do ładowania w domu/firmie i budowa sieci szybkich ładowarek (zazwyczaj o mocy kilkudziesięciu kW), które mogą służyć wielu osobom przez długi czas nawet 20-tu lat i charakteryzują się mniejszym prawdopodobieństwem zniszczenia w wypadku.

Dobitnie potwierdza to porównanie całkowitych kosztów ponoszonych przez użytkowników w przypadku budowy sieci szybkich ładowarek lub alternatywnie sieci terminali prądu przemiennego oraz wyposażenia w ładowarki pokładowe dziesiątek tysięcy samochodów elektrycznych. Koszt pokładowych ładowarek o dużych mocach dla 100 tys. pojazdów jest sam w sobie wielokrotnie większy od kosztu budowy ogólnokrajowej sieci szybkich ładowarek prądu stałego (zewnętrznych), a dodatkowo konieczna jest budowa sieci terminali prądu przemiennego, ograniczona jest możliwość szybkiego ładowania dla aut z ładowarkami pokładowymi o małych mocach oraz i tak trzeba ponosić koszt ładowania na podobnym poziomie jak w przypadku zewnętrznych ładowarek (z uwagi na wysokie moce przyłącza).

Koszt budowy sieci szybkich ładowarek (stacjonarnych)
Całkowity koszt instalacji szybkiej ładowarki o mocy 50 kW [zł] 80 tys. zł 100 tys. zł 120 tys. zł
Koszt 1000 sztuk [zł] 80 mln zł 100 mln zł 120 mln zł
Koszt 10 tys. sztuk [zł] 800 mln zł 1 mld zł 1,2 mld zł
Tabela 2: Koszt budowy sieci szybkich ładowarek (stacjonarnych)
* - 1000 punktów potencjalnie może obsługiwać od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy pojazdów (przy założeniu 1-2 ładowań miesięcznie), natomiast 10 tys. urządzeń mogłoby potencjalnie wystarczyć dla kilku milionów samochodów w Polsce.


Koszt budowy sieci terminali prądu przemiennego
Całkowity koszt instalacji terminalu prądu przemiennego o mocy 43,5 kW [zł] 20 tys. zł 30 tys. zł 40 tys. zł
Koszt 1000 sztuk [zł] 20 mln zł 30 mln zł 40 mln zł
Koszt 10 tys. sztuk [zł] 200 mln zł 300 mln zł 400 mln zł
Tabela 3: Koszt budowy sieci terminali prądu przemiennego
* - W tym wariancie każdy samochód do szybkiego ładowania potrzebuje pokładowej ładowarki o mocy 43 kW (w przeciwnym razie terminal nie będzie spełniał swojej funkcji pracując jedynie z częściowym obciążeniem).


Całkowity koszt wyposażenia aut w pokładowe ładowarki o dużych mocach
Liczba aut Średni koszt jednostkowy pokładowej ładowarki
[-] 5 tys. zł 10 tys. zł 15 tys. zł 20 tys. zł
10 tys. 50 mln zł 100 mln zł 150 mln zł 200 mln zł
50 tys. 250 mln zł 500 mln zł 750 mln zł 1 mld zł
100 tys. 500 mln zł 1 mld zł 1,5 mld zł 2 mld zł
200 tys. 1 mld zł 2 mld zł 3 mld zł 4 mld zł
1 mln 5 mld zł 10 mld zł 15 mld zł 20 mld zł
5 mln 25 mld zł 50 mld zł 75 mld zł 100 mld zł
Tabela 4: Całkowity koszt wyposażenia aut w pokładowe ładowarki o dużych mocach


Przy milionie samochodów elektrycznych wyposażonych w pokładowe ładowarki o mocach 43,5 kW, nawet przy koszcie 10 tys. zł za sztukę (obecnie w takich cenach sprzedawane są wersje na 22 kW), otrzymujemy gigantyczną kwotę 50 mld zł! Alternatywnie za około 1 mld zł jesteśmy w stanie już przy aktualnych cenach uruchomić sieć 10 tys. szybkich ładowarek CHAdeMO o mocy 50 kW, która nie tylko będzie bardzo gęsta jak na warunki Polski, ale także umożliwi szybkie ładowanie kilku milionom samochodów elektrycznych.

Oceniając powyższe zestawienia można dojść jedynie do wniosku, że wariant wyposażania każdego samochodu elektrycznego w ładowarkę pokładową o dużej mocy wydaje się wręcz głupi i prowadzący do ogromnego marnotrawstwa. Tego typu rozwiązanie nie tylko nie powinno być promowane, ale wręcz tępione ze względu na całkowitą irracjonalność. Szybkie ładowanie z terminali prądu przemiennego nie jest uzasadnione ekonomicznie, a zatem auta powinny być wyposażane jedynie w ładowarki o małych mocach i porty (osobne lub zintegrowane) do szybkiego ładowania zewnętrznymi szybkimi ładowarkami.

Wybiegając w nieco dalszą przyszłość nie da się również wykluczyć, że z biegiem czasu nieekonomiczne stanie się także wyposażanie aut w jakiekolwiek ładowarki, co definitywnie przekreśli przyszłość terminali prądu przemiennego. Zamiast pokładowych ładowarek, każdy posiadacz samochodu elektrycznego zainstaluje u siebie w domu lub firmie zewnętrzną ładowarkę o niewielkiej mocy, posiadającą szereg dodatkowych funkcji np. możliwość zasilania instalacji domowej energią zgromadzoną w akumulatorach. Tego typu rozwiązania są już wdrażane (wcześniejszy wpis 1, wcześniejszy wpis 2). Dodatkowym atutem będzie dalsze uproszenie konstrukcji aut i obniżenie ich masy. Poza domem/bazą firmy, użytkownicy będą mogli korzystać z sieci szybkich ładowarek.

Leaf to Home Leaf to Home
Leaf to Home Leaf to Home
Leaf to Home - EV Power Station Leaf to Home - EV Power Station



Analiza opłacalności czegoś, co nie ma sensu?

Po lekturze poprzedniego fragmentu dalsza analiza opłacalności terminali prądu przemiennego wydaje się być pozbawiona większego sensu, jednak warto ją wykonać chociażby po to, aby sprawdzić, jakie musiałyby być ceny usług, aby komercyjnie takie przedsięwzięcie mogło w ogóle funkcjonować.



Typy złącz w terminalach prądu przemiennego

W Europie spotykane są obecnie różne typy złącz terminali prądu przemiennego, co niestety skutecznie utrudnia rozwój rynku pojazdów elektrycznych. W zależności od modelu terminale są wyposażone w:

  1. tradycyjne gniazdo jednofazowe,
  2. jednofazowe złącze IEC 62196-2 Typ 1 (SAE J1772),
  3. trójfazowe złącze IEC 62196-2 Typ 2 (VDE-AR-E 2623-2-2),
  4. trójfazowe złącze IEC 62196-2 Typ 3.


Ponieważ europejskim standardem najprawdopodobniej stanie się Typ 2, silnie wspierany przez przemysł niemiecki i w przyszłości rozszerzony o część do szybkiego ładowania prądem stałym, wydaje się on najlepszym wyborem w przypadku inwestycji w ogólnodostępny terminal prądu przemiennego w Polsce. Typ 1 został zaprojektowany z myślą o regionach, gdzie powszechne są instalacje jednofazowe (USA, Japonia), a Typ 3 (bliźniaczy w stosunku do Typu 2) jest używany głównie we Francji. Z kolei tradycyjne gniazdka jednofazowe są stosowane jedynie tymczasowo.

W dalszej części analizy pod uwagę zostaną wzięte jedynie terminale prądu przemiennego ze złączem Typ 2.

Honda Fit EV 2013 port IEC 62196-2 Typ 1 (SAE J1772) w samochodzie Honda Fit EV 2013
wtyczka i port ładowania IEC 62196-2 Typ 2 (VDE-AR-E 2623-2-2) w samochodzie Mercedes-Benz Klasa A E-CELL wtyczka i port ładowania IEC 62196-2 Typ 2 (VDE-AR-E 2623-2-2) w samochodzie Mercedes-Benz Klasa A E-CELL
Terminal ładowania Schneider Electric EVlink Terminal ładowania Schneider Electric EVlink z portem IEC 62196-2 Typ 3



Terminale ładowania ze złączem IEC 62196-2 Typ 2

Aktualnie w Europie działają tysiące terminali ładowania ze złączem IEC 62196-2 Typ 2, w tym kilkadziesiąt w Polsce.

Terminal ładowania firmy RWE Terminal ładowania firmy RWE

Terminale ze złączem IEC 62196-2 Typ 2 są oferowane w sprzedaży przez praktycznie wszystkie firmy z branży. Niestety brak wczesnego porozumienia odnośnie przyjęcia jednego standardu doprowadził do wprowadzenia na rynek aut z różnymi portami ładowania (początkowo głównie Typ 1 i coraz częściej Typ 2). W konsekwencji, aby nie wykluczyć którejś grupy użytkowników z możliwości ładowania, większość terminali ogólnodostępnych ze złączem Typ 2 nie posiada dołączonego na stałe kabla z wtyczką Typ 2, lecz port Typ 2. Taki zabieg pozwala podłączyć do terminalu Typ 2, poprzez odpowiednią przejściówkę, pojazdy wyposażone w różne typy portów. Z drugiej jednak strony jest to niepraktyczne i niewygodne, ponieważ każdy użytkownik musi wozić ze sobą i za każdym razem wyciągać własny kabel do ładowania z terminali Typ 2 (zakończony z jednej strony wtyczką Typ 2 do terminalu, a z drugiej wtyczką pasującą do portu w posiadanym aucie – Typ 1 lub Typ 2).

Terminale ładowania Coulomb Technologies Terminale ładowania Coulomb Technologies

W USA dołączony do terminalu kabel z wtyczką Typ 1 jest rzeczą powszechną. Wyjątek stanowią jedynie samochody Tesla Motors, które posiadają własny typ portu ładowania i wtyczki (oraz dedykowane terminale z dołączonym kablem), ale nawet auta Tesli mogą korzystać z terminali Typ 1, jeśli zostanie zastosowany kompaktowy adapter zakładany na wtyczkę Typ 1.

Wbrew pozorom jest to istotny problem, ponieważ zakup terminalu z dołączonym kablem Typ 2 wykluczy z możliwości ładowania posiadaczy aut z portem ładowania Typ 1. Z kolei zakup terminalu posiadającego wejście Typ 2 (bez dołączonego kabla) spowoduje, że teoretycznie z terminalu będą co prawda mogli korzystać wszyscy, ale tylko gdy posiadają odpowiednie dla swojego auta kable/przejściówki, które muszą wozić w bagażniku i za każdym razem wyciągać.
Ponieważ producenci aut zazwyczaj w standardzie dodają do auta elektrycznego tylko jeden kabel/przejściówkę (zwykle do podłączenia do tradycyjnego gniazdka elektrycznego) – drugi kabel (do podłączenia z terminalem Typ 2) użytkownicy muszą dokupić, a z uwagi na zaporowe ceny rzędu 2 tys. zł nie są do tego zbyt skorzy. Oznacza to, że i tak, i tak z naszego punktu ładowania nie będą mogli skorzystać wszyscy posiadacze aktualnie sprzedawanych samochodów elektrycznych.

Wymagany kabel/przejściówka do podłączenia samochodu elektrycznego do ładowania
Auto Po stronie terminalu
Tradycyjne
gniazdko
Port
Typ 2
Kabel z wtyczką
Typ 2
Kabel z wtyczką
Typ 1
port
Typ 1
konieczny kabel z wtyczką Typ 1 do portu w aucie i wtyczką do tradycyjnego gniazdka konieczna przejściówka z wtyczką Typ 1 do portu w aucie i wtyczką Typ 2 do terminalu brak możliwości ładowania możliwość ładowania bez dodatkowych kabli/przejściówek
port
Typ 2
konieczny kabel z wtyczką Typ 2 do portu w aucie i wtyczką do tradycyjnego gniazdka konieczny kabel zakończony dwoma wtyczkami Typ 2 możliwość ładowania bez dodatkowych kabli/przejściówek brak możliwości ładowania
Tabela 5: Wymagany kabel/przejściówka do podłączenia samochodu elektrycznego do ładowania


Powyższe zestawienie nie uwzględnia aut Tesli, wyposażonych w port Tesla Charge Port, ponieważ ich niewielka liczba i wysokie zasięgi sugerują, że nie będą one częstymi gośćmi naszego terminalu.

Z kolei pojazdy elektryczne wyposażone we wtyczkę do tradycyjnego gniazdka jak np. Renault Twizy i elektryczne skutery, z terminalu Typ 2 nie skorzystają w żadnym z przypadków (no chyba, że na rynku pojawią się tanie przejściówki/adaptery także dla nich).

przejściówka IEC 62196-2 Type 1 na Type 2 dołączana z Renault Fluence Z.E. przejściówka IEC 62196-2 Type 1 na Type 2 dołączana z Renault Fluence Z.E.

Stąd też zresztą tymczasowo niektóre terminale prądu przemiennego są wyposażone w tradycyjne gniazdka elektryczne. Nie rozwiązuje to jednak problemu w całości, ponieważ po pierwsze kable do ładowania z tradycyjnego gniazdka posiadają zwykle fabryczne ograniczenie mocy do około 2 kW (i zazwyczaj wolne ładowanie staje się bardzo wolne). Po drugie niektórzy producenci – jak np. Renault – w standardzie dodają przejściówki Typ 1 na Typ 2 (kabel do ładowania z tradycyjnego gniazdka jest kosztownym wyposażeniem dodatkowym), a więc sytuacja jest patowa.

Terminale z trójfazowym złączem Typ 2 potencjalnie mogą charakteryzować się mocą nawet 43,5 kW (teoretycznie w przypadku terminali powinniśmy mówić o mocy pozornej wyrażonej w kVA, ale z uwagi na wysokie współczynniki mocy ładowarek można dla uproszczenia posługiwać się mocą czynną wyrażaną w kW). Jednostki do wolnego ładowania mają moc 3,7 kW (aktywna jedna faza) lub 11 kW. Moc 22 kW można już uznać za ładowanie przyspieszone (w około godzinę), a 43 kW za ładowanie szybkie (w około 30 minut).

Typowe poziomy mocy terminali prądu przemiennego
Moc Charakterystyka ładowanie
3,7 kW (16 A, 230 V) wolne
11 kW (3x 16 A, 230 V) wolne
22 kW (3x 32 A, 230 V) przyspieszone
43,5 kW (3x 63 A, 230 V) szybkie
Tabela 6: Typowe poziomy mocy terminali prądu przemiennego


W zależności od wersji, oferowane terminale posiadają jedno lub dwa wyjścia (rzadziej trzy).

Ceny ogólnodostępnych terminali ładowania prądu przemiennego ze złączem Typ 2 (posiadających dodatkowe funkcje w postaci chociażby autoryzacji użytkowników) są niższe od cen szybkich ładowarek (zewnętrznych), co w żadnym razie nie oznacza niskie. Można orientacyjnie przyjąć, że ceny netto terminali razem z niewymagającą instalacją (bez kosztu doprowadzenia do punktu zasilania) wynoszą obecnie mniej niż 5 tys. zł w przypadku wersji 3,7 kW oraz 5-10 tys. zł w przypadku wersji na 11 kW. Punkt do ładowania przyspieszonego (o mocy 22 kW) to już wydatek rzędu 10-20 tys. zł, a 43 kW ponad 30 tys. zł. Ceny te są w zależności od producenta i wersji (naścienna/wolnostojąca oraz z kablem/bez kabla) mocno zróżnicowane.

Ponadto do zakupu terminalu i usługi instalacji należy dodać koszt doprowadzenia zasilania do danego punktu. Przyłączenie do sieci elektroenergetycznej w zależności od warunków w konkretnej lokalizacji i operatora sieci może być bardzo tanie (wręcz nieistotne), albo bardzo drogie (droższe od samego terminalu). Dlatego przy podejmowaniu decyzji należy wybrać takie miejsce, gdzie koszty są minimalne.

Na chwile obecną niewiadomą pozostaje trwałość terminali. Poprawnie zaprojektowane urządzenia potencjalnie mogą służyć właścicielowi 10-20 lat.



Auta elektryczne zgodne ze standardem IEC 62196-2 Typ 2

Liczba oferowanych modeli aut elektrycznych zgodnych ze standardem IEC 62196-2 Typ 2 jest na razie niewielka, ale przy wsparciu przemysłu niemieckiego i Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów (ACEA) wydaje się, że będzie ich z biegiem czasu coraz więcej. W ostatnim czasie w port Typ 2 został wyposażony francuski samochód Renault Zoe, co jest o tyle znamienne, że wcześniejsze modele Renault Fluence Z.E. i Renault Kangoo Z.E. były oferowane z portem Typ 1. Ponadto firma Renault zawiązała w Polsce współpracę z RWE Polska (wcześniejszy wpis) , a więc będzie wspierała standard Typ 2. Jeśli do koalicji wspierającej Typ 2 dołączy Nissan z nową wersją modelu Leaf, dominacja standardu Typ 2 w Europie stanie się kwestią czasu (w przeciwnym razie problemy z kompatybilnością będą się nawarstwiać).

Renault Kangoo Express Z.E. Renault Kangoo Express Z.E.
Nissan Leaf Nissan Leaf
Mitsubishi i-MiEV Mitsubishi i-MiEV

Jak dotąd na świecie wyprodukowano dziesiątki tysięcy samochodów zgodnych ze standardem złącza Typ 1 i co najwyżej kilka tysięcy aut ze standardem złącza Typ 2. Niemniej jednak z uwagi na powszechność instalacji trójfazowych, Typ 2 jest bardziej odpowiedni dla Europy i z biegiem czasu proporcje w Europie najprawdopodobniej zaczną się odwracać (Typ 1 pozostanie dominujący na rynkach, gdzie powszechne są instalacje jednofazowe).

Renault Zoe Renault Zoe
Mercedes-Benz Vito E-Cell Mercedes-Benz Vito E-Cell
smart fortwo electric drive (trzeciej generacji) smart fortwo electric drive (trzeciej generacji)

Dotychczas przeważająca większość fabrycznie nowych samochodów elektrycznych oferowanych w Polsce posiadała port ładowania Typ 1. Auta te z terminali Typ 2 mogą być ładowana jedynie za pośrednictwem przejściówek (o ile terminal nie posiada dołączonego na stałe kabla z wtyczką Typ 2).

Lista dostępnych w sprzedaży samochodów elektrycznych z podziałem na typ złącza ładowania i zastosowanej ładowarki pokładowej
Samochód Typ złącza Ładowarka pokładowa
Citroën C-Zero Typ 1 jednofazowa o mocy około 3-3,5 kW
Mercedes-Benz Vito E-Cell Typ 2 trójfazowa o mocy kilku kW
Mitsubishi i-MiEV Typ 1 jednofazowa o mocy około 3-3,5 kW
Nissan Leaf Typ 1 jednofazowa o mocy około 3,3 kW
Peugeot iOn Typ 1 jednofazowa o mocy około 3-3,5 kW
Renault Fluence Z.E. Typ 1 jednofazowa o mocy około 3 kW
Renault Kangoo Z.E. Typ 1 jednofazowa o mocy około 3 kW
Renault Kangoo Maxi Z.E. Typ 1 jednofazowa o mocy około 3 kW
Renault Zoe Typ 2 trójfazowa o mocy około 43 kW
smart fortwo electric drive Typ 2 standardowo jednofazowa o mocy około 3 kW / opcjonalnie trójfazowa o mocy około 22 kW
Tabela 7: Lista dostępnych w sprzedaży samochodów elektrycznych z podziałem na typ złącza ładowania i zastosowanej ładowarki pokładowej


Do ładowania z terminalu prądu przemiennego wymagana jest pokładowa ładowarka – jedno- lub trójfazowa. Oprócz kompatybilności złącz, osobnym problemem jest moc ładowarki i moc terminalu – nie muszą być one identyczne, ale należy pamiętać, że moc ładowania będzie ograniczona mocą „słabszego” elementu – ładowarki lub terminalu. Oba urządzenia komunikują się ze sobą ustalając poziom mocy ładowania. Oznacza to, że nic nam nie da terminal o mocy 43,5 kW, jeśli nasze auto będzie mogło z niego pobierać co najwyżej 3-3,5 kW, oraz nic nam nie da moc pokładowej ładowarki 43 kW jeśli napotkany terminal pozwoli nam pobierać jedynie 3,7 kW.

Nie wiemy, w jakie ładowarki będą w przyszłości wyposażane najpopularniejsze modele (standardowo raczej o niewielkich mocach), ani też jak długo potrwa zanim złącza Typ 2 zdominują rynek.

Sprawność pokładowych ładowarek zazwyczaj zawiera się w przedziale między 90-95%, a współczynnik mocy jest bliski jedności. Sprawność terminalu prądu przemiennego w zasadzie można pominąć (blisko 100%).

Pakiety akumulatorów w najczęściej spotykanych autach elektrycznych w Europie gromadzą zazwyczaj od około 16 do około 24 kWh energii. Prawdopodobnie w kolejnych latach w sprzedaży stopniowo zaczną pojawiać się także modele z większymi pakietami np. 30 kWh i więcej.



Czas pracy terminalu i stopień jego obciążenia

Istotnym problemem w analizie opłacalności jest założenie właściwego średniego czasu pracy terminalu i ilości pobranej energii. O ile w przypadku szybkich ładowarek CHAdeMO o mocy 50 kW sprawa była dosyć prosta (zrozumiała jest specyfika szybkiego ładowania, praktycznie wszystkie modele mogą wykorzystać pełną moc ładowarki przynajmniej na początkowym etapie ładowania, a rozbieżności w czasie ładowania nie są zbyt wysokie), o tyle w przypadku terminali prądu przemiennego sprawa jest bardziej skomplikowana.

Przede wszystkim z terminali będą korzystały pojazdy elektryczne (i hybrydowe typu plug-in) wyposażone w ładowarki o bardzo różnych mocach. Oznacza to, że niekiedy nasz punkt ładowania będzie obciążony jedynie w niewielkim stopniu (np. ładowanie mocą 3 kW z terminalu o mocy 22 kW). Generalnie można przyjąć, że terminale o mocy 22 i 43,5 kW będą notorycznie niedociążone. Dodatkowo warto zauważyć, że użytkownicy posiadający samochód z pokładową ładowarką o dużej mocy rzędu 22 lub 43 kW będą preferowali ładowanie z terminali o równie wysokiej mocy.

Szacunkowy stopień wykorzystania terminali ładowania w zależności od mocy pokładowej ładowarki
Moc ładowarki pokładowej Moc terminalu
3,7 kW 11 kW 22 kW 43,5 kW
3,5 kW 95% 32% 16% 8%
11 kW 100% 100% 50% 25%
22 kW 100% 100% 100% 50%
43 kW 100% 100% 100% 100%
Tabela 8: Szacunkowy stopień wykorzystania terminali ładowania w zależności od mocy pokładowej ładowarki


W tym miejscu warto odnieść się do danych publikowanych co pewien czas przez amerykańską firmę Coulomb Technologies, będącą jednym z liderów zarówno wśród producentów terminali jak i operatorów sieci terminali (wcześniejszy wpis). Wynika z nich, że średnie zużycie energii elektrycznej dla terminali prądu przemiennego (będących trzonem sieci ChargePoint) od dłuższego czasu wynosi w przeliczeniu na jedną sesję około 6 kWh – to bardzo niewiele. Co gorsze, porównując liczbę sesji z liczbą terminali na podstawie danych z różnych lat okazuje, że jeden terminal jest średnio używany raz na 2-3 dni. To bardzo słaby stopień wykorzystania infrastruktury (średnio zaledwie kilka procent czasu pracy – z obciążeniem na pół gwizdka). Oczywiście mogą pojawić się pojedyncze przykłady często używanych punktów ładowania, jednak taki poziom wykorzystania terminali czyni je mało lub całkowicie nierentownymi. Na domiar złego tak słaby wynik na rynku amerykańskim jest osiągany mimo, że nie ma tam takich jak w Europie problemów z typem złącza, terminalami z i bez kabla ładowania oraz mimo, że znaczna część urządzeń pozwala obecnie na darmowe ładowanie.

Z analizy danych [1-3] wynika, że konkurencyjna sieć terminali Ecotality Blink radzi sobie jeszcze gorzej – słabszy stopień wykorzystania i niepokojąco długie okresy stanów awaryjnych.

Biorąc pod uwagę powyższe czynniki nie należy zakładać zbyt optymistycznych scenariuszy, w których do naszych punktów ładowania w Polsce będą ustawiały się kolejki chętnych. Czas pracy oraz stopień obciążenia będą najprawdopodobniej niewielkie.

Ponieważ dla punktów ładowania zazwyczaj rezerwuje się jedno lub dwa miejsca parkingowe – także one będą przez większość czasu niewykorzystywane, co jest niekiedy wymierną stratą (miejsce parkingowe w centrum miasta lub przy sklepie jest cenne i może zarabiać bez terminalu ładowania).

Dodatkowo terminale prądu przemiennego mają zazwyczaj moce znacznie niższe od obecnych szybkich ładowarek CHAdeMO (i przyszłych szybkich ładowarek Combo 2), a zatem dłuższy czas ładowania będzie bardziej ograniczał liczbę osób mogących skorzystać z punktu ładowania w danym dniu. Czas braku obciążenia związany z parkowaniem, autoryzacją użytkownika, podłączaniem, rozłączaniem odgrywa w tym przypadku mniejszą rolę.

Uproszczona (liniowa) relacja między mocą ładowania, a czasem ładowania
Ilość pobranej energii Moc ładowania
3,7 kW 11 kW 22 kW 43 kW
4 kWh (około 20 km zasięgu) 65 min 22 min 11 min 6 min
10 kWh (około 50 km zasięgu) 171 min 55 min 27 min 14 min
20 kWh (około 100 km zasięgu) 343 min 109 min 55 min 28 min
Tabela 9: Uproszczona (liniowa) relacja między mocą ładowania, a czasem ładowania


Obciążenie terminali o większych mocach dodatkowo zależy w dużym stopniu od typu zastosowanych akumulatorów i wielkości pakietu. Nawet dysponując terminalem i ładowarką o mocy 43 kW ładowanie może przebiegać wolniej, z uwagi na charakterystykę akumulatorów (przy danym stanie naładowania, temperaturze itd.).



Modele biznesowe

W przypadku sieci terminali prądu przemiennego, tak jak w przypadku szybkich ładowarek, dostępna jest cała gama sposobów pobierania opłat za ładowanie, np.:

  1. Stała opłata za jedno użycie – najprostszy sposób, w którym użytkownik płaci zawsze tyle samo niezależnie od ilości pobranej energii.
  2. Opłata proporcjonalna do zużycia energii elektrycznej (analogicznie jak na stacji benzynowej w przypadku paliwa).
  3. Miesięczny abonament pozwalający na dowolne (lub ograniczone) użycie.
  4. Niewielki miesięczny abonament pozwalający na dowolne użycie oraz dodatkowa opłata proporcjonalna do ilości pobranej energii.


W Polsce sprzedaż energii do ładowania samochodów elektrycznych na początkowym etapie może być kłopotliwa, ponieważ najprawdopodobniej będzie wymagała uzyskania koncesji. Należy mieć nadzieję, że w przyszłości operatorzy punktów ładowania pojazdów elektrycznych sprzedający energię elektryczną będą traktowani jako odbiorcy końcowi, a nie tak jak firmy zajmujące się dystrybucją energii elektrycznej. Do tego potrzebna jest jednak zmiana prawa. Na razie małym firmom pozostaje, co najwyżej pobierać opłaty za czas parkowania, a energię elektryczną dodawać gratis.

Podstawowym problemem przy sprzedaży energii elektrycznej do ładowania aut elektrycznych jest jej stosunkowo niewielka wartość. W przypadku stacji benzynowych, kierowcy tankują paliwo zwykle za kwoty rządu 50-250 zł, dzięki czemu wliczony w cenę koszt obsługi jest niewielką częścią rachunku. W przypadku ładowania aut elektrycznych, uzupełniona energia elektryczna będzie warta niewiele (zwykle kilka złotych), a ponadto sam proces trwa wielokrotnie dłużej. Wobec tego właściciel terminalu, chcący w rozsądnym czasie odzyskać zainwestowane pieniądze, będzie zmuszony (podobnie jak w przypadku szybkich ładowarek) sprzedawać energię nawet kilkukrotnie drożej.

Należy w tym miejscu od razu zwrócić uwagę, że ze względu na większy niż w przypadku ładowania domowego koszt, użytkownicy samochodów elektrycznych będą korzystali z terminali dostępnych publicznie jak najrzadziej – jedynie wtedy, gdy stanie się to niezbędne (dłuższa podróż, obawa o niewystarczający zasięg). Unikanie ładowania (w przypadku mocy rzędu 22 i 43 kW) może w mniejszym stopniu wynikać także z chęci nie narażania akumulatorów na przedwczesne zużycie.

Operatorzy, chcący zwiększyć rentowność ładowarek mogą być w takiej sytuacji skłonni do oferowania możliwości ładowania w ramach miesięcznego abonamentu.

Dodatkowe przychody z instalacji terminalu, operator może uzyskać z większych obrotów w pobliskim obiekcie np. markecie lub w niewielkim stopniu z reklam na urządzeniu. Potencjalnie budowa infrastruktury może także przynieść korzyści w postaci rabatu na zakup samochodów producenta, który sprzedaje auta elektryczne kompatybilne z naszym terminalem.

Obserwując komercyjne sieci ładowania w innych krajach można zauważyć, że dostęp do terminali jest bardzo kosztowny. Amerykańska firma Car Charging Group ustaliła niedawno stawkę za 1 kWh pobranej energii na poziomie 0,49 USD, a więc 3,5-raza wyższą od średniej ceny energii elektrycznej w USA (wcześniejszy wpis). To poziom cen zatrważająco wysoki (możliwy do uzasadnienia w przypadku szybkich ładowarek), a nie posiadanych przez Car Charging Group terminali jednofazowych do wolnego ładowania, zwykle o mocy około 7,7 kW. Przy tak wysokich cenach koszt przejechania 100 km autem elektrycznym byłby porównywalny z kosztem paliwa i nie pozostawiałby miejsca na żadne oszczędności.



Ryzyko

Budowa infrastruktury do ładowania to nowy i dosyć niepewny biznes, w którym nikt nie gwarantuje na tyle szybkiego rozwoju rynku aut elektrycznych, aby przedsięwzięcie stało się opłacalne. Ponadto, nawet jeśli rynek będzie się rozwijał w zadowalającym tempie, niepewne pozostają dalsze losy standardów ładowania i czy sprzedawane auta będą kompatybilne z naszym terminalem. Przystosowanie terminalu do innego standardu lub podwyższenie jego mocy, jeśli po pewnym czasie straci na atrakcyjności, będzie wiązało się z dodatkowymi, bliżej nieokreślonymi kosztami.

Stawiając terminal ładowania prądu przemiennego należy liczyć się także z konkurencją, która nie tylko może zainstalować własne urządzenie i odebrać nam część klientów (bardziej dogodna lokalizacja, niższa cena, większa moc, lepszy model biznesowy, bardziej uniwersalne urządzenie, większa liczba wyjść), ale również z projektami demonstracyjnymi, w ramach których ładowanie jest bezpłatne lub na preferencyjnych warunkach.

Terminal może być w niektórych lokalizacjach narażony na uszkodzenie przez chuliganów lub samochód. Dodatkowo trudno ocenić jak terminal będzie sprawował się w rzeczywistych warunkach oraz czy nie ulegnie po pewnym czasie poważnej awarii.

Osobną kwestią jest potencjalny stopniowy spadek cen nowych terminali, który również nie zachęca do ich pochopnego zakupu.

Powyższe względy wymuszają taką kalkulację stawek za korzystanie z terminalu, aby inwestor miał pewność względnie szybkiego okresu zwrotu – okres 7-8 lat wydaje się absolutnym maksimum w stosunku do ponoszonego ryzyka.



Założenia ogólne

W analizie opłacalności budowy terminali prądu przemiennego ograniczymy się do urządzeń o czterech poziomach mocy 3,7 kW (jednofazowe) oraz 11 kW, 22 kW i 43,5 kW (trójfazowe), zgodnych ze standardem złącza Typ 2, z których korzystać będą głównie kierowcy aut osobowych.

Aby przedsięwzięcie miało szansę względnie szybko zacząć przynosić zysk, całkowity koszt zakupu i instalacji terminalu nie może być zbyt wysoki – na pewno poniżej 1000 zł netto za 1 kW gotowego punktu (najlepiej poniżej 500 zł netto za 1 kW).

Do obliczeń przyjęto ceny energii elektrycznej w taryfie całodobowej dla małych firm (ładowanie będzie przebiegało głównie w dzień) na poziomie 0,5 zł/kWh netto w pierwszym roku (terminale o mocach 3,7, 11 i 22 kW) oraz 0,45 zł/kWh (terminal o mocy 43,5 kW). Ponadto zakłada się wzrost cen energii w kolejnych latach w średnim tempie 5% rocznie (nieco szybciej od inflacji).

Dodatkowe koszty stałe związane między innymi z dystrybucją energii elektrycznej (nawet kilka tysięcy złotych rocznie), dzierżawą ziemi i miejsca parkingowego, konserwacją, łącznością i rozliczeniami użytkowników, ubezpieczeniem, reklamą, oraz ewentualną modernizacją urządzenia przyjęto na średnim poziomie 2,5-8 tys. zł netto rocznie. Średnioroczny wzrost kosztów stałych będzie następował w tempie 3%.

W obliczeniach założono średnioważony koszt kapitału na poziomie 10% oraz podatek dochodowy od zysków wynoszący 19%.

Założenia ogólne - inne
Terminale
Moce nominalne [kW] 3,7 11 22 43,5
Plan taryfowy C11 C21
Kosz jednostkowy energii (netto) [zł/kWh] 0,50 0,45
Roczny wzrost cen energii 5%
Roczne koszty stałe (netto) [zł] 2500 3000 3500 8000
Roczny wzrost kosztów stałych 3%
Tabela 10: Założenia ogólne - terminale


Założenia ogólne - inne
Inne
Średnioważony koszt kapitału 10%
Podatek dochodowy od zysków 19%
Tabela 11: Założenia ogólne - inne


Scenariusze bazowe

Średni czas pracy terminali

Zakładane w scenariuszach bazowych średnie czasy pracy terminali są początkowo bardzo niskie i wynoszą jedynie 2%. W przypadku terminalu o mocy 43,5 kW, z racji posiadanego przez niego dołączonego na stałe kabla, przyjęto zaledwie 1%.

W każdym z rozważanych przypadków, z biegiem lat średni czas pracy w ciągu dnia rośnie w zależności od wersji do poziomu 20-30%. Niższe wartości 20 i 25% dotyczą terminali o mniejszych mocach, które będą cieszyły się mniejszym zainteresowaniem (nie oferują możliwości szybkiego uzupełniania energii), a wyższe wartości 30% dotyczą terminali o mocy 22 i 43,5 kW. Generalnie jednak przyjęto, że średni czas pracy punktów ładowania nawet za 10 lat nie będzie przekraczał w ciągu dnia ośmiu godzin.

W krótkiej perspektywie czas pracy będzie niewielki ze względu na niewielką liczbę aut elektrycznych oraz potencjalnie niekompatybilność standardów złącz oraz w przypadku terminali niższych mocy ich małą przydatność. W dłuższej perspektywie wzrost średniego czasu pracy będzie ograniczany przez konkurencję ze strony szybkich ładowarek, rosnące zasięgi pojazdów oraz ceny dostępu do ładowania.

Średnie obciążenie terminali

Przyjęcie założeń odnośnie średnich obciążeń terminali jest znacznie trudniejsze. Aktualnie oferowane na polskim rynku samochody elektryczne posiadają zwykle pokładowe ładowarki o mocy 3-3,5 kW. Można domniemywać, że z biegiem lat moc pokładowych ładowarek będzie stopniowo rosła, jednak z uwagi na większy koszt ładowarek o większych mocach i konkurencję ze strony zewnętrznych ładowarek, najprawdopodobniej nawet za 10 lat znaczna część aut będzie posiadała na pokładzie ładowarki o mocach nieprzekraczających 11 kW.

Zakładany w scenariuszach bazowych udział pokładowych ładowarek o różnych mocach spotykanych w samochodach elektrycznych za 10 lat
Moc pokładowej ładowarki [kW] Udział
3,5 40%
11 30%
22 20%
43 10%
Tabela 12: Zakładany w scenariuszach bazowych udział pokładowych ładowarek o różnych mocach spotykanych w samochodach elektrycznych za 10 lat


Z pewnością terminale o najniższych mocach będą charakteryzowały się wysokim średnim obciążeniem podczas pracy. Stopień wykorzystania terminali o mocach 43,5 kW najprawdopodobniej będzie bardzo niski. Generalnie jednak średnie obciążenie wszystkich punktów ładowania powinno rosnąć. Trudno ocenić na ile statystykę mogą zaniżać pojazdy PHEV

Średni czas pracy i średnie obciążenie podczas pracy terminali o różnych mocach
Rok Średni czas pracy / Średnie obciążenie podczas pracy
Terminal 3,7 kW Terminal 11 kW Terminal 22 kW Terminal 43,5 kW
1 2% / 80% 2% / 30% 2% / 15% 1% / 7%
2 4% / 82% 4% / 34% 4% / 19% 2% / 9%
3 6% / 84% 6% / 38% 6% / 23% 4% / 11%
4 8% / 86% 8% / 43% 9% / 27% 7% / 13%
5 10% / 88% 10% / 48% 12% / 31% 10% / 16%
6 12% / 90% 13% / 53% 15% / 35% 14% / 19%
7 14% / 92% 16% / 58% 18% / 39% 18% / 22%
8 16% / 94% 19% / 63% 22% / 43% 22% / 25%
9 18% / 96% 22% / 68% 26% / 47% 26% / 28%
10 20% / 98% 25% / 73% 30% / 51% 30% / 31%
Tabela 13: Średni czas pracy i średnie obciążenie podczas pracy terminali o różnych mocach


Ceny dostępu

Zazwyczaj niewielka moc terminali prądu przemiennego nie pozwala na pobieranie energii w dużych (hurtowych) ilościach, a zatem można domniemywać, że w przeliczeniu na kWh koszt ładowania nie będzie niski. Z kolei w przypadku terminali o wyższych mocach, niewielki jest stopień ich obciążenia podczas pracy, co nie pomaga poprawić rentowności. Wobec tego w symulacji przyjęto wariant sprzedaży energii elektrycznej w sposób analogiczny do sprzedaży paliw na stacji benzynowej za cenę zawsze trzykrotnie wyższą od ceny detalicznej (wyjątkiem jest terminal o mocy 43,5 kW, dla którego energia będzie sprzedawana czterokrotnie drożej).

Scenariusze optymistyczne

Dodatkowe scenariusze optymistyczne nie zostały przedstawione, ponieważ nawet scenariusze bazowe wydają zanadto optymistyczne (chociażby z uwagi na potencjalnie zaniżone koszty stałe i/lub zawyżone średnie obciążenia podczas pracy).



Wyniki symulacji

Terminal o mocy 3,7 kW – scenariusz bazowy

W przypadku terminali jednofazowych o mocy 3,7 kW można w zasadzie zapomnieć o instalacjach komercyjnych, ponieważ będą to punkty całkowicie nierentowne. Niewielka moc nie pomoże osobom potrzebującym szybkiego doładowania, a wolne ładowanie przy trzykrotnie wyższej cenie pobranej energii od cen detalicznych będzie raczej odstraszać. Największym problemem w przypadku terminali o tak niskich mocach są koszty stałe, które pożerają niewielkie przychody ze sprzedaży energii.

Opłacalność instalacji terminalu prądu przemiennego o mocy 3,7 kW

Terminal o mocy 11 kW – scenariusz bazowy

Terminale trójfazowe o mocy 11 kW w symulacji osiągnęły lepszą rentownością niż 3,7 kW, ale nadal nie można rozważać ich w kategorii szybkiego ładowania. Oznacza to, że w rzeczywistych warunkach przy trzykrotnie wyższej cenie energii może nie być tylu chętnych do ładowania, co w scenariuszu bazowym. Obniżenie cen za pobraną energię do „tylko” 2-2,5x wyższych niż detaliczne ceny energii uczyni punkty ładowania również kompletnie nierentownymi.

Opłacalność instalacji terminalu prądu przemiennego o mocy 11 kW

Terminal o mocy 22 kW – scenariusz bazowy

Terminale prądu przemiennego o mocach 22 kW oferują możliwość przyspieszonego ładowania (zwiększenie zasięgu o około 100 km w ciągu godziny), co z jednej strony może już przyciągnąć użytkowników potrzebujących w miarę szybkiego uzupełnienia energii, a z drugiej strony częściowo uzasadni trzykrotnie wyższą cenę energii elektrycznej. Trudno jednak powiedzieć, czy nabywcy pojazdów elektrycznych będą chcieli dopłacić do aut z pokładowymi ładowarkami o tak wysokiej mocy, wiedząc że i tak będą musieli płacić za doładowanie mniej więcej tyle ile gdyby korzystali z zewnętrznych szybkich ładowarek i to o co najmniej dwukrotnie większej mocy?
Tak, czy inaczej przy obecnych cenach terminali zwrot z inwestycji nie nastąpi wcześniej niż za 7-8 lat, co jest wynikiem gorszym od szybkich ładowarek o mocy 50 kW, mimo że w symulacji założono ponad trzykrotnie niższe koszty stałe.

Opłacalność instalacji terminalu prądu przemiennego o mocy 22 kW

Terminal o mocy 43,5 kW – scenariusz bazowy

Terminale o mocy 43,5 kW z uwagi na notoryczne niedociążenie i bardzo wysokie koszty stałe (prawie na tym samym poziomie co w przypadku szybkich ładowarek o mocy 50 kW) są równie nierentowne jak terminale wolnego ładowania. Okres zwrotu pozostaje bardzo długi mimo czterokrotnie wyższych cen sprzedawanej energii elektrycznej (1,8 zł netto/kWh w pierwszym roku).
Okres zwrotu można potencjalnie nieco skrócić ograniczając moc terminalu poniżej 40 kW i pozostając w taryfie C11, niemniej jednak i tak najprawdopodobniej nie uda się nawet zbliżyć do wyniku uzyskiwanego przez szybkie ładowarki o mocy 50 kW, co po raz kolejny podważa sensowność budowy takich punktów (wymagających instalacji w pojazdach ładowarek o bardzo dużych mocach).

Opłacalność instalacji terminalu prądu przemiennego o mocy 43,5 kW



Podsumowanie

Niniejszy artykuł nie ma na celu dokładnego wyliczenia opłacalności instalacji ogólnodostępnego terminalu prądu przemiennego, gdyż tą każdy inwestor musi dla danych warunków określić samodzielnie. Chodzi jedynie o ogólne oszacowanie rentowności i spodziewanego poziomu cen ładowania, przy którym tego typu biznes może stać się atrakcyjny dla inwestorów, bo tylko wtedy będą oni skłonni wyłożyć pieniądze na takie przedsięwzięcie. Jeśli inwestor nie będzie mógł zarabiać, nie zainstaluje sieci terminali dla idei.

Budowa terminali ładowania jest obarczona dużym ryzykiem, co wymusza taką kalkulację cen, aby urządzenia zwróciły się dosyć szybko – najlepiej w ciągu 5-6 lat (nawet jeśli będą sprawne znacznie dłużej). W zakładanych scenariuszach bazowych żaden z terminali nie oferuje tak krótkich okresów zwrotu (nawet dla poziomów cen o połowę niższych niż aktualne). Wobec powyższego i istnienia projektów demonstracyjnych, w ramach których ładowanie jest bezpłatne, mało kto zaryzykuje budowę komercyjnej sieci terminali prądu przemiennego.

Dodatkowo, aby uzyskać sensowne okresy zwrotu konieczne jest sprzedawanie energii przynajmniej 3-4x drożej niż jest ona kupowana od dystrybutora, co zniechęci do korzystania z punktów ładowania (szczególnie tych o niższych mocach).

Osobną kwestią jest to, że nawet powstanie ogólnodostępnej sieci terminali prądu przemiennego o mocach 22 i 43,5 kW w żaden sposób nie rozwiązuje problemu, a jedynie dodaje kolejny wymiar niekompatybilności. Do pełnego wykorzystania takich punktów potrzebne są kosztowne ładowarki pokładowe o odpowiednio wysokich mocach. Nabywcy aut elektrycznych raczej nie będą chcieli za nie dopłacać, wiedząc że za ich równowartość mogą przez wiele lat korzystać z szybkich ładowarek (o większych mocach 50-100 kW) lub nie korzystać i zaoszczędzić (pozostawiając sobie w zanadrzu możliwość szybkiego ładowania poprzez port CHAdeMO lub przyszły Combo 2).

Stacjonarne szybkie ładowarki oferują ogromną elastyczność, podczas gdy terminale prądu przemiennego w dłuższej perspektywie doprowadzą do gigantycznego marnotrawstwa pieniędzy. Z różnych powodów nie warto inwestować w budowę infrastruktury prądu przemiennego, ani pokładowe ładowarki o wysokich mocach. Docelowym rozwiązaniem są szybkie ładowarki prądu stałego, oferujące wyższą rentowność i niższe koszty dla użytkowników w dłuższej perspektywie.

Tesla Motors Supercharger Tesla Motors Supercharger

Warto w tym miejscu zauważyć, że podobny pogląd na tę sprawę ma amerykańska firma Tesla Motors, która duże i luksusowe samochody elektryczne Model S wyposaża w ładowarki pokładowe o mocy około 10 kW lub 20 kW, mimo że mają one pakiety akumulatorów gromadzące aż 60 i 85 kWh energii. W przypadku konieczności szybkiego uzupełniania energii klienci Tesli będą korzystali ze znacznie mocniejszych szybkich ładowarek o mocach 90 kW (w przyszłości nawet 120 kW). Trzeba przyznać, że szczególnie dziwacznie wygląda w tej sytuacji polityka firmy Renault, która do modelu Zoe dodaje w standardzie ładowarki trójfazowe o mocy 43 kW (bez portu dla zewnętrznej ładowarki). Powstaje zatem pytanie o ile Zoe mogłoby być tańsze dysponując ładowarką o mocy np. 5 kW i portem do szybkiego ładowania (skoro Tesla za zwiększenie mocy z 10 kW do 20 kW nalicza około 5 tys. zł [4], a smart z około 3 kW do 22 kW 11,6 tys. zł)? O ile zwiększyłaby się sprzedaż Zoe, gdyby cena auta (oferowanego bez akumulatorów) spadła o 10-20%?

Demonstracyjna szybka ładowarka firmy Efacec z wyjściami CHAdeMO i Combined Charging System (rozszerzenie IEC 62196-2 Typ 2) Demonstracyjna szybka ładowarka firmy Efacec z wyjściami CHAdeMO i Combined Charging System (rozszerzenie IEC 62196-2 Typ 2)

Podsumowując należy stwierdzić, że biznes polegający na budowie ogólnodostępnej infrastruktury ładowania w przypadku terminali prądu przemiennego nie wygląda zachęcająco. Mimo dużego ryzyka inwestycji, możliwości zarabiania wydają się mgliste zarówno dla terminali wolnego ładowania jak i szybkiego ładowania. Także okres zwrotu terminali o mocy około 22 kW raczej nie będzie krótszy niż w przypadku szybkich ładowarek. Z drugiej strony wariant wyposażania każdego samochodu elektrycznego w ładowarkę pokładową o dużej mocy to ekonomiczny absurd.

Zdecydowanie lepiej (chociaż początkowo również nie będzie to łatwy biznes) prezentują się zewnętrzne szybkie ładowarki, których zalety i przewagi konkurencyjne będą rosły z każdym kolejnym rokiem. Ponadto są one oferowane w wersjach o różnych mocach (od kilku do kilkudziesięciu kW, a docelowo nawet rzędu 100 kW) i mogą być bez istotnego zwiększenia ceny wyposażone w dwa wyjścia (CHAdeMO i Combo 2) stając się kompatybilnymi ze wszystkimi przyszłymi samochodami elektrycznymi. Innymi słowy zewnętrzne szybkie ładowarki są tym co jest potrzebne i tym co jako pierwsze ma szansę osiągnąć akceptowalny okres zwrotu.

Komentarze (0)

Możliwość dodawania komentarzy jest dostępna jedynie dla zarejestrowanych użytkowników.